CN113234446A - 一种生物质盐碱地土壤改良剂 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种生物质盐碱地土壤改良剂，属于农业技术领域。土壤改良剂由包括如下步骤制备而得：(1)将秸秆粉碎后，利用尿素或牛粪调整碳氮比至25:1～35:1，施入腐熟菌剂，调节水分含量为55～65％，好氧堆肥腐熟，晾晒制干，得腐熟秸秆；(2)向腐熟秸秆中添加耐盐碱菌剂、γ‑聚谷氨酸溶液、γ‑聚谷氨酸水凝胶、柠檬酸，混匀，造粒，得生物质盐碱地土壤改良剂。本发明提出的生物质盐碱地土壤改良剂主要用于土壤改良，具有绿色、可降解和与土壤环境友好的特点。

Description

一种生物质盐碱地土壤改良剂

技术领域

本发明属于农业技术领域，尤其涉及一种生物质盐碱地土壤改良剂。

背景技术

盐碱地是在干旱和半干旱地区，底层土和地下水中所含的盐分，由于地面蒸发作用，随着土壤毛细管作用使所含盐分的水上升到地表层，水分蒸发后，使盐分留在土壤表层，聚积而形成。盐碱地地表土壤多干燥，呈白色，甚至形成盐结皮，板结龟裂，矿化度高，腐蚀性强，可破坏植物细胞组织，阻碍植物生长，高盐碱度土壤甚至可直接使植物根系腐烂导致植株死亡。土壤盐碱化问题是目前全球最严重的环境问题之一，在人口不断增长，耕地逐渐减少的情况下，改良利用盐碱地对于我国内陆干旱农业灌区农村经济持续健康发展、国土治理、生态环境保护等具有重要意义。

目前主要采用化学改良剂(石膏等)、工业废弃物(脱硫渣)结合水利措施改良盐碱地土壤，具有立竿见影的效果，但是存在引入化学物质难以降解及对土壤影响的一些不确定因素存在。

发明内容

本发明提出一种生物质盐碱地土壤改良剂，将地衣芽孢杆菌用于制备耐盐碱菌剂，然后再将耐盐碱菌剂用于制备生物质盐碱地土壤改良剂。以大量的废弃农作物秸秆为主料，添加耐盐碱的微生物菌剂和可降解的生物大分子材料γ-聚谷氨酸，开发了一种可降解及与环境友好的生物质盐碱地土壤改良剂。

本发明提出一种生物质盐碱地土壤改良剂，由包括如下步骤制备而得：

(1)将秸秆粉碎后，利用尿素或牛粪调整碳氮比至25:1～35:1，施入腐熟菌剂，调节水分含量为55～65％，好氧堆肥腐熟，晾晒制干，得腐熟秸秆；

(2)向腐熟秸秆中添加耐盐碱菌剂、γ-聚谷氨酸溶液、γ-聚谷氨酸水凝胶、柠檬酸，混匀，造粒，得生物质盐碱地土壤改良剂。

进一步地，步骤(1)中，好氧堆肥腐熟的时间为30～40d。

进一步地，步骤(2)中，所述腐熟菌剂为有机肥发酵剂。

进一步地，步骤(2)中，按照如下重量份数添加：600份腐熟秸秆中添加耐盐碱菌剂0.5～15.0份、γ-聚谷氨酸溶液0.5～1.5份、γ-聚谷氨酸水凝胶0.5～15.0份、柠檬酸0.1～0.6份。

进一步地，步骤(2)中，γ-聚谷氨酸溶液的浓度为20～40g/L。

进一步地，所述耐盐碱菌剂由包括如下步骤制备而得：

(1)从保存完好的斜面中分别挑取一环的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、特基拉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和德氏乳杆菌分别接种在液体培养基中单独培养18-30h；其中，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、特基拉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和德氏乳杆菌的质量比为1:1:1:1:1；

(2)将单独培养的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、特基拉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌混合均匀，1-5％(v/v)的接种量接在优化培养基中培养18-30h，得复合芽孢杆菌菌液；

(3)将步骤(2)所得的复合芽孢杆菌菌液与步骤(1)所得德氏乳杆菌菌液以质量比为1:0.5-1:2混合，得复合微生物菌剂。

进一步地，所述地衣芽孢杆菌具体为Bacillus paralicheniformis BCSW-101，保藏编号为CGMCC No.19065。

本发明具有以下优势：

本发明提出的生物质盐碱地土壤改良剂，采用腐熟的农作物秸秆、耐盐碱菌剂及可降解的生物大分子材料γ-聚谷氨酸复配而成，其中，腐熟秸秆能够为耐盐碱菌剂的繁殖和生长提供有机碳，耐盐碱菌剂采用地衣芽孢杆菌Bacillus paralicheniformis BCSW-101和草芽孢杆菌、特基拉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、德氏乳杆菌共同作用，所得耐盐碱菌剂生长和繁殖过程中产生有机酸，γ-聚谷氨酸具有保持土壤水分和肥料增效的作用。

与现有化学改良剂相比较，本发明提出的生物质土壤改良剂，具有绿色、可降解和与土壤环境友好的特点，对于土壤微生物量、土壤酶活性、土壤pH值和全盐含量及对植株高及径粗有明显的改善。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明一实施例提出一种地衣芽孢杆菌，所述地衣芽孢杆菌具体为Bacillusparalicheniformis BCSW-101，保藏编号为CGMCC No.19065。

本发明中，地衣芽孢杆菌Bacillus paralicheniformis BCSW-101为从盐碱地土壤中分离、筛选所得，对该菌株进行多次驯化栽培，对驯化后的子实体进行组分，于2019年12月2日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101，保藏编号为CGMCC No.19065，分类命名：Bacillus paralicheniformis。

本发明一实施例还提出一种耐盐碱菌剂，包括上述任一地衣芽孢杆菌。

本发明一实施例中，所述的耐盐碱菌剂还包括枯草芽孢杆菌、特基拉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌。

本发明一实施例中，所述的耐盐碱菌剂，还包括德氏乳杆菌。

其中，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、特基拉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和德氏乳杆菌的质量比为1:1:1:1:1。

本发明一实施例还提出一种耐盐碱菌剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)从保存完好的斜面中分别挑取一环的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、特基拉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和德氏乳杆菌分别接种在液体培养基中单独培养18-30h；其中，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、特基拉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和德氏乳杆菌的质量比为1:1:1:1:1；

(2)将单独培养的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、特基拉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌混合均匀，1-5％(v/v)的接种量接在优化培养基中培养18-30h，得复合芽孢杆菌菌液；

(3)将步骤(2)所得的复合芽孢杆菌菌液与步骤(1)所得德氏乳杆菌菌液以质量比为1:0.5-1:2混合，得复合微生物菌剂。

其中，芽孢杆菌单独培养所选用的液体培养基包括：蛋白胨1％，酵母膏0.5％，氯化钠1％(％为质量百分数)。pH7.2。

德氏乳杆菌单独培养所选用的液体培养基包括：蛋白胨1％，牛肉膏1％，酵母膏0.5％，磷酸氢二钾0.2％，柠檬酸二铵0.2％，乙酸钠0.5％，葡萄糖2％，吐温80 0.1％，硫酸镁0.05％，硫酸锰0.025％(％为质量百分数)。pH 6.2。

优化培养基包括：蔗糖0.8％，酵母膏0.75％，脲素0.25％，氯化钠1％，硫酸镁0.5％(％为质量百分数)。pH7.2。

本发明一实施例还提出一种生物质盐碱地土壤改良剂，上述任一项所述的耐盐碱菌剂。

本发明一实施例中，生物质盐碱地土壤改良剂由包括如下步骤制备而得：

(1)将秸秆粉碎后，利用尿素或牛粪调整碳氮比至25:1～35:1，施入腐熟菌剂，调节水分含量为55～65％，好氧堆肥腐熟，晾晒制干，得腐熟秸秆；

(2)向腐熟秸秆中添加耐盐碱菌剂、γ-聚谷氨酸溶液和γ-聚谷氨酸水凝胶、柠檬酸，混匀，造粒，得生物质土壤改良剂。

本发明一实施例中，步骤(1)中，好氧堆肥腐熟的时间为30～40d。

本发明一实施例中，步骤(2)中，所述腐熟菌剂为有机肥发酵剂。

本发明一实施例中，步骤(2)中，按照如下重量份数添加：600份腐熟秸秆中添加耐盐碱菌剂0.5～15.0份、γ-聚谷氨酸溶液0.5～1.5份、γ-聚谷氨酸水凝胶0.5～15.0份、柠檬酸0.1～0.6份。

本发明一实施例中，步骤(2)中，γ-聚谷氨酸溶液的浓度为20～40g/L。

下面将结合实施例详细阐述本发明。

实施例1一种生物质盐碱地土壤改良剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将秸秆粉碎后，利用尿素或牛粪调整碳氮比至30:1，施入腐熟菌剂，调节水分含量为60％，好氧堆肥腐熟40d，晾晒制干，得腐熟秸秆；

(2)向腐熟秸秆中添加耐盐碱菌剂、γ-聚谷氨酸溶液和γ-聚谷氨酸水凝胶，混匀，造粒，得生物质土壤改良剂。

步骤(2)中，所述腐熟菌剂为有机肥发酵剂。所述有机肥发酵剂购自洛阳欧科拜克生物技术股份有限公司，型号为高温型。

所述耐盐碱菌剂为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、特基拉芽孢杆菌按照质量比为1：1：1：1混合而得。

按照如下重量份数添加：腐熟秸秆600份中添加耐盐碱菌剂5份、γ-聚谷氨酸溶液1份、γ-聚谷氨酸水凝胶10份、柠檬酸0.2份。

实施例2一种生物质盐碱地土壤改良剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将秸秆粉碎后，利用尿素或牛粪调整碳氮比至35:1，施入腐熟菌剂，调节水分含量为58％，好氧堆肥腐熟35d，晾晒制干，得腐熟秸秆；

(2)向腐熟秸秆中添加耐盐碱菌剂、γ-聚谷氨酸溶液和水凝胶，混匀，造粒，得生物质土壤改良剂。

步骤(2)中，所述腐熟菌剂为有机肥发酵剂。所述有机肥发酵剂购自洛阳欧科拜克生物技术股份有限公司，型号为高温型。

所述耐盐碱菌剂为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、特基拉芽孢杆菌按照质量比为1：1：1：1混合而得。

按照如下重量份数添加：腐熟秸秆600份中添加耐盐碱菌剂1份、γ-聚谷氨酸溶液0.5份、γ-聚谷氨酸水凝胶5份、柠檬酸0.5份。

对比例1一种腐熟秸秆土壤改良剂的制备方法，包括如下步骤：

同实施例1的步骤(1)。

具体为：将秸秆粉碎后，利用尿素或牛粪调整碳氮比至30:1，施入腐熟菌剂，调节水分含量为60％，好氧堆肥腐熟40d，晾晒制干，得腐熟秸秆土壤改良剂。

对比例2一种化学土壤改良剂

糠醛渣(购自河北旺牛农业开发有限公司)、石膏粉(购自陕西省曲沃县合成石膏厂)按照质量比为1:1混合。

对比例3一种生物土壤改良剂

生物质土壤改良剂(购自洛阳欧科拜克生物技术股份有限公司)。

试验例1一种生物质盐碱地土壤改良剂进行辣椒种植的方法，包括如下步骤：

种植辣椒前，将实施例1、对比例1～3所得生物质盐碱地土壤改良剂按照1亩盐碱地所需的生物质土壤改良剂的质量为120kg，与基肥一起翻入土壤中，然后再进行辣椒种植，5月种植，10月收获后，考察改良剂对土壤微生物量、土壤酶活性、土壤pH值和全盐含量及对辣椒株高及径粗的影响，结果见表1～4。

表1对土壤0-20cm土壤微生物量影响

表2对土壤0-20cm土壤酶活性的影响

表3对土壤0-20cm土壤pH值和全盐含量的影响

表4对辣椒株高及径粗的影响

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种生物质盐碱地土壤改良剂，其特征在于，由包括如下步骤制备而得：

(1)将秸秆粉碎后，利用尿素或牛粪调整碳氮比至25:1～35:1，施入腐熟菌剂，调节水分含量为55～65％，好氧堆肥腐熟，晾晒制干，得腐熟秸秆；

(2)向腐熟秸秆中添加耐盐碱菌剂、γ-聚谷氨酸溶液、γ-聚谷氨酸水凝胶、柠檬酸，混匀，造粒，得生物质盐碱地土壤改良剂。

2.根据权利要求7所述的土壤改良剂，其特征在于，

步骤(1)中，好氧堆肥腐熟的时间为30～40d。

3.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，

步骤(2)中，所述腐熟菌剂为有机肥发酵剂。

4.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，

步骤(2)中，按照如下重量份数添加：600份腐熟秸秆中添加耐盐碱菌剂0.5～15.0份、γ-聚谷氨酸溶液0.5～1.5份、γ-聚谷氨酸水凝胶0.5～15.0份、柠檬酸0.1～0.6份。

5.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，

步骤(2)中，γ-聚谷氨酸溶液的浓度为20～40g/L。

6.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，

所述耐盐碱菌剂由包括如下步骤制备而得：

(1)从保存完好的斜面中分别挑取一环的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、特基拉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和德氏乳杆菌分别接种在液体培养基中单独培养18-30h；其中，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、特基拉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和德氏乳杆菌的质量比为1:1:1:1:1；

(2)将单独培养的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、特基拉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌混合均匀，1-5％(v/v)的接种量接在优化培养基中培养18-30h，得复合芽孢杆菌菌液；

(3)将步骤(2)所得的复合芽孢杆菌菌液与步骤(1)所得德氏乳杆菌菌液以质量比为1:0.5-1:2混合，得复合微生物菌剂。

7.根据权利要求6所述的土壤改良剂，其特征在于，

所述地衣芽孢杆菌具体为Bacillus paralicheniformis BCSW-101，保藏编号为CGMCCNo.19065。