CN113604224A - 一种山区贫瘠土壤用复合改良剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种山区贫瘠土壤用复合改良剂及其使用方法，包括按重量份数计的如下组分：保水剂1～2份、有机肥40.5～45.5份、生物炭52.5份～57.5份、微生物菌剂1～2份。本发明所述的山区贫瘠土壤用复合改良剂针对山区贫瘠土壤的特点而开发，适应性强、效果稳定、成本低廉；保水剂的添加有助于提高干旱时期山区土壤的保水、保湿能力，解决山区植物种子混播成活率低的问题；有机肥的加入可有效提高土壤有机质含量；生物炭可调理土壤结构，减少营养物质的流失；微生物菌剂的加入加强了植物早期根系吸收、利用土壤中营养物质的能力；植物生长的更好，根系更加发达，伸入土壤更深，改善了立地条件。
Description
技术领域
本发明属于复合改良剂技术领域，尤其是涉及一种山区贫瘠土壤用复合改良剂及其使用方法。
背景技术
土壤是陆地表面具有一定肥力而能够生长植物的疏松层，同时也为植物生长提供一个较为稳定的环境和机械支撑能力。山区较之平原，其具有更加复杂的气候特征，不同区域因地形起伏、海拔高低和坡向不同均会出现不同的小气候特征，会极大影响山区土壤的水热条件。山区本身地形变化和母质特征多样，对于土壤的形成发育都有特殊的影响，加之气候条件、地形坡度和利用方式的不同，最终导致山区土壤厚度和肥力水平差异明显；而边坡环境又同时存在土层薄、易冲刷侵蚀、保水能力差和温度变化大等问题，进一步增加了山体生态修复的难度。针对上述背景和山体生态修复的难点，包括客土喷播技术、厚层基材边坡绿化技术、土工格室护坡技术等多种工程措施在山体生态修复中推广应用。但是工程措施作为生态修复的技术手段，其核心内容仍然是土壤改良，土壤的有机质含量、容重、孔隙度和最大持水量等基本性质是决定植物群落多样性的关键影响因子，如何有效的对山区土壤进行提质增效仍然是山区生态修复的研究重点。
现阶段，市面上的土壤改良剂大都针对盐碱地、酸性土壤、重金属污染等，这些改良剂对促进植物种子在山区坡面上发芽能力的针对性不强。山区地形破碎，坡面变化大，土壤侵蚀程度不一，肥力水平参差不平，若不能充分考虑山区复杂的土壤条件，就容易发生修复效果达不到预期、资源浪费、投入成本高等诸多问题。近年来，随着国家对于生态环境领域不断重视，山区生态修复也被越来越多地方政府提上日程，开发出一种适用性强、效果稳定、成本低廉的山区土壤改良剂，拥有较为广阔的市场需求和应用空间。
发明内容
有鉴于此，面对现有土壤改良剂针不适用于山区贫瘠土壤改良，改良效果差、投入成本高的缺点，本发明提出了一种针对山区贫瘠土壤用的，适用性强、效果稳定、成本低廉的复合改良剂，解决了山区土壤有机质含量低、保水能力差、营养物质易流失、立地条件差的问题，在山区生态修复中，实现采用草籽播种方式的植物成活率的提高，提升山区生态景观修复效果。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种山区贫瘠土壤用复合改良剂，包括按重量份数计的如下组分：保水剂1～2份、有机肥40.5～45.5份、生物炭52.5份～57.5份、微生物菌剂1～2份。
进一步的，所述有机肥和所述生物炭的重量比为1:1.2～1:1.4。
进一步的，所述保水剂包括聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠，所述聚丙烯酰胺和所述聚丙烯酸钠的重量比为1：1。
进一步的，所述有机肥包括按重量份数计的如下组分：腐熟鸡粪12.5～23.5份；园林废弃物粉末20～25份；蛭石粉1～3份。
进一步的，所述有机肥通过高温好氧发酵的方法制得。
进一步的，制备所述有机肥具体为：a.收集园林养护过程中产生的枝叶(修剪和季节更替产生的枯枝落叶等)，将收集到的园林废弃物粉碎至1-5cm小段，用作发酵原料及土壤隔层原料；b.将a得到的原料、生鸡粪以及蛭石粉按照比例混合，同时加入速腐菌剂，使用密闭发酵仓发酵，控制物料的含水量在60％～70％，高温搅拌，物料在微生物速腐菌剂作用下进行生物降解和稳定化后，出料堆肥，自然发酵25～35天。
进一步的，所述微生物菌包括按重量份数计的如下组分：枯草芽孢杆菌25～35份；丛植菌根真菌15～20份；地衣芽孢杆菌20～30份；放线菌10～20份；生物酶5～15份。
进一步的，所述生物炭为稻壳炭。
稻壳炭作为土壤结构调理材料，以稻壳为原料，经加热至其着火点温度以下，不充分燃烧而成。
本发明还提供了所述的山区贫瘠土壤用复合改良剂的使用方法，包括如下步骤：
S1、将所述复合改良剂均匀撒施在需要改良的土壤表面，施加量为每亩土地施用150～200kg；
S2、松土，翻耕深度8～12cm，通过土壤翻耕的方式将复合改良剂和土壤充分混合均匀，平衡5～7天；
S3、在种子播种前，对土壤改良区域进行第二次翻耕松土，深度8～12cm；
S4、播种植物，播种方式和播种深度根据植物不同灵活配置。
本发明还提供了所述山区贫瘠土壤用复合改良剂在山区坡面贫瘠土壤上的应用。
相对于现有技术，本发明所述的山区贫瘠土壤用复合改良剂及其使用方法具有以下优势：
(1)本发明所述的复合改良剂针对山区贫瘠土壤的特点而开发，适应性强、效果稳定、成本低廉；保水剂的添加有助于提高干旱时期山区土壤的保水、保湿能力，解决山区植物种子混播成活率低的问题；有机肥的加入可有效提高土壤有机质含量；生物炭可调理土壤结构，减少营养物质的流失；微生物菌剂的加入加强了植物早期根系吸收、利用土壤中营养物质的能力；植物生长的更好，根系更加发达，伸入土壤更深，改善了立地条件；
(2)本发明所述的复合改良剂中的有机肥采用高温好氧发酵技术，通过高温好氧发酵可以有效提高硝态氮在氮元素中的比例，提高植物吸收氮的能力；复合改良剂中选择生鸡粪作为原料之一，充分利用了川渝地区家禽养殖比较发达，养鸡的规模较大，生鸡粪取材广泛，成本低廉的优势；添加园林废弃物粉末则是因为园林绿化项目从施工栽植到后期养护，均会产生大量的园林废弃物，取材简单、成本低廉、绿色节能；蛭石粉的加入，则可改善发酵堆体的物理性状，促进堆体自然堆肥的发酵过程；生物炭选择稻壳炭，则是利用川渝地区水稻种植面积大，稻壳炭作为水稻加工副产品，在当地取材方便，成本低廉，作为生物炭添加可以降低使用纯鸡粪的成本，同时也使得土壤改良剂更加疏松，物理性状更好；
(3)本发明所述的复合改良剂的配料充分利用山区当地特点，掺杂的园林废弃物粉末、蛭石粉和稻壳炭，一方面通过稻壳炭具有质轻、透气、吸湿性较强的性质，作为有机肥-土壤的过渡，延缓有机肥中的营养物质在土壤中的释放速率，实现对发酵粪肥的缓释，增加改良剂孔隙度、优化种植土物理结构，另一方面充分考虑了原料的市场供应和采购成本，进一步对配方结构进行优化，满足项目大规模应用的要求，还能降低大规模应用成本；
(4)使用本发明所述的复合改良剂后，可有效增加草籽播种方式的植物成活率。
附图说明
图1中的A表示实验1中土壤中铵态氮的变化对比图；B表示实验1中土壤中有效钾的变化对比图；C表示实验1中株高的对比图；D表示实验1中生物量的对比图；
图2中的A表示实验2中株高的对比图；B表示实验2中生物量的对比图；
图3中的A表示实验3干旱胁迫实验中株高的对比图；B表示实验3干旱胁迫实验中盖度的变化对比图；C表示实验3干旱胁迫实验中生物量的对比图。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例及附图来详细说明本发明。
以下实施例和对比例中：
所述保水剂中各组分的含量为：聚丙烯酰胺5kg、聚丙烯酸钠5kg；
所述有机肥中各组分的含量为：腐熟鸡粪175kg、园林废弃物粉末225kg、蛭石粉25kg；所述有机肥通过高温好氧发酵技术制得：a.收集园林养护过程中产生的枝叶(修剪和季节更替产生的枯枝落叶等)，将收集到的园林废弃物粉碎至1-5cm小段，用作发酵原料及土壤隔层原料；b.将a得到的原料、生鸡粪以及蛭石粉按照比例混合，同时加入速腐菌剂，使用密闭发酵仓发酵，控制物料的含水量在65％左右，高温搅拌10小时，物料在微生物速腐菌剂作用下进行生物降解和稳定化，然后将出料堆成堆体，进行自然发酵，发酵时长30天左右；
所述生物炭为稻壳炭，以稻壳为原料，经加热至其着火点温度以下，不充分燃烧而成；
所述微生物菌剂中各组分的含量为：枯草芽孢杆菌30kg、丛植菌根真菌20kg、地衣芽孢杆菌25kg、放线菌15kg、生物酶10kg。
实施例1
本实施例中，复合改良剂包括：保水剂10kg，有机肥425kg，生物炭555kg，微生物菌剂10kg；施用方式为混施，施用量667kg/亩。
对比例1
本对比例中，土壤改良剂包括：保水剂20kg，有机肥425kg，生物炭555kg，微生物菌剂0kg；施用方式为混施，施用量667kg/亩。
对比例2
本对比例中，土壤改良剂包括：保水剂0kg，有机肥425kg，生物炭555kg，微生物菌剂20kg，施用方式为混施，施用量667kg/亩。
对比例3
本对比例中，土壤改良剂包括：保水剂10kg，有机肥625kg，生物炭355kg，微生物菌剂10kg，施用方式为混施，施用量667kg/亩。
对比例4
本对比例中，土壤改良剂包括：保水剂10kg，有机肥225kg，生物炭755kg，微生物菌剂10kg，施用方式为混施，施用量667kg/亩。
实验测试：
1.实验测试条件：
植物撒播室内实验条件：
种植土基本理化参数：
| 项目 | 数据 |
| 容重 | 0.98～1.37g/cm<sup>3</sup> |
| 铵态氮 | 12.24～19.74mg/kg |
| 有效钾 | 48.35～135.33mg/kg |
| 速效磷 | 5.11～34.12mg/kg |
撒播草籽配制方案：
| 植物种类 | 名称 | 比例(％) |
| 草本 | 高羊茅，多年生黑麦草，紫花苜蓿，白三叶，白日菊 | 70 |
| 灌木 | 胡枝子、银合欢、锦鸡儿、紫穗槐，多花木蓝 | 30 |
2.实验1
根据实施例1的复合改良剂和对比例1的土壤改良剂，在上述实验测试条件下进行播种实验，同时提供空白实验组。实验90天后，统计各组的铵态氮、有效钾、株高和生物量数据，结果如图1所示。
由图1的A和B可知，相比空白组，虽然实施例1实验组的土壤中的铵态氮、有效钾的绝对含量低于空白实验组，但这是因为空白实验组土壤本来的铵态氮、有效钾的基础含量就偏高，而通过增长率的计算，实施例1实验组中的铵态氮、有效钾含量显著升高(P＜0.05)，说明复合改良剂具有提供营养的作用。
由图1的C可知，植物生长方面，实施例1实验组的植物株高最高，显著高于空白实验组，略高于对比例1实验组，说明添加微生物菌剂有助于植物营养物质吸收和成长。
由图1的D可知，实施例1实验组的生物量最高，显著高于空白实验组，略高于对比例1实验组，说明添加微生物菌剂有助于植物营养物质积累，植物生长势更强。
3.实验2
根据实施例1的复合改良剂和对比例3、4的土壤改良剂，在上述实验测试条件下进行播种实验，同时提供空白实验组。实验90天后，统计各组的株高和生物量数据，结果如图2所示。
由图2的A可知，植物生长方面，实施例1实验组的植物株高最高，显著高于空白实验组，同对比例3、4实验组处于同一水平，说明只要添加了相关成分的土壤改良剂，相比空白实验组，植物的株高都会更好，但是从株高上看，调整比例影响不大，所以在配方比例上尽可能的降低材料成本为主。
由图2的B可知，实施例1实验组的生物量最高，显著高于空白实验组和比例3、4实验组，生物量是一个样方内，所有植物收割后，干燥后的总质量，这个样方内植物密度，每个植物的株高、茎叶粗细、根系发达情况均会影响生物量的数据，生物量的提升，说明实施例1实验组的植物生长势更强。
4.实验3
根据实施例1的复合改良剂和对比例2的土壤改良剂，在上述实验测试条件下进行播种实验，同时提供空白实验组。实验60天后，进行干旱胁迫处理，模拟干旱缺水条件。实验90天后，统计各组的株高、盖度和生物量数据，结果如图3所示。
由图3的A可知，经过干旱胁迫处理后，实施例1实验组的株高最高，高于空白实验组和对比例2实验组。
由图3的B和C可知，在播种60天的时候，各组盖度相差不大，经过干旱胁迫处理后空白实验组出现盖度显著下降的趋势(P＜0.05)且生物量最低，说明营养物质积累情况最差，生长势较低，实施例1实验组的植物盖度最高，植物盖度下降不显著，实施例1实验组的生物量也最高，植物对干旱的抗性能力变强。
以上所述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 (10)
1.一种山区贫瘠土壤用复合改良剂，其特征在于：包括按重量份数计的如下组分：保水剂1～2份、有机肥40.5～45.5份、生物炭52.5份～57.5份、微生物菌剂1～2份。
2.根据权利要求1所述的山区贫瘠土壤用复合改良剂，其特征在于：所述有机肥和所述生物炭的重量比为1:1.2～1:1.4。
3.根据权利要求1所述的山区贫瘠土壤用复合改良剂，其特征在于：所述保水剂包括聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠，所述聚丙烯酰胺和所述聚丙烯酸钠的重量比为1：1。
4.根据权利要求1所述的山区贫瘠土壤用复合改良剂，其特征在于：所述有机肥包括按重量份数计的如下组分：腐熟鸡粪12.5～23.5份；园林废弃物粉末20～25份；蛭石粉1～3份。
5.根据权利要求4所述的山区贫瘠土壤用复合改良剂，其特征在于：所述有机肥通过高温好氧发酵的方法制得。
6.根据权利要求5所述的山区贫瘠土壤用复合改良剂，其特征在于：制备所述有机肥具体为：a.将收集到的园林废弃物粉碎至1-5cm小段；b.将a得到的原料、生鸡粪以及蛭石粉按照比例混合，同时加入速腐菌剂，使用密闭发酵仓发酵，控制物料的含水量在60％～70％，高温搅拌，物料生物降解和稳定化后，出料堆肥，自然发酵25～35天。
7.根据权利要求1所述的山区贫瘠土壤用复合改良剂，其特征在于：所述微生物菌包括按重量份数计的如下组分：枯草芽孢杆菌25～35份；丛植菌根真菌15～20份；地衣芽孢杆菌20～30份；放线菌10～20份；生物酶5～15份。
8.根据权利要求1到7任一项所述的山区贫瘠土壤用复合改良剂，其特征在于：所述生物炭为稻壳炭。
9.权利要求8所述的山区贫瘠土壤用复合改良剂的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将所述复合改良剂均匀撒施在需要改良的土壤表面，施加量为每亩土地施用150～200kg；
S2、松土，翻耕深度8～12cm，通过土壤翻耕的方式将复合改良剂和土壤充分混合均匀，平衡5～7天；
S3、在种子播种前，对土壤改良区域进行第二次翻耕松土，深度8～12cm；
S4、播种植物。
10.权利要求8所述的山区贫瘠土壤用复合改良剂用途，其特征在于：在山区坡面贫瘠土壤上的应用。
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