CN115161033A - 一种储水剂及其在干旱、半干旱的土壤中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种储水剂及其在干旱、半干旱的土壤中的应用，该储水剂按100份计包括下述重量份数的组分：酵母粉50‑70份、酵素粉10‑20份、酶制剂10‑20份、余量为辅料；将该储水剂用于干旱、半干旱土壤中时，通过改善土壤结构，使得土壤深层能够储存天然水，且可有效增加土壤浅层区域的持水能力，使作物根系能够向土壤深层生长，提高作物的抗旱性能，提高作物产量。

Description

一种储水剂及其在干旱、半干旱的土壤中的应用
技术领域
本发明涉及土壤改良技术领域，具体涉及一种储水剂及其在干旱、半干旱的土壤中的应用。
背景技术
作物生长过程中，必不可少的则是水资源，土壤中的水含量影响着作物的生长，当水量过多时，会使土壤的透气性变差，作物根系腐烂甚至死亡；而水量过低时，水量难以满足作物生长需求，进而导致作物干旱而死，因此，自然的降雨状况是影响作物生长的关键因素。由于自然降雨是不可控因素，因此，如何通过人为的方式改变土壤，使土壤能够汇集水资源、对降雨充分利用对农业种植来说具有重要意义。
目前，干旱、半干旱土壤占全国总耕地面积的50％左右，且这些土壤若不进行管理改善，必然会产生土壤结构严重变差的问题，这严重影响着作物的产量，因此，从根本上改变土壤的保水能力和持水能力对农业发展来说具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种储水剂及其在干旱、半干旱的土壤中的应用，该储水剂能够改善土壤的结构，使得土壤具有良好的透气性和松散性，利于作物根系伸长。将该储水剂用于干旱、半干旱土壤中时，通过改善土壤结构，使得土壤深层能够储存天然水，且可有效增加土壤浅层区域的持水能力，使作物根系能够向土壤深层生长，提高作物的抗旱性能，提高作物产量。
本发明的技术方案如下：
一种储水剂，按100份计包括下述重量份数的组分：
酵母粉50-70份、酵素粉10-20份、酶制剂10-20份、余量为辅料。
进一步的，上述储水剂，按100份计包括下述重量份数的组分：
酵母粉60份、酵素粉15份、酶制剂15份、辅料10份。
进一步的，所述酵母粉中含有效活菌数为8-10亿/g。
进一步的，所述酵素粉，制备过程为：制备固体发酵培养基，按照3％的接种量加入EM菌，控制发酵温度为28±0.5℃，当产物中的活菌数达到6-7亿/g，停止发酵，干燥，获得酵素粉。
进一步的，所述酶制剂中包括果胶酶、纤维素酶和蛋白酶。
进一步的，所述酶制剂中，果胶酶、纤维素酶和蛋白酶的质量比为1-3：0.5-1.0∶0.3-0.5。
进一步的，所述辅料为膨润土、生物炭中的一种或两种组合。
进一步的，当辅料为膨润土和生物炭的混合物时，膨润土与生物炭的质量比为1∶1.5-2.0。
进一步的，上述储水剂，制备过程为：将酵母粉、酵素粉、酶制剂加入到搅拌釜中，在搅拌釜中搅拌24h后，加入辅料，继续搅拌24h，然后在26±0.1℃条件下静置密封放置24-36h，获得储水剂。
进一步的，将上述储水剂在干旱、半干旱土壤中进行应用，具体为将储水剂在翻地时施入土壤中；使用该储水剂，能够有效提高土壤的疏松度和保水能力，促进作物根系生长，提高作物的抗性。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的储水剂，酵母粉、酵素粉、酶制剂的应用，使土壤中形成生物反应链，酵母充分的利用土壤中的碳源、氮源生长繁殖，在菌体增多的同时，可对土壤中的难解物质分解，分解后的物质与酵素粉混合形成富含营养物质的营养基质，酶制剂对营养基质中的物质产生催化作用，避免产物间团聚，从而使土壤松散、提高土壤的保水能力。
2、本发明提供的储水剂，组分简单、易于制备，适于广泛推广使用。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明的实施例，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种储水剂，按100kg计，按照下述重量称取原料：酵母粉60kg、酵素粉15kg、酶制剂15kg、辅料10kg；
其中，酵母粉中的有效活菌数为9亿/g；
酵素粉的制备过程为：制备固体发酵培养基，按照3％的接种量加入EM菌，控制发酵温度为28±0.1℃；发酵结束后，酵素粉中的活菌数为6亿/g，干燥；
酶制剂中，果胶酶、纤维素酶和蛋白酶的质量比为2∶0.7∶0.4；
辅料为膨润土和生物炭的混合物，膨润土与生物炭的质量比为1∶1.7。
上述储水剂，制备过程为：将酵母粉、酵素粉、酶制剂加入到搅拌釜中，在搅拌釜中搅拌24h后，加入辅料，继续搅拌24h，然后在26±0.1℃条件下静置密封放置24h，获得储水剂。
实施例2
一种储水剂，按100kg计，按照下述重量称取原料：酵母粉50kg、酵素粉20kg、酶制剂10kg、辅料20kg；
其中，酵母粉中的有效活菌数为8亿/g；
酵素粉的制备过程为：制备固体发酵培养基，按照3％的接种量加入EM菌，控制发酵温度为28±0.5℃；发酵结束后，酵素粉中的活菌数为6亿/g，干燥；
酶制剂中，果胶酶、纤维素酶和蛋白酶的质量比为1∶0.5∶0.3；
辅料为膨润土；其余同实施例1。
实施例3
一种储水剂，按100kg计，按照下述重量称取原料：酵母粉70kg、酵素粉12kg、酶制剂10kg、辅料8kg；
其中，酵母粉中的有效活菌数为10亿/g；
酵素粉的制备过程为：制备固体发酵培养基，按照3％的接种量加入EM菌，控制发酵温度为28±0.5℃；发酵结束后，酵素粉中的活菌数为7亿/g，干燥；
酶制剂中，果胶酶、纤维素酶和蛋白酶的质量比为3∶1.0∶0.5；
辅料为生物炭；其余同实施例1。
实施例4
与实施例1的区别在于，辅料为膨润土和生物炭的混合物，膨润土与生物炭的质量比为1∶1.5。
实施例5
与实施例1的区别在于，辅料为膨润土和生物炭的混合物，膨润土与生物炭的质量比为1∶2.0。
对比例1
与实施例1的区别在于，储水剂中不添加酶制剂，酶制剂用辅料替代。
田间试验
(一)储水剂提高土壤保水能力
(1)试验地点：巨野县大义镇孔楼村、巨野县开发区马庄村、巨野县大义镇大王庄、巨野县独山镇山头村；
(2)试验区域设置：每个地点设置三个试验区域，每个试验区域为2.5亩；具体设置如下：
巨野县大义镇孔楼村的三个区域编号为A-1、A-2和A-3；
巨野县开发区马庄村的三个区域编号为B-1、B-2和B-3；
巨野县大义镇大王庄的三个区域编号为C-1、C-2和C-3；
巨野县独山镇山头村的三个区域编号为D-1、D-2和D-3；
其中，A-1、B-1、C-1和D-1的区域分别在翻地时施入实施例1提供的储水剂，储水剂的使用量为100kg/亩；
A-2、B-2、C-2和D-2的区域分别在翻地时施入对比例1提供的储水剂，储水剂的使用量为100kg/亩；
A-3、B-3、C-3和D-3的区域不使用任何肥料；
(3)降雨情况：
巨野县大义镇孔楼村，从2017年播种到2018.8.18日前，共降一次中大雨；
巨野县开发区马庄村，从2017年播种到2018.8.18日前，共降一次中大雨；
巨野县大义镇大王庄，从2017年播种到2018.8.1日前，共降一次中大雨；
巨野县独山镇山头村，从2017年播种到2018.8.1日前，共降一次中大雨；
(4)分别对这四个试验地点的土壤持水量和保水能力观察，结果如下：
①巨野县大义镇孔楼村：在2018.8.10，在巨野县大义镇孔楼村的田地里挖坑，A-1、A-2和A-3的土壤持水量分别如下：
挖至20-30cm之间，A-1土壤的持水量约为60％；A-2土壤的持水量约为10％；A-3土壤的持水量约为15％；
继续深挖至100-120cm之间，A-1土壤的持水量约为80％；A-2土壤的持水量约为20％；A-3土壤的持水量约为25％；
②巨野县开发区马庄村：在2018.8.8，在巨野县开发区马庄村的田地里挖坑，B-1、B-2和B-3的土壤持水量分别如下：
挖至20-30cm之间，B-1土壤的持水量约为60％；B-2土壤的持水量约为10％；B-3土壤的持水量约为15％；
继续深挖至100-120cm之间，B-1土壤的持水量约为80％；B-2土壤的持水量约为20％；B-3土壤的持水量约为25％；
结合巨野县大义镇孔楼村和巨野县开发区马庄村的土壤状况可以看出，在未使用本发明的储水剂情况下，土壤的持水量较差，这说明本发明的储水剂，即使是在干旱季节，仍能够维持土壤较高的含水量。
③巨野县大义镇大王庄，在2018年8月1日降水300mm后，8.3日观察地表水况，8.8号挖坑观察土壤状况：
C-1：8.3号，地表无积水；8.8号，挖138-145cm深坑，发现底层有水，当天下午3:50，调查水的深度达23cm；挖出的土壤为松散状，无大块粘结；
C-2：8.3号，地表有积水；8.8号，挖138-145cm深坑，有积水，在下午3:50，调查水的深度达15cm；挖出的土壤结块严重；
C-3：8.3号，地表有积水；8.8号，挖138-145cm深坑，有积水，在下午3:50，调查水的深度达15cm；挖出的土壤结块严重；
④巨野县独山镇山头村，在2018年8月18日降雨370mm后，8.20日到地里观察，8.25号挖坑观察土壤状况：
D-1：8.20号，地表无积水8.25号，挖110-120cm深坑，发现底层有水，挖出的土壤为松散状，无大块粘结；
D-2：8.20号，地表有积水8.25号，挖110-120cm深坑，有积水，挖出的土壤结块严重；
D-3：8.20号，地表有积水；8.25号，挖110-120cm深坑，有积水，挖出的土壤结块严重；
结合巨野县大义镇大王庄和巨野县独山镇山头村的土壤状况可以看出，使用该本发明提供的储水剂后，能够有效改善土壤的结构，使土壤的松散性、通透性更强，从而利于雨水或者积水快速的伸入深层土壤中，避免在土壤表面聚集，在底层土壤中形成一个田间水库，利于作物根系的吸收利用。
(二)储水剂对产量的影响
(1)试验地点及区域：
巨野县开发区马庄村，编号BB-1、BB-3；
巨野县大义镇大王庄，编号CC-1、CC-3；
BB-1和CC-1的区域分别在翻地时施入实施例1提供的储水剂，储水剂的使用量为100kg/亩；
BB-3和CC-3的区域不使用任何肥料；
以上的BB-1、CC-1、BB-3和CC-3四个区域均为5亩，其中，2.5亩用于种植小麦，2.5亩用于种植玉米；其余试验条件同“(一)储水剂提高土壤保水能力”试验。
(2)对巨野县开发区马庄村和巨野县大义镇大王庄的亩产量统计并记录，见表1。
表1小麦和玉米的亩产量
Figure BDA0003759632430000081
结合表1可以看出，在使用本发明提供的储水剂后，在干旱的条件下，能有效提高作物的产量，相较于未使用的田地，产量提高显著。这说明本发明提供的储水剂，改善土壤的结构，提高土壤深层的储水能力，诱导植物根系向深层方向伸展生长，从而提高作物的抗旱能力，避免了因干旱而导致作物减少的状况，有效提高作物的产量。
尽管通过参考优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种储水剂，其特征在于，按100份计包括下述重量份数的组分：
酵母粉50-70份、酵素粉10-20份、酶制剂10-20份、余量为辅料。
2.如权利要求1所述的储水剂，其特征在于，按100份计包括下述重量份数的组分：
酵母粉60份、酵素粉15份、酶制剂15份、辅料10份。
3.如权利要求1或2所述的储水剂，其特征在于，所述酵母粉中含有效活菌数为8-10亿/g。
4.如权利要求1或2所述的储水剂，其特征在于，所述酵素粉，制备过程为：制备固体发酵培养基，按照3％的接种量加入EM菌，控制发酵温度为28±0.5℃，当产物中的活菌数达到6-7亿/g，停止发酵，干燥，获得酵素粉。
5.如权利要求1或2所述的储水剂，其特征在于，所述酶制剂中包括果胶酶、纤维素酶和蛋白酶。
6.如权利要求5所述的储水剂，其特征在于，所述酶制剂中，果胶酶、纤维素酶和蛋白酶的质量比为1-3∶0.5-1.0∶0.3-0.5。
7.如权利要求1或2所述的储水剂，其特征在于，所述辅料为膨润土、生物炭中的一种或两种组合。
8.如权利要求7所述的储水剂，其特征在于，当辅料为膨润土和生物炭的混合物时，膨润土与生物炭的质量比为1∶1.5-2.0。
9.如权利要求1或2所述的储水剂，其特征在于，该储水剂的制备过程为：将酵母粉、酵素粉、酶制剂加入到搅拌釜中，在搅拌釜中搅拌24h后，加入辅料，继续搅拌24h，然后在26±0.1℃条件下静置密封放置24-36h，获得储水剂。
10.一种储水剂在干旱、半干旱土壤中进行应用，其特征在于，具体为将权利要求1-9任一项所述的储水剂在翻地时施入土壤中。
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