CN115386381B - 一种湿地滩涂土壤改良剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及土壤改良技术领域，具体涉及一种湿地滩涂土壤改良剂及制备方法。该土壤改良剂由如下重量的百分含量组分组成：腐殖土40‑50％，生物炭基肥15‑25％、水稻秸秆干粉30‑40％和地衣芽孢杆菌发酵液1‑5％。本发明所述的滩涂土壤改良能够较好的应用于退化翅碱蓬湿地中，可增加湿地土壤通透性和养分含量、降低土壤盐度和容重，而且本发明的翅碱蓬湿地土壤改良剂成本低，效果明显持久，施加方法简单，易于大面积推广使用。
Description
技术领域
本发明属于土壤改良技术领域，具体涉及一种湿地滩涂土壤改良剂及制备方法。
背景技术
滨海滩涂湿地是辽河口湿地的重要组成部分，不仅具有丰富的生物多样性和极高的生产力，同时也发挥着其它湿地生态系统所无法替代的重要功能，如抵御海洋灾害、调节径流、降解污染物和维护区域生态平衡等。由于人类活动以及自然因素的影响，近年来滩涂湿地土壤的盐渍化程度升高、营养匮乏、板结严重、通透性和透水性降低。翅碱蓬湿地为辽河口典型湿地类型，由于上述原因导致翅碱蓬根系土壤氧气含量减少，影响了翅碱蓬生长，尤其是在高温多雨季节，翅碱蓬出现根系腐烂、大面积死亡现象。为了改善滩涂土壤的结构、减轻板结、增强土壤的透气性和透水性，降低土壤表面的盐分累积，增加土壤养分，对滩涂土壤的结构改良是非常必要的。
施加改良剂是常见的土壤改良方法，目前应用的土壤改良剂种类较多，包括化肥、生物碳、脱硫石膏、聚乙烯醇、生物秸秆、泥炭、有机肥、腐殖土等。由于不同改良剂的组成、性质和作用机理差别较大，使得其在不同类型土壤上的改良效果不同。大量研究表明，土壤改良剂在农田盐碱土壤的降盐、控盐、改善土壤结构和增加土壤养分等方面效果明显，对于滩涂土壤也能在一定程度上改善土壤结构、降低土壤盐分和pH，增加土壤养分含量。但辽河口翅碱蓬湿地是典型的潮滩湿地，是发育在海岸带附近并且受潮汐作用影响较大的一种海岸带湿地，土壤理化性质与陆地盐碱土的理化性质差别较大，原始的滨海湿地滩涂土壤在物理性质方面表现孔隙率低、保水保肥能力差，常规的土壤改良剂施加后出现改土效果不佳、延续性不强、造成海水污染等缺点，而且常规的土壤改良剂施加方式在潮汐作用下通常是无效的，因为涨潮和落潮会快速溶解土壤无机改良剂而进入海水，尤其是大潮的影响更大。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种湿地滩涂土壤改良剂及制备方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种湿地滩涂土壤改良剂，土壤改良剂按重量百分比计，腐殖土40-50％，生物炭基肥15-25％、水稻秸秆干粉30-40％和地衣芽孢杆菌发酵液1-5％。
土壤改良剂按重量百分比计，腐殖土45-50％，生物炭基肥20-25％、水稻秸秆干粉30-40％和地衣芽孢杆菌发酵液2-5％。
所述的腐殖土为市购经灭菌干燥后，粉碎为粒径为0.5-2.0mm的腐殖土颗粒。
所述生物炭基肥是将粒径为1.0-3.0mm的生物炭与无机肥料混合制备成生物炭基肥，生物炭基肥中5wt％≤N+P2O5+K2O≤20wt％。其中，肥料为磷酸氢二铵、尿素、硫酸钾、磷酸二氢钾和硝酸钾。
所述的地衣芽孢杆菌有效菌数为1.5～2.0亿/克。
所述的地衣芽孢杆菌是Bacillus licheniformis PS5，其保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏编号为CCTCC No:M 2011261。
一种湿地滩涂土壤改良剂的制备方法：按上述比例将腐殖土、生物炭基肥和水稻秸秆干粉混匀后，再喷洒加入地衣芽孢杆菌发酵液、均匀搅拌，所得混合物风干。
使用方法：
(1)将所述土壤改良剂均匀撒在待改良滩涂土壤表面，采用农用机具将其混入0-10cm表层土壤，加入量为50-100kg/亩；
(2)将所述土壤改良剂施加入湿地滩涂土壤时间为2-3月份的大潮之后；
(3)将所述土壤改良剂施加入湿地滩涂土壤后，垂直于涨落潮方向建立宽15-30cm、高20-30cm围梗。
本发明所具有的优点：
1.本发明的湿地滩涂土壤改良剂可很好的应用于退化翅碱蓬湿地中，改良剂中腐殖土、生物炭基肥及水稻秸秆富含有大量的碳和植物营养物质，具有丰富的孔隙结构、较大的比表面积，施入土壤后可以增加土壤肥力、改善土壤结构、降低土壤盐度。
2.本发明的湿地滩涂土壤改良剂对营养物质及促进植物生长的微生物具有较好的固定作用，可耐受潮水冲击，避免养分和微生物流失。
3.本发明的湿地滩涂土壤改良剂中腐殖土、生物炭基肥及水稻秸秆具有较高的吸附能力，不仅可负载较大量的地衣芽孢杆菌，还可为地衣芽孢杆菌提供良好的生长微环境，使其充分发挥解磷解钾能力，有效增加土壤中翅碱蓬可吸收的营养养分。
4.本发明的湿地滩涂土壤改良剂为生物质材料，成本低、无污染、效果明显持久，而且施加方法简单，易于大面积推广使用。
附图说明
图1为本发明实施例经改良处理后土壤盐度及有机质变化图。
图2为本发明实施例经改良处理后土壤碱解氮、速效磷和速效钾变化图。
图3为本发明实施例经改良处理后翅碱蓬根长、茎长及株高变化图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的解释说明。
实施例1
翅碱蓬湿地土壤改良剂按重量百分比计，腐殖土45％、生物炭基肥20％、水稻秸秆干粉30％和地衣芽孢杆菌5％。
其中，腐殖土为市购经过灭菌干燥、粉碎后粒径为1mm的腐殖土颗粒。
生物炭基肥是将粒径为2mm的生物炭与肥料混合制备成生物炭基肥，生物炭基肥中N+P2O5+K2O含量为15％。
生物炭为市购；肥料为磷酸氢二铵、尿素、硫酸钾、磷酸二氢钾和硝酸钾混合物，使其在生物炭基肥中满足N+P2O5+K2O含量为15％。
地衣芽孢杆菌经活化、发酵培养，有效菌数为1.8亿/克，地衣芽孢杆菌是Bacilluslicheniformis PS5，其保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址：中国武汉武汉大学，保藏时间：2011年7月19日，其保藏编号为CCTCC No:M 2011261。
制备方法：按上述成分记载将腐殖土、生物炭基肥和水稻秸秆干粉混匀后，再喷洒加入地衣芽孢杆菌发酵液、均匀搅拌，所得混合物风干。
翅碱蓬湿地土壤改良剂应用方法，包括以下步骤：
(1)称取上述翅碱蓬湿地土壤改良剂备用，改良剂的用量为100kg/亩。
(2)选择翅碱蓬湿地中未生长翅碱蓬地块，在大潮过后将上述翅碱蓬湿地土壤结构改良剂均匀撒在待改良的滩涂土壤表面，采用农机具将其混入0-10cm的表层土壤中。
(3)土壤结构改良剂施加入湿地滩涂土壤后，垂直于涨潮落潮方向建立宽25cm、高20cm围梗。
验证实验从2020年3月初翅碱蓬播种开始，到2020年10月中旬结束。试验地点为辽河口翅碱蓬湿地，选择土壤板结严重、营养匮乏的翅碱蓬湿地，翅碱蓬为当地潮滩湿地翅碱蓬品种。试验方法：将实验地块划分6个实验小区，每个小区100m2，实验设置未施加改良剂对照处理和施加改良剂处理，对照处理和施加改良剂处理各设置3个实验小区。碱蓬种植和管理按照当地常规方法进行。2020年10月采集6个小区土壤，测定土壤盐度及土壤有机质、碱解氮、速效磷及速效钾的含量。
与对照小区相比，使用本发明提供的土壤改良剂后土壤盐度显著降低(图1)，有机质、碱解氮、速效磷和速效钾的含量显著提高，分别提高了97.67％、179.81％、30.09％和72.69％(图1和2)，说明改良剂对翅碱蓬湿地土壤具有控盐和培肥作用，不仅改良剂本身能给土壤提供养分，而且还能促进土壤养分的有效释放，增加土壤的肥力。
实施例2
翅碱蓬湿地土壤改良剂按重量百分比计，腐殖土50％、生物炭基肥20％、水稻秸秆干粉25％和地衣芽孢杆菌5％。
其中，腐殖土为市购经过灭菌、干燥、粉碎后粒径为1.5mm的腐殖土颗粒。
生物炭基肥是将粒径为1.0mm的生物炭与肥料混合制备成生物炭基肥，生物炭基肥中N+P2O5+K2O含量为10％。
生物炭为市购；肥料为磷酸氢二铵、尿素、硫酸钾、磷酸二氢钾和硝酸钾混合物，使其在生物炭基肥中N+P2O5+K2O含量为10％。
地衣芽孢杆菌经活化、发酵培养，有效菌数为2.0亿/克，地衣芽孢杆菌是Bacilluslicheniformis PS5，其保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏编号为CCTCC No:M2011261。
土壤改良剂制备方法：按上述成分记载将腐殖土、生物炭基肥和水稻秸秆干粉混匀后，再喷洒加入地衣芽孢杆菌发酵液、均匀搅拌，所得混合物风干。
翅碱蓬湿地土壤改良剂应用方法，包括以下步骤：
(1)称取上述翅碱蓬湿地土壤改良剂备用，改良剂的用量为80kg/亩；
(2)选择翅碱蓬湿地中未生长翅碱蓬地块，在大潮过后将上述翅碱蓬湿地土壤结构改良剂均匀撒在待改良的滩涂土壤表面，采用农机具将其混入0-10cm的表层土壤中；
(3)土壤结构改良剂施加入湿地滩涂土壤后，垂直于涨潮落潮方向建立宽25cm、高30cm围梗。
验证实验从2020年3月初翅碱蓬播种开始，到2020年10月中旬结束。试验地点为辽河口翅碱蓬湿地，选择土壤板结严重、营养匮乏的翅碱蓬湿地，翅碱蓬为当地潮滩湿地翅碱蓬品种。试验方法：将实验地块划分6个实验小区，每个小区100m2，实验设置未施加改良剂对照处理和施加改良剂处理，对照处理和施加改良剂处理各设置3个实验小区。碱蓬种植和管理按照当地常规方法进行。2020年10月采集6个小区土壤，测定土壤容重、孔隙度、团聚体，同时测定翅碱蓬根长、茎长及株高、株密度等指标。
与对照小区相比，使用本发明提供的土壤改良剂后土壤容重降低15％、孔隙度提高20％。土壤结构整体呈现出微团聚体向大团聚体转化的趋势，团聚体＞5mm粒级质量增加1倍，2～5mm粒级质量增加75％。施用土壤改良剂小区翅碱蓬根长、茎长及株高提高了33.18％、36.35％和46.36％(图3)，株密度达到200株/m2以上。
Claims (5)
1.一种湿地滩涂土壤改良剂，其特征在于：土壤改良剂按重量百分比计，腐殖土40-50％，生物炭基肥15-25％、水稻秸秆干粉30-40％和地衣芽孢杆菌发酵液1-5％；
所述生物炭基肥是将粒径为1.0-3.0mm的生物炭与肥料混合制备成生物炭基肥，生物炭基肥中5wt％≤N+P2O5+K2O≤20wt％；
所述的地衣芽孢杆菌有效菌数为1.5～2.0亿/克；
所述的地衣芽孢杆菌是Bacillus licheniformis PS5，其保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏编号为CCTCC No:M 2011261。
2.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于：土壤改良剂按重量百分比计，腐殖土45-50％，生物炭基肥20-25％、水稻秸秆干粉30-40％和地衣芽孢杆菌发酵液2-5％。
3.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于：所述的腐殖土为市购经灭菌干燥后，粉碎为粒径为0.5-2.0mm的腐殖土颗粒。
4.根据权利要求1所述的土壤改良剂制备方法，其特征在于：按上述比例将腐殖土、生物炭基肥和水稻秸秆干粉混匀后，再喷洒加入地衣芽孢杆菌发酵液、均匀搅拌，所得混合物风干。
5.根据利用权利要求1所述的土壤改良剂的使用方法，其特征在于：
(1)将所述土壤改良剂均匀撒在待改良滩涂土壤表面，采用农用机具将其混入0-10cm表层土壤，加入量为50-100kg/亩；
(2)将所述土壤改良剂施加入湿地滩涂土壤时间为2-3月份的大潮之后；
(3)将所述土壤改良剂施加入湿地滩涂土壤后，垂直于涨落潮方向建立宽15-30cm、高20-30cm围梗。
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