CN116478699A - 一种酸性土壤调理剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种酸性土壤调理剂及其制备方法，所述酸性土壤调理剂的原料组成包括：复合微生物菌剂、食用菌栽培废料、白云石、碱渣以及生物质炭，其中，所述复合微生物菌剂包括拟康氏木霉、胶冻样类芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌以及巨大芽孢杆菌。所述制备方法包括以下步骤：S1、将食用菌栽培废料、白云石、碱渣和生物质炭粉碎，加入所述复合微生物菌剂，混合，得到混合料；S2、将混合料进行发酵处理后，低温烘干，粉碎过筛，得到酸性土壤调理剂，其中，所述发酵处理过程中，每天翻堆一次。本申请所制得的酸性土壤调理剂能有效调节土壤pH值、恢复土壤蓬松度。
Description
技术领域
本申请涉及土壤修复技术领域，尤其是涉及一种酸性土壤调理剂及其制备方法。
背景技术
植物的正常生长发育依赖于良好的土壤环境，但随着经济社会的高速发展，酸雨污染和不当农业措施使得土壤酸化形成酸性土壤。酸性土壤是pH不超过6.5的土壤，包括红壤、黄壤、砖红壤、赤红壤和灰化土等。大部分酸性地区土壤pH值范围在4.5~5.5之间，属于强酸段，而酸化更为严重的地区pH值甚至小于4.5，并且酸化面积及酸化强度仍呈现上升趋势。土壤酸化造成大量营养元素有效性的下降，土壤供肥保肥的能力降低，严重影响作物的产量及品质，制约了土地生产力的发展。为了提升耕地土壤地力，实现农业的可持续发展，必须采取有效措施对酸性土壤进行改良和恢复。
在农业生产中，常常施用石灰作为土壤调理剂以改良酸性土壤，石灰能够中和土壤中的氢离子浓度，改善土壤结构，目前的方法是在土壤表面施用生石灰，并使其与耕层土壤混合，然而，在混合的过程中，生石灰容易接触到植物芽孢，则会影响出苗率或不能出苗，如果接触到植物根系，则会造成烧苗和烂根；并且，大量或长期施用生石灰会引起土壤板结，同时引起土壤钙、钾、镁等元素失调导致作物减产。
目前，也有采用工业废弃物类调理剂，即由粉煤灰、矿渣粉、钢渣粉等工业废弃物制造而成的土壤调理剂，此类调理剂将工业废弃物与土壤调理改良相结合，在降低土壤酸度的同时也回收利用了工业废渣，对环境保护起到了一定的作用，但是添加此类调理剂易造成土壤板结。
因此，目前的酸性土壤调理剂容易造成土壤板结，土壤板结是土壤的团粒结构破坏造成的，土壤团粒结构的破坏使得土壤的保水、保肥能力和通透性降低，从而导致根内氧气不足，根系活性下降，影响养分的吸收，最终使得作物减产。
因此，亟需研发一种能够有效调节土壤pH值并且恢复土壤蓬松度的酸性土壤调理剂。
发明内容
为了解决上述至少一种技术问题，开发一种能有效调节土壤pH值、恢复土壤蓬松度的酸性土壤调理剂，本申请提供一种酸性土壤调理剂及其制备方法。
一方面，本申请提供的一种酸性土壤调理剂，按重量份数计，其原料组成包括：复合微生物菌剂1~10份，食用菌栽培废料25~80份，白云石5~10份，碱渣30~60份以及生物质炭10~40份。
通过采用上述技术方案，本申请加入了食用菌栽培废料，食用菌栽培过程中，秸秆等农副产品中含有的难溶性大分子化合物被菌丝体分解变成简单可溶性物质，因此，食用菌栽培废料不仅可有效提高农作物吸收养分的效率，还可改善土壤的理化性质，增加土壤有机质含量，提高土壤保水性能和土壤肥力，从而提高土壤蓬松度，促进农作物生长。
本申请还加入了复合微生物菌剂，有无毒、无污染的优势，能够提高土壤肥力，增加土壤中有益微生物的数量及活性，改善土壤活化性状，防止土壤板结。
本申请还加入了白云石和碱渣，能够中和酸性的土壤，使土壤pH值得到改善。
本申请采用特定的原料和配比，制得酸性土壤调理剂，能够在不影响生态环境的同时，有效调节土壤pH值，改善土壤性状，恢复土壤蓬松度，从而促进农作物生长，提高农作物产量。
可选的，一种酸性土壤调理剂，按重量份数计，其原料组成包括：复合微生物菌剂5份，食用菌栽培废料80份，白云石8份，碱渣55份以及生物质炭40份。
可选的，所述复合微生物菌剂包括拟康氏木霉、胶冻样类芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌以及巨大芽孢杆菌。
通过采用上述技术方案，拟康氏木霉可以通过诱导植物抗性来防治多种植物病害。枯草芽孢杆菌能够在作物根系或体内定殖，并起到提高肥料利用率、净化和修复土壤、保护环境等作用。胶冻样类芽孢杆菌主要用于解钾固氮，该菌株能够将土壤中含钾的长石、云母、磷灰石、磷矿粉等矿物的难溶性钾及磷溶解出来为作物和菌体本身利用。巨大芽孢杆菌可将土壤中难溶的含磷物质分解或溶解，并转化成易被植物吸收的磷元素，提高磷元素的利用率，提高土壤肥力。
可选的，所述复合微生物菌剂包括如下质量分数的组分：拟康氏木霉10~30%，胶冻样类芽孢杆菌10~30%，枯草芽孢杆菌20~40%，巨大芽孢杆菌30~50%。
可选的，所述复合微生物菌剂包括如下质量分数的组分：拟康氏木霉10%，胶冻样类芽孢杆菌15%，枯草芽孢杆菌35%，巨大芽孢杆菌40%。
通过采用上述技术方案，本申请采用特定的菌种按照特定的配比进行混合，使菌群性能稳定，从而最大限度改良土壤性质。
可选的，所述食用菌栽培废料选自平菇栽培废料、香菇栽培废料、木耳栽培废料以及鸡腿菇栽培废料中的至少一种。
通过采用上述技术方案，食用菌栽培废料，能改善土壤的理化性质，增加土壤有机质含量，提高土壤保水性能和土壤肥力，同时可以减少因化肥过量使用而引起的许多负效应，如土质污染、环境污染等。
可选的，所述生物质炭选自果木炭和稻壳炭中的至少一种。
通过采用上述技术方案，由于生物质炭存在多孔的特点，空隙与空隙之间的距离较大，亲水性较强，运用在土壤中，可以达到疏松土壤、降低土壤硬度的效果。生物质炭还具有良好的碱性，可以调节土壤的pH值，提升农作物的生产质量。
第二方面，本申请提供了上述酸性土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述食用菌栽培废料、所述白云石、所述碱渣和所述生物质炭粉碎，加入所述复合微生物菌剂，混合，得到混合料；
S2、将所述混合料进行发酵处理后，低温烘干，粉碎过筛，得到所述酸性土壤调理剂，其中，所述发酵处理过程中，每天翻堆一次。
通过采用上述技术方案，本申请采用的制备方法操作简单且方便，制备过程中无需焚烧等高温耗能过程，减少能耗。
可选的，所述步骤S2中，发酵温度为30~50℃，发酵时间为7~15天。
可选的，所述步骤S2中，烘干温度为50~60℃，烘干至所述酸性土壤调理剂的含水量为10%~20%。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1. 本申请采用特定的原料和配比，制得的酸性土壤调理剂，能够在不影响生态环境的同时，有效调节土壤pH值，改良和修复土壤，提高土壤蓬松度。
2. 本申请加入了食用菌栽培废料，能改善土壤的性质，增加土壤有机质含量，提高土壤保水性能和土壤肥力，从而提高土壤蓬松度，促进农作物生长。
3.本申请加入了复合微生物菌剂，有无毒、无污染的优势，能够提高土壤肥力，增加土壤中有益微生物的数量及活性，改善土壤活化性状，防止土壤板结。
4. 本申请加入了生物质炭，由于生物质炭存在多孔的特点，亲水性较强，运用在土壤中，可以达到疏松土壤、降低土壤硬度的效果。生物质炭还具有良好的碱性，可以调节土壤的pH值，提升农作物的生产质量。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请设计了一种酸性土壤调理剂，按重量份数计，其原料组成包括：复合微生物菌剂1~10份，食用菌栽培废料25~80份，白云石5~10份，碱渣30~60份以及生物质炭10~40份。
其中，复合微生物菌剂包括如下质量分数的组分：拟康氏木霉10~30%，胶冻样类芽孢杆菌10~30%，枯草芽孢杆菌20~40%，巨大芽孢杆菌30~50%。
本申请的酸性土壤调理剂采用以下方法制备，包括以下步骤：
S1、将所述食用菌栽培废料、所述白云石、所述碱渣和所述生物质炭粉碎，加入所述复合微生物菌剂，混合，得到混合料；
S2、将所述混合料进行发酵处理后，低温烘干，粉碎过筛，得到所述酸性土壤调理剂，其中，所述发酵处理过程中，每天翻堆一次。
本申请之前，现有的酸性土壤调理剂，主要有：
1. 施用石灰，此方法容易出现烧苗和烂根，影响出苗率，并且，大量或长期施用会引起土壤板结。
2. 工业废弃物类调理剂，此类调理剂易造成土壤板结。
本申请人针对酸性土壤调理剂现存的问题，设计了本申请的技术方案。
首先提出了本申请的酸性土壤调理剂，组分包括：复合微生物菌剂，食用菌栽培废料，白云石，碱渣以及生物质炭。能够有效调节土壤pH值、恢复土壤蓬松度，从而有效解决现有的酸性土壤调理剂易造成土壤板结的技术问题，从而避免了土壤板结引起的农作物减产；还改善了酸性土壤的pH值，从而有效地提高了营养元素的有效性，进而提高土壤的供肥保肥能力。
其次，本申请采用的酸性土壤调理剂的制备方法，操作简单方便，制备过程中无需焚烧等高温耗能过程，减少了能耗。
本申请采用的原料皆来自于市售产品，具体厂家见表1。
表1
实施例
制备例1~5制备复合微生物菌剂
制备例1
制备例1中，复合微生物菌剂包括如下质量分数的组分：拟康氏木霉20%，胶冻样类芽孢杆菌30%，枯草芽孢杆菌20%，巨大芽孢杆菌30%。
制备例2
制备例2中，复合微生物菌剂包括如下质量分数的组分：拟康氏木霉20%，胶冻样类芽孢杆菌10%，枯草芽孢杆菌40%，巨大芽孢杆菌30%。
制备例3
制备例3中，复合微生物菌剂包括如下质量分数的组分：拟康氏木霉15%，胶冻样类芽孢杆菌15%，枯草芽孢杆菌20%，巨大芽孢杆菌50%。
制备例4
制备例4中，复合微生物菌剂包括如下质量分数的组分：拟康氏木霉30%，胶冻样类芽孢杆菌10%，枯草芽孢杆菌25%，巨大芽孢杆菌35%。
制备例5
制备例5中，复合微生物菌剂包括如下质量分数的组分：拟康氏木霉10%，胶冻样类芽孢杆菌15%，枯草芽孢杆菌35%，巨大芽孢杆菌40%。
制备例1~5的组分配方如下表2所示。
表2
实施例1~5
实施例1
按重量份数计，所述酸性土壤调理剂的原料组成包括：制备例1的复合微生物菌剂8份，平菇栽培废料60份，白云石8份，碱渣50份以及果木炭35份。
制备方法包括如下步骤：
S1、将平菇栽培废料、白云石、碱渣和果木炭粉碎，加入制备例1的复合微生物菌剂，混合，得到混合料；
S2、将混合料在45℃发酵处理10天后，在55℃烘干至含水量为15%，粉碎过筛，得到酸性土壤调理剂，其中，在发酵处理过程中，每天需要翻堆一次。
实施例2
按重量份数计，所述酸性土壤调理剂的原料组成包括：制备例2的复合微生物菌剂8份，平菇栽培废料60份，白云石8份，碱渣50份以及果木炭35份。
制备方法包括如下步骤：
S1、将平菇栽培废料、白云石、碱渣和果木炭粉碎，加入制备例2的复合微生物菌剂，混合，得到混合料；
S2、将混合料在45℃发酵处理10天后，在55℃烘干至含水量为15%，粉碎过筛，得到酸性土壤调理剂，其中，在发酵处理过程中，每天需要翻堆一次。
实施例3
按重量份数计，所述酸性土壤调理剂的原料组成包括：制备例3的复合微生物菌剂8份，平菇栽培废料60份，白云石8份，碱渣50份以及果木炭35份。
制备方法包括如下步骤：
S1、将平菇栽培废料、白云石、碱渣和果木炭粉碎，加入制备例3的复合微生物菌剂，混合，得到混合料；
S2、将混合料在45℃发酵处理10天后，在55℃烘干至含水量为15%，粉碎过筛，得到酸性土壤调理剂，其中，在发酵处理过程中，每天需要翻堆一次。
实施例4
按重量份数计，所述酸性土壤调理剂的原料组成包括：制备例4的复合微生物菌剂8份，平菇栽培废料60份，白云石8份，碱渣50份以及果木炭35份。
制备方法包括如下步骤：
S1、将平菇栽培废料、白云石、碱渣和果木炭粉碎，加入制备例4的复合微生物菌剂，混合，得到混合料；
S2、将混合料在45℃发酵处理10天后，在55℃烘干至含水量为15%，粉碎过筛，得到酸性土壤调理剂，其中，在发酵处理过程中，每天需要翻堆一次。
实施例5
实施例5按重量份数计，所述酸性土壤调理剂的原料组成包括：制备例5的复合微生物菌剂8份，平菇栽培废料60份，白云石8份，碱渣50份以及果木炭35份。
制备方法包括如下步骤：
S1、将平菇栽培废料、白云石、碱渣和果木炭粉碎，加入制备例5的复合微生物菌剂，混合，得到混合料；
S2、将混合料在45℃发酵处理10天后，在55℃烘干至含水量为15%，粉碎过筛，得到酸性土壤调理剂，其中，在发酵处理过程中，每天需要翻堆一次。
实验检测
检测项目及检测方法：
土壤pH值：即土壤溶液中氢离子的浓度，pH值在6.5以下为酸性土壤；pH值在6.5~7.5为中性土壤，pH值在7.5以上为碱性土壤。
土壤容重：一定容积的土壤烘干后质量与烘干前体积的比值，可表征土壤蓬松度。
根据HJ 962-2018 《土壤 pH 值的测定电位法》检测土壤的pH值；
根据NY/T 1121.4-2006 《土壤检测第4部分：土壤容重的测定》测量土壤容重。
本申请制备的酸性土壤调理剂施用方法：将酸性土壤调理剂撒于土壤表面，每亩施用量为50Kg，施用后翻耕。
试验在山东省济南市章丘区进行，以不施用酸性土壤调理剂作为空白组。
供试土壤性状：土壤酸化严重，土壤容重增加，通透性差，难以种植作物，土壤pH值为4.55，土壤容重为1.34g/cm3。
设置6块等面积土地，一块不施用酸性土壤调理剂作为空白组，另外5块分别施用实施例1~5制备的酸性土壤调理剂，60天后，对6块试验土地进行pH值和土壤容重的检测，检测结果见表3。
表3
从表3的检测结果可知，经过实施例1~5制备的酸性土壤调理剂改良后的土壤的pH值和土壤容重都得到了显著的改善，实施例5中，以制备例5的组分配比制得的复合微生物菌剂为原料制得的酸性土壤调理剂调节pH值的效果好，且土壤容重降低效果最佳，即提高土壤蓬松度效果最好。
实施例6~10
实施例6
按重量份数计，所述酸性土壤调理剂的原料组成包括：制备例5的复合微生物菌剂3份，鸡腿菇栽培废料70份，白云石5份，碱渣40份以及果木炭10份。
制备方法包括如下步骤：
S1、将鸡腿菇栽培废料、白云石、碱渣和果木炭粉碎，加入制备例5的复合微生物菌剂，混合，得到混合料；
S2、将混合料在30℃发酵处理13天后，在50℃烘干至含水量为17%，粉碎过筛，得到酸性土壤调理剂，其中，在发酵处理过程中，每天需要翻堆一次。
实施例7
按重量份数计，所述酸性土壤调理剂的原料组成包括：制备例5的复合微生物菌剂10份，木耳栽培废料50份，白云石9份，碱渣60份以及稻壳炭20份。
制备方法包括如下步骤：
S1、将木耳栽培废料、白云石、碱渣和稻壳炭粉碎，加入制备例5的复合微生物菌剂，混合，得到混合料；
S2、将混合料在45℃发酵处理15天后，在57℃烘干至含水量为10%，粉碎过筛，得到酸性土壤调理剂，其中，在发酵处理过程中，每天需要翻堆一次。
实施例8
按重量份数计，所述酸性土壤调理剂的原料组成包括：制备例5的复合微生物菌剂5份，香菇栽培废料80份，白云石8份，碱渣55份以及果木炭40份。
制备方法包括如下步骤：
S1、将香菇栽培废料、白云石、碱渣和果木炭粉碎，加入制备例5的复合微生物菌剂，混合，得到混合料；
S2、将混合料在50℃发酵处理11天后，在55℃烘干至含水量为15%，粉碎过筛，得到酸性土壤调理剂，其中，在发酵处理过程中，每天需要翻堆一次。
实施例9
按重量份数计，所述酸性土壤调理剂的原料组成包括：制备例5的复合微生物菌剂1份，鸡腿菇栽培废料25份，白云石6份，碱渣30份以及稻壳炭15份。
制备方法包括如下步骤：
S1、将鸡腿菇栽培废料、白云石、碱渣和稻壳炭粉碎，加入制备例5的复合微生物菌剂，混合，得到混合料；
S2、将混合料在35℃发酵处理7天后，在52℃烘干至含水量为20%，粉碎过筛，得到酸性土壤调理剂，其中，在发酵处理过程中，每天需要翻堆一次。
实施例10
按重量份数计，所述酸性土壤调理剂的原料组成包括：制备例5的复合微生物菌剂8份，平菇栽培废料35份，白云石10份，碱渣50份以及果木炭30份。
制备方法包括如下步骤：
S1、将平菇栽培废料、白云石、碱渣和果木炭粉碎，加入制备例5的复合微生物菌剂，混合，得到混合料；
S2、将混合料在40℃发酵处理9天后，在60℃烘干至含水量为12%，粉碎过筛，得到酸性土壤调理剂，其中，在发酵处理过程中，每天需要翻堆一次。
实施例6~10中的各成分的含量如下表4所示。
表4
实施例6~10中的各参数如下表5所示。
表5
对比例1~6
对比例1
对比例1与实施例8的区别在于，对比例1没有复合微生物菌剂。
对比例2
对比例2与实施例8的区别在于，对比例2没有食用菌栽培废料。
对比例3
对比例3与实施例8的区别在于，对比例3将食用菌栽培废料换成等量秸秆。
对比例4
对比例4与实施例8的区别在于，对比例4的复合微生物菌剂中将巨大芽孢杆菌换成等量侧孢芽孢杆菌。
对比例5
对比例5与实施例8的区别在于，对比例5将复合微生物菌剂换成等量食用菌栽培废料。
对比例6
对比例6与实施例8的区别在于，对比例6将食用菌栽培废料换成等量复合微生物菌剂。
设置11块等面积土地，5块分别施用实施例6~10制备的酸性土壤调理剂，另外6块分别施用对比例1~6制备的酸性土壤调理剂，60天后，对11块试验土地进行pH值和土壤容重的检测，检测结果见表6。
表6
从表6的检测结果可知，实施例6~10制备的酸性土壤调理剂能有效改善土壤pH值、降低土壤容重，恢复土壤蓬松度。
对比例1相较于实施例8的原料少了复合微生物菌剂，制得的酸性土壤调理剂的土壤容重降低不明显，恢复土壤蓬松度的效果较小。
对比例2相较于实施例8的原料少了食用菌栽培废料，制得的酸性土壤调理剂也没有实施例8制得的酸性土壤调理剂的降低土壤容重效果明显。
对比例3将食用菌栽培废料换成等量的秸秆，对比例4将复合微生物菌剂中的巨大芽孢杆菌换成等量侧孢芽孢杆菌，制得的酸性土壤调理剂在调节pH值和降低土壤容重方面都远不及实施例8，对比例5和对比例6制得的酸性土壤调理剂的效果也不及实施例8，由此可知，食用菌栽培废料和本申请的复合微生物菌剂发挥了协同作用，使酸性土壤调理剂能显著改善土壤pH值，提高土壤蓬松度，而直接使用秸秆无法与复合微生物菌剂产生协同作用，
实施例11~13选取不同的食用菌栽培废料制备酸性土壤调理剂。
实施例11
本实施例与实施例8的区别在于，本实施例的食用菌栽培废料选取平菇栽培废料80份。
实施例12
本实施例与实施例8的区别在于，本实施例的食用菌栽培废料选取木耳栽培废料80份。
实施例13
本实施例与实施例8的区别在于，本实施例的食用菌栽培废料选取鸡腿菇栽培废料80份。
设置3块等面积土地，分别施用实施例11~13制备的酸性土壤调理剂，对3块试验土地进行pH值和土壤容重的检测，检测结果见表7。
表7
从表7的检测结果可知，实施例8中，当食用菌栽培废料为香菇栽培废料时，制得的酸性土壤调理剂的降低土壤容重效果明显高于其它实施例。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种酸性土壤调理剂，其特征在于，按重量份数计，其原料组成包括：复合微生物菌剂1~10份，食用菌栽培废料25~80份，白云石5~10份，碱渣30~60份以及生物质炭10~40份。
2.根据权利要求1所述的酸性土壤调理剂，其特征在于，按重量份数计，其原料组成包括：复合微生物菌剂5份，食用菌栽培废料80份，白云石8份，碱渣55份以及生物质炭40份。
3.根据权利要求1所述的酸性土壤调理剂，其特征在于，所述复合微生物菌剂包括拟康氏木霉、胶冻样类芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌以及巨大芽孢杆菌。
4.根据权利要求3所述的酸性土壤调理剂，其特征在于，所述复合微生物菌剂包括如下质量分数的组分：拟康氏木霉10~30%，胶冻样类芽孢杆菌10~30%，枯草芽孢杆菌20~40%，巨大芽孢杆菌30~50%。
5.根据权利要求4所述的酸性土壤调理剂，其特征在于，所述复合微生物菌剂包括如下质量分数的组分：拟康氏木霉10%，胶冻样类芽孢杆菌15%，枯草芽孢杆菌35%，巨大芽孢杆菌40%。
6.根据权利要求1所述的酸性土壤调理剂，其特征在于，所述食用菌栽培废料选自平菇栽培废料、香菇栽培废料、木耳栽培废料以及鸡腿菇栽培废料中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的酸性土壤调理剂，其特征在于，所述生物质炭选自果木炭和稻壳炭中的至少一种。
8.一种权利要求1所述的酸性土壤调理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将所述食用菌栽培废料、所述白云石、所述碱渣和所述生物质炭粉碎，加入所述复合微生物菌剂，混合，得到混合料；
S2、将所述混合料进行发酵处理后，烘干，粉碎过筛，得到所述酸性土壤调理剂，其中，所述发酵处理过程中，每天翻堆一次。
9.根据权利要求8所述的酸性土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，发酵温度为30~50℃，发酵时间为7~15天。
10.根据权利要求8所述的酸性土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，烘干温度为50~60℃，烘干至所述酸性土壤调理剂的含水量为10%~20%。
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| CN116986953A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-11-03 | 史丹利化肥扶余有限公司 | 一种土壤培肥调理剂及其制备方法 |
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- 2023-06-21 CN CN202310736234.1A patent/CN116478699A/zh active Pending
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