CN116986953B - 一种土壤培肥调理剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土壤培肥调理剂及其制备方法,属于酸性土壤修复技术领域。本发明土壤培肥调理剂以碱渣,钙镁磷肥,牡蛎壳,海泡石,活化剂,稻壳,微生物菌剂,禽畜粪便,微量元素,石蜡油,柠檬烯,尿素制备而成。固定硼、钼、锌、硒的稻壳生物炭和微生物菌剂作为土壤培肥调理剂的内芯,用椰油酰谷氨酸钾和KOH激活稻壳生物炭,提高生物炭比表面积,以石蜡油和柠檬烯混合溶液作为粘连剂,在外层包覆除氯碱渣、海泡石、牡蛎壳的混合粉末制备成一种土壤培肥调理剂,各组分协同发挥作用,可以有效的改良酸性土壤的土壤结构,提高酸性土壤pH,提高酸性土壤肥力,改善种植作物的产量和品质。
Description
技术领域
本发明属于酸性土壤修复技术领域,尤其涉及一种土壤培肥调理剂及其制备方法。
背景技术
土壤培肥调理剂是指加入土壤中可以改善土壤的物理、化学及生物活性的物料,根据不同功能据以可分为,团聚分散土粒,改善土壤结构;调节土壤酸碱度;增加土壤温度;保持土壤水分等方面来进行制备,土壤培肥调理剂虽然为农作物提供的养分比较少或者完全没有直接为农作物提供养分,却能够改善土壤结构,提高土壤肥力,为提高农作物养分提供了有利条件。
南方酸性红壤的基盐离子,尤其是钾、钙、镁离子流失严重,铝离子会年复一年富集,酸性增强,通透性差,土壤肥力低,农作物生长缓慢;酸性土壤还会显著增加了重金属污染的问题,尤其是具有高毒性和溶解性镉在水稻种植中普遍存在,会通过食物链在人体累积,严重危害人体健康;酸性土壤由于硼、钼、锌、硒等微量元素活性过高易溶淋而损失。现有的酸性土壤培肥调理改良技术多采用生石灰进行酸性红壤改良,但生石灰改良效果主要局限在表层土壤,生石灰的碱性被消耗后,土壤会再次酸化,且酸化程度与施用生石灰前相比会有所加剧,而且长期施用生石灰会导致土壤中钾、镁淋失,土壤板结。
牡蛎壳在我国沿海城市不计其数,大量海鲜贝壳主要处理方式是倒入海中,或者直接堆积在街头巷尾,长时间腐烂发臭污染环境;
碱渣是氨碱法制备纯碱的排放废物,虽然不含毒性物质,但随意排放会导致海域河流污染堵塞,堆放容易占用大量的土地,导致土地盐碱化,危害生态环境。
我国每年种植稻谷会产生大量的稻壳,稻壳是稻谷的谷壳,其中含有大量的二氧化硅,作为硅肥施加到土壤中为土壤补充硅元素可以有效改良土壤品质。
专利CN101544890B公布了一种培肥型土壤调理剂及其制备方法,将碱渣和泥炭,碳铵按比例混合后,改良碱渣硬度,活化钙镁养分,增加了土壤有机质和腐殖酸含量,从而改良酸性土壤,为农作物根系生长提供了良好的生存环境,虽然施用适量少量的氯元素能促进生长,提高作物抗逆能力,改善作物产量和品质,然而,此发明制备的培肥调理剂中碱渣中氯离子未做任何预处理,碱渣中含有大量的氯离子加入土壤中,种植作物会导致作物氯中毒,抑制作物生长;并且施用碱渣会抑制土壤中钾离子含量,此发明并未对钾离子做补充;未使用微生物菌剂和生物炭,改良效果持续时间短,因此以牡蛎壳、稻壳、预处理过氯元素的碱渣为原料,制备一种可以有效、持久的改良酸性土壤,提高酸性土壤pH,提高钾、钠、钙、镁基盐离子,钝化铝离子,提供硼、钼、锌、硒微量元素,提高土壤肥力的土壤培肥调理剂对南方酸性红壤施肥改良种植具有重要意义。
发明内容
本发明克服现有技术的不足,公开了一种土壤培肥调理剂及其制备方法,以固定硼、钼、锌、硒的稻壳生物炭和和微生物菌剂作为土壤培肥调理剂的内芯,用椰油酰谷氨酸钾和KOH激活稻壳生物炭,提高生物炭比表面积,以石蜡油和柠檬烯混合溶液作为粘连剂,在外层包覆除氯碱渣、海泡石、牡蛎壳的混合粉末制备一种土壤培肥调理剂。
为实现上述技术目的,本发明所采用的技术方案为:
一种土壤培肥调理剂,包括以下重量份原料制备而成:碱渣60-80份,钙镁磷肥20-35份,牡蛎壳15-30份,海泡石5-9份,活化剂15-18份,稻壳100-120份,微生物菌剂3-5份,禽畜粪便25-40份,微量元素1.5-2.5份,石蜡油8-12份,柠檬烯4-6份,尿素15-20份。
优选的,所述的碱渣中氯离子含量≤1.45%。
优选的,所述活化剂为质量比1:1的椰油酰谷氨酸钾和KOH。
优选的,所述的微生物菌剂为质量比为1:1:1的巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌。
更优选的,所述的巨大芽孢杆菌购于中国普通微生物保藏管理中心(ChinaGeneral Microbiological Culture CollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为CGMCC1.16094;所述的青枯雷尔氏菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China General Microbiological Culture CollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为CGMCC1.12711;所述的根瘤伯克霍尔德氏菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China General Microbiological CultureCollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为1.10205。
优选的,所述的微量元素为质量比1.2-1.5:0.2-0.4:1.5-1.8:0.7-0.9的硼、钼、锌、硒;其中所述的硼元素为硼酸,所述的钼元素为钼酸钠,所述的锌元素为葡萄糖酸锌,所述的硒元素为甘氨酸硒。
一种土壤培肥调理剂的制备方法,步骤如下:
(1)稻壳生物炭制备:
清水洗除稻壳表面杂质和污泥,通风干燥至含水量≤6%,加入反应釜中,通入氮气排空空气,控制氮气流速为100cm3/min,在750℃的条件下加热8h,冷却至室温,得到稻壳秸秆生物炭;
(2)微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭:
将步骤(1)制备的稻壳生物炭加入反应釜中,加入相同体积清水,依次加入硼酸,钼酸钠,葡萄糖酸锌,甘氨酸硒,控制温度100℃反应3h,冷却至25℃,加入椰油酰谷氨酸钾和KOH搅拌混合均匀,调节溶液pH为8-10,在40℃烘箱中将水分烘干,将微量元素硼、钼、锌、硒固定到稻壳生物炭上,得到微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭;
(3)微生物菌剂的制备:
将巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌分别在液体种子培养基中30℃的温度条件下培养48h,分别按12%接种量接入异变培养基中,分别在30℃温度条件下培养48h,筛选出在含铝离子的酸性异变培养基中的活性的微生物菌剂,将筛选出的菌株继续在异变培养基中30℃的温度条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0,按1:1:1的质量比混合均匀,冻干成冻干粉,得到微生物菌剂;
(4)禽畜粪便发酵:
将禽畜粪便加入发酵池中,调节水分含量50%,加入尿素,加入步骤(3)制备的微生物菌剂,通风培养3d,用塑料薄膜密封,上层加土覆盖,发酵5d,打开塑料膜膜,将禽畜粪便搅拌翻转,加水调节含水量为50%,继续用包覆膜密封,上层加土覆盖,发酵3d后,通风干燥至含水量≤3%,得到发酵的禽畜粪便;
(5)除氯碱渣制备
碱渣干燥粉碎过80目筛,加入100-150倍体积清水浸泡搅拌24h,将碱渣和水混合物进行脱水处理,烘干至含水量≤10%,得到氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣;
(6)包覆膜材料制备:
将步骤(5)制备的氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣、牡蛎壳、海泡石分别粉碎过200目筛,搅拌混合均匀,得到包覆膜材料;
(7)制粒;
将步骤(2)制备的微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭,钙镁磷肥,步骤(4)制备的发酵的禽畜粪便,分别粉碎过120目筛,搅拌混合均匀,经造粒机造粒,筛选粒径为4-6mm的颗粒,得到土壤培肥调理剂内芯颗粒;
(8)包膜:
将步骤(7)制备的土壤培肥调理剂内芯颗粒放在圆盘造粒机上38℃热风预热10min,柠檬烯和石蜡油搅拌20min混合均匀,用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,浸润颗粒表面又不互相粘连,将步骤(6)制备的包覆膜材料取1/3加入圆盘造粒机中,转动15min;再次用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,重复多次,直到把包覆膜材料均匀的包覆在土壤培肥调理剂内芯颗粒上,得到一种土壤培肥调理剂。
优选的,步骤(3)微生物菌剂的制备中所述的异变培养基组成为:葡萄糖15g,六水合氯化镁5g,七水合硫酸镁3g,氯化钾0.3g,硫酸铵0.15g,磷酸三钙1g,磷酸铝1g,水1000ml,质量分数5%盐酸30ml,培养基pH为5。
碱渣中氯含量比较高,适量施用氯元素能促进生长,提高作物抗逆能力,改善作物产量和品质,但是氯过量会导致作物氯中毒,在酸性土壤改良中需要严格控制氯的含量,碱渣处理土壤中交换性钠离子呈增加趋势,钾离子有所降低,需要增加钾肥含量。
椰油酰谷氨酸钾和KOH为土壤调理剂提供作物生长所必要的钾肥,并且起到疏松土壤作用。
锌是植物生长必备的微量元素,促进作物酶合成和光合作用,植物缺锌生长素、叶绿素含量降低,植物生长受抑,叶片失绿、白化。
硼主要功能是调节植物膜功能,维持电势梯度,影响碳水化合物的代谢和运输;缺硼植物细胞分裂减慢,蛋白质含量减少。
钼元素在作物体内含量很少,是作物必须营养元素中需求量最少的,但是它是作物生长发育不可缺少的一种元素,主要存在于作物的韧皮部和维管束组织中,起到转运植物蛋白调控作物生长发育的作用。缺钼时易引起光合速率下降,糖含量尤其是还原糖含量减少。
硒是植物生长所需的一种有益元素,具有刺激植物生长发育和进步作物产量与品质、增强植物生物抗氧化作用、促进植物新陈代谢和植物对环境胁迫的抗性,并具有拮抗重金属的作用。
稻壳生物炭是稻壳在无氧或者低氧条件下高温裂解产生的固体产物,含碳量高,分解缓慢,添加到土壤中可以持续有效的改善土壤结构,提高养分利用率;含有带负电荷的基团,可以吸附土壤中的铝离子,缓解“铝毒”;生物炭本身含有大量有效磷元素,添加到土壤中会显著增加土壤中有效磷的含量,为作物提供磷元素的同时,还为微生物的繁殖提高良好的磷源。生物炭和牡蛎壳粉具有微孔和较大的比表面积,对重金属镉具有良好的吸收作用。
微量元素硼、钼、锌、硒控制温度固定在稻壳生物炭上,用椰油酰谷氨酸钾和KOH活化稻壳生物炭,增加稻壳生物炭碱性,增大比表面积,增加吸附性。
海泡石主要成分硅和镁,溶解产生的碳酸根离子和氢氧根离子易与重金属形成沉淀。
固定微量元素硼、钼、锌、硒的稻壳生物炭和微生物菌剂作为土壤培肥调理剂内芯,并以发酵的禽畜粪便和尿素为微生物菌剂的生长繁殖提供必备的养分,以石蜡油和柠檬烯混合溶液作为粘连剂,在外层包覆除氯碱渣、海泡石、牡蛎壳的混合粉末。
有益效果
本发明以固定硼、钼、锌、硒的稻壳生物炭和微生物菌剂作为土壤培肥调理剂的内芯,用椰油酰谷氨酸钾和KOH激活稻壳生物炭,提高生物炭比表面积,以石蜡油和柠檬烯混合溶液作为粘连剂,在外层包覆除氯碱渣、海泡石、牡蛎壳的混合粉末制备一种土壤培肥调理剂,和现有技术进行对比,碱渣中氯元素经过脱氯处理含量≤1.45%,提高作物抗逆性,促进作物生长和养分吸收;本发明制备的土壤培肥调理剂富含微量元素硼、钼、锌、硒,并且在外层包覆了包覆膜,微量元素缓慢释放,为农作物提供了所必备的硼、钼、锌、硒微量元素,促进作物生长;加入的微生物菌剂协同发挥作用,释放土壤中磷、钾元素,促进作物根部生长;稻壳生物炭经过活化剂活化后,比表面积增大,重金属吸附能力增强,弱碱性的稻壳秸秆生物炭降低酸性土壤pH;石蜡油中加入柠檬烯作为粘连剂提高了石蜡油的柔韧性和强度,并且具有良好的疏水性能,提高了养分的缓释性能,提高了内芯养分利用率;加入的海泡石、除氯碱渣,牡蛎壳粉可以有效吸附土壤中重金属物质,提高酸性土壤pH,改良种植作物的品质和产量。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明的技术方案做进一步说明:
实施例1
一种土壤培肥调理剂,包括以下重量份原料制备而成:碱渣60份,钙镁磷肥20份,牡蛎壳15份,海泡石5份,活化剂15份,稻壳100份,微生物菌剂3份,禽畜粪便25份,微量元素1.5份,石蜡油8份,柠檬烯4份,尿素15份。
所述的碱渣中氯离子含量≤1.45%。
所述活化剂为质量比1:1的椰油酰谷氨酸钾和KOH。
所述的微生物菌剂为质量比为1:1:1的巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌。
所述的巨大芽孢杆菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China GeneralMicrobiological Culture CollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为CGMCC1.16094;所述的青枯雷尔氏菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China General Microbiological Culture CollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为CGMCC1.12711;所述的根瘤伯克霍尔德氏菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China General Microbiological CultureCollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为1.10205。
所述的微量元素为质量比1.2:0.2:1.5:0.7的硼、钼、锌、硒;其中所述的硼元素为硼酸,所述的钼元素为钼酸钠,所述的锌元素为葡萄糖酸锌,所述的硒元素为甘氨酸硒。
一种土壤培肥调理剂的制备方法,步骤如下:
(1)稻壳生物炭制备:
清水洗除稻壳表面杂质和污泥,通风干燥至含水量≤6%,加入反应釜中,通入氮气排空空气,控制氮气流速为100cm3/min,在750℃的条件下加热8h,冷却至室温,得到稻壳秸秆生物炭;
(2)微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭:
将步骤(1)制备的稻壳生物炭加入反应釜中,加入相同体积清水,依次加入硼酸,钼酸钠,葡萄糖酸锌,甘氨酸硒,控制温度100℃反应3h,冷却至25℃,加入椰油酰谷氨酸钾和KOH搅拌混合均匀,调节溶液pH为8,在40℃烘箱中将水分烘干,将微量元素硼、钼、锌、硒固定到稻壳生物炭上,得到微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭;
(3)微生物菌剂的制备:
将巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌分别在液体种子培养基中30℃的温度条件下培养48h,分别按12%接种量接入异变培养基中,分别在30℃温度条件下培养48h,筛选出在含铝离子的酸性异变培养基中的活性的微生物菌剂,将筛选出的菌株继续在异变培养基中30℃的温度条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0,按1:1:1的质量比混合均匀,冻干成冻干粉,得到微生物菌剂;
(4)禽畜粪便发酵:
将禽畜粪便加入发酵池中,调节水分含量50%,加入尿素,加入步骤(3)制备的微生物菌剂,通风培养3d,用塑料薄膜密封,上层加土覆盖,发酵5d,打开塑料膜膜,将禽畜粪便搅拌翻转,加水调节含水量为50%,继续用包覆膜密封,上层加土覆盖,发酵3d后,通风干燥至含水量≤3%,得到发酵的禽畜粪便;
(5)除氯碱渣制备
碱渣干燥粉碎过80目筛,加入100倍体积清水浸泡搅拌24h,将碱渣和水混合物进行脱水处理,烘干至含水量≤10%,得到氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣;
(6)包覆膜材料制备:
将步骤(5)制备的氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣、牡蛎壳、海泡石分别粉碎过200目筛,搅拌混合均匀,得到包覆膜材料;
(7)制粒;
将步骤(2)制备的微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭,钙镁磷肥,步骤(4)制备的发酵的禽畜粪便,分别粉碎过120目筛,搅拌混合均匀,经造粒机造粒,筛选粒径为4-6mm的颗粒,得到土壤培肥调理剂内芯颗粒;
(8)包膜:
将步骤(7)制备的土壤培肥调理剂内芯颗粒放在圆盘造粒机上38℃热风预热10min,柠檬烯和石蜡油搅拌20min混合均匀,用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,浸润颗粒表面又不互相粘连,将步骤(6)制备的包覆膜材料取1/3加入圆盘造粒机中,转动15min;再次用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,重复多次,直到把包覆膜材料均匀的包覆在土壤培肥调理剂内芯颗粒上,得到一种土壤培肥调理剂。
步骤(3)微生物菌剂的制备中所述的异变培养基组成为:葡萄糖15g,六水合氯化镁5g,七水合硫酸镁3g,氯化钾0.3g,硫酸铵0.15g,磷酸三钙1g,磷酸铝1g,水1000ml,质量分数5%盐酸30ml,培养基pH为5。
实施例2
一种土壤培肥调理剂,包括以下重量份原料制备而成:碱渣70份,钙镁磷肥25份,牡蛎壳25份,海泡石7份,活化剂16份,稻壳110份,微生物菌剂4份,禽畜粪便35份,微量元素2份,石蜡油10份,柠檬烯5份,尿素18份。
所述的碱渣中氯离子含量≤1.45%。
所述活化剂为质量比1:1的椰油酰谷氨酸钾和KOH。
所述的微生物菌剂为质量比为1:1:1的巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌。
所述的巨大芽孢杆菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China GeneralMicrobiological Culture CollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为CGMCC1.16094;所述的青枯雷尔氏菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China General Microbiological Culture CollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为CGMCC1.12711;所述的根瘤伯克霍尔德氏菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China General Microbiological CultureCollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为1.10205。
所述的微量元素为质量比1.4:0.3:1.6:0.8的硼、钼、锌、硒;其中所述的硼元素为硼酸,所述的钼元素为钼酸钠,所述的锌元素为葡萄糖酸锌,所述的硒元素为甘氨酸硒。
一种土壤培肥调理剂的制备方法,步骤如下:
(1)稻壳生物炭制备:
清水洗除稻壳表面杂质和污泥,通风干燥至含水量≤6%,加入反应釜中,通入氮气排空空气,控制氮气流速为100cm3/min,在750℃的条件下加热8h,冷却至室温,得到稻壳秸秆生物炭;
(2)微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭:
将步骤(1)制备的稻壳生物炭加入反应釜中,加入相同体积清水,依次加入硼酸,钼酸钠,葡萄糖酸锌,甘氨酸硒,控制温度100℃反应3h,冷却至25℃,加入椰油酰谷氨酸钾和KOH搅拌混合均匀,调节溶液pH为9,在40℃烘箱中将水分烘干,将微量元素硼、钼、锌、硒固定到稻壳生物炭上,得到微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭;
(3)微生物菌剂的制备:
将巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌分别在液体种子培养基中30℃的温度条件下培养48h,分别按12%接种量接入异变培养基中,分别在30℃温度条件下培养48h,筛选出在含铝离子的酸性异变培养基中的活性的微生物菌剂,将筛选出的菌株继续在异变培养基中30℃的温度条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0,按1:1:1的质量比混合均匀,冻干成冻干粉,得到微生物菌剂;
(4)禽畜粪便发酵:
将禽畜粪便加入发酵池中,调节水分含量50%,加入尿素,加入步骤(3)制备的微生物菌剂,通风培养3d,用塑料薄膜密封,上层加土覆盖,发酵5d,打开塑料膜膜,将禽畜粪便搅拌翻转,加水调节含水量为50%,继续用包覆膜密封,上层加土覆盖,发酵3d后,通风干燥至含水量≤3%,得到发酵的禽畜粪便;
(5)除氯碱渣制备
碱渣干燥粉碎过80目筛,加入120倍体积清水浸泡搅拌24h,将碱渣和水混合物进行脱水处理,烘干至含水量≤10%,得到氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣;
(6)包覆膜材料制备:
将步骤(5)制备的氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣、牡蛎壳、海泡石分别粉碎过200目筛,搅拌混合均匀,得到包覆膜材料;
(7)制粒;
将步骤(2)制备的微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭,钙镁磷肥,步骤(4)制备的发酵的禽畜粪便,分别粉碎过120目筛,搅拌混合均匀,经造粒机造粒,筛选粒径为4-6mm的颗粒,得到土壤培肥调理剂内芯颗粒;
(8)包膜:
将步骤(7)制备的土壤培肥调理剂内芯颗粒放在圆盘造粒机上38℃热风预热10min,柠檬烯和石蜡油搅拌20min混合均匀,用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,浸润颗粒表面又不互相粘连,将步骤(6)制备的包覆膜材料取1/3加入圆盘造粒机中,转动15min;再次用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,重复多次,直到把包覆膜材料均匀的包覆在土壤培肥调理剂内芯颗粒上,得到一种土壤培肥调理剂。
步骤(3)微生物菌剂的制备中所述的异变培养基组成为:葡萄糖15g,六水合氯化镁5g,七水合硫酸镁3g,氯化钾0.3g,硫酸铵0.15g,磷酸三钙1g,磷酸铝1g,水1000ml,质量分数5%盐酸30ml,培养基pH为5。
实施例3
一种土壤培肥调理剂,包括以下重量份原料制备而成:碱渣80份,钙镁磷肥35份,牡蛎壳30份,海泡石9份,活化剂18份,稻壳120份,微生物菌剂5份,禽畜粪便40份,微量元素2.5份,石蜡油12份,柠檬烯6份,尿素20份。
所述的碱渣中氯离子含量≤1.45%。
所述活化剂为质量比1:1的椰油酰谷氨酸钾和KOH。
所述的微生物菌剂为质量比为1:1:1的巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌。
所述的巨大芽孢杆菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China GeneralMicrobiological Culture CollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为CGMCC1.16094;所述的青枯雷尔氏菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China General Microbiological Culture CollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为CGMCC1.12711;所述的根瘤伯克霍尔德氏菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China General Microbiological CultureCollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为1.10205。
所述的微量元素为质量比1.5:0.4:1.8:0.9的硼、钼、锌、硒;其中所述的硼元素为硼酸,所述的钼元素为钼酸钠,所述的锌元素为葡萄糖酸锌,所述的硒元素为甘氨酸硒。
一种土壤培肥调理剂的制备方法,步骤如下:
(1)稻壳生物炭制备:
清水洗除稻壳表面杂质和污泥,通风干燥至含水量≤6%,加入反应釜中,通入氮气排空空气,控制氮气流速为100cm3/min,在750℃的条件下加热8h,冷却至室温,得到稻壳秸秆生物炭;
(2)微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭:
将步骤(1)制备的稻壳生物炭加入反应釜中,加入相同体积清水,依次加入硼酸,钼酸钠,葡萄糖酸锌,甘氨酸硒,控制温度100℃反应3h,冷却至25℃,加入椰油酰谷氨酸钾和KOH搅拌混合均匀,调节溶液pH为10,在40℃烘箱中将水分烘干,将微量元素硼、钼、锌、硒固定到稻壳生物炭上,得到微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭;
(3)微生物菌剂的制备:
将巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌分别在液体种子培养基中30℃的温度条件下培养48h,分别按12%接种量接入异变培养基中,分别在30℃温度条件下培养48h,筛选出在含铝离子的酸性异变培养基中的活性的微生物菌剂,将筛选出的菌株继续在异变培养基中30℃的温度条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0,按1:1:1的质量比混合均匀,冻干成冻干粉,得到微生物菌剂;
(4)禽畜粪便发酵:
将禽畜粪便加入发酵池中,调节水分含量50%,加入尿素,加入步骤(3)制备的微生物菌剂,通风培养3d,用塑料薄膜密封,上层加土覆盖,发酵5d,打开塑料膜膜,将禽畜粪便搅拌翻转,加水调节含水量为50%,继续用包覆膜密封,上层加土覆盖,发酵3d后,通风干燥至含水量≤3%,得到发酵的禽畜粪便;
(5)除氯碱渣制备
碱渣干燥粉碎过80目筛,加入150倍体积清水浸泡搅拌24h,将碱渣和水混合物进行脱水处理,烘干至含水量≤10%,得到氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣;
(6)包覆膜材料制备:
将步骤(5)制备的氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣、牡蛎壳、海泡石分别粉碎过200目筛,搅拌混合均匀,得到包覆膜材料;
(7)制粒;
将步骤(2)制备的微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭,钙镁磷肥,步骤(4)制备的发酵的禽畜粪便,分别粉碎过120目筛,搅拌混合均匀,经造粒机造粒,筛选粒径为4-6mm的颗粒,得到土壤培肥调理剂内芯颗粒;
(8)包膜:
将步骤(7)制备的土壤培肥调理剂内芯颗粒放在圆盘造粒机上38℃热风预热10min,柠檬烯和石蜡油搅拌20min混合均匀,用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,浸润颗粒表面又不互相粘连,将步骤(6)制备的包覆膜材料取1/3加入圆盘造粒机中,转动15min;再次用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,重复多次,直到把包覆膜材料均匀的包覆在土壤培肥调理剂内芯颗粒上,得到一种土壤培肥调理剂。
步骤(3)微生物菌剂的制备中所述的异变培养基组成为:葡萄糖15g,六水合氯化镁5g,七水合硫酸镁3g,氯化钾0.3g,硫酸铵0.15g,磷酸三钙1g,磷酸铝1g,水1000ml,质量分数5%盐酸30ml,培养基pH为5。
对比例1
一种土壤培肥调理剂,包括以下重量份原料制备而成:碱渣80份,钙镁磷肥35份,牡蛎壳30份,海泡石9份,稻壳120份,微生物菌剂5份,禽畜粪便40份,微量元素2.5份,石蜡油12份,柠檬烯6份,尿素20份。
所述的碱渣中氯离子含量≤1.45%。
所述的微生物菌剂为质量比为1:1:1的巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌。
所述的巨大芽孢杆菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China GeneralMicrobiological Culture CollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为CGMCC1.16094;所述的青枯雷尔氏菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China General Microbiological Culture CollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为CGMCC1.12711;所述的根瘤伯克霍尔德氏菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China General Microbiological CultureCollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为1.10205。
所述的微量元素为质量比1.5:0.4:1.8:0.9的硼、钼、锌、硒;其中所述的硼元素为硼酸,所述的钼元素为钼酸钠,所述的锌元素为葡萄糖酸锌,所述的硒元素为甘氨酸硒。
一种土壤培肥调理剂的制备方法,步骤如下:
(1)稻壳生物炭制备:
清水洗除稻壳表面杂质和污泥,通风干燥至含水量≤6%,加入反应釜中,通入氮气排空空气,控制氮气流速为100cm3/min,在750℃的条件下加热8h,冷却至室温,得到稻壳秸秆生物炭;
(2)微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭:
将步骤(1)制备的稻壳生物炭加入反应釜中,加入相同体积清水,依次加入硼酸,钼酸钠,葡萄糖酸锌,甘氨酸硒,控制温度100℃反应3h,冷却至25℃,在40℃烘箱中将水分烘干,将微量元素硼、钼、锌、硒固定到稻壳生物炭上,得到微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭;
(3)微生物菌剂的制备:
将巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌分别在液体种子培养基中30℃的温度条件下培养48h,分别按12%接种量接入异变培养基中,分别在30℃温度条件下培养48h,筛选出在含铝离子的酸性异变培养基中的活性的微生物菌剂,将筛选出的菌株继续在异变培养基中30℃的温度条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0,按1:1:1的质量比混合均匀,冻干成冻干粉,得到微生物菌剂;
(4)禽畜粪便发酵:
将禽畜粪便加入发酵池中,调节水分含量50%,加入尿素,加入步骤(3)制备的微生物菌剂,通风培养3d,用塑料薄膜密封,上层加土覆盖,发酵5d,打开塑料膜膜,将禽畜粪便搅拌翻转,加水调节含水量为50%,继续用包覆膜密封,上层加土覆盖,发酵3d后,通风干燥至含水量≤3%,得到发酵的禽畜粪便;
(5)除氯碱渣制备
碱渣干燥粉碎过80目筛,加入150倍体积清水浸泡搅拌24h,将碱渣和水混合物进行脱水处理,烘干至含水量≤10%,得到氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣;
(6)包覆膜材料制备:
将步骤(5)制备的氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣、牡蛎壳、海泡石分别粉碎过200目筛,搅拌混合均匀,得到包覆膜材料;
(7)制粒;
将步骤(2)制备的微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭,钙镁磷肥,步骤(4)制备的发酵的禽畜粪便,分别粉碎过120目筛,搅拌混合均匀,经造粒机造粒,筛选粒径为4-6mm的颗粒,得到土壤培肥调理剂内芯颗粒;
(8)包膜:
将步骤(7)制备的土壤培肥调理剂内芯颗粒放在圆盘造粒机上38℃热风预热10min,柠檬烯和石蜡油搅拌20min混合均匀,用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,浸润颗粒表面又不互相粘连,将步骤(6)制备的包覆膜材料取1/3加入圆盘造粒机中,转动15min;再次用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,重复多次,直到把包覆膜材料均匀的包覆在土壤培肥调理剂内芯颗粒上,得到一种土壤培肥调理剂。
步骤(3)微生物菌剂的制备中所述的异变培养基组成为:葡萄糖15g,六水合氯化镁5g,七水合硫酸镁3g,氯化钾0.3g,硫酸铵0.15g,磷酸三钙1g,磷酸铝1g,水1000ml,质量分数5%盐酸30ml,培养基pH为5。
本对比例除步骤(2)微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭过程中不加入活化剂外,其余部分均与实施例3相同。
对比例2
一种土壤培肥调理剂,包括以下重量份原料制备而成:碱渣80份,钙镁磷肥35份,牡蛎壳30份,海泡石9份,活化剂18份,稻壳120份,微生物菌剂5份,禽畜粪便40份,微量元素2.5份,石蜡油12份,柠檬烯6份,尿素20份。
所述的碱渣中氯离子含量≤1.45%。
所述活化剂为KOH。
所述的微生物菌剂为质量比为1:1:1的巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌。
所述的巨大芽孢杆菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China GeneralMicrobiological Culture CollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为CGMCC1.16094;所述的青枯雷尔氏菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China General Microbiological Culture CollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为CGMCC1.12711;所述的根瘤伯克霍尔德氏菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China General Microbiological CultureCollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为1.10205。
所述的微量元素为质量比1.5:0.4:1.8:0.9的硼、钼、锌、硒;其中所述的硼元素为硼酸,所述的钼元素为钼酸钠,所述的锌元素为葡萄糖酸锌,所述的硒元素为甘氨酸硒。
一种土壤培肥调理剂的制备方法,步骤如下:
(1)稻壳生物炭制备:
清水洗除稻壳表面杂质和污泥,通风干燥至含水量≤6%,加入反应釜中,通入氮气排空空气,控制氮气流速为100cm3/min,在750℃的条件下加热8h,冷却至室温,得到稻壳秸秆生物炭;
(2)微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭:
将步骤(1)制备的稻壳生物炭加入反应釜中,加入相同体积清水,依次加入硼酸,钼酸钠,葡萄糖酸锌,甘氨酸硒,控制温度100℃反应3h,冷却至25℃,加入KOH搅拌混合均匀,调节溶液pH为10,在40℃烘箱中将水分烘干,将微量元素硼、钼、锌、硒固定到稻壳生物炭上,得到微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭;
(3)微生物菌剂的制备:
将巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌分别在液体种子培养基中30℃的温度条件下培养48h,分别按12%接种量接入异变培养基中,分别在30℃温度条件下培养48h,筛选出在含铝离子的酸性异变培养基中的活性的微生物菌剂,将筛选出的菌株继续在异变培养基中30℃的温度条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0,按1:1:1的质量比混合均匀,冻干成冻干粉,得到微生物菌剂;
(4)禽畜粪便发酵:
将禽畜粪便加入发酵池中,调节水分含量50%,加入尿素,加入步骤(3)制备的微生物菌剂,通风培养3d,用塑料薄膜密封,上层加土覆盖,发酵5d,打开塑料膜膜,将禽畜粪便搅拌翻转,加水调节含水量为50%,继续用包覆膜密封,上层加土覆盖,发酵3d后,通风干燥至含水量≤3%,得到发酵的禽畜粪便;
(5)除氯碱渣制备
碱渣干燥粉碎过80目筛,加入150倍体积清水浸泡搅拌24h,将碱渣和水混合物进行脱水处理,烘干至含水量≤10%,得到氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣;
(6)包覆膜材料制备:
将步骤(5)制备的氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣、牡蛎壳、海泡石分别粉碎过200目筛,搅拌混合均匀,得到包覆膜材料;
(7)制粒;
将步骤(2)制备的微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭,钙镁磷肥,步骤(4)制备的发酵的禽畜粪便,分别粉碎过120目筛,搅拌混合均匀,经造粒机造粒,筛选粒径为4-6mm的颗粒,得到土壤培肥调理剂内芯颗粒;
(8)包膜:
将步骤(7)制备的土壤培肥调理剂内芯颗粒放在圆盘造粒机上38℃热风预热10min,柠檬烯和石蜡油搅拌20min混合均匀,用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,浸润颗粒表面又不互相粘连,将步骤(6)制备的包覆膜材料取1/3加入圆盘造粒机中,转动15min;再次用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,重复多次,直到把包覆膜材料均匀的包覆在土壤培肥调理剂内芯颗粒上,得到一种土壤培肥调理剂。
步骤(3)微生物菌剂的制备中所述的异变培养基组成为:葡萄糖15g,六水合氯化镁5g,七水合硫酸镁3g,氯化钾0.3g,硫酸铵0.15g,磷酸三钙1g,磷酸铝1g,水1000ml,质量分数5%盐酸30ml,培养基pH为5。
本对比例除步骤(2)微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭过程中活化剂不加入椰油酰谷氨酸钾外,其余部分均与实施例3相同。
对比例3
一种土壤培肥调理剂,包括以下重量份原料制备而成:碱渣80份,钙镁磷肥35份,牡蛎壳30份,海泡石9份,活化剂18份,稻壳120份,微生物菌剂5份,禽畜粪便40份,微量元素2.5份,石蜡油12份,柠檬烯6份,尿素20份。
所述的碱渣中氯离子含量≤1.45%。
所述活化剂为椰油酰谷氨酸钾。
所述的微生物菌剂为质量比为1:1:1的巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌。
所述的巨大芽孢杆菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China GeneralMicrobiological Culture CollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为CGMCC1.16094;所述的青枯雷尔氏菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China General Microbiological Culture CollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为CGMCC1.12711;所述的根瘤伯克霍尔德氏菌购于中国普通微生物保藏管理中心(China General Microbiological CultureCollectionCenter,CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为1.10205。
所述的微量元素为质量比1.5:0.4:1.8:0.9的硼、钼、锌、硒;其中所述的硼元素为硼酸,所述的钼元素为钼酸钠,所述的锌元素为葡萄糖酸锌,所述的硒元素为甘氨酸硒。
一种土壤培肥调理剂的制备方法,步骤如下:
(1)稻壳生物炭制备:
清水洗除稻壳表面杂质和污泥,通风干燥至含水量≤6%,加入反应釜中,通入氮气排空空气,控制氮气流速为100cm3/min,在750℃的条件下加热8h,冷却至室温,得到稻壳秸秆生物炭;
(2)微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭:
将步骤(1)制备的稻壳生物炭加入反应釜中,加入相同体积清水,依次加入硼酸,钼酸钠,葡萄糖酸锌,甘氨酸硒,控制温度100℃反应3h,冷却至25℃,加入椰油酰谷氨酸钾搅拌混合均匀,调节溶液pH为10,在40℃烘箱中将水分烘干,将微量元素硼、钼、锌、硒固定到稻壳生物炭上,得到微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭;
(3)微生物菌剂的制备:
将巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌分别在液体种子培养基中
30℃的温度条件下培养48h,分别按12%接种量接入异变培养基中,分别在30℃温度条件下培养48h,筛选出在含铝离子的酸性异变培养基中的活性的微生物菌剂,将筛选出的菌株继续在异变培养基中30℃的温度条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0,按1:1:
1的质量比混合均匀,冻干成冻干粉,得到微生物菌剂;
(4)禽畜粪便发酵:
将禽畜粪便加入发酵池中,调节水分含量50%,加入尿素,加入步骤(3)制备的微生物菌剂,通风培养3d,用塑料薄膜密封,上层加土覆盖,发酵5d,打开塑料膜膜,将禽畜粪便搅拌翻转,加水调节含水量为50%,继续用包覆膜密封,上层加土覆盖,发酵3d后,通风干燥至含水量≤3%,得到发酵的禽畜粪便;
(5)除氯碱渣制备
碱渣干燥粉碎过80目筛,加入150倍体积清水浸泡搅拌24h,将碱渣和水混合物进行脱水处理,烘干至含水量≤10%,得到氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣;
(6)包覆膜材料制备:
将步骤(5)制备的氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣、牡蛎壳、海泡石分别粉碎过200目筛,搅拌混合均匀,得到包覆膜材料;
(7)制粒;
将步骤(2)制备的微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭,钙镁磷肥,步骤(4)
制备的发酵的禽畜粪便,分别粉碎过120目筛,搅拌混合均匀,经造粒机造粒,筛选粒径为4-6mm的颗粒,得到土壤培肥调理剂内芯颗粒;
(8)包膜:
将步骤(7)制备的土壤培肥调理剂内芯颗粒放在圆盘造粒机上38℃热风预热10min,柠檬烯和石蜡油搅拌20min混合均匀,用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,浸润颗粒表面又不互相粘连,将步骤(6)制备的包覆膜材料取1/3加入圆盘造粒机中,转动15min;再次用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,重复多次,直到把包覆膜材料均匀的包覆在土壤培肥调理剂内芯颗粒上,得到一种土壤培肥调理剂。
步骤(3)微生物菌剂的制备中所述的异变培养基组成为:葡萄糖15g,六水合氯化镁5g,七水合硫酸镁3g,氯化钾0.3g,硫酸铵0.15g,磷酸三钙1g,磷酸铝1g,水1000ml,质量分数5%盐酸30ml,培养基pH为5。
本对比例除步骤(2)微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭过程中活化剂不加入KOH外,其余部分均与实施例3相同。
对比例4
本对比例除了微生物菌剂中不加入巨大芽孢杆菌,其余部分均与实施例3相同。
对比例5
本对比例除了微生物菌剂中不加入青枯雷尔氏菌,其余部分均与实施例3相同。
对比例6
本对比例除了微生物菌剂中不加入根瘤伯克霍尔德氏菌,其余部分均与实施例3相同。
种植试验
实验地点:山东省平邑县郑城镇裴家沟村酸性棕壤农田20亩,土壤pH为5.3,有机质含量13.6g/Kg,有效磷43.8mg/Kg,破解氮152mg/Kg,有效钾131mg/Kg,土壤容重1.4g/cm3。
供试小麦品种:永城市永民种植专业合作社-永丰农3号。2019年9月20日种植2020年6月12日收获。小麦种植株距15cm,行距50cm,播种前施尿素(购于中国农资集团股份有限公司生产-尿素,总含量≥46.4%)35Kg/亩,磷酸二氢钾(购于什邡市康龙化工有限责任公司-晶泰,N-P2O5-K2O:0-52-34,总养分≥86%)25Kg/亩。
实验田区域设置实施例1-3组,对比例1-6组,空白对照组合计10个处理,每个处理面积为2亩,每组间设置1m宽的保护行,每组分别施用不同的土壤培肥调理剂,施用量65Kg/亩,空白对照组不施加土壤培肥调理剂,其余操作过程均为常规大田管理。
各组分随机选取20株小麦,统计各组分小麦的返青期根长,返青期鲜根重;麦穗长,株麦粒数;各组分的株苗枯萎死亡数,亩产量。
具体统计结果如表1所示:
表1大田试验统计表
根据大田试验统计结果,施用实施例1-3所制备的土壤培肥调理剂,和对比例1-6进行对比,小麦枯萎死亡株数明显减少,根部生长发育更粗大,小麦颗粒更加饱,亩产量更多;和不施加土壤培肥调理剂的空白对照组进行对比,小麦返青期根长平均为15.1cm,增加33.6%;鲜根质量为0.12g,增加300%;麦穗长13cm,增加56.6;株麦粒数80粒,增加128%;千粒重44.9g,增加100%;亩产量755Kg,增加111%。
为进一步验证土壤培肥调理剂的效果,对种植前后的土壤进行检测实验:
检测实验
取样方法:每组试验田分别在种植前后随机采集5个30cm的土层土壤,约为10Kg作为供试土壤,分别检测土壤容重,孔隙度,pH,有机质,氯离子,铝离子,有效钾,破解氮,有效磷,有效钙,有效镁,有效硼,有效钼,有效硒,有效锌含量,微生物量,求平均值。
检测方法:
容重和孔隙度:采用环刀法测定容重,结合土壤饱和含水量和田间持水量测定,分别计算土壤孔隙度;
土壤pH:采用pH计(STARTER3100)测定,土壤与蒸馏水的比例为1:2.5;
有机质:采用重铬酸钾氧化-外加热法测定;
氯离子:采用NY/T1378-2007所记录的电位滴定法对土壤中氯离子含量检测;
铝离子:氯化钾交换-中和滴定法测定;
破解氮:采用扩散法测定;
有效钾:使用1M乙酸铵萃取液,采用火焰光度法进行测定;
有效磷:采用0.5M NaHCO3萃取,钼锑抗比色法测定;
土壤有效钙、镁测定:采用NY/T1211.13.2006所记录的以乙酸铵作为土壤交换剂,浸出液中的交换性钙、镁,再用原子吸收分光光度法测定;
有效硼:采用NY/T149-1990所记录热水浸提有效硼与姜黄素络合,测定吸光度的方法来测定有效硼含量;
有效钼:采用LY/T1259-1999所记录的草酸-草酸铵-硫氰化钾比色法测定;
有效硒:采用NY/T3420-2019所记录的《土壤有效硒的测定氢化物发生原子荧光光谱法》进行测定;
有效锌:采用LY/T1261-1999所记录的双硫腙比色法进行检测;微生物量:采用熏蒸提取-容量分析法进行测定。
具体检测结果如表2所示:
表2土壤改良效果检测表
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通过检测实验结果,施用本发明实施例1-3制备的土壤培肥调理剂种植后检测土壤,酸性土壤质量得到明显提升,和不添加土壤培肥调理剂的原始土壤进行对比,平均土壤容重1.72g/cm3,提升37%;孔隙率66%,提高26%;酸性土壤pH由5.3提高到6.86;为土壤中补充了适量的氯元素,明显提高了作物的抗逆性;土壤中铝离子含量2503mg/Kg,降低37%,有效的缓解了“铝毒”;破解氮含量209mg/Kg,提升38%;有效钾含量79.2mg/Kg,提升24%;有效磷含量25.5mg/Kg,提升104%;有效钙含量1263mg/Kg,提升112%;有效镁含量136mg/Kg,提升177%;有效硼含量1.34mg/Kg,有效钼含量1.35mg/Kg,有效硒含量0.13mg/Kg,有效锌含量2.83mg/Kg,为土壤提供了丰富的营养元素和微量元素,激活了土壤中的微生物菌群,每g土壤中的微生物也增长到了87.9百万;和对比例1-3进行对比,稻壳活性炭经过活化剂活化,明显增大了比表面积,增加了土壤吸附性,为微生物菌群的生长增殖提供场所,酸性土壤改良效果更好;和对比例4-6进行对比,质量比为1:1:1的巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌协同发挥作用,对于酸性土壤改良效果更好;因此,本发明实施例1-3制备的土壤培肥调理剂有效、持久的改良酸性土壤,提高酸性土壤pH,提高钾、钙、镁基盐离子含量,提高土壤中氮、磷、钾营养元素含量,钝化铝离子,提供硼、钼、锌、硒微量元素,唤醒土壤微生物菌群,改善土壤肥力,提高土壤作物种植价值。
需要说明的是,上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例,而非全部实施例。显然,基于本发明的上述实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例,都应当属于本发明保护的范围。
Claims (4)
1.一种土壤培肥调理剂,其特征在于,包括以下重量份原料制备而成:碱渣60-80份,钙镁磷肥20-35份,牡蛎壳15-30份,海泡石5-9份,活化剂15-18份,稻壳100-120份,微生物菌剂3-5份,禽畜粪便25-40份,微量元素1.5-2.5份,石蜡油8-12份,柠檬烯4-6份,尿素15-20份;所述的碱渣中氯离子含量≤1.45%;所述活化剂为质量比1:1的椰油酰谷氨酸钾和KOH;所述的微生物菌剂为质量比为1:1:1的巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌;所述的土壤培肥调理剂是通过下述方法的制备而成:
(1)稻壳生物炭制备:
清水洗除稻壳表面杂质和污泥,通风干燥至含水量≤6%,加入反应釜中,通入氮气排空空气,控制氮气流速为100cm3/min,在750℃的条件下加热8h,冷却至室温,得到稻壳生物炭;
(2)微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭:
将步骤(1)制备的稻壳生物炭加入反应釜中,加入相同体积清水,依次加入硼酸,钼酸钠,葡萄糖酸锌,甘氨酸硒,控制温度100℃反应3h,冷却至25℃,加入椰油酰谷氨酸钾和KOH搅拌混合均匀,调节溶液pH为8-10,在40℃烘箱中将水分烘干,将微量元素硼、钼、锌、硒固定到稻壳生物炭上,得到微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭;
(3)微生物菌剂的制备:
将巨大芽孢杆菌、青枯雷尔氏菌和根瘤伯克霍尔德氏菌分别在液体种子培养基中30℃的温度条件下培养48h,分别按12%接种量接入异变培养基中,分别在30℃温度条件下培养48h,筛选出在含铝离子的酸性异变培养基中有活性的微生物菌剂,将筛选出的菌株继续在异变培养基中30℃的温度条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0,按1:1:1的质量比混合均匀,冻干成冻干粉,得到微生物菌剂;
(4)禽畜粪便发酵:
将禽畜粪便加入发酵池中,调节水分含量50%,加入尿素,加入步骤(3)制备的微生物菌剂,通风培养3d,用塑料薄膜密封,上层加土覆盖,发酵5d,打开塑料膜,将禽畜粪便搅拌翻转,加水调节含水量为50%,继续用包覆膜密封,上层加土覆盖,发酵3d后,通风干燥至含水量≤3%,得到发酵的禽畜粪便;
(5)除氯碱渣制备
碱渣干燥粉碎过80目筛,加入100-150倍体积清水浸泡搅拌24h,将碱渣和水混合物进行脱水处理,烘干至含水量≤10%,得到氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣;
(6)包覆膜材料制备:
将步骤(5)制备的氯离子含量≤1.45%的除氯碱渣、牡蛎壳、海泡石分别粉碎过200目筛,搅拌混合均匀,得到包覆膜材料;
(7)制粒;
将步骤(2)制备的微量元素硼、钼、锌、硒固定的稻壳生物炭,钙镁磷肥,步骤(4)制备的发酵的禽畜粪便,分别粉碎过120目筛,搅拌混合均匀,经造粒机造粒,筛选粒径为4-6mm的颗粒,得到土壤培肥调理剂内芯颗粒;
(8)包膜:
将步骤(7)制备的土壤培肥调理剂内芯颗粒放在圆盘造粒机上38℃热风预热10min,柠檬烯和石蜡油搅拌20min混合均匀,用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,浸润颗粒表面又不互相粘连,将步骤(6)制备的包覆膜材料取1/3加入圆盘造粒机中,转动15min;再次用高压水枪将柠檬烯和石蜡油的混合溶液喷到土壤培肥调理剂内芯颗粒上,重复多次,直到把包覆膜材料均匀的包覆在土壤培肥调理剂内芯颗粒上,得到一种土壤培肥调理剂。
2.根据权利要求1所述土壤培肥调理剂,其特征在于,所述的巨大芽孢杆菌的保藏编号为CGMCC1.16094;所述的青枯雷尔氏菌的保藏编号为CGMCC1.12711;所述的根瘤伯克霍尔德氏菌的保藏编号为1.10205 。
3.根据权利要求1所述土壤培肥调理剂,其特征在于,所述的微量元素为质量比1.2-1.5:0.2-0.4:1.5-1.8:0.7-0.9的硼、钼、锌、硒;其中所述的硼元素为硼酸,所述的钼元素为钼酸钠,所述的锌元素为葡萄糖酸锌,所述的硒元素为甘氨酸硒。
4.根据权利要求1所述土壤培肥调理剂,其特征在于,步骤(3)微生物菌剂的制备中所述的异变培养基组成为:葡萄糖15g,六水合氯化镁5g,七水合硫酸镁3g,氯化钾0.3g,硫酸铵0.15g,磷酸三钙1g,磷酸铝1g,水1000ml,质量分数5%盐酸30ml,培养基pH为5。
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