CN117069544A - 一种提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的方法，包括如下步骤：将所述肥料调节含水率为40％～45％后堆放1～3h，压制成型，风干后得到成型块；在沙地杨树栽培时，第一年沿树冠外延的两个方向挖2～4个穴；将成型块置于穴内，并将微生物菌剂稀释后接种到成型块上，然后覆土，所述微生物菌剂中，短波单胞菌属X60、芽孢杆菌TOP026和干酪乳酸杆菌的质量比为10:8～10:2～3；第二年沿树冠外延的另外两个方向挖2～4个穴，成型块和微生物菌剂的使用方法同第一年。可提高杨树水分和养分利用效率，改善土壤结构，促进杨树生长，实现保水、保肥、促生、增效的目的。
Description
技术领域
本发明属于土壤改良技术领域，具体涉及一种提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
黄河滩地的土壤多为沙质土壤，且以细沙和粉沙为主，一出现干旱大风，沙土就随风飞扬，很影响周边区域的空气质量。杨树是中国速生丰产林工程的主要造林树种，黄河滩地杨树人工林在防风固沙方面发挥重大的作用，但沙质土壤本分保水保肥能力差，只有对土壤进行改良，提高土壤的蓄水保肥能力，才能更好的发挥杨树在黄河滩地的重要作用。
近年来，土壤改良在沙化治理中的应用日益广泛。沙化土壤改良本质上就是向沙地生态系统中添加一些改良材料，提高土壤质量，改善土壤稳定性结构，丰富土壤有机质，增强土壤保水保肥性能，从而加大土壤对地表植物的能源和养分供应，提升植物存活率及长势，逐步恢复沙化土壤的自我调节功能。
土壤保水剂是具备超高吸水保水能力的高分子聚合物，具有增强土壤保水性，改良土壤结构，减少水的深层渗漏和土壤养分流失，提高水分利用效率等功效。但是，土壤保水剂单独使用不仅增加劳动次数和成本，而且因为土壤保水剂用量一般较少，难以与根系充分接触，使得所吸纳水分很难与营养成分发生交互作用，很大程度上降低了保水剂的功效。
植物根际促生细菌(PGPR)是指生存在植物根圈范围内，对植物生长有促进或对病原菌有拮抗作用的有益细菌的统称，对植物生长与病害防治有极其重要的作用。目前关于PGPR的研究报道较多，大量文献表明，PGPR对植物根际土壤生态环境的改善与植物生长，尤其是植物根系生长具有显著的促进作用。但是，PGPR与植物的互作关系往往并不稳定，这种不稳定性源于不同的环境条件对微生物生长造成影响，在沙地、干旱等环境下微生物的生长繁殖极大的限制。因此，针对杨树筛选可稳定作用于林木的植物根际促生细菌及微生物组合，并且营造其适宜的生长环境，增强其活性，并且提高沙地土壤的蓄水保肥能力，对提高沙地杨树人工林地生产力，具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的方法。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
第一方面，本发明提供一种提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的肥料，包括以下组分：胶体发酵料50～75份；风化煤15～25份；秸秆发酵料5～10份；钠基膨润土5～10份；粉状尿素，质量百分数为0.1％～0.15％；磷酸二氢钾，质量百分数为0.2％～0.4％；硫酸镁，质量百分数为0.05％～0.1％；
所述胶体发酵料为牛粪和沼渣按质量比为5～8:1混合发酵而成；
秸秆发酵料为玉米秸秆与污泥按质量比70～85:15～30混合发酵而成。
各组分的作用分别为：
胶体发酵料：具有吸水性，易于成型，能保证短波单胞菌属X60、芽孢杆菌TOP026和干酪乳酸杆菌的生长繁殖。
风化煤：为微生物生长繁殖提供碳源和氮源。
秸秆发酵料：增强成型结构的透气性，含有的纤维结构能加强成型结构的稳定性。
钠基膨润土：增强成型块的吸水性。
粉状尿素：增加成型快的养分，增强成型快的强度。
磷酸二氢钾：为微生物生长繁殖提供养分。
硫酸镁：为微生物生长繁殖提供养分。
在一些实施例中，胶体发酵料的制备方法，具体包括如下步骤：将牛粪和沼渣按质量比为5～8:1混匀，采用条垛发酵的方式进行腐熟，堆体温度升高至55-60℃后进行翻堆，发酵时间为8～12d。
优选的，条垛堆高大于1m，宽大于3m。
在一些实施例中，秸秆发酵料的制备方法，具体包括如下步骤：将玉米秸秆与污泥按质量比为70～85:15～30混合后，调节C/N为25～28，加入腐熟菌剂，调节含水率为55～65％，pH值为7～7.5后混匀，然后堆垛发酵，堆温升至50℃以上时，每两天翻堆一次，物料不再升温后，发酵完成。
第二方面，本发明提供一种提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的方法，包括如下步骤：
将所述肥料调节含水率为40％～45％后堆放1～3h，压制成型，风干后得到成型块；
在沙地杨树栽培时，第一年沿树冠外延的两个方向挖2～4个穴，穴深度为20～60cm；
将成型块置于穴内，并将微生物菌剂稀释后接种到成型块上，然后覆土，所述微生物菌剂中，短波单胞菌属X60、芽孢杆菌TOP026和干酪乳酸杆菌(Lactobacillus casei)的质量比为10:8～10:2～3；短波单胞菌属X60能够诱导杨树根系向成型块方向生长，微生物菌剂中短波单胞菌属X60、芽孢杆菌TOP026和干酪乳酸杆菌相配合能够促进杨树根系生长。
第二年沿树冠外延的另外两个方向挖2～4个穴，成型块和微生物菌剂的使用方法同第一年。
在一些实施例中，微生物菌剂的稀释倍数为10～15倍。
在一些实施例中，覆土厚度为5～20cm。
上述本发明的一种或多种实施例取得的有益效果如下：
本发明的成型块不仅能够具有保持水分的能力，还与杨树微生物抗旱菌剂高度亲和，能保证相关微生物的正常生长。
本发明的微生物菌剂与杨树具有高度的亲和性，并可通过分泌的氨基酸等物质诱导杨树根系向成型块的方向生长，进一步提升成型块的利用能力，促进杨树生长。
本发明的微生物菌剂可分泌多糖类等物质，不仅能够提供促进植物生长发育，增强植物抗性，还能增强成型块的强度，在应用时不易粉碎，提高应用效果，而经过试验发现，相比于粉状物料，制备成具有一定强度的成型块时，更有利于促进杨树叶片的净光合速率的提高，提高叶片的水分利用效率。
本发明的方法可提高杨树水分和养分利用效率，改善土壤结构，促进杨树生长，实现保水、保肥、促生、增效的目的。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
所述短波单胞菌属X60已于2012年12月31日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.7669；
芽孢杆菌TOP026已于2012年12月31日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.11975。
所述干酪乳酸杆菌(Lactobacillus casei)来源于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，可以通过商业途径购买；干酪乳酸杆菌保藏编号为1.0580。
芽孢杆菌TOP026的生理生化实验结果：
芽孢杆菌TOP026接触酶实验阴性，柠檬酸盐利用阴性，水解淀粉阳性，V-P测定阴性，产D-葡萄糖、海藻糖和蔗糖实验阳性，产D-甘露醇和D-山梨醇实验阴性，葡萄糖产气实验阴性，甲基红实验阳性。
>TOP026序列
ACGGGGCGGCATGCTATAATGCAAGTCGAGCGAATGGATTGAGAGCTTGCTCTCATGAAGTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCTGCCCATAAGACTGGGATAACTCCGGGAAACCGGGGCTAATACCGGATAACATTTTGAACTGCATGGTTCGAAATTGAAAGGCGGCTTCGGCTGTCACTTATGGATGGACCCGCGTCGCATTAGCTAGTTGGTGAGGTAACGGCTCACCAAGGCAACGATGCGTAGCCGACCTGAGAGGGTGATCGGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTCCGCAATGGACGAAAGTCTGACGGAGCAACGCCGCGTGAGTGATGAAGGCTTTCGGGTCGTAAAACTCTGTTGTTAGGGAAGAACAAGTGCTAGTTGAATAAGCTGGCACCTTGACGGTACCTAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGTGGCAAGCGTTATCCGGAATTATTGGGCGTAAAGCGCGCGCAGGTGGTTTCTTAAGTCTGATGTGAAAGCCCACGGCTCAACCGTGGAGGGTCATTGGAAACTGGGAGACTTGAGTGCAGAAGAGGAAAGTGGAATTCCATGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATATGGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGACTTTCTGGTCTGTAACTGACACTGAGGCGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGAGTGCTAAGTGTTAGAGGGTTTCCGCCCTTTAGTGCTGAAGTTAACGCATTAAGCACTCCGCCTGGGGAGTACGGCCGCAAGGCTGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGAAGCAACGCGAAGAACCTTACCAGGTCTTGACATCCTCTGAAAACCCTAGAGATAGGGCTTCTCCTTCGGGAGCAGAGTGACAGGTGGTGCATGGTTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTTGATCTTAGTTGCCATCATTAAGTTGGGCACTTTAAGGTGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAATCATCATGCCCCTTATGACCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGACGGTACAAAGAGCTGCAAGACCGCGAGGTGGAGCTAATCTCATAAAACCGTTCTCAGTTCGGATTGTAGGCTGCAACTCGCCTACATGAAGCTGGAATCGCTAGTAATCGCGGATCAGCATGCCGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCACGAGAGTTTGTAACACCCGAAGTCGGTGGAGGTAACCTTTTTGGAGCCAGCCGCCTAATGTGAGTAGATAATGC。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
成型块的制备：
将牛粪和沼渣按照8:1的比例混匀，采用条垛发酵的方式将混合物料进行腐熟，条垛堆高>1.5m，宽5m，堆体温度升高后翻堆，发酵时间为10d，风干后作为取胶体发酵料。
将玉米秸秆70份和污泥30份混合，调节C/N为26，加入专用腐熟菌剂，调节含水量60％，堆成2m的梯形堆，待堆温升至50℃以上时，每两天翻堆一次，物料不再升温后发酵完成制成秸秆发酵料。
取胶体发酵料75份、风化煤15份、秸秆发酵料5份、钠基膨润土5份，加入重量比0.10％的粉状尿素、0.3％的磷酸二氢钾和0.2％的硫酸镁充分混匀。
将所有原料充分混匀，调节含水量35％～40％后堆放2h，利用压力设备压制成型，压制过程中添加粘结剂和纤维，以保证成型块的强度，取出后露天风干制成成型块。成型块的尺寸为：长度、宽度和高度分别为30cm，20cm，10cm。
专用微生物菌剂的制备：
将分别发酵好的短波单胞菌属X60：芽孢杆菌TOP026：干酪乳酸杆菌按照＝10:10:2的比例混合，制成专用微生物菌剂。
杨树成型块应用效果测试
试验在德州市平原县国有苗圃进行，供试杨树品种为渤丰1号。设置三个处理：
处理一、对照，不施用任何材料；
处理二、使用试验1中制造的扩蓄增容功能的成型块；
处理三是使用具有同成型块完全相同、未压制成型的材料。
2022年4月上旬开始实施，在杨树树冠外延挖6个穴，深度为40cm，将成型材料或充分混匀的材料置于挖好的穴内，将配置好20ml专用微生物菌剂用水稀释10倍接种到成型块上，上覆20cm土，然后浇透水。2022年8月下旬，测定不同处理杨树叶片净光合速率、蒸腾速率，计算水分利用效率。
结果可以看出，使用本发明具有扩蓄增容功能的成型块，可促进杨树叶片的净光合速率，提高叶片的水分利用效率，如表1所示。
表1
微生物菌剂应用效果测试
试验在德州市平原县国有苗圃进行，供试杨树品种为渤丰1号。设置三个处理：
处理一、对照，只使用试验1中制造的扩蓄增容功能的成型块；
处理二、扩蓄增容功能的成型块+专用微生物菌剂(短波单胞菌属X60：芽孢杆菌TOP026：干酪乳酸杆菌＝10:10:2，有效活菌数总数为1.5ⅹ108CFU/ml)；
处理三：扩蓄增容功能的成型材料+假单胞菌属X123，其中假单胞菌属X123的有效活菌数与专用微生物菌剂的有效活菌数相同。
处理四：扩蓄增容功能的成型材料+短波单胞菌属X60，其中短波单胞菌属X60的有效活菌数与专用微生物菌剂的有效活菌数相同。
处理五：扩蓄增容功能的成型材料+芽孢杆菌TOP026，其中芽孢杆菌TOP026的有效活菌数与专用微生物菌剂的有效活菌数相同。
处理六：扩蓄增容功能的成型材料+干酪乳酸杆菌，其中干酪乳酸杆菌的有效活菌数与专用微生物菌剂的有效活菌数相同。
处理七：扩蓄增容功能的成型材料+短波单胞菌属X60+芽孢杆菌TOP026，其中短波单胞菌属X60+芽孢杆菌TOP026的有效活菌数与专用微生物菌剂的有效活菌数相同，短波单胞菌属X60与芽孢杆菌TOP026的活菌数之比为1:1。
处理八：扩蓄增容功能的成型材料+短波单胞菌属X60+干酪乳酸杆菌，其中短波单胞菌属X60+干酪乳酸杆菌的有效活菌数与专用微生物菌剂的有效活菌数相同，短波单胞菌属X60与干酪乳酸杆菌的有效活菌数之比为10:2。
处理九：扩蓄增容功能的成型材料+芽孢杆菌TOP026+干酪乳酸杆菌，其中芽孢杆菌TOP026+干酪乳酸杆菌的有效活菌数与专用微生物菌剂的有效活菌数相同，芽孢杆菌TOP026与干酪乳酸杆菌的有效活菌数之比为10:2。
2022年4月上旬开始实施，在杨树树冠外延挖6个穴，深度为40cm，将成型块置于挖好的穴内，上覆20cm土，然后浇透水。2022年8月下旬，测定不同处理杨树净叶片光合速率、蒸腾速率，计算水分利用效率。
结果如表2所示，可以看出，扩蓄增容功能的成型块+微生物菌剂处理的净光合速率和水分利用效率较处理显著提高了22.76％和26.62％。可见，本发明的微生物菌剂配合成型材料使用，对于提高杨树光合效率，促进杨树生长具有重要作用。
表2不同处理对杨树叶片光合性能的影响
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)
1.一种提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的肥料，其特征在于：包括以下组分：胶体发酵料50～75份；风化煤15～25份；秸秆发酵料5～10份；钠基膨润土5～10份；粉状尿素，质量百分数为0.1％～0.15％；磷酸二氢钾，质量百分数为0.2％～0.4％；硫酸镁，质量百分数为0.05％～0.1％；
所述胶体发酵料为牛粪和沼渣按质量比为5～8:1混合发酵而成；
秸秆发酵料为玉米秸秆与污泥按质量比70～85:15～30混合发酵而成。
2.根据权利要求1所述的提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的肥料，其特征在于：胶体发酵料的制备方法，具体包括如下步骤：将牛粪和沼渣按质量比为5～8:1混匀，采用条垛发酵的方式进行腐熟，堆体温度升高至55～60℃后进行翻堆，发酵时间为8～12d。
3.根据权利要求2所述的提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的肥料，其特征在于：条垛堆高大于1m，宽大于3m。
4.根据权利要求1所述的提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的肥料，其特征在于：秸秆发酵料的制备方法，具体包括如下步骤：将玉米秸秆与污泥按质量比为70～85:15～30混合后，调节C/N为25～28，加入腐熟菌剂，调节含水率为55～65％，pH值为7～7.5后混匀，然后堆垛发酵。
5.根据权利要求4所述的提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的肥料，其特征在于：堆垛发酵后，堆温升至50℃以上时，每两天翻堆一次，物料不再升温后，发酵完成。
6.一种提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的方法，其特征在于：包括如下步骤：
调节权利要求1-5任一所述肥料的含水率为40％～45％后，堆放1～3h，压制成型，风干后得到成型块；
在沙地杨树栽培时，第一年沿树冠外延的两个方向挖2～4个穴；
将成型块置于穴内，并将微生物菌剂稀释后接种到成型块上，然后覆土，所述微生物菌剂中，短波单胞菌属X60、芽孢杆菌TOP026和干酪乳酸杆菌的质量比为10:8～10:2～3；
第二年沿树冠外延的另外两个方向挖2～4个穴，成型块和微生物菌剂的使用方法同第一年。
7.根据权利要求6所述的提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的方法，其特征在于：穴深度为20～60cm。
8.根据权利要求6所述的提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的方法，其特征在于：短波单胞菌属X60、芽孢杆菌TOP026和干酪乳酸杆菌的质量比为10:10:2。
9.根据权利要求6所述的提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的方法，其特征在于：微生物菌剂的稀释倍数为10～15倍。
10.根据权利要求6所述的提高杨树在沙质土壤中水肥利用和抗旱能力的方法，其特征在于：覆土厚度为5～20cm。
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