CN108865161B - 一种复合盐碱地改良剂及其制备和应用 - Google Patents

一种复合盐碱地改良剂及其制备和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及盐碱地土壤改良技术领域，具体涉及一种复合盐碱地改良剂制备及应用。改良剂由重量比为0.5‑2％的混合菌剂、10‑55％的天然矿物、1‑15％的天然高分子、5‑40％的有机物料、10‑40％的有机固废；本发明适用于盐碱地改良，能够降低土壤碱度，改善水稻根系微生物环境，活化土壤中的氮、磷、钾等元素，补充中微量元素，加速根系的生长，使水稻顺利缓苗。经过田间试验验证，能够明显降低盐碱地碱化度，提高土壤各项微生物指标，显著促进根系生长，能够综合改良盐碱地，为水稻生长提供良好的微生态环境。在重度盐碱地水稻产量增产幅度达到9～12倍。本发明所述的盐碱地改良剂制备方法简单，应用成本较低，具有良好的应用前景。

Description

一种复合盐碱地改良剂及其制备和应用
技术领域
本发明涉及盐碱地土壤改良技术领域，具体涉及一种复合盐碱地改良剂及其制备和应用。
背景技术
盐碱土是盐土和碱土以及各种盐化和碱化土的总称，盐土是指含有大量可溶性盐类而使大多数植物不能生长的土壤，其盐含量一般达到0.6-1.0％或更高，碱土是指交换性钠离子占阳离子交换量的百分率(ESP)超过20％、pH值在9以上的土壤，实际上盐土与碱土混合存在，故称之为盐碱土，通常ESP在15-20％,pH值9-9.5为轻度盐碱土，ESP超过20％、pH超过9.5为中重度盐碱土。
盐碱地修复是一个世界性难题，给农业可持续性发展带来很大的威胁，根据农业部第2次全国土壤普查统计，我国盐碱土总面积3466×104hm2，其中耕地占16.6％，针对我国人多地少的状况，对盐碱地的改良不仅可以增加粮食产量，还可以改善生态环境，战略意义重大。
目前，用于治理盐碱地的改良措施较多，在物理改良、化学改良、耐盐品种的培育及筛选上取得了一定进展，但都存在一定的局限性。物理改良包括平整土地、深耕晒垡、客土压碱及兴修水利工程等，耗资巨大，且改良效果有限。化学改良包括施用石膏、过磷酸钙、腐殖酸、硅钙矿物等，见效快，可以较快的去除土壤中可溶性盐离子和土壤交换性钠，但对土壤微生物及土壤酶活性的改善并不明显，特别是重度盐碱地，微生物环境脆弱，应建立良好的微生态环境。耐盐品种的选育周期较长，品种有限，无法满足农业生产的需要。
专利CN107201234A公开了一种内陆苏打盐碱地改良剂及应用，属于化学改良剂，能够快速中和土壤酸碱度，并能改善土壤团粒结构、提高有机质及补充微量元素，在盐碱地改良上取得较好的治理结果，但是对土壤微生态环境的修复尚未涉及。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合盐碱地改良剂及其制备和应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种复合盐碱地改良剂，改良剂由重量比为0.5-2％的混合菌剂、10-55％的天然矿物、1-15％的天然高分子、5-40％的有机物料、10-40％的有机固废
所述混合菌剂为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、微黄白链霉菌(Streptomyces albidoflavus)和桑普逊链霉菌(Streptomyces sampsonii)，其中，每克所述混合菌剂中的微生物菌不低于10亿cfu。
所述混合菌剂中各种菌发酵液按重量分数比为：30-60％的枯草芽孢杆菌发酵液、20-50％的微黄白链霉菌发酵液和20-50％的桑普逊链霉菌发酵液。
所述枯草芽孢杆菌为CGMCC No.5224、微黄白链霉菌为CGMCC No.8613和桑普逊链霉菌为CGMCC No.8613,分别发酵培养，发酵24-30小时，菌液中菌体达到0.8-1.0×1010，将发酵液混合均匀即可。
所述天然矿物为脱硫石膏和/或蛭石。
所述天然高分子为海藻多糖、腐殖酸、纤维素中的一种或是几种的组合。
所述有机物料为泥炭和/或秸秆碳。
所述有机固废为羧酸盐(糖钙)、绿肥、农家肥中的一种或是几种的组合。
一种复合盐碱地改良剂的制备方法，按上述比例将各成分充分混匀得到混合物，即可得到盐碱地复合改良剂。
一种复合盐碱地改良剂的使用方法，按土壤pH＞9.5，每亩施用所述改良剂100-200kg，土壤pH值8.5-9.5，每亩施用所述改良剂50-100kg。
与现有技术相比，本发明有如下有益效果：
本发明改良剂改善土壤的物理、化学及生物学性质，提高土壤中可利用养分的含量，同时提高土壤微生物量，其中益生菌的加入，能够提高作物的抗病性，促进根系发展。通过田间小区试验，能够促进作物生长，并显著增加产量，具体为：
通过田间小区试验，与现有专利(申请号201710497372.3)相比，土壤中微生物量碳的含量提高了70％，同时改善了水稻根系的形态特征，土壤的碱化度降低了4％，为水稻生长提供了更好的微生态环境。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
本发明改良剂，通过微生物菌剂的加入，能够提高作物的抗病性，促进根系发展，增加作物产量。通过天然矿物、有机物料以及天然高分子等物料的加入能够改善土壤团粒结构、提高有机质含量，补充微量元素，并利用有机固废各物质中的多种离子(例如钙离子等)的作用置换盐碱地中钠离子，降低盐害，进而使土壤质量得以快速提升。物理、化学及生物改良共同发挥作用，提高土壤中可利用养分的含量，同时提高土壤微生物量，为作物生长提供良好的生长微环境；进一步的说本发明改良剂包括微生物菌剂、天然矿物、有机物料、天然高分子、有机固废。按照比例将其充分混匀后，即可得到复合盐碱地改良剂。本发明适用于盐碱地改良，经过田间试验验证，水稻插秧存活率达到100％，在重度盐碱地水稻产量增产幅度达到9～12倍。本发明所述的盐碱地改良剂制作方法简单，应用成本较低，对盐碱地的改良效果显著，并起到增产丰收的作用。
实施例1：混合菌剂制备
微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、微黄白链霉菌(Streptomyces albidoflavus)、桑普逊链霉菌(Streptomyces sampsonii)，其中：
桑普逊链霉菌SY-FX-31(Streptomyces sampsonii)已于2013年12月25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，地址北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号CGMCC No.8612。
枯草芽孢杆菌SY-ND(Bacillus subtilis)已于2011年9月6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，地址北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号CGMCC No.5224。
微黄白链霉菌SY-FX-14(Streptomyces albidoflavus)已于2013年12月25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，地址北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号CGMCC No.8613。
将所述三种菌剂分别发酵培养，发酵培养基均采用玉米粉培养基，分别发酵培养24-30小时，待各菌液中菌体达到0.8-1.0×1010，将发酵液混合均匀即可。培养液按照重量比混合均匀即可，枯草芽孢杆菌发酵液30-60％、微黄白链霉菌发酵液20-50％和桑普逊链霉菌发酵液20-50％。
实施例2：生产100kg改良剂所需原料及方法：
原料为：取上述制备获得的混合菌剂2kg、脱硫石膏45kg、腐殖酸10kg、纤维素5kg、蛭石10kg、泥炭10kg、农家肥18kg。其中，混合菌剂中枯草芽孢杆菌发酵液60％、微黄白链霉菌发酵液20％和桑普逊链霉菌发酵液20％。
制备：按照上述用量的记载，将各原料混合，即可得到复合盐碱地改良剂。
实施例3：生产100kg改良剂所需原料及方法：
原料为：取上述制备获得的混合菌剂1.5kg、脱硫石膏40kg、腐殖酸15kg、纤维素10kg、蛭石5kg、泥炭15kg和农家肥13.5kg。其中，混合菌剂中枯草芽孢杆菌发酵液45％、微黄白链霉菌发酵液25％和桑普逊链霉菌发酵液30％。
制备：按照上述用量的记载，将各原料混合，即可得到复合盐碱地改良剂。
实施例4：生产100kg改良剂所需原料及方法：
原料为：取上述制备获得的混合菌剂1kg、脱硫石膏45kg、腐殖酸12kg、纤维素12kg、蛭石8kg、泥炭10kg、农家肥12kg。其中，混合菌剂中枯草芽孢杆菌发酵液30％、微黄白链霉菌发酵液25％和桑普逊链霉菌发酵液45％。
制备：按照上述用量的记载，将各原料混合，即可得到复合盐碱地改良剂。
上述各实施例制备获得改良剂，在使用时，中重度盐碱地每亩施用改良剂100-150kg，轻度盐碱地每亩施用改良剂50-100kg。
实施例5：
将上述制备获得复合盐碱地改良剂于吉林省扶余县进行田间对比试验，试验地处于松嫩平原盐碱地集中分布区，该地区存在大量的盐土、碱土、盐碱化草甸土等土壤中盐分离子主要以Na+、Ca2+、CO3 2-、HCO3 -为主，该地块碱化度为22-25％，pH值高于9.8，属于中重度盐碱地。该地区地面植被稀疏，生物积累性弱，土壤淋溶作用微弱，不利于植被生长，区内自然植被群落为草甸草原和荒漠草原为主，仅有少量低产农田，且多存在缺苗、减产甚至死亡等问题，自然利用效率极低。
分别以常规(不施入改良剂)或施入对比产品作为对照组，试验组施入上述实施例获得的改良剂，同时种植水稻，水稻生长具体数据如表1、表2、表3所示。对比产品为现有专利(申请号201710497372.3)产品。
试验结果
表1为不同改良剂对土壤pH值、碱化度、交换性钠等的影响。
表1吉林省扶余县盐碱地田间试验数据
Figure BDA0001751682470000031
注：不同小写字母表示P＜0.05水平上差异显著，所有的数据均为三次重复的均值±标准误差，下同。
由表1可以得出，与常规处理相比，添加改良剂后明显降低了pH值、交换性钠和碱化度，提高了阳离子交换量，添加复合改良剂后，交换性钠及碱化度进一步降低，阳离子交换量也进一步提升，阳离子交换量可以反映出土壤保肥力和土壤缓冲性的强弱，阳离子交换量的数值越高，土壤保肥能力越强，说明复合改良剂更好的改善了土壤的化学性质。
表2为不同改良剂对土壤微生物学性质的影响。
表2不同改良剂对土壤微生物学性质的影响
Figure BDA0001751682470000041
由表2结果可以看出，对比产品比对土壤微生物的影响较小，各项微生物指标没有显著提升，本发明产品对微生物的各项指标均有大幅度提升，土壤的酶活性也保持在较高的水平，说明通过微生物菌剂的作用，改善了土壤中与养分转化和吸收有关的各种土壤酶的活性，为水稻的生长提供了较好的生物环境。
表3为不同组分改良剂对水稻分蘖期根系生长及最终产量的影响
表3为不同组分改良剂对水稻根系生长及产量的影响
Figure BDA0001751682470000042
从表3中可以看出施加改良剂后，对水稻的根系生长及最终产量都有大幅度提升，但通过对比，复合盐碱地改良剂对水稻根系的促生长更加显著，最终产量比对比产量提高了6.5-10％。说明复合盐碱地改良剂起到了一个综合改良的作用，提升了土壤物理、化学及生物学性质，提高了土壤中微生物数量及活性，并通过微生物的作用改善了各种土壤酶的活性，为水稻生长提供良好的微生态环境。

Claims (3)

1.一种复合盐碱地改良剂，其特征在于：改良剂由重量比为0.5-2%的混合菌剂、10-55%的天然矿物、1-15%的天然高分子、5-40%的有机物料、10-40%的有机固废组成；
所述混合菌剂为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、微黄白链霉菌（Streptomyces albidoflavus）和桑普逊链霉菌(Streptomyces sampsonii)，其中，每克所述混合菌剂中的微生物菌不低于10亿cfu；
所述混合菌剂中各种菌发酵液重量分数比为：30-60%的枯草芽孢杆菌发酵液、20-50%的微黄白链霉菌发酵液和20-50%的桑普逊链霉菌发酵液；
所述枯草芽孢杆菌为CGMCC No.5224、微黄白链霉菌为CGMCC No.8613和桑普逊链霉菌为CGMCC No.8613，分别发酵培养24-30小时，待各菌液中菌体达到0.8×1010-1.0×1010 cfu/g，将发酵液混合均匀即可获得所述复合菌剂；
所述天然矿物为脱硫石膏和/或蛭石；
所述天然高分子为海藻多糖、腐殖酸、纤维素中的一种或是几种的组合；
所述有机物料为泥炭和/或秸秆碳；
所述有机固废为绿肥、农家肥中的一种或是两种的组合。
2.一种权利要求1所述的复合盐碱地改良剂的制备方法，其特征在于：按上述比例将各成分充分混匀得到混合物，即可得到盐碱地复合改良剂。
3.一种权利要求1所述的复合盐碱地改良剂的使用方法，其特征在于：按土壤pH＞9.5，每亩施用所述改良剂100-200kg，土壤pH值8.5-9.5，每亩施用所述改良剂50-100kg。
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