CN110156541A - 一种次生盐渍化土壤的修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于土壤改良技术领域，具体涉及一种次生盐渍化土壤的修复方法，包括如下步骤：(1)土壤取样并测定土壤pH值、硝酸盐含量，向取样土壤中撒施生物有机肥、高氮型肥料和土壤修复菌剂；(2)对步骤(1)中撒施生物有机肥、高氮型肥料和土壤修复菌剂后的土壤进行翻耕，使所述生物有机肥、高氮型肥料和土壤修复菌剂与土壤充分混匀；(3)向步骤(2)中所述翻耕后的土壤浇水，使土壤保持湿润，后种植作物。本发明能起到显著降低土壤硝酸盐含量，缓解土壤次生盐渍化，减少化肥用量，增加作物产量，改善作物品质，保护土壤环境的作用。

Description

一种次生盐渍化土壤的修复方法

技术领域

本发明属于土壤改良技术领域，具体涉及一种次生盐渍化土壤的修复方法。

背景技术

设施栽培是指在不适宜园艺作物露地生长的季节或地区，利用特定的保护设备，为蔬菜作物的生长发育人为创造适宜的环境条件而进行蔬菜生产的一种重要栽培方式。由于设施栽培在促进我国蔬菜生产和周年均衡供应方面发挥了重要作用，因而设施农业在全国各地得到了大面积的推广应用，并取得了显著的经济和社会效益。据统计，2014年全国蔬菜种植面积达到2128.9万hm²，其中设施蔬菜面积386.2万hm²，农业部规划2020年我国设施农业面积7500万亩。设施栽培是一种高强度的土地利用方式，由于其特殊的作物生长环境、高集约化生产程度、高复种指数、肥料使用量大和高温高湿等特点，再加上设施栽培的土壤常年缺少雨水冲洗，施入的多余肥料全部残留于土壤中并逐年累积，造成土壤次生盐渍化。随着棚室使用年限不断延长，土壤中盐分的累积量也不断增加，且由于棚室内的温度相对较高，土壤蒸发量大，盐分离子便会随着土壤水分的向上运动而逐渐向表层迁移、积聚。土壤盐分的积累，特别是硝酸盐在土壤中的积累，会使土壤酸化，抑制土壤硝化细菌的活动，易发生亚硝酸气体的毒害。这不仅直接危害了作物的正常生长，而且也易引起植株体内硝酸盐的大量累积，大大限制了设施农业的发展。

土壤次生盐渍化不仅直接危害作物的正常生长，而且使土壤有益微生物的生长受到抑制，有害微生物大量繁殖，土壤微生物区系发生变化，导致微生物和无机物的自然平衡遭到破坏，造成肥料分解转化过程受阻，土壤病菌和病害蔓延，使得作物发芽及根系对水、肥的吸收受到影响。蔬菜受害时，最初表现为生长矮小，发育迟缓，产量降低，严重者叶片开始干枯变褐，边缘变枯黄，根毛变褐或腐烂，不能立苗，植株枯萎死亡。

近年来，国内外在设施土壤次生盐渍化的修复改良方面做了大量的研究工作，相继发展了物理、化学、生物、工程等治理技术研究，并取得了一定的成果，如深耕客土、灌水洗盐、配方施肥(增施有机肥，少施化肥)、地膜覆盖、筛选和培育抗盐基因型植物、改进栽培技术等措施，虽然这些措施可缓解设施土壤的次生盐渍化，但大多数成本高、周期收效慢、易形成二次污染和氮素损失。同传统的修复方法相比，微生物修复具有低投入、高产出、高效益和无污染等特点，微生物修复因其环境友好性在国内外受到日益广泛的重视，已成为设施栽培土壤修复领域的研究热点。

发明内容

为了解决现有技术中的次生盐渍化土壤改良效果不明显的缺陷，本发明的目的在于提供一种次生盐渍化土壤的修复方法。

本发明是按照如下技术方案实现的：

一种次生盐渍化土壤的修复方法，包括如下的步骤：

(1)土壤取样并测定土壤pH值、硝酸盐含量，根据检测结果，向取样土壤中撒施生物有机肥、高氮型肥料和土壤修复菌剂；

(2)对步骤(1)中撒施生物有机肥、高氮型肥料和土壤修复菌剂后的土壤进行翻耕，使所述生物有机肥、高氮型肥料和土壤修复菌剂与土壤充分混匀；

(3)向步骤(2)中所述翻耕后的土壤浇水，使土壤保持湿润，后种植作物。

优选地，步骤(1)中所述撒施具体为：

在晴天早晨或傍晚、多云或阴天的天气条件下，均匀撒施生物有机肥40-200kg/亩、高氮型肥料40-120kg/亩和土壤修复菌剂40-100kg/亩，所述撒施肥料时应该在晴天早晨或傍晚、多云或阴天的天气条件下使用，不宜在超高温、强日照及其他极端天气使用，以免影响肥料的使用效果。

优选地，所述土壤修复菌剂为枯草芽孢杆菌或/和巨大芽孢杆菌；

优选地，所述高氮型肥料为高氮型复合微生物肥料、尿素、硫化铵、氯化铵或高氮型大量元素水溶肥；

所述高氮型复合微生物肥料，包括碳源、氮源、磷和钾、复合微生物菌剂和腐植酸；

所述复合微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌中的两种或三种；

更优选地，所述土壤修复菌剂以质量份，包括枯草芽孢杆菌1-20份和巨大芽孢杆菌1-10份；

所述高氮型复合微生物肥料，以质量比计，包括碳源20-40％、氮源10-30％、磷和钾5-25％，复合微生物菌剂0.05-20％，腐植酸5-25％；

所述复合微生物菌剂以质量份，包括枯草芽孢杆菌1-20份、胶质芽孢杆菌1-10份和巨大芽孢杆菌1-10份。

本发明采用的土壤修复菌剂、高氮型肥料由多种菌株组成有益微生物菌群，各菌株之间相互促进、相互补充，有益微生物菌群施入土壤后迅速繁殖成为优势菌群，控制根际营养和资源，抑制或减少根际病原微生物的繁殖，使病原菌丧失生存空间和条件，形成阻止病原菌侵袭的坚固屏障。此外有益微生物菌群还能产生大量有益物质，如植物生长调节物质，促进植物生长发育及对营养元素的吸收，还具有固氮、溶酶、解钾的功能，可明显提高作物对氮、磷、钾等营养元素的吸收。次生盐渍化土壤主要是硝酸盐含量超标，利用土壤中的这些有益微生物菌群可以转化土壤中的硝态氮为铵态氮，从而降低土壤中的硝酸盐含量，缓解土壤次生盐渍化，用微生物技术手段既节能增效，又生态环保，具有实际需求和市场价值。

本发明的有益效果：

1、应用效果好。本发明采用的生物有机肥、高氮型肥料和土壤修复菌剂富含多种功能性微生物，施入土壤后能够成为土壤中的优势菌群，可以将土壤中的硝态氮转化为铵态氮，最终转化为有机氮供作物吸收利用，从而降低土壤中的硝酸盐含量，缓解土壤次生盐渍化。

2、配合施用，效果更佳。本发明中的生物有机肥含有丰富的有机质，可以为土壤修复菌剂中的枯草芽孢杆菌或/和巨大芽孢杆菌提供碳源，能够延长枯草芽孢杆菌或/和巨大芽孢杆菌的存活时间，有效提高活菌数；同时，土壤修复菌剂又可以促进生物有机肥中的有机质的释放，相互促进和协同共生；高氮型肥料可为土壤修复菌剂中的枯草芽孢杆菌或/和巨大芽孢杆菌提供氮源，肥效均衡持久；三种肥料配合施用可以发挥协同作用，促进有益微生物菌群的生长，有效降低土壤中的硝酸盐含量，缓解土壤次生盐渍化。

3、安全，环保。采用本发明次生盐渍化土壤的修复方法既节能增效，又生态环保，具有实际需求和市场价值，既减少了投入成本，同时也降低了对土壤环境的污染。

4、综合修复。本发明是缓解土壤次生盐渍化的一种综合性的修复方法，在缓解土壤次生盐渍化的同时还可以起到改良土壤的作用。

5、提质增产。该综合修复技术的应用，还可以提高作物的产量和品质。

具体实施方式

下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容，对本发明的一种次生盐渍化土壤的修复方法进行效果验证。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通或改变都将落入本发明保护范围。

实施例1：茼蒿田间试验

在上海市闵行区开展试验，试验设置五个处理区(对照1～4区和试验区)，随机区组排列，重复三次，小区面积为40m²。具体试验设置如表1所示：

表1

其中，有机肥包括如下重量比例的主要组分：N+P₂O₅+K₂O＝5％、有机质≥45％；

生物有机肥包括如下重量比例的主要组分：有效活菌数≥0.2亿/g、有机质≥45％；

高氮型复合微生物肥料包括如下质量分数的组分：碳源20％、氮源20％、磷和钾15％，复合微生物菌剂20％，腐植酸25％，所述复合微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌以质量比2:1:1复配而成；

土壤修复菌剂为只含有单一菌种巨大芽孢杆菌的菌剂；

生物有机肥基质是指将生物有机肥进行灭菌处理；高氮型复合微生物肥料基质是指将高氮型复合微生物肥料进行灭菌处理；土壤修复菌剂基质是指将土壤修复菌剂进行灭菌处理。

秋季开始实施试验，实施后种植茼蒿，并按照常规方法进行田间管理，试验区具体处理过程如下：

1.1土壤取样

土壤取样并测定pH值、硝酸盐含量；

1.2平整土地

选择秋季光照条件较好的一段时间，均匀撒施生物有机肥80kg/亩、高氮型复合微生物肥料80kg/亩和土壤修复菌剂60kg/亩，翻耕并平整土地，之后播种茼蒿；

1.3翻耕、撒水

施用肥料后翻耕土壤，使肥料与土壤充分混匀，之后浇水使土壤保持湿润。

对照1区～对照4区与试验区的不同之处如表1所示。

供试土壤基本理化性状如下表2所述：

表2

对对照1区～4区和试验区在试验前及采收后土壤的硝酸盐含量进行测定，结果见下表3：

表3

由表3可知，试验区的硝酸盐含量低于试验前，且对硝酸盐含量的降低效果达到46.93％，明显优于对照1区、对照2区、对照3区和对照4区，其中对照1区中的硝酸盐含量提高了151.47％，对照2区中的硝酸盐含量仅降低了0.13％，对照3区中的硝酸盐含量仅降低了2.88％，对照4区中的硝酸盐含量仅降低了1.93％，表明本发明能有效降低土壤中的硝酸盐含量，缓解土壤次生盐渍化。

对照1区～4区和试验区的采收农艺性状如表4所示，其中：Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区分别为对照1区～4区和试验区的三个处理区：

表4

由表4可知，试验区的茼蒿株高26.80cm，单株重11.70g，平均产量59.52kg/40m²，比对照1区株高增加3.67cm，单株重提高49.6％，产量提高31.35％；比对照2区株高增加2.66cm，单株重提高13.04％，产量提高14.76％；比对照3区株高增加4.43cm，单株重提高17.59％，产量提高21.42％；比对照4区株高增加3.70cm，单株重提高16.53％，产量提高19.93％，表明本发明能有效改善茼蒿的农艺性状，提高茼蒿产量，达到增产增收的效果。

实施例2：草莓田间试验

在上海市闵行区开展试验，试验设置五个处理区，随机区组排列，重复三次，小区面积为40m²。具体试验设置如表5所示：

表5

其中，有机无机复混肥购于上海堤丰生物科技有限公司；

生物有机肥包括如下重量比例的主要组分：有效活菌数≥0.2亿/g、有机质≥45％；

高氮型复合微生物肥料包括如下质量分数的组分：碳源40％、氮源10％、磷和钾25％，复合微生物菌剂5％，腐植酸20％，所述复合微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌以质量比2:1:1复配而成；

土壤修复菌剂为枯草芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌按质量比2:1复配得到；

生物有机肥基质是指将生物有机肥进行灭菌处理；高氮型复合微生物肥料基质是指将高氮型复合微生物肥料进行灭菌处理；土壤修复菌剂基质是指将土壤修复菌剂进行灭菌处理。

秋季开始实施试验，实施后种植草莓，并按照常规方法进行田间管理，试验区具体处理过程如下：

1.1土壤取样

土壤取样并测定pH值、硝酸盐含量；

1.2平整土地

选择秋季光照条件较好的一段时间，均匀撒施生物有机肥120kg/亩、高氮型复合微生物肥料100kg/亩和土壤修复菌剂80kg/亩，翻耕并平整土地，之后移栽草莓；

1.3翻耕、撒水

施用肥料后翻耕土壤，使肥料与土壤充分混匀，之后浇水使土壤保持湿润。

对照1区～对照4区与试验区的不同之处如表1所示。

供试土壤基本理化性状如下表6：

表6

对对照1区～4区和试验区在试验前及采收后土壤硝酸盐含量进行测定，结果见下表7：

表7

处理后的试验区硝酸盐含量低于试验前，且对硝酸盐含量的降低效果达到61.86％，明显优于对照1区、对照2区、对照3区及对照4区，而对照1区中的硝酸盐含量提高了146.26％，对照2区中的硝酸盐含量仅降低了1.09％，对照3区中的硝酸盐含量仅降低了3.78％，对照4区中的硝酸盐含量仅降低了3.19％，表明本发明能有效降低土壤中的硝酸盐含量，缓解土壤次生盐渍化。

对照1区～4区和试验区的采收农艺性状如表8所示，其中：Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区分别为对照1区～4区和试验区的三个处理区：

表8

试验区的草莓株高14.3cm，单果重21.4g，平均产量86.83kg/40m²，比对照1区株高增加3.2cm，单果重提高16.94％，产量提高10.80％；比对照2区株高增加2.0cm，单果重提高5.42％，产量提高9.45％，表明本发明能有效改善草莓的农艺性状，提高草莓产量，达到增产增收的效果。

从以上试验结果可以看出：本发明能起到显著降低土壤硝酸盐含量，缓解土壤次生盐渍化，减少化肥用量，增加作物产量，改善作物品质，保护土壤环境的作用。

Claims (4)

1.一种次生盐渍化土壤的修复方法，其特征在于，包括如下的步骤：

(1)土壤取样并测定土壤pH值、硝酸盐含量，根据检测结果，向取样土壤中撒施生物有机肥、高氮型肥料和土壤修复菌剂；

(2)对步骤(1)中撒施生物有机肥、高氮型肥料和土壤修复菌剂后的土壤进行翻耕，使所述生物有机肥、高氮型肥料和土壤修复菌剂与土壤充分混匀；

(3)向步骤(2)中所述翻耕后的土壤浇水，使土壤保持湿润，后种植作物。

2.根据权利要求1所述的一种次生盐渍化土壤的修复方法，其特征在于，步骤(1)中所述撒施具体为：

在晴天早晨或傍晚、多云或阴天的天气条件下，均匀撒施生物有机肥40-200kg/亩、高氮型肥料40-120kg/亩和土壤修复菌剂40-100kg/亩。

3.根据权利要求1或2所述的一种次生盐渍化土壤的修复方法，其特征在于，所述土壤修复菌剂为枯草芽孢杆菌或/和巨大芽孢杆菌；

所述高氮型肥料为高氮型复合微生物肥料、尿素、硫化铵、氯化铵或高氮型大量元素水溶肥；

所述高氮型复合微生物肥料，包括碳源、氮源、磷和钾、复合微生物菌剂和腐植酸；

所述复合微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌中的两种或三种。

4.根据权利要求3所述的一种次生盐渍化土壤的修复方法，其特征在于，所述土壤修复菌剂包括如下质量份的组分：枯草芽孢杆菌1-20份和巨大芽孢杆菌1-10份；

所述高氮型复合微生物肥料，以质量比计，包括碳源20-40％、氮源10-30％、磷和钾5-25％，复合微生物菌剂0.05-20％，腐植酸5-25％；

所述复合微生物菌剂包括如下质量份的组分：枯草芽孢杆菌1-20份、胶质芽孢杆菌1-10份和巨大芽孢杆菌1-10份。