CN110845273A

CN110845273A - 贝壳粉有机肥生物调理剂的制备方法及其应用

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Publication number: CN110845273A
Application number: CN201911247057.0A
Authority: CN
Inventors: 袁玉娟; 陈美丽; 孙正国; 徐晨伟
Original assignee: Nantong Vocational College Science and Technology
Current assignee: Nantong Vocational College Science and Technology
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2020-02-28

Abstract

一种贝壳粉有机肥生物调理剂的制备方法，包括以下步骤：A、贝壳粉制备：将贝壳用清水洗净、干燥，再将洗净干燥后的贝壳用质量浓度为0.2％的氢氧化钠溶液浸泡40min，再次清洗并干燥后备用；然后将其粉碎；B、有机肥制备：将猪粪堆肥和氨基酸有机肥按重量比1∶1混合；C、混合：将步骤A中获得的贝壳粗微粉和步骤B中获得的有机肥按重量比1∶2的配比，搅拌混合均匀，制成贝壳粉有机肥生物调理剂。本发明利用贝壳粉结合有机肥代替工业肥料，可以改良土壤结构和物理性状，提高土壤的保水保肥能力，同时也能恢复受损土壤微生物种群，达到蔬菜生产高产、优质、高效以及土地持续利用的目的。

Description

贝壳粉有机肥生物调理剂的制备方法及其应用

技术领域

本发明属于土壤调理剂制备技术领域，涉及一种贝壳粉有机肥生物调理剂的制备方法及其应用，尤其是贝壳有机肥生物调理剂在连作大棚土壤修复中的应用。

背景技术

大棚蔬菜生产是一种在温度不适宜时人为创造蔬菜适宜生活环境的一种蔬菜生产方式，因其打破蔬菜生产的季节性限制，使蔬菜周年供应均衡而受到国内外人士的普遍欢迎。它具有能在淡季供应人们对蔬菜需求以及高产高效的特点，因而近年来它正以迅猛的速度在广大城郊地区兴起，在某些地区成为支柱产业。然而，蔬菜大棚生产是一种受人为作用十分强烈的土地作用方式，人为的干扰不仅改变了蔬菜生长的小气候环境，而且也影响到土壤性质。目前许多大棚存在的问题是土壤的板结和次生盐渍化、硝酸盐积聚、土壤养分失衡、土壤酶活性降低、土壤酸化明显、微生物种群受损、农药残留富集等。这些问题严重影响土壤质量，造成蔬菜产量下降、品质恶化、并制约着土地的可持续利用。在这种生态环境条件下，如多年连作、肥水管理不合理等，容易造成某些土壤理化和生物学性状恶化、连作障碍明显、土传病虫害增多、产量低、品质劣等一系列问题，严重影响设施农业生产的可持续发展。这主要是由于封闭式结构，温度和湿度很高，自然光入射少，缺少雨水淋洗，施肥量大，长期连作，造成土壤退化严重，病原菌的密度也大为增加。

我国拥有丰富的贝类资源，对各种贝类的开发主要是加工其可食用部分，在利用了可食用部分的同时，大量贝壳则作为垃圾被丢弃，这些废弃的贝壳中残留的有机物在长期堆放的过程中腐败发臭，对环境造成严重污染。目前，贝壳在医药、医疗保健品开发和轻工业中制备各种添加剂等方面具有很大应用价值。以贝壳粉为主要原料开发的土壤调理剂在我国尚不多见。目前国内市场上的土壤调理剂产品普遍采用钾长石、石灰石、磷矿粉等矿产及味精发酵尾液等食品行业下脚料为基础原料，存在原料单一、养分含量低，产品稳定性差、产品附加值低等特点。

因此，如何解决上述问题，是本领域技术人员着重要研究的内容。

发明内容

为克服上述现有技术中的不足，本发明目的在于提供一种贝壳粉有机肥生物调理剂的制备方法及其应用，特别是贝壳有机肥生物调理剂在连作大棚土壤修复中的应用。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种贝壳粉有机肥生物调理剂的制备方法，包括以下步骤：

A、贝壳粉制备：先收集贝壳，将贝壳用清水洗净、干燥，再将洗净干燥后的贝壳用质量浓度为0.2％的氢氧化钠溶液浸泡40min，再次清洗并干燥后备用；然后将其粉碎至0.1-1mm的贝壳粗微粉；

B、有机肥制备：先将猪粪堆肥和氨基酸有机肥按重量比1∶1混合；其中猪粪堆肥含有机质30.4％、N 2.0％、P₂O₅ 3.7％、K₂O 1.1％、水分30.5％；氨基酸有机肥由菜粕经高效水解蛋白菌种发酵后制成，其含有机质44.2％、氨基酸和小分子肽13.0％、N 4.4％、P₂O₅2.3％、K₂O 0.67％、水分28.6％；

C、混合：将步骤A中获得的贝壳粗微粉和步骤B中获得的有机肥按重量比1∶2的配比放入搅拌机中，搅拌混合均匀，制成贝壳粉有机肥生物调理剂。

进一步地，步骤A中，采用高速粉碎机或者球磨机粉碎将清洗并干燥后的贝壳粉碎至0.1-1mm的粗微粉。

本发明同时提供了贝壳粉有机肥生物调理剂在连作大棚土壤修复中的应用。

优选地，使用方法是将所述贝壳粉有机肥生物调理剂做基肥、追肥施加于苗地或园地，或者作为叶面肥滴灌用。当贝壳粉有机肥生物调理剂对苗地作为基肥使用时，将贝壳粉有机肥生物调理剂施用于上层20cm左右的苗土中，并与上层苗土混合均匀。当作为叶面肥滴灌用时，以西红柿为例，常用的方法是每亩每次喷洒10％贝壳粉有机肥生物调理剂浸出液60～80千克，5～7天/次，连喷2～3次，可防止西红柿裂果，还可有利于延缓植株衰老，延长采收期。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

1、本发明利用贝壳粉结合有机肥代替工业肥料，将生物技术和新材料制备技术相结合，不仅可以改良土壤结构和物理性状，提高土壤的保水保肥能力，同时也能恢复受损土壤微生物种群，减少蔬菜病害，从而达到蔬菜生产高产、优质、高效以及土地持续利用的目的。本发明利用贝壳粉有机肥生物调节剂进行土壤改良，解决海洋水产加工废弃物的同时，为保持土壤持续利用找出一条绿色之路。

2、本发明方法制得贝壳粉有机肥土壤调理剂，贝壳粉与有机肥最佳配比为1∶2。该土壤调理剂可以促进作物对营养元素的吸收，尤其是对氮和磷的吸收，提高了土壤有机质的含量，适当地提高了土壤的pH，防止了大棚土壤的次生盐渍化和酸化，有效地改善了大棚土壤的生态环境，对于大棚土壤的可持续耕作具有重要意义。

3、本发明方法制得的贝壳粉有机肥土壤调理剂可以影响土壤的酶活性，抑制了脲酶活性，使之维持在一个适当的水平，避免了N的累积，提高了尿素的利用率；该贝壳粉有机肥土壤调理剂还提高了土壤淀粉酶的活性，有利于土壤中多糖类物质的分解，为植物提供更多的养分；蔗糖酶活性也得到提高，促进了蔗糖水解成葡萄糖，为土壤微生物提供碳源，加强了土壤微生物的活动，从而有助于作物的生长。

4、本发明方法制得的贝壳粉有机肥土壤调理剂有效改善了土壤的微生物状况，增加了作物根际细菌和放线菌的数量，而根际微生物的活动有助于产生更多的土壤酶，增强了作物对营养元素的吸收，有效地促进了作物的生长。

具体实施方式

下面给出实施例以对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术熟练人员根据上述本发明的内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

实施例：

一种贝壳粉有机肥生物调理剂的制备方法，包括以下步骤：

下面以种植作物西红柿为例，贝壳粉有机肥生物调理剂的施用技术。

1、作基肥

贝壳粉有机肥生物调理剂作为基肥施加于苗地和园地。在播种前和定植前整地时施加，基肥可适当增加有机肥的量，辅以少量化肥。对于苗地来说，一般是将有机肥与上层苗土混合均匀，将贝壳粉有机肥生物土壤调理剂施用于上层20cm左右的苗土中。对于园土来说，由于西红柿在园土中生长周期长，对于肥力需求量更大，所以园土中要施加量需提高。一般应达到10t/667m²以上，后期再追加一定的化肥，即可满足西红柿的正常生长需求。

2、作追肥

西红柿在生长过程中，对于氮、磷、钾肥的需求量是不同的。而贝壳粉有机肥生物调理剂的肥效释放慢，需配合追加一定的氮、磷、钾肥，才能满足西红柿正常的生长需求。正常情况下，西红柿对于氮、磷、钾肥总量的需求比例约为3∶1∶5，施肥时符合此比例，才能使肥料有最高的利用率。如肥料供给不足，则会导致西红柿生长发育不良，还可能会引发病虫害，最终导致西红柿的产量、质量降低；反之，则可能会造成徒长而使产量降低。因此施肥要适量。追肥第一次在第一穗果膨大期施入，进入盛果期后分别分为5次追施。施用贝壳粉有机肥生物调理剂可适当提早，追肥一般都采用穴施。

3、作叶面追肥

西红柿进入盛果期后，根系的吸肥能力下降，这个阶段可进行叶面喷肥，常用的方法是每亩每次喷洒10％贝壳粉有机肥生物调理剂浸出液60～80千克，5～7天/次，连喷2～3次，可防止西红柿裂果，还可有利于延缓植株衰老，延长采收期。

取本发明方法制得贝壳粉有机肥土壤调理剂进行试验。

试验区为南通市蔬菜科学研究所蔬菜大棚，试验区种植作物为西红柿，试验设置五个处理，分别为：

对照：CK；

处理1：纯有机肥；

处理2：贝壳粉与有机肥1∶1；

处理3：贝壳粉与有机肥1∶2；

处理4：贝壳粉与有机肥1∶0.5；

以上施用贝壳粉有机肥土壤调理剂，用量为60kg/亩。两区之间有垄沟相隔。

采样时间2016年4月2日、4月26日、5月13日，2016年4月14日、5月8日、5月25日分别为生长期、开花期、座果期。

试验结果如下：

1、土壤的理化形状

施肥区和对照区在作物生长的三个时期中，它们的理化因子是存在差异的，表1，表2，表3是第一次采样土壤各个时期不同处理理化因子的平均值。表4，表5，表6是第二次采样土壤各个时期不同处理理化因子的平均值。

表1生长期土壤理化性状(1)

表2开花期土壤理化性状(1)

表3座果期土壤理化性状(1)

表4生长期土壤理化性状(2)

表5开花期土壤理化性状(2)

表6座果期土壤理化性状(2)

从平均值来看，在作物生长期对照区和施肥区的土壤各种理化指标间并没有明显的差异；在作物开花期，对照区全氮、速效磷均比施肥区的要高，其中处理3达到最低水平，处理2次低，而pH和有机质则刚好相反；到了作物座果期，pH和有机质，施肥区比对照区要高，处理3达到最高水平，处理2其次，速效钾各处理间没有明显的差异。其中全氮、速效磷，座果期的情况与开花期几乎是一致的。随着作物的不断生长，贝壳粉有机肥土壤调理剂促进了作物对氮和磷的吸收，从而使土壤中的氮、磷含量下降。另外，由于贝壳粉有机肥土壤调理剂中存在着碳酸钙，中和了土壤中氢离子，从而阻止了土壤的酸化，使土壤的pH维持在一个较稳定的水平，克服了大棚土壤的酸化问题。

2、土壤酶活性

土壤中一切生化反应实际上都是在酶的参与下进行的，土壤酶活性的强弱反映了土壤中各种生化反应过程的强度和方向。

表7生长期土壤酶活性(1)

表8开花期土壤酶活性(1)

表9座果期土壤酶活性(1)

表10生长期土壤酶活性(2)

表11开花期土壤酶活性(2)

表12座果期土壤酶活性(2)

由上表可见，在作物生长期，四种酶活性对照区与四个处理施肥区差别不大。

在作物开花期，四个处理施肥区的脲酶活性大大低于对照区，土壤脲酶是一种作用于尿素肥料的水解酶类，能将尿素水解成氨和碳酸，直接为作物提供氮源，但若脲酶活性过高，则会导致亚硝酸盐和氨的毒害，并导致尿素氮以氨的形式呈气态损失，所以脲酶活性最好维持在一个较为适当的水平。表(7-12)表明，对照区和处理施肥区的土壤脲酶活性变化具有相同的趋势。随着时间的推移，脲酶活性逐渐上升，在座果期达到最高。这是随着作物的生长，土壤中的根系活动旺盛，从而分泌的脲酶也增多，造成脲酶活性上升。但施加过贝壳粉有机肥土壤调理剂的脲酶活性上升较为平缓，可见此调理剂中的成分对脲酶活性有一定抑制作用，有利于作物的生长。其中处理3上升幅度最小。

淀粉酶活性四个施肥区高于对照区，淀粉酶能水解淀粉中的糖苷键。表中平均值显示，对照区的淀粉酶活性是一直上升的，四个处理施肥区也是一直上升，但开花期后上升的幅度开始减小。这也表明了作物生长的旺盛期也是土壤淀粉酶最为活跃的时期，由对照区和四个处理施肥区土壤的酶活性推测，这期间施加贝壳粉有机肥土壤调理剂对提高淀粉酶活性有一定作用，其中处理3较处理2与处理4提高幅度更为显著。

蔗糖酶活性也是四个处理施肥区高于对照区，蔗糖酶能使蔗糖水解成葡萄糖，供微生物等利用，它可以反映土壤中碳元素的转化和吸收强度。施用本调理剂后酶活性一直上升，而且处理2、3、4的酶活性一直略高于对照区与处理1，可见此调理剂在一定程度上提高了土壤蔗糖酶的活性。处理3提升效果较处理2、4更为明显。

过氧化氢酶活性四个处理施肥区略高于对照区，过氧化氢酶能分解对土壤和生物体产生毒害的过氧化氢。无论对照区和施肥区土壤过氧化氢酶活性均是呈一直上升的趋势，只是上升的幅度较小。

座果期脲酶、淀粉酶、蔗糖酶活性变化趋势基本跟开花期一致。脲酶仅处理3高于对照区。

3、土壤的微生物状况

土壤肥力与土壤微生物密切相关，土壤中的许多酶都是由土壤微生物分泌的。细菌、放线菌、真菌在土壤中的数量可表征土壤肥力，是土壤肥力的评价指标之一。本试验主要是通过检测西红柿根际土壤真菌、细菌、放线菌的数量变化来阐明贝壳粉有机肥生物调理剂对改良大棚土壤生态环境的作用。

表13生长期土壤的微生物数量(1)

表14开花期土壤的微生物数量(1)

表15座果期土壤的微生物数量(1)

表16生长期土壤的微生物数量(2)

表17开花期土壤的微生物数量(2)

表18座果期土壤的微生物数量(2)

上表平均值表明，在作物生长期，处理1、处理2、处理3三类菌均无显著差异，略高于处理4，施肥区略高于对照区。推测由于施用贝壳粉有机肥生物调理剂提高了土壤微生物活性。

在开花期，处理1、处理2、处理3真菌、细菌无显著差异，略高于处理4，四个处理施肥区略高于对照区。放线菌有显著差异。

而到了座果期，对照区和四个处理施肥区根际的细菌之间也有了显著差异，这可能是由于对照区土壤的pH降低，土壤发生了酸化从而阻止了细菌的繁殖，使对照区和施肥区的细菌数量产生了差异。

对照区的根际土细菌呈现出从生长期到开花期上升，开花期后下降的趋势，而四个处理施肥区则呈现出生长期到开花期稳定开花期后上升的趋势，这就是因为对照区土壤的pH在作物生长后期开始下降，从而阻止了细菌的繁殖，而施用贝壳粉有机肥生物调理剂，使其pH维持在一个中性偏碱的环境，适合于细菌的大量繁殖。施肥区根际放线菌的数量呈现出一直升高的趋势，这是因为贝壳粉有机肥生物调理剂中的某些成分有利于放线菌的生长，且处理2、3、4放线菌水平一直高于处理1，处理3最高；从开花期到座果期上升幅度不及对照区，这是由于座果期施肥区根际土细菌数量升高，从而放线菌的生存竞争压力增大，但在总体上看，它的数量是一直高于对照区的。

本发明利用贝壳粉结合有机肥代替工业肥料，将生物技术和新材料制备技术相结合，不仅可以改良土壤结构和物理性状，提高土壤的保水保肥能力，同时也能恢复受损土壤微生物种群，减少蔬菜病害，从而达到蔬菜生产高产、优质、高效以及土地持续利用的目的。

本发明贝壳粉有机肥土壤调理剂可以促进作物对营养元素的吸收，尤其是对氮和磷的吸收，提高了土壤有机质的含量，适当地提高了土壤的pH，防止了大棚土壤的次生盐渍化和酸化，有效地改善了大棚土壤的生态环境，对于大棚土壤的可持续耕作具有重要意义。同时贝壳粉有机肥土壤调理剂可以影响土壤的酶活性，抑制了脲酶活性，使之维持在一个适当的水平，避免了N的累积，提高了尿素的利用率；该贝壳粉有机肥土壤调理剂还提高了土壤淀粉酶的活性，有利于土壤中多糖类物质的分解，为植物提供更多的养分；蔗糖酶活性也得到提高，促进了蔗糖水解成葡萄糖，为土壤微生物提供碳源，加强了土壤微生物的活动，从而有助于作物的生长。另外，贝壳粉有机肥土壤调理剂有效改善了土壤的微生物状况，增加了作物根际细菌和放线菌的数量，而根际微生物的活动有助于产生更多的土壤酶，增强了作物对营养元素的吸收，有效地促进了作物的生长。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种贝壳粉有机肥生物调理剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

B、有机肥制备：先将猪粪堆肥和氨基酸有机肥按重量比1∶1混合；其中猪粪堆肥含有机质30.4％、N 2.0％、P₂O₅ 3.7％、K₂O 1.1％、水分30.5％；氨基酸有机肥由菜粕经高效水解蛋白菌种发酵后制成，其含有机质44.2％、氨基酸和小分子肽13.0％、N 4.4％、P₂O₅ 2.3％、K₂O 0.67％、水分28.6％；

2.根据权利要求1所述的贝壳粉有机肥生物调理剂的制备方法，其特征在于：步骤A中，采用高速粉碎机或者球磨机粉碎将清洗并干燥后的贝壳粉碎至0.1-1mm的粗微粉。

3.如权利要求1所述的贝壳粉有机肥生物调理剂在连作大棚土壤修复中的应用。

4.根据权利要求1所述的贝壳粉有机肥生物调理剂在连作大棚土壤修复中的应用，其特征在于：使用方法是将所述贝壳粉有机肥生物调理剂做基肥、追肥施加于苗地或园地，或者作为叶面肥滴灌用。