CN112521948B - 一种用于改良次生盐渍化大棚土壤的施肥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于改良次生盐渍化大棚土壤的施肥方法。该施肥方法,包括向待改良次生盐渍化大棚土壤中施入有机肥和菌剂,使待改良次生盐渍化大棚土壤被改良,所述菌剂的活性成分为类芽孢杆菌。施入有机肥作基肥后再加施加米里类芽孢杆菌菌剂能将次生盐渍化土壤改良为中性土壤,提高次生盐渍化土壤的EC值和有机质含量,增加黄瓜产量。本发明可用于改良次生盐渍化土壤,增加黄瓜产量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于改良次生盐渍化大棚土壤的施肥方法。
背景技术
次生盐渍化(secondary salinization)亦称“土壤次生盐碱化”,是由于不合理的人为措施而引起耕作土壤盐渍化的过程。
土壤次生盐渍化的形成及盐渍化程度与设施环境及人为耕作管理密切相关。设施栽培是一种长期密闭的栽培模式,致使设施内温度常年高于外界,且得不到自然雨水的充分淋溶以及冬春季土壤的冻融,加之频繁浇水来调节越夏栽培的地温和气温,致使土壤水分的蒸腾和蒸发始终强于露地。按照“盐随水走”的规律,盐分必然向表层聚集。设施栽培与露地栽培不同,长年覆盖或季节性覆盖改变了自然状态下土壤水分的运动方向,因设施棚室内温度较高,蒸发强烈,水分运动方向转为由地下向地表方向运动,使深层水分不断通过毛细管作用上移,“盐随水来”,致使溶解其中的盐分向土壤表层聚积。加之设施内长年缺少雨水淋洗,盐分不能像露地那样被雨水淋溶,进一步导致盐分的大量积累。盲目大量施肥是造成设施土壤次生盐渍化的直接原因。由于设施栽培条件下,蔬菜的生长速度快、产量高、茬数多、效益好,种植户往往在每茬都要施用大量化肥和有机肥。
近年来,塑料大棚、日光温室等保护地土壤盐渍化问题日益严重,直接导致农作物减产和农产品质量下降。
土壤pH,以衡量土壤酸碱反应的强弱。主要由氢离子和氢氧根离子在土壤溶液中的浓度决定,以pH表示。pH在6.5-7.5之间的为中性土壤;6.5以下为酸性土壤;7.5以上为碱性土壤。土壤pH是表征次生盐渍化土壤质量的关键指标。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何降低次生盐渍化土壤、盐碱土壤或碱性土壤pH值和/或改良盐碱土壤或碱性土壤。
为了解决上述问题,本发明提供了以下技术方案:
1.类芽孢杆菌或组合物在降低土壤的pH值中的应用;所述组合物为组合物A或组合物B,所述组合物A由黄瓜和菌剂组成,所述组合物B由黄瓜、有机肥和所述菌剂组成;所述菌剂的活性成分为所述类芽孢杆菌;所述土壤为次生盐渍化土壤、盐碱土壤或碱性土壤。
2、类芽孢杆菌或组合物在制备降低土壤的pH值的产品中的应用;所述组合物为组合物A或组合物B,所述组合物A由黄瓜和菌剂组成,所述组合物B由黄瓜、有机肥和所述菌剂组成;所述菌剂的活性成分为所述类芽孢杆菌;所述土壤为次生盐渍化土壤、盐碱土壤或碱性土壤。
3、类芽孢杆菌或组合物在改良土壤中的应用;所述组合物为组合物A或组合物B,所述组合物A由黄瓜和菌剂组成,所述组合物B由黄瓜、有机肥和所述菌剂组成;所述菌剂的活性成分为所述类芽孢杆菌;所述土壤为次生盐渍化土壤、盐碱土壤或碱性土壤。
4、类芽孢杆菌或组合物在制备改良土壤的产品中的应用;所述组合物为组合物A或组合物B,所述组合物A由黄瓜和菌剂组成,所述组合物B由黄瓜、有机肥和所述菌剂组成;所述菌剂的活性成分为所述类芽孢杆菌;所述土壤为次生盐渍化土壤、盐碱土壤或碱性土壤。
5、类芽孢杆菌或组合物在改良保护地土壤中的应用;所述组合物为组合物A或组合物B,所述组合物A由黄瓜和菌剂组成,所述组合物B由黄瓜、有机肥和所述菌剂组成;所述菌剂的活性成分为所述类芽孢杆菌;所述保护地土壤为次生盐渍化保护地土壤、碱性保护地土壤或盐碱保护地土壤。
6、类芽孢杆菌或组合物在制备改良保护地土壤的产品中的应用;所述组合物为组合物A或组合物B,所述组合物A由黄瓜和菌剂组成,所述组合物B由黄瓜、有机肥和所述菌剂组成;所述菌剂的活性成分为所述类芽孢杆菌;所述保护地土壤为次生盐渍化保护地土壤、碱性保护地土壤或盐碱保护地土壤。
7、类芽孢杆菌在提高黄瓜产量中的应用。
8、类芽孢杆菌在制备提高黄瓜产量的产品中的应用。
9、用于改良次生盐渍化大棚土壤的施肥方法,包括向待改良次生盐渍化大棚土壤中施入有机肥和所述菌剂,使待改良次生盐渍化大棚土壤被改良。
上述文中,所述类芽孢杆菌可为加米里类芽孢杆菌(Paenibacillus jamilae)ACCC03134。
上述文中,所述产品可为菌剂或含有所述菌剂的肥料。
上述1-4中的所述土壤的pH值大于等于8,如8.1-8.6;所述降低土壤的pH值可为将所述土壤的pH值降至7.0-7.1。
上述1-4中的所述土壤的EC值小于0.4ms/cm。
上述3和4中,所述改良土壤可为下述至少一种:
A1)将所述土壤的pH值降至7.0-7.1,
A2)将所述土壤的EC值提高至0.4ms/cm-1.0ms/cm,如0.7-0.8ms/cm,
A3)提高所述土壤的有机质含量,
A4)提高所述土壤的全氮含量和/或碱解氮含量,
A5)提高所述土壤的全磷含量,
A6)提高所述土壤的Na+含量,
A7)提高所述土壤的Cl-含量,
A8)提高所述土壤的速效钾含量。
上述5和6中的所述保护地土壤的pH值大于等于8,如8.1-8.6。
上述5和6中的所述保护地土壤的EC值小于0.4ms/cm。
上述5和6中,所述改良保护地土壤可为下述至少一种:
B1)将所述保护地土壤的pH值降至7.0-7.1,
B2)将所述保护地土壤的EC值提高至0.4ms/cm-1.0ms/cm,如0.7-0.8ms/cm,
B3)提高所述保护地土壤的有机质含量,
B4)提高所述保护地土壤的全氮含量和/或碱解氮含量,
B5)提高所述保护地土壤的全磷含量,
B6)提高所述保护地土壤的Na+含量,
B7)提高所述保护地土壤的Cl-含量,
B8)提高所述保护地土壤的速效钾含量。
上述菌剂或组合物也属于本发明的保护范围。
所述组合物可具有上述1)-3)的至少一种性能。所述组合物中,所述黄瓜为繁殖材料,如种子。所述菌剂和所述黄瓜可独立包装。
上文中,所述菌剂还可包括载体。所述载体可为固体载体或液体载体。所述固体载体为矿物材料、植物材料或高分子化合物;所述矿物材料为粘土、滑石、高岭土、蒙脱石、白碳、沸石、硅石和硅藻土中的至少一种;所述植物材料为玉米粉、豆粉和淀粉中的至少一种;所述高分子化合物为聚乙烯醇和/或聚二醇。所述液体载体为有机溶剂、植物油、矿物油或水;所述有机溶剂为癸烷和/或十二烷。所述菌剂中,所述活性成分可以以被培养的活细胞、活细胞的发酵液、细胞培养物的滤液或细胞与滤液的混合物的形式存在。所述活细胞可为分生孢子、厚垣孢子、菌丝或含有分生孢子和菌丝的菌丝体的形式,优选为分生孢子或厚垣孢子的形式。所述组合物的剂型可为多种剂型,如液剂、乳剂、悬浮剂、粉剂、颗粒剂、可湿性粉剂或水分散粒剂。
根据需要,所述菌剂中还可添加表面活性剂(如吐温20、吐温80等)、粘合剂、稳定剂(如抗氧化剂)、pH调节剂等。
试验证明,加米里类芽孢杆菌(Paenibacillus jamilae)ACCC 03134能将碱性土壤(pH>7.5)改良为中性土壤,能提高高pH值、低EC值型土壤的EC值,能提高土壤的有机质含量、全氮含量、全磷含量、Na+含量、Cl-含量和/或速效钾含量。施入有机肥作基肥后再加施加米里类芽孢杆菌菌剂能将次生盐渍化土壤改良为中性土壤,提高次生盐渍化土壤的EC值和有机质含量,增加黄瓜产量。本发明可用于改良次生盐渍化土壤,增加黄瓜产量。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述,给出的实施例仅为了阐明本发明,而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南,并不以任何方式构成对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
下述实施例中的加米里类芽孢杆菌(Paenibacillus jamilae)ACCC 03134于本申请的申请日前收藏于中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心,又称中国农业微生物菌种保藏管理中心(Agricultural Culture Collection of China,简称ACCC,地址:北京市海淀区中关村南大街12号,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,邮编100081)。加米里类芽孢杆菌(Paenibacillus jamilae)ACCC 03134的收藏日为2007年12月20日,自收藏之日起,公众可从中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心获得该菌株。ACCC设有专门网站,网站地址为:http://www.accc.org.cn,公众可以直接在网上进行菌种订购。加米里类芽孢杆菌(Paenibacillus jamilae)ACCC 03134的网址是http://www.accc.org.cn/Column_Content.asp?Column_ID=48571&pid=10203756。
实施例1、改良次生盐渍化大棚土壤(碱性大棚土壤)
1.加米里类芽孢杆菌菌剂的制备
本实施例中用到的培养基的制备方法如下:
牛肉膏培养基:葡萄糖20g、蛋白胨15g、氯化钠5g、牛肉膏0.5g、琼脂20g,蒸馏水定容至1L,pH 7.0,121℃灭菌15min。
类芽孢杆菌的发酵培养基:蔗糖15g、豆粕10g、(NH4)2SO4 4g、K2HPO4 0.5g,MgSO4·7H2O 0.1g,蒸馏水定容至1L,pH6.5,121℃灭菌15min。
将加米里类芽孢杆菌(Paenibacillus jamilae)ACCC 03134接种于牛肉膏培养平板上,37℃培养72h,然后将一个培养平板上的孢子刮下接入装有200mL类芽孢杆菌的发酵培养基的500mL三角瓶中,在37℃,220rpm条件下培养72h;然后按2%(v/v)接种量接种到装有8L类芽孢杆菌的发酵培养基的15L种子罐中,在37℃,220rpm,pH7.0,通气量0.8vvm条件下培养24h后,再按5%(v/v)的接种量接种到装有70L类芽孢杆菌的发酵培养基的100L的发酵罐中,在37℃,220rpm,pH7.0,通气量1.0vvm条件下培养4d,得到加米里类芽孢杆菌发酵液。将加米里类芽孢杆菌发酵液与灭好菌的硅藻土进行混合,得到加米里类芽孢杆菌菌剂,该加米里类芽孢杆菌菌剂中加米里类芽孢杆菌(Paenibacillus jamilae)ACCC 03134的含量为4×108cfu/g。
2.改良次生盐渍化大棚土壤及改善黄瓜生长状况。
2.1、试验地点
田间小区试验安排在山东德州市平原县王杲铺镇看水庄村的三个大棚,试验地块分别为连续种植黄瓜3年的大棚(以下简称连作3年大棚)、连续种植黄瓜8年的大棚(连以下简称连作8年大棚)和连续种植黄瓜11年的大棚(以下简称连作11年大棚),这3个大棚土壤均为潮土,这3个试验地种植方式均为一年一季黄瓜。
各个大棚中采取五点取样的方法,在每点处取100g黄瓜根际附近土壤(下文中称为初始土壤)带回实验室,按水土比5:1进行pH的检测;并对各个大棚土壤进行EC(电导率法,HJ 802-2016)、有机质含量(容量法,NY/T 1121.6-2006)、全氮含量(容量法,LY/T1228-2015)、碱解氮含量(容量法,LY/T 1228-2015)、全磷含量(紫外可见分光光度法,LY/T1232-2015)、Na+含量(火焰光度法,LY/T 1251-1999)、Cl-含量(容量法,NY/T 1121.17-2006)和速效钾含量(电感耦合等离子体原子发射光谱法,LY/T 1234-2015)的检测。检测结果见表1。
表1.各个大棚土壤(即初始土壤)的理化性质
表1中,棚龄为11年、8年和3年分别为连作3年大棚初始土壤、连作8年大棚初始土壤和连作11年大棚初始土壤。
结果表明:三个大棚的土壤均属于次生盐渍化土壤,连作8年大棚土壤次生盐渍化程度最高,连作11年大棚土壤次生盐渍化程度最低。
2.2、田间试验实施方案
2.2.1试验小区设置
连作3年大棚共0.133公顷,将大棚进行等距等面积划分起60畦,每畦2沟,每沟种60棵黄瓜,在大棚两边设置保护区,保护区各10畦,中间设置为三个试验区,试验区共包括8个小区,每小区5畦。三个试验区分别为对照处理区(CK)、复合有机肥处理区(R)和菌剂M处理区(M)。对照处理区(CK)设4个小区,复合有机肥处理区(R)设3个小区,菌剂M处理区(M)设3个小区。
连作8年大棚共0.087公顷,将大棚进行等距等面积划分起62畦,每畦2沟,每沟种36棵黄瓜,在大棚两边设置保护区,保护区各7畦,中间设置为三个试验区,试验区共包括8个小区,每小区6畦。三个试验区分别为对照处理区(CK)、复合有机肥处理区(R)和菌剂M处理区(M)。对照处理区(CK)设4个小区,复合有机肥处理区(R)设3个小区,菌剂M处理区(M)设3个小区。
连作11年大棚共0.1公顷,将大棚进行等距等面积划分起86畦,每畦2沟,每沟种34棵黄瓜,在大棚两边设置保护区,保护区各11畦,中间设置为三个试验区,试验区共包括8个小区,每小区8畦。三个试验区分别为对照处理区(CK)、复合有机肥处理区(R)和菌剂M处理区(M)。对照处理区(CK)设4个小区,复合有机肥处理区(R)设3个小区,菌剂M处理区(M)设3个小区。
为便于统计产量,每个大棚内的试验区、试验小区均采用等分划分,试验小区栽培垄数一致,苗数也尽量保持一致。选定大棚进行试验后,各棚的实验区、小区的设置区域需固定,不得随意更改,在每个实验小区的开始与结束点***标示牌,以便于数据的记录。
2.2.2小区试验
在2018年7月到9月连作3年大棚、连作8年大棚和连作11年大棚均进行高温闷棚杀菌,防止大棚中病虫害的发生。9月上旬,分别在连作3年大棚的初始土壤中、连作8年大棚的初始土壤中和连作11年大棚的初始土壤中,按农户传统施肥方式施入稻壳鸡粪,每亩1200kg;缓田半月后整地,进行试验小区划分,按不同试验处理施肥并与土壤混匀。
在对照处理区(CK)按每亩20kg施入灭好菌的硅藻土;在复合有机肥处理区(R)中按每亩200kg加施复合有机肥(型号:通用型S1,德州市元和农业科技开发有限责任公司);在菌剂M处理区中按每亩200kg加施复合有机肥(型号:通用型S1,德州市元和农业科技开发有限责任公司)后,再按每亩20kg施入步骤1的加米里类芽孢杆菌菌剂,加米里类芽孢杆菌菌剂的施入量满足每平方米1010cfu加米里类芽孢杆菌(Paenibacillus jamilae)ACCC03134。所有试验小区均不使用化学药剂防控病害。
2.2.3黄瓜的栽培管理
田间小区试验的黄瓜幼苗在山东德州当地购买,黄瓜品种为津优316品种。
黄瓜幼苗于三叶一心期进行移栽,黄瓜幼苗均为嫁接苗。上述三个试验区的管理方式以当地传统栽培为基准,水分及其他管理措施均保持一致。
3、数据处理
所有数据均采用IBM SPSS 22进行显著性分析。
4结果与分析
4.1不同施肥处理对黄瓜产量的影响
由于黄瓜定植时间的不同,所以采摘的时间不同,每个大棚一般2d采摘一次。将各次采摘时间与不同处理对黄瓜产量的影响列于表2-表3。
表2.摘瓜时期
棚龄 | 首次采摘时间 | 最后采摘时间 |
3年 | 2018年11月28日 | 2019年5月29日 |
8年 | 2018年12月14日 | 2019年6月20日 |
11年 | 2018年12月8日 | 2019年6月4日 |
根据每个大棚各小区的产量换算出每株黄瓜的产量。
表3.不同处理对黄瓜产量的影响
注:各列数值后面的英文字母表示差异显著程度,相同字母的处理间在0.05水平无显著差异,不相同字母的处理间在0.05水平有显著差异。
表3结果表明:不同处理对黄瓜产量的影响不同。在连作3年大棚中M处理增产6.37%、在连作8年大棚中M处理增产17.15%、在连作11年大棚中M处理增产9.25%。以连作8年大棚中M处理增产效果最高。
黄瓜产量记录完整,待黄瓜拉秧时取黄瓜根际土壤,每个大棚中的每小区取三点,然后将每个大棚中相同小区样品混合一起,将样品进行标记。将标记好的样品各取部分送于谱尼测试集团有限公司进行检测土壤理化性质:pH、EC(电导率法,HJ802-2016)、有机质含量(容量法,NY/T 1121.6-2006)、全氮含量(容量法,LY/T1228-2015)、碱解氮含量(容量法,LY/T 1228-2015)、全磷含量(紫外可见分光光度法,LY/T 1232-2015)、Na+含量(火焰光度法,LY/T 1251-1999)、Cl-含量(容量法,NY/T 1121.17-2006)和速效钾含量(电感耦合等离子体原子发射光谱法,LY/T1234-2015)的检测。
表4.连作3年大棚不同施肥处理土壤的理化性质
由表4可知:原始土壤的pH为8.38、EC值为36.0mS/m,属于高pH值、低EC值型土壤(pH>7.5,EC<0.4(ms/cm)。在连作3年的黄瓜大棚土壤与上年原始土壤相比,土壤pH在CK、R、M处理区都有所下降,在M处理区下降低最多;土壤EC值、有机质含量、全氮含量、全磷含量、Na+含量、Cl-含量和速效钾含量在M处理条件下增加最多。CK处理区土壤为碱性土壤(pH值为7.90),R和M处理区土壤均为中性土壤(pH值分别为7.50和7.10),说明加米里类芽孢杆菌(Paenibacillus jamilae)ACCC03134能将碱性土壤(pH>7.5)改良为中性土壤,能提高低EC值型土壤的EC值至合适区间;能提高土壤有机质含量、全氮含量、全磷含量、Na+含量、Cl-含量和速效钾含量。
表5.连作8年大棚不同施肥处理土壤的理化性质
由表5可知:原始土壤的pH为8.45、EC值为21.52mS/m,属于高pH值、低EC值型土壤(pH>7.5,EC<0.4(ms/cm)。在连作8年的黄瓜大棚土壤与上年原始土壤相比,土壤pH在CK、R、M处理区都有所下降,在M处理区下降低最多;土壤EC值、有机质含量、碱解氮含量、Na+含量、Cl-含量和速效钾含量在M处理条件下增加最多。CK处理区土壤为碱性土壤(pH值为8.00),R和M处理区土壤均为中性土壤(pH值分别为7.40和7.00),说明加米里类芽孢杆菌(Paenibacillus jamilae)ACCC 03134能将碱性土壤(pH>7.5)改良为中性土壤,能提高低EC值型土壤的EC值至合适区间;能提高土壤有机质含量、碱解氮含量、Na+含量、Cl-含量和速效钾含量。
表6.连作11年大棚不同施肥处理土壤的理化性质
由表6可知:原始土壤的pH为8.26、EC值为23.80mS/m,属于高pH值、低EC值型土壤(pH>7.5,EC<0.4(ms/cm)。在连作11年的黄瓜大棚土壤与上年原始土壤相比,土壤pH在CK、R、M处理区条件下都有所下降,在M处理区下降低最多;土壤EC值、有机质含量、全磷含量和Cl-含量在M处理条件下增加最多。CK处理区土壤为碱性土壤,R和M处理区土壤均为中性土壤,说明加米里类芽孢杆菌(Paenibacillus jamilae)ACCC 03134能将碱性土壤(pH>7.5)改良为中性土壤,能提高低EC值型土壤的EC值至合适区间;能提高土壤有机质含量和Cl-含量。
试验证明,施入复合有机肥作基肥后再加施加米里类芽孢杆菌菌剂能将次生盐渍化土壤改良为中性土壤,提高次生盐渍化土壤的EC值和有机质含量,增加黄瓜产量。本发明可用于改良次生盐渍化土壤,增加黄瓜产量。
以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说,在不脱离本发明的宗旨和范围,以及无需进行不必要的实验情况下,可在等同参数、浓度和条件下,在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例,应该理解为,可以对本发明作进一步的改进。总之,按本发明的原理,本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进,包括脱离了本申请中已公开范围,而用本领域已知的常规技术进行的改变。按以下附带的权利要求的范围,可以进行一些基本特征的应用。
Claims (2)
1.类芽孢杆菌或组合物在改良保护地土壤中的应用;所述组合物为组合物A或组合物B,所述组合物A由黄瓜和菌剂组成,所述组合物B由黄瓜、有机肥和所述菌剂组成;所述菌剂的活性成分为所述类芽孢杆菌;所述保护地土壤为碱性保护地土壤、盐碱保护地土壤或次生盐渍化保护地土壤;
所述类芽孢杆菌为加米里类芽孢杆菌(Paenibacillus jamilae)ACCC 03134;
所述保护地土壤的EC值小于0.4 ms/cm,所述改良保护地土壤为下述B2)、B3)和B7):
B2)将所述保护地土壤的EC值提高至0.7-0.8 ms/cm,
B3)提高所述保护地土壤的有机质含量,
B7)提高所述保护地土壤的Cl-含量。
2.类芽孢杆菌或组合物在制备改良保护地土壤的产品中的应用;所述组合物为组合物A或组合物B,所述组合物A由黄瓜和菌剂组成,所述组合物B由黄瓜、有机肥和所述菌剂组成;所述菌剂的活性成分为所述类芽孢杆菌;所述保护地土壤为碱性保护地土壤、盐碱保护地土壤或次生盐渍化保护地土壤;
所述类芽孢杆菌为加米里类芽孢杆菌(Paenibacillus jamilae)ACCC 03134;
所述保护地土壤的EC值小于0.4 ms/cm,所述改良保护地土壤为下述B2)、B3)和B7):
B2)将所述保护地土壤的EC值提高至0.7-0.8 ms/cm,
B3)提高所述保护地土壤的有机质含量,
B7)提高所述保护地土壤的Cl-含量。
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