CN115368189A

CN115368189A - 一种用于土壤改良的活性营养材料及其制备和应用方法

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Publication number: CN115368189A
Application number: CN202210920441.8A
Authority: CN
Inventors: 张家富
Original assignee: Sinochem Environmental Holdings Ltd
Current assignee: Sinochem Environmental Holdings Ltd
Priority date: 2022-08-02
Filing date: 2022-08-02
Publication date: 2022-11-22

Abstract

本发明公开了一种用于土壤改良的活性营养材料及其制备和应用方法，属于土壤改良技术领域。本发明解决了现有复合肥料引起土地硬化板结、农作物病虫害多发、连茬耕种障碍和生物多样化失衡等问题。本发明将复合微生物菌饼、有机物料腐熟材料、微量元素材料和无机材料混合制备成具有改良土壤作用的活性营养材料，其中微生物能够将有机无机混合物等材料转化为一种或多种有机化合物和/或其它能够被植物直接吸收的营养成分，该活性材料能够使微生物在无机电子供体或碳源以及在有机碳源上混合生长，提高微生物活性同时改善土壤理化性质、提高土壤肥力，而且还能够产生多种生物活性物质以促进植物生长。

Description

一种用于土壤改良的活性营养材料及其制备和应用方法

技术领域

本发明涉及一种用于土壤改良的活性营养材料及其制备和应用方法，属于土壤改良技术领域。

背景技术

“万物土中生”和“肥料是粮食的粮食”这两句话非常确切和形象地概括了土壤和肥料对于植物的重要性。“民以食为天，食以土为本”进一步说明健康的土壤是优质农产品的基础，为了餐桌安全和可持续发展，人们不仅研究土壤特点与植物营养的作用关系，还研究植物生长与健康之间的相互关系以及涵盖农业、环境与生态的相互关系。

土壤是农业发展的基础，主要以团粒结构构成，这些团粒结构包含微生物、有机与无机的复合体，严格上讲，植物可以吸收的土壤中的成分是矿物质和小分子有机物。有机物的来源包括畜禽粪便、城市餐厨垃圾、工农业有机废弃资源及相关副产物、多种有机废弃资源的复合物等，有些有机物存在着部分重金属含量超标、亚硝酸盐超标、抗生素及其他污染物含量超标等问题，一旦进入土壤，短期内将难以根除。

过去一段时期，种植业以提高产量为主，以投入化学肥料来改善土壤养分的供应能力，仅以满足农作物的养分需要为重点。逐渐的人们认识到化肥的大量投人，不仅耗费财力，浪费资源，而且过量添加也会造成环境面源污染，还会引起土地硬化板结，农作物病虫害多发，造成连茬耕种障碍、土地生物多样化失衡等问题。

现阶段更多的学者将注意力转向土壤养护与植物无害化种植方面，从单单追求产量到关注质量的方向转变，包括遗传育种、农艺农机结合、水土肥合理配施、种养结合和生物技术，以面对粮食、资源和环境等问题的严峻挑战。

由于长时间缺少对有机养分的关注，土壤生命已经逐步受伤害，这最终将导致土壤肥力的供给水平脱离平衡。现有农业生产耕种方式主要是通过化学养分的供给为主，并且以氮磷钾为主的大量元素的投入是当前成为土壤肥力透支型农业生产运作模式的情景。随着作物产量的提高，其品质在逐渐下降。且在作物生长过程中，土壤中矿物质养分被逐渐消耗，如果不把作物从土壤中摄取的那些养分归还给土壤，则土壤会变得贫瘠，在作物生长所需各种矿质养分中，以常量元素(C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S)和中微量元素(Fe、B、Mn、Zn、Mo、Cu、Cl等)为主，其中所需的一个矿质养分含量缺少到极限值，即使其它矿质养分含量很丰富，也难以提高作物的产量和质量，也就是说作物产量受最小养分的限制。

现有市场上绝大多数是单一的采用化学基础原料肥N、P、K三元素按照比例15：15：15的基础上进行调整制作出专用化复合肥料产品，为了更好地发挥促进作物生长的作用，有必要提供一种结合作物营养且有助于土壤地力提升的材料，同时，实现微生物与化学肥料同一空间内的共存，提高肥料利用率，实现化肥的减量应用，用于替代目前市场上营养成分单一的肥料。

发明内容

本发明为了解决现有复合肥料引起土地硬化板结、农作物病虫害多发、连茬耕种障碍和生物多样化失衡等问题，目的在于提供一种用于土壤改良的活性营养材料及其制备和应用方法。

本发明的技术方案：

本发明的目的之一是提供一种用于土壤改良的活性营养材料，该活性营养材料按质量份组成为：复合微生物菌饼5-8份，有机物料腐熟材料28-35份，微量元素材料4-10份，无机材料56-63份。

进一步限定，微量元素材料为海藻粉、火山泥、火山粉、沸石粉、牡蛎贝壳粉或硅藻土中一种或几种以任意比例混合。

更进一步限定，微量元素材料为火山泥和/或火山粉、海藻粉和/或牡蛎贝壳粉中一种或几种以任意比例混合。

更进一步限定，微量元素材料包括火山泥或火山粉1-5份，海藻粉3-5份。

进一步限定，无机材料为硫酸铵、硝酸钾、尿素，磷酸二钠、磷酸二铵、磷酸钾、正磷酸钾、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化镁、氯化钙、碳酸钙、硫酸锰、氯化锰、硫酸亚铁、氯化亚铁、碳酸氢钠、碳酸钠、硫酸锌、氯化锌、钼酸铵、钼酸钠、硫酸亚铜、氯化铜、氯化锂、硼酸、硒酸铜、***钠中一种或几种以任意比例混合。

更进一步限定，无机材料为硫酸铵、硝酸钾、尿素、磷酸钾、硫酸锌、钼酸铵、硫酸铵中一种或几种以任意比例混合。

更进一步限定，无机材料包括硫酸铵5-10份，硝酸钾15-20份、磷酸二铵10-15份、硫酸钾5-10份、硫酸锌2-3份、氯化镁5-7份、磷酸二氢钾8-10份、尿素5-8份。

进一步限定，制备复合微生物菌饼的菌株为内生菌根、外生菌根、兰花菌根、欧石楠菌根、杜鹃花菌根、丛枝菌根、根瘤菌、巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、白腐真菌、假单胞菌、棒状杆菌链霉菌、小单孢菌、纤维单胞菌、木霉属中一种或几种以任意比例混合。

更进一步限定，制备复合微生物菌饼的菌株为丛枝菌根、解淀粉芽孢杆菌、假单胞菌中一种或几种以任意比例混合。

进一步限定，制备有机物料腐熟材料的原料包括人及动物的粪便、植物秸秆、餐厨余料、农产品加工废弃物、食品发酵下脚料、酵母制作剩余物、菌菇棒中一种或几种混合。

更进一步限定，制备有机物料腐熟材料的原料为动物粪便、植物秸秆、菌菇棒中一种或几种以任意比例混合。

本发明的目的之二是提供一种用于土壤改良的活性营养材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1，复合微生物菌饼的制备；

S2，有机物料腐熟材料的制备；

S3，将复合微生物菌饼、有机物料腐熟材料、微量元素材料和无机材料按照比例混合，干燥、造粒等处理，获得尺寸为0.25-5mm的颗粒，包装，获得活性营养材料。

进一步限定，S1制备复合微生物菌饼的具体操作过程为：

(1)微生物筛选扩繁：使用灭菌的生物反应容器培养菌株；

(2)母菌液制备：采用均质搅拌反应器内菌液进行扩繁处理，获得母菌液；

(3)发酵：将有机肥腐熟料、培养基溶液和母菌液混合，混合物以15cm的高度平铺在小托盘上面，静置3天，表面出现菌丝即完成，获得复合微生物菌饼，并置于密闭容器或塑料袋中保存。

更进一步限定，(1)中菌株培养基按质量份组成为：15份十二水磷酸氢二钠、2份磷酸二氢根、3份磷酸氢二钾、1.5份氯化铵、1份七水硫酸镁，15份糖蜜、5份玉米淀粉、2份奶粉、6份柠檬酸铁铵、3.5份氯化钙、6份七水硫酸亚铁、5份氯化锌、3份氯化钠、4份硫酸铵、33份纯净水。

更进一步限定，(1)中培养条件为：压力为0.05-0.12MPa，工作温度为38±2℃，工作时间为21-120h。

更进一步限定，(1)中生物反应容器为多个反应容器，具体的第一个反应容器用于一级种子培养，第一反应器培养至菌株的对数生长期后，在第二个至第n个反应器内进行扩大培养，培养完毕后对每毫升活菌总数及杂菌率进行测定。

更进一步限定，(3)中有机肥腐熟料是将有机废弃物(秸秆、粪污、菌棒等)进行腐熟后的产品，也就是通常所说的有机肥。

更进一步限定，(3)中有机肥腐熟料、培养基溶液和母菌液的质量比为7:1:2。

更进一步限定，(3)中培养基溶液组成为：100ml碳酸氢钠、12mg七水硫酸锌、3g四水氧化锰、5g硼酸、100g钼酸钠、15g磷酸二氢钾、1.0g氯化铵、0.5g硫酸镁碳酸氢钠、0.8g氯化钠、40g硫酸亚铁、400g柠檬酸盐、80g蛋白胨、20g酵母粉、50g微生物培养液沉淀物、100g腐殖酸。

进一步限定，S2制备有机物料腐熟材料的具体操作过程为：

①将制备有机物料腐熟材料的原料混合并控制含水量在60％左右，作为堆肥原材料；

②将母菌原液用温水稀释200-300倍甚至更多，得到稀化菌液；

③按照堆肥原材料与稀化菌液质量比为400:1的比例将稀化菌液均匀喷洒在堆肥原材料上，静置，控制温度为50-70℃；

④减温阶段结束，测定堆肥材料的碳氮比达到1:25，即完成有机物料腐熟材料的制备。

更进一步限定，②中母菌原液为菌株培养基。

更进一步限定，③中控制温度为40-60℃，温度过高时采用翻堆的方式降温，温度过低采用膜材料包覆保温。

更进一步限定，③中肥堆一天可以蒸发本身总量的8％的水份，在此过程可将日常的养殖业废水(饲料残渣、动物尿液)引入进来补充水分，也是消化液体有机物。

更进一步限定，③中肥堆宽高约为4m×2m。

更进一步限定，③中肥堆的颜色呈现均匀的深黑色；用手抓握堆肥时呈现蓬松状态；没有臭味。

进一步限定，S3中采用的造粒机包括但不限于圆盘造粒机、鼓式造粒机或压实挤出造粒机的一种进行造粒。

进一步限定，S3中复合微生物菌饼、有机物料腐熟材料、微量元素材料和无机材料的混合过程为：首先将占比总质量比例少于10％的原料进行预混合，然后再将剩余的较大比例的原料混合，目的是避免摩擦起热，造成材料结块，尽可能在较短的时间混合均匀。

本发明的目的之三是提供一种用于土壤改良的活性营养材料的应用方法，具体的作为农作物植物叶面施用、土壤佐剂施用、植物生物营养、土壤残余化肥分解材料或肥料施用。

进一步限定，活性营养材料可以与活化水复配使用，用于增强活性营养材料的使用效果。

更进一步限定，活化水通常采用频率共振及内聚回旋方法制备而成。

本发明将复合微生物菌饼、有机物料腐熟材料、微量元素材料和无机材料混合制备成具有改良土壤的活性营养材料，其中微生物能够将有机无机混合物等材料转化为一种或多种有机化合物和/或其它能够被植物直接吸收的营养成分，该活性材料能够使用微生物在无机电子供体或碳源和在有机碳源上混合生长，提高微生物活性同时改善土壤理化性质、提高土壤肥力，而且能够促进植物对营养元素的吸收，产生多种生物活性物质以促进植物生长，从而实现对不同作物的增产作用。

与现有技术相比，本申请还具有以下有益效果：

(1)本发明提供的活性营养材料集微生物、有机养分和无机养分于一体，有效促进植物内微量营养素的吸收和运输，不仅克服了传统微生物有机肥料养分低、见效慢等问题，而且符合农业绿色发展的需求，能达到减少化肥用量、增产提质等目的。同时，实现微生物与化学肥料同一空间内的共存，微生物转化肥料为作物可直接吸收的成分，提高肥料利用率，实现化肥的减量应用。

(2)基于植物根系吸收土壤中的物质，是以离子形式及小分子有机物形式吸收。土壤中有机物的主要成分是多种大分子含碳化合物的混合物，需要在微生物和一部分植物分泌物的作用下，分解成小分子物质，从而被土壤微生物分解成为小分子有机物被吸收，采用本申请提供的这个材料进行就地活化土壤微生物，实现生物固碳、生物合成代谢以及生物化学反应，继而实现集产生有机氨基酸、蛋白质和有效磷、速效钾的小分子的生物和化学的作用，有效解决了农作物连茬耕作障碍，以及土壤板结硬化现象。

(3)本发明提供的活性营养材料为植物提供矿物养分，分解磷元素为有效磷，通过微生物的生物代谢过程产生的营养物可用于再循环农业、蔬菜瓜果、设施农业、养耕共生或水培***。且菌根可使群落结构产生差异，可显著改变某些物种的生物量，还可以在地下形成广泛的菌丝网，养分和同化物通过菌丝网在不同的个体间运输，使作物产率增加至少约5％-30％甚至更高，常规化学氮肥减少至少约5％-50％甚至更高，土壤有机质增加高达约40％-150％甚至更高。

(4)本发明提供的活性营养材料能够调理土壤，激活土壤中微生物活性，克服土壤板结，增加土壤空气温透性，对多种真菌性病害、细菌性病害具有防治作用，对病毒性病害有抑制作用。同时可有效防治植物根部病害，具有十分突出的防治效果，增强农作物抗病性和免疫力，可广泛应用于农业生产中。

附图说明

图1为实施例2不同种植区域施加总量及亩产变化。

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，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。

实施例1：

本实施例用于土壤改良的活性营养材料，该活性营养材料按质量份组成为：复合微生物菌饼5份，火山泥2份、有机物料腐熟材料35份、硫酸铵4份、硝酸钾15份、磷酸二铵10份、硫酸钾5份、氯化镁3份、氯化钾5份、磷酸二氢钾8份、尿素5份、海藻粉3份。

本实施例制备用于土壤改良的活性营养材料的具体过程按下述步骤进行：

步骤1，制备复合微生物菌饼，具体操作过程为：

(1)微生物筛选扩繁：使用灭菌的生物反应容器培养菌株；

其中，菌株培养基按质量份组成为：15份十二水磷酸氢二钠、2份磷酸二氢根、3份磷酸氢二钾、1.5份氯化铵、1份七水硫酸镁，15份糖蜜、5份玉米淀粉、2份奶粉、2份柠檬酸铁铵、2份氯化钙、3份七水硫酸亚铁、2份硫酸锌、3份氯化钠、1.5份硫酸铵、份纯净水。菌株为复合菌株，主要有固氮菌、溶磷菌、解钾菌、光合细菌、促生菌等多种功能微生物及其与动植物残体或者腐熟有机质经无害化处理后获得的一种或多种。包括但不限于自养棒状杆菌、微生物为夹膜红假单胞菌、沼泽红假单胞菌、类球红细菌、枯草芽孢杆菌等。培养条件为：压力为0.1MPa，工作温度为38±2℃，工作时间为65h。

(2)母菌液制备：采用均质搅拌器对上述反应器内菌液进行均质处理，获得母菌液；

(3)发酵：将有机肥腐熟料、培养基溶液和母菌液混合，混合物以15cm的高度平铺在小托盘上面，静置3天，表面出现菌丝即完成，获得复合微生物菌饼，并置于密闭容器或塑料袋中保存；

其中有机肥腐熟料、培养基溶液和母菌液的的质量比为7:1:2。培养基溶液组成为：100ml碳酸氢钠、12mg七水硫酸锌、3g四水氧化锰、5g硼酸、100g钼酸钠、15g磷酸二氢钾、1.0g氯化铵、0.5g硫酸镁碳酸氢钠、0.8g氯化钠、40g硫酸亚铁、400g柠檬酸盐、80g蛋白胨、20g酵母粉、50g微生物培养液沉淀物、100g腐殖酸。

步骤2，有制备有机物料腐熟材料的，具体操作过程为：

①将制备有机物料腐熟材料的原料混合并含水量控制在60％以内，作为堆肥材料；

其中，有机物料腐熟材料的制备过程：原料为动物粪便、玉米秸秆2:1比例混合，水量的控制在60％左右，采用逐级混合，目的就是要均匀，矫正含水量；料堆温度50度以上时，一次翻堆；温度升至60度以上，进行二次翻堆；整个发酵周期翻堆3次，发酵时间为23天。

②将母菌原液用水稀释240倍，得到稀化菌液；

其中母菌原液为菌株培养基。进行腐熟有机物的使用量根据气候分为春秋5000：1和冬季2500：1，夏季比春秋减半。即冬季2500份对应1份菌液。

③按照堆肥材料与稀化菌液质量比为400:1的比例将稀化菌液均匀喷洒在堆肥材料上，静置，控制温度为40-70℃；

其中，肥堆过程中可以蒸发本身总量的8％的水份，可将日常的养殖业废水(饲料残渣、动物屎尿)导入进来补充水分。

④减温阶段结束后，测定堆肥材料的碳氮比达到1:25，即完成有机物料腐熟材料的制备。

步骤3，制备活性营养材料，具体操作过程为：

将复合微生物菌饼、有机物料腐熟材料、微量元素材料和无机材料按照比例均匀混合，干燥，造粒处理，获得尺寸为0.25-5mm的颗粒，包装，获得活性营养材料。

其中，复合微生物菌饼、有机物料腐熟材料、微量元素材料和无机材料的混合过程为：首先将占比总质量10％左右的多种原料进行预混合，然后再将剩余的大于10％原料进行混合，目的是尽可能在较短的时间混合均匀。

效果例1：

诺木洪农场位于青海省西部，平均海拔高度2600m。诺木洪农场的枸杞种植多采用扦插苗种植，种植时间久了，水肥管理措施不合理，会加剧根腐病的发生，枸杞根腐病的主要病原菌为茄类镰孢，属于半知菌亚门真菌，该病是诺木洪地区枸杞种植主要病害之一，危害严重，防治困难。调查发现，根腐病发病危害较重的成片区域接近8000亩，零星感染近万亩。每年4-5月份，枸杞根系正处于每年的初步发育期，进行大水漫灌，同时导致根系周边积累了大量CO₂、H₂S等酸性物质，根系细胞壁Ca²⁺流失，细胞液外渗，细胞死亡，根系坏死，同时大量镰孢菌繁殖、侵染，从根尖逐步上移到底主根，以至于整个根系腐烂。每年6-9月由根腐病造成的田间平均死亡率为14％，最高可达38％。

将实施例1制备的活性营养材料用于青海枸杞的种植(2021年5月份实施)，具体的实验步骤分以下三步进行：

(1)首先使用多菌灵、代森锰锌或次氯酸消毒液对青海枸杞作物进行常规消毒处理；

(2)然后采用实施例1制备的活性营养材料配合母菌液进行修护植物体根系；

(3)具体的将实施例1制备的活性营养材料施加在种植青海枸杞作物土壤内，施用量为0.5-1.0kg/株。

当年8月份，患病的青海枸杞植株重新开始发芽，根系也开始繁殖新根。

效果例2：

吉林小麦，春小麦于2021年3月末播种，播种量18kg/亩，共设置5个试验区。随翻地试验地块同样施加有机农家肥750公斤/亩和实施农作物秸秆还田500公斤/亩，分别在区域1施入市售复合肥和其它试验区域施入实施例1制备土壤修复材料，于苗期分3次追施。

区域与施加量分别为：

区域1(15-15-15市售复合肥；随翻地施入16.7kg/亩，分3次追施20kg/亩)，区域2(实施例1制备的土壤修复材料；随翻地施入5kg/亩，分3次追施8kg/亩)，区域3(实施例1制备的土壤修复材料；随翻地施入6.7kg/亩，分3次追施15kg/亩)，区域4(实施例1制备的土壤修复材料；随翻地施入15kg/亩，分3次追施13.3kg/亩)，区域5(实施例1制备的土壤修复材料；随翻地施入13.3kg/亩，分3次追施16.7kg/亩)。

春小麦生育期共96天。4月1日播种，4月16日出土，共15天；4月26日进入三叶期，共10天；5月1日进入分蘖期，共5天；5月18日进入拔节期，共17天；6月4日进入孕穗期，共17天；6月14日进入抽穗期，共10天；6月23日进入乳熟期，共9天；7月6日趋于成熟，共13天。

成熟期，进行测产(按照亩产量计)，结果表明，小麦产量表现为区域5(337.72kg/亩)>区域4(334.62kg/亩)>区域3(318.82kg/亩)>区域2(293.31kg/亩)>区域1(260.80kg/亩)。

并对不同区域内的小麦成长情况进行统计，结果如下表所示：

由上述结果可知，本发明制备的土壤修复材料不仅使小麦产量出现了明显的上升，更重要的是小麦植株本身明显更加的健壮。其中平均株高增加了14.2-22.6％，平均穗长增加了24.22-68.4％，平均小穗数增加了14.0-47.4％，平均穗粒数增加了12.6-40.8％，平均根干重增加了17.7-49.6％，平均茎叶干重增加了2.8-12.9％，平均穗干重增加了2.7-9.1％，平均籽粒干重增加了2.9-10.8％，平均百粒重增加了15.3-46.5％。相对于市售复合肥，本发明制备的土壤修复材料在总施加量降低18.2-64.5％的情况下，亩产反而增加了12.5-29.5％，这说明本实施例制备土壤修复材料可以转化肥料为作物直接吸收的成分，提高肥料利用率，可减少化肥用量。

通过样条拟合结果，如图1所示，尽管随着土壤修复材料施加量的增加亩产量增加，但是已经放缓。因此，本申请制备的土壤修复材料单季施加量在28.3-29.2kg/亩(约30公斤)为宜。

效果例3：

山东省淄博市高清县种植了包括紫脆、巨峰、玫瑰香、红珍珠等多种优质品种葡萄的栽培。但是近年来由于不能够适宜适量地使用化肥，自制农家肥没有充分发酵导致了烧苗烂根、病虫害频发，土壤酸化以及存在根线虫的问题。为了提升本地葡萄品质并修复多年来受损土壤，施用本发明实施例1制备的土壤修复材料。

2021年选取高青县一个葡萄种植园内四个不同区域的种植点A、B、C和D供试“红珍珠”葡萄植株，定植行株距为1.5m×0.5m。分别于花序期、落花后、果实膨大期以及成熟期分别在每株根部施加A(75g市售15-15-15复合肥)、B(25g土壤修复材料)、C(30g土壤修复材料)和D(40g土壤修复材料)。果实成熟后分别对四个种植点的果实外观以及成分进行分析。结果如下表所示：

由上表可知，施加本专利的土壤修复材料比传统肥料培育得到的植株更加的健壮，其中中脉长增长22.5-37.9％，叶宽增长11.5-15.9％。果实颗粒明显更加的饱满，纵径增加23.4-32.2％，横径增加24.6-36.0％，单粒重增加26.5-45.3％。此外发现土壤修复材料在40g施用量条件下相对于30g增长较少，说明已接近最优添加计量。因此，本申请制备的土壤修复材料添加量在30-35g为宜。

种植点	可滴定酸含量/％	可溶性固形物含量/％	维生素C含量/(mg/kg)
				A	0.56	18.7	120
B	0.48	21.6	135
				C	0.41	23.9	159
D	0.38	26.7	168

由上表可知，果实可滴定酸含量均显著降低，相比于传统施肥降低了14.3-32.1％。而可溶性固形物增加了15.5-42.8％，同时维生素C含量增加12.5-40.0％。与上述结果基本一致，建议本专利制备的土壤修复材料添加量在30-35g为宜。因此本发明制备的土壤修复材料相比传统肥料用量降低50-66.7％的情况下，同样得到更强健的植株更大的果粒以及更高的营养成分。

效果例4：

汉中市西乡县长期种植茶叶，为了提高茶树及茶叶品质，采用本专利土壤修复材料。选取县内一处茶园在2020年9月底施肥A 50kg/亩市售复合肥，B 30kg/亩本发明制作的土壤修复材料，C 30kg/亩本发明制作的土壤修复材料，在一个生长周期内，分别于次年开春(采茶前一个月)、夏初(5月10日左右)和入秋(8月10日左右)分别对三组茶树施加A50kg，30kg，40kg(市售复合肥)，B 25kg，10kg，15kg(土壤修复材料)，C 30kg，15kg，20kg(土壤修复材料)。

对不同时期不同试点的新梢发芽密度进行统计，结果如下表所示：

对茶叶品质成分进行分析，结果结果如下表所示：

由上表可知，相比于传统复合肥，使用本专利的土壤修复材料全年施放总量可以减少45.8-58.3％，而植株以及茶叶品质明显地获得了提升。其中在3-5月新梢发芽密度的提升分别为14.2-22.1％，10.5-19.1％和27.1-34.3％。而茶叶品质提升更为明显，水浸出物含量提升14.6-22.0％，茶多酚含量提升15.4-38.5％，咖啡碱含量提升11.1-17.8％，并且游离氨基酸总量含量提升14.3-35.7％。

效果例5：

安徽临泉县的大姜由于长期重茬连作的原因导致了姜瘟病及病虫害频发，大姜苗期生长迟缓，以及死苗率高等问题。经常是连续种植3年以上，产量减少20％～30％，严重的能够减产至50％。

在临泉县一处因受到重茬危害休耕一年的大姜种植园进行应用，设置施用常用市售16-16-16复合肥组(A)，施用本专利制备的土壤修复材料恢复组(B)。种植行距为50cm左右、株距为15cm左右，栽植10万～12万株/hm²。4月10日A组施基肥(600kg/hm²)+播种，B组施加土壤修复材料(400kg/hm²)+播种。之后A组于6月5日，7月1日，8月10日分三次施加(150kg/hm²，300kg/hm²，150kg/hm²)复合肥。而B组于6月5日，7月1日，8月10日分三次(100kg/hm²，200kg/hm²，120kg/hm²)施加土壤修复材料。10月12日对新鲜大姜进行采收。

对大姜生长情况进行统计，结果如下表所示：

处理方式	平均株高/cm	平均直径/mm	产量/kg·hm<sup>-2</sup>
				市售复合肥(A)	100.53	8.14	36.79
土壤修复材料(B)	115.86	9.96	55.97

由上表可知，通过施用土壤修复材料，大姜的平均株高增加了15.25％，平均直径22.36％，产量相对于施加市售复合肥的对照组增加了52.13％，更重要的是相对于重茬减产前的产量都具有明显的提升(大约提高了10～12％)。

且通过进一步观察可以发现施加复合肥的组A内有12-17％的大姜植株存在姜瘟病，具体表现为叶片发黄，叶缘卷曲姜块黄褐色、内部较软甚至腐烂。8％植株发现钻心虫以及蛴螬等病虫害，分析认为是由于重茬连作导致大姜产量下降的重要原因。而在B组全部叶片呈现浓绿色，仅有少部分(<3％)叶片轻微变黄，全部肉质茎无明显症状，没有发现其他有害病菌以及虫害。通过综合分析判定为土壤修复材料内的有益微生物在提供大姜根系所需的各种营养物质的同时抑制和/或杀死了潜藏在土壤中的病菌以及虫卵。通过更深入的分析及观察发现，由于多年种植引发的土壤地力下降同样是大姜种植减产的原因之一。通过对比本次耕种前(4月1日取样)的土壤及大姜收获后土壤成分进行分析发现，在耕种前土壤养分为国标5-6级，通过市售复合肥施用之后土壤养分提高至4-5级，而施用土壤修复材料后土壤养分增加到了2级标准。结果如下表所示：

综上所述，本专利制备的土壤修复材料，在大姜培育过程中，施用总量相对于常规市售16-16-16复合肥减少33.3％的情况下，产量获得了提升。同时有效减少了大姜病菌以及病虫害的发生，保持并增强了耕田土壤肥力，为大姜连茬耕作提供了有利条件。

效果例6：

土壤活性营养材料就是农作物的营养食物，好的肥料本身必须具备很强的生物活性、生物多样性，才可以不伤害土地，同时为农作物提供可以吸收的养分。

生物活性是指土壤活性营养材料本身是活的，内容成分会随着接触空气、水分、土壤而产生生物变化，主要体现的现象是：(1)总体的有机质单位变高；(2)总体的水溶性磷变高；(3)总体的微生物数量变高；(4)氨基酸的数量变高。

植物无法直接吸收化学养分，需要依赖微生物代谢成为更小的有机物，通过水分吸收到植物体内。有机质越高则越容易吸引更多的地方微生物的繁殖。

测试组别：

(1)土壤活性营养材料(具有改良土壤的活性肥料)；

(2)化学复合肥(取市面上氮磷钾接近15-15-15的配方)；

(3)有机肥(取市面上任何一种有机肥，可以取多个样本)。

数量以化验室的一般规格进行(100～500克)。

测试过程：

A.第一天将测试组别：(1)-(3)的样本进行成分分析，具体分析指标如下表1。

B.之后，同一组的(1)-(3)的样本在表面喷晒一点水分在表面，搅拌混合(最佳湿度为30％)，开着盖接触空气，静置7天。

C.第七天再进行一次与步骤A相同的成分分析化验。

D.静置时间请确保同样的样本的水分在30％。

E.同样的(1)-(3)的样本，在14天后再化验一次。静置时间确保同样的样本的水分在30％。

F.同样的(1)-(3)的样本，在30天后再化验一次。

G.此时特别增加进行一次的氨基酸测试。

H.30天后结束化验，将(1)-(3)的样本化验报告里的元素进行对比。

I.全程室温保持15℃以上。

样本检测数据比较，需要关注的重点事项：微生物的数量变化；水溶性磷的数量变化；有机质的总量变化；氨基酸的总量变化。

在中科院东北地理所进行测试，具体分析指标如下，为方便理解单位，换算为百分比(单位：％)：

每一次的化验结果都会发现一些超乎常理的变化(证明是活的)：

·总体的有机质的数量不断增高。

·水溶性磷的数量也增高。

·有机质与化学成分的数量总和会超出100％。

·这表示全营养素的活性土壤活性营养材料是“活的东西”，下土之后可执行“活化”土地的任务。

·全营养素的活性肥料做到氮磷钾、微量元素、有机质全部集齐在一起，目前，市场上应该还没有这么完整的一种可以替代肥料的土壤活性营养材料。

实测数据如下：

虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种用于土壤改良的活性营养材料，其特征在于，该活性营养材料按质量份组成为：复合微生物菌饼5-8份，有机物料腐熟材料28-35份，微量元素材料4-10份，无机材料56-63份。

2.根据权利要求1所述的一种用于土壤改良的活性营养材料，其特征在于，微量元素材料为海藻粉、火山泥、火山粉、沸石粉、牡蛎贝壳粉、硅藻土中一种或几种混合。

3.根据权利要求2所述的一种用于土壤改良的活性营养材料，其特征在于，微量元素材料包括火山泥和/或火山粉1-5份，海藻粉和/或牡蛎贝壳粉3-5份。

4.根据权利要求1所述的一种用于土壤改良的活性营养材料，其特征在于，无机材料为硫酸铵、硝酸钾、尿素，磷酸二钠、磷酸二铵、磷酸钾、正磷酸钾、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化镁、氯化钙、碳酸钙、硫酸锰、氯化锰、硫酸亚铁、氯化亚铁、碳酸氢钠、碳酸钠、硫酸锌、氯化锌、钼酸铵、钼酸钠、硫酸亚铜、氯化铜、氯化锂、硼酸、硒酸铜、***钠中一种或几种混合。

5.根据权利要求4所述的一种用于土壤改良的活性营养材料，其特征在于，无机材料包括硫酸铵5-10份，硝酸钾15-20份、磷酸二铵10-15份、硫酸钾5-10份、硫酸锌2-3份、氯化镁5-7份、磷酸二氢钾8-10份、尿素5-8份。

6.根据权利要求1所述的一种用于土壤改良的活性营养材料，其特征在于，制备复合微生物菌饼的菌株为内生菌根、外生菌根、兰花菌根、欧石楠菌根、杜鹃花菌根、丛枝菌根、根瘤菌、巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、白腐真菌、假单胞菌、棒状杆菌链霉菌、小单孢菌、纤维单胞菌、木霉属中一种或几种混合。

7.根据权利要求1所述的一种用于土壤改良的活性营养材料，其特征在于，制备有机物料腐熟材料的原料包括人及动物的粪便、植物秸秆、餐厨余料、农产品加工废弃物、食品发酵下脚料、酵母制作剩余物、菌菇棒中一种或几种混合。

8.一种权利要求1所述的用于土壤改良的活性营养材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，复合微生物菌饼的制备；

(1)微生物筛选扩繁：使用灭菌的生物反应容器培养菌株；

(2)母菌液制备：采用均质搅拌反应器对菌液进行扩繁处理，获得母菌液；

S2，有机物料腐熟材料的制备；

①将制备有机物料腐熟材料的原料混合并控制含水量，作为堆肥原材料；

②将母菌原液用温水稀释200-300倍，得到稀化菌液；

③按照堆原肥材料与稀化菌液质量比为400:1的比例将稀化菌液均匀喷洒在堆肥原材料上，静置，控制温度为50-70℃；

④减温阶段结束，测定堆肥材料的碳氮比达到1:25，即完成有机物料腐熟材料的制备；

S3，将复合微生物菌饼、有机物料腐熟材料、微量元素材料和无机材料按照一定比例混合，干燥、造粒处理，获得尺寸为0.25-5mm的颗粒，包装，获得活性营养材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，(3)中有机肥腐熟料、培养基溶液和母菌液的质量比为7:1:2。

10.一种权利要求1所述的方法制备的活性营养材料用于植物叶面施用、土壤佐剂施用、植物生物刺激素、植物营养素或肥料施用。