一种缓解土壤连作障碍的土壤改良基质及制备方法

摘要

本发明涉及一种缓解土壤连作障碍的土壤改良基质及制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）有机生物质材料接种发酵和腐熟；2）稻草等生物质接种发酵升温至50℃—60℃；3）将上述两步骤中所得产物混合，风干或者烘干；4）加入石灰、硝化抑制剂调节水分至15%—20%；5）制备无机基质；6）将步骤4中产物和步骤5中的无机基质混合；7）造粒、检测、包装。本发明的优点如下，该技术方案是针对连作障碍问题而研制的一种高效的土壤改良和消毒专用基质，结合高温消毒可防治多种土传病害、杂草、地下害虫和线虫，防治土壤酸化，相比较其他消毒方法本品操作更安全、成本较低、无残毒、增产显著，是无公害农产品生产的首选投入品。

说明书

技术领域

本发明设计一种土壤改良基质的制备方法，具体来说涉及一种缓解设施栽培土壤连作障碍的土壤改良基质的制备方法。

背景技术

在设施栽培条件下，由于不合理或过量施肥、同种作物长期连作，常会出现使作物正常生长受到抑制的现象，被称为连作障碍。造成连作障碍的原因复杂，主要有以下原因：1、土壤次生盐渍化，给作物造成盐胁迫。次生盐渍化的成因，一是长期、过量施用无机肥料造成土壤溶液浓度过高，二是使用未腐熟的有机肥尤其是畜禽粪便分解形成无机养份，三是铵态氮经硝化作用形成亚硝酸盐和硝酸盐增加土壤溶液的浓度，使土壤的总盐浓度增加，由于设施条件下土壤的淋溶减少，所以给作物造成盐胁迫。2、土壤酸化。农业生产上通常施用复混肥中的氮、钾肥料主要是以硫酸盐和氯化物为主，都是生理酸性肥料，由于交换吸附，植物根系在吸收NH₄⁺阳离子和K⁺的同时性土壤中释放大量的H⁺，肥料中的大部分SO₄^2-、CL^-等酸根离子残留土壤中，导致土壤酸化。土壤酸化是破坏土壤团粒结构导致土壤板结、病原菌种群增殖的主要原因。3、土壤板结、透气性差，给作物造成低氧胁迫。作物的根系生长、营养吸收等生理活动与根系有氧呼吸活动紧密联系，土壤板结通气性下降，直接影响到作物的正常生长。4、土传病害严重。一作物是连作长期为病原菌提供了寄主，有利于病原菌的繁殖；二是土壤酸化为病原菌提供了生存的条件。5、根系分泌物积累，一方面造成作物的自毒作用，一方面为土壤病原微生物提供营养，从而对作物的生长形成障碍。以上现象和成因表明了连作障碍是一种复杂的、多因素造成的结果，既有土壤物理性状的劣变、作物根际环境的胁迫，又有根际生物因素即微生物群落的共同作用。

目前的防治连作障碍的措施大多数只是针对以上原因的某一种或两种而采取的措施，又因我国地域辽阔、农业生产的自然条件的地理差别较大，因此现有方法一是效果不理想，二是技术适应性不广。现有方法介绍及述评1、使用氨水或碳酸氢氨加石灰，或使用石灰氮以改良土壤。作用主要是解决土壤的酸化问题，虽然石灰氮能够抑制一些土传病害，但是此方法主要适应于我国南方酸性土壤即Ph3~4区域，而对于北方土壤来说可行度较差。同时施用石灰不能多次使用，使用量不好把握。2、增施有机肥料。有机肥料具有很好的改良土壤结构、防止土壤板结、活化土壤微生物的作用，是一种适应性广泛的技术。但对于土传病害的防治还达不到效果。同时它还受到条件的制约，主要是：1）、有机肥源限制，大多数设施栽培区域有机肥的来源都不足，达到改良土壤的效果，每亩一次至少需约一吨以上的精致有机肥料；2）、现有的优质商品有机肥少。有机肥料必须是经过工厂化堆肥发酵处理好的有机肥料方能达到较好的改良土壤效果，使用未经腐熟的有机肥料，还会带来副作用。目前市场上优质商品有机肥料很少，好的肥料使用成本高。3、拮抗菌生物有机肥。优点：接抗菌能够抑制某些病原菌。缺点：1）肥料中的菌量达不到治病的效果；2）拮抗菌的特异性，不能对多种病原菌有效；3）接抗菌在土壤中的存活时间和时效也是问题；4）达到仿效的使用成本无以接受；5）田间实验稳定有效产品不多。解决不了土壤板结、盐渍化、酸化等问题。4、生物农药。效果不及生物有机肥，主要是施入土壤微生物无法长时间存活。5、化学农药和土壤熏蒸。化学农药防治土传病害的效果不理想，持效期较短，造成环境污染。熏蒸剂如甲基溴等以禁用，棉隆等对于线虫有一定效果，但是持效期不长，而一些越冬设施栽培作物的线虫发病期往往在后期发生，而熏蒸剂是在前期处理，此时药效已过。达不到理想效果。同时影响土壤有益微生物。6、漫水或热水等处理。漫水仅解决土壤次生盐渍化问题，持效期不长，一般只是单季效果可以。日水处理只能起到部分消毒作用，后期效果不理想。且这些方法在南方地区可用，在大多数的北方地区不可操作。因此，迫切的需要一种新的方法来解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种操作方便、成本较低的一种缓解土壤连作障碍的土壤改良基质的制备方法，本发明的土壤改良基质是以经微生物发酵的固体有机生物质材料和无机化合物复配的土壤改良基质，用于设施栽培土壤的改良，缓解土壤盐渍化、酸化、使板结的土壤酥松、提高通气性能，活化土壤有益微生物、抑制土壤病原微生物。

  为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种缓解土壤连作障碍的土壤改良基质的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤；

1)有机生物质材料接种发酵和腐热；

2)稻草等生物质接种发酵升温至50°—60°；

3)将上述两步骤中所得产物混合，风干或者烘干；

4)加入石灰、硝化抑制剂调节水分至15%—20%；

5)制备无机基质；

6)将步骤4中产物和步骤5中的无机基质混合；

7)造粒、检测、包装。

作为本发明的一种改进，所述步骤1具体步骤如下，以稻草等农作物秸秆粉碎成3mm左右长度，或稻壳、麦颖壳、玉米芯等植物果实剩余物粉碎至直径3mm左右颗粒，或以锯木屑、酒精渣、糠醛渣等农副产品加工废弃物，或以上原料的混合物，按照每吨添加50~150公斤干鸡粪、牛粪等动物粪便，或是50~70公斤精制有机肥混合均匀，加水调节水份至50~65%，接种酵母菌、光合细菌、芽孢杆菌、放线菌等混合菌剂，上述菌的比例是2:0.5:1:1，复合菌占物料的比例是0.1~0.3%，堆置进行条垛式或槽式好氧发酵，经过30~50天的发酵，形成稳定的腐殖质材料，风干或烘干至20%左右水份。

作为本发明的一种改进，所述步骤2具体步骤如下，半发酵菌落混合材料制备，将上述1提及的秸秆类、植物果实剩余物和农副产品加工废弃物或其混合物与有机肥料按100:5~7或与干鸡粪的动物粪便10:5~15的比例按比例混合后，将复合菌剂用在5公斤红糖配成的30%浓度的糖水中活化2~3天后接种到材料1中，堆置发酵至堆中温度达50~60时中止发酵，风干至20%左右水份，形成菌落--有机质混合体。

作为本发明的一种改进，所述步骤3具体步骤如下，将步骤1中制取的稳定腐殖质和步骤2制取的菌落--有机物混合体按65~70:35~30比例混合，风干或者烘干20%左右水份，制取得到有机基质。

作为本发明的一种改进，所述步骤4具体步骤如下，将步骤3制取的有机基质添加3~5%的熟石灰调节水份15~20%，同时使得pH＞8，然后加入0.5—1.5%的氰胺混合均匀，将物料通风、当物料温度降至室温时收集起来备用。

作为本发明的一种改进，所述步骤5具体步骤如下，将活性炭或生物碳或沸石中的一种或者几种混合物和硅酸钙、硅酸镁按1:0.2—0.5:0.2—0.5比例混合均匀后，以1:1—1.2的比例加入氰氨化钙，混合均匀获得无机基质。

作为本发明的一种改进，所述步骤6具体步骤如下，将5制取的无机基质按3—5%的比例加入步骤4所制取的有机基质，混合均匀，获得土壤改良基质。

作为本发明的一种改进，所述步骤7具体步骤如下，将步骤6制取的土壤改良基质利用对辊挤压造粒机造粒、检测、定量包装如带内层聚乙烯的编制袋内，干燥阴凉处储存；或不造粒以粉剂直接使用。

上述方法制备的土壤改良基质，所述基质包括以下主要成分：腐熟的有机质材料占85～90%，熟石灰占3～4%，氰胺占1～1.5%，氰胺化钙占3.5～5%，活性炭2～3%，硅酸钙、镁占2～3%。

相对于现有技术，本发明的优点如下，该技术方案是针对连作障碍问题而研制的一种高效的土壤改良和消毒专用基质，结合高温消毒可防治多种土传病害、杂草、地下害虫和线虫，防治土壤酸化，抑制硝化作用、减轻土壤次生盐渍化，促进突然团粒结构形成、减低土壤容重、提高通气性能，吸附根系分泌物减轻自毒作用、断绝病原菌的部分食物来源、活化土壤有益微生物、抑制病原微生物、减轻植物病害，特别是对盐渍化土壤和真菌性病害缓解效果较好， 相比较其他消毒方法本品操作更安全、成本较低、无残毒、增产显著，是无公害农产品生产的首选投入品。

附图说明

图1为本发明整体操作流程图。

具体实施方式

   为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图和具体实施方式对本发明作出详细的说明和介绍。

实施例1：

一种缓解土壤连作障碍的土壤改良基质的制备方法，所述方法包括以下步骤：1)有机生物质材料接种发酵和腐热，具体为，以稻草等农作物秸秆粉碎成3mm左右长度，或稻壳、麦颖壳、玉米芯等植物果实剩余物粉碎至直径3mm左右颗粒，或以锯木屑、酒精渣、糠醛渣等农副产品加工废弃物，或以上原料的混合物，按照每吨添加50公斤干鸡粪、牛粪等动物粪便，或是50公斤精制有机肥混合均匀，加水调节水份至50~65%，接种酵母菌、光合细菌、芽孢杆菌、放线菌等混合菌剂，上述菌的比例是2:0.5:1:1，复合菌占物料的比例是0.1%，堆置进行条垛式或槽式好氧发酵，经过30天的发酵，形成稳定的腐殖质材料，风干或烘干至20%左右水份；

2)稻草等生物质接种发酵升温至50°—60°；所述步骤2具体步骤如下，半发酵菌落混合材料制备，将上述1提及的秸秆类、植物果实剩余物和农副产品加工废弃物或其混合物与有机肥料按100:5或与干鸡粪的动物粪便10:5的比例按比例混合后，将复合菌剂用在5公斤红糖配成的30%浓度的糖水中活化2天后接种到材料1中，堆置发酵至堆中温度达50°时中止发酵，风干至20%左右水份，形成菌落--有机质混合体；

3)将上述两步骤中所得产物混合，风干或者烘干；将步骤1中制取的稳定腐殖质和步骤2制取的菌落--有机物混合体按65:30比例混合，风干或者烘干20%左右水份，制取得到有机基质；

4)加入石灰、硝化抑制剂调节水分至15%—20%；所述步骤4具体步骤如下，将步骤3制取的有机基质添加3%的熟石灰调节水份15%，同时使得pH＞8，然后加入0.5%的氰胺混合均匀，将物料通风、当物料温度降至室温时收集起来备用；

5)制备无机基质；所述步骤5具体步骤如下，将活性炭或生物碳或沸石中的一种或者几种混合物和硅酸钙、硅酸镁按1:0.2:0.2比例混合均匀后，以1:1的比例加入氰氨化钙，混合均匀获得无机基质；

6)将步骤4中产物和步骤5中的无机基质混合；将5制取的无机基质按3%的比例加入步骤4所制取的有机基质，混合均匀，获得土壤改良基质；

7)造粒、检测、包装；将步骤6制取的土壤改良基质利用对辊挤压造粒机造粒、检测、定量包装如带内层聚乙烯的编制袋内，干燥阴凉处储存；或不造粒以粉剂直接使用。

实施例2：

一种缓解土壤连作障碍的土壤改良基质的制备方法，所述方法包括以下步骤：1)有机生物质材料接种发酵和腐热，具体为，以稻草等农作物秸秆粉碎成3mm左右长度，或稻壳、麦颖壳、玉米芯等植物果实剩余物粉碎至直径3mm左右颗粒，或以锯木屑、酒精渣、糠醛渣等农副产品加工废弃物，或以上原料的混合物，按照每吨添加150公斤干鸡粪、牛粪等动物粪便，或是70公斤精制有机肥混合均匀，加水调节水份至50~65%，接种酵母菌、光合细菌、芽孢杆菌、放线菌等混合菌剂，上述菌的比例是2:0.5:1:1，复合菌占物料的比例是0.3%，堆置进行条垛式或槽式好氧发酵，经过50天的发酵，形成稳定的腐殖质材料，风干或烘干至20%左右水份；

2)稻草等生物质接种发酵升温至50°—60°；所述步骤2具体步骤如下，半发酵菌落混合材料制备，将上述1提及的秸秆类、植物果实剩余物和农副产品加工废弃物或其混合物与有机肥料按100:7或与干鸡粪的动物粪便10:15的比例按比例混合后，将复合菌剂用在5公斤红糖配成的30%浓度的糖水中活化3天后接种到材料1中，堆置发酵至堆中温度达60°时中止发酵，风干至20%左右水份，形成菌落--有机质混合体；

3)将上述两步骤中所得产物混合，风干或者烘干；将步骤1中制取的稳定腐殖质和步骤2制取的菌落--有机物混合体按70:35比例混合，风干或者烘干20%左右水份，制取得到有机基质；

4)加入石灰、硝化抑制剂调节水分至15%—20%；所述步骤4具体步骤如下，将步骤3制取的有机基质添加5%的熟石灰调节水份20%，同时使得pH＞8，然后加入1.5%的氰胺混合均匀，将物料通风、当物料温度降至室温时收集起来备用；

5)制备无机基质；所述步骤5具体步骤如下，将活性炭或生物碳或沸石中的一种或者几种混合物和硅酸钙、硅酸镁按1:0.5:0.5比例混合均匀后，以1:1.2的比例加入氰氨化钙，混合均匀获得无机基质；

6)将步骤4中产物和步骤5中的无机基质混合；将5制取的无机基质按5%的比例加入步骤4所制取的有机基质，混合均匀，获得土壤改良基质；

7)造粒、检测、包装；将步骤6制取的土壤改良基质利用对辊挤压造粒机造粒、检测、定量包装如带内层聚乙烯的编制袋内，干燥阴凉处储存；或不造粒以粉剂直接使用。

实施例3：

一种缓解土壤连作障碍的土壤改良基质的制备方法，所述方法包括以下步骤：1)有机生物质材料接种发酵和腐热，具体为，以稻草等农作物秸秆粉碎成3mm左右长度，或稻壳、麦颖壳、玉米芯等植物果实剩余物粉碎至直径3mm左右颗粒，或以锯木屑、酒精渣、糠醛渣等农副产品加工废弃物，或以上原料的混合物，按照每吨添加80公斤干鸡粪、牛粪等动物粪便，或是60公斤精制有机肥混合均匀，加水调节水份至50~65%，接种酵母菌、光合细菌、芽孢杆菌、放线菌等混合菌剂，上述菌的比例是2:0.5:1:1，复合菌占物料的比例是0.2%，堆置进行条垛式或槽式好氧发酵，经过40天的发酵，形成稳定的腐殖质材料，风干或烘干至20%左右水份；

2)稻草等生物质接种发酵升温至50°—60°；所述步骤2具体步骤如下，半发酵菌落混合材料制备，将上述步骤1提及的秸秆类、植物果实剩余物和农副产品加工废弃物或其混合物与有机肥料按100:6或与干鸡粪的动物粪便10:10的比例按比例混合后，将复合菌剂用在5公斤红糖配成的30%浓度的糖水中活化3天后接种到材料1中，堆置发酵至堆中温度达55°时中止发酵，风干至20%左右水份，形成菌落--有机质混合体；

3)将上述两步骤中所得产物混合，风干或者烘干；将步骤1中制取的稳定腐殖质和步骤2制取的菌落--有机物混合体按68:33比例混合，风干或者烘干20%左右水份，制取得到有机基质；

4)加入石灰、硝化抑制剂调节水分至15%—20%；所述步骤4具体步骤如下，将步骤3制取的有机基质添加4%的熟石灰调节水份18%，同时使得pH＞8，然后加入1%的氰胺混合均匀，将物料通风、当物料温度降至室温时收集起来备用；

5)制备无机基质；所述步骤5具体步骤如下，将活性炭或生物碳或沸石中的一种或者几种混合物和硅酸钙、硅酸镁按1:0.3:0.3比例混合均匀后，以1:1.1的比例加入氰氨化钙，混合均匀获得无机基质；

6)将步骤4中产物和步骤5中的无机基质混合；将5制取的无机基质按4%的比例加入步骤4所制取的有机基质，混合均匀，获得土壤改良基质；

7)造粒、检测、包装；将步骤6制取的土壤改良基质利用对辊挤压造粒机造粒、检测、定量包装如带内层聚乙烯的编制袋内，干燥阴凉处储存；或不造粒以粉剂直接使用。

实施例4：

一种缓解土壤连作障碍的土壤改良基质的制备方法，所述方法包括以下步骤：1)有机生物质材料接种发酵和腐热，具体为，以稻草等农作物秸秆粉碎成3mm左右长度，或稻壳、麦颖壳、玉米芯等植物果实剩余物粉碎至直径3mm左右颗粒，或以锯木屑、酒精渣、糠醛渣等农副产品加工废弃物，或以上原料的混合物，按照每吨添加100公斤干鸡粪、牛粪等动物粪便，或是65公斤精制有机肥混合均匀，加水调节水份至50~65%，接种酵母菌、光合细菌、芽孢杆菌、放线菌等混合菌剂，上述菌的比例是2:0.5:1:1，复合菌占物料的比例是0.2%，堆置进行条垛式或槽式好氧发酵，经过45天的发酵，形成稳定的腐殖质材料，风干或烘干至20%左右水份；

2)稻草等生物质接种发酵升温至50°—60°；所述步骤2具体步骤如下，半发酵菌落混合材料制备，将上述步骤1提及的秸秆类、植物果实剩余物和农副产品加工废弃物或其混合物与有机肥料按100:6或与干鸡粪的动物粪便10:12的比例按比例混合后，将复合菌剂用在5公斤红糖配成的30%浓度的糖水中活化3天后接种到材料1中，堆置发酵至堆中温度达58°时中止发酵，风干至20%左右水份，形成菌落--有机质混合体；

3)将上述两步骤中所得产物混合，风干或者烘干；将步骤1中制取的稳定腐殖质和步骤2制取的菌落--有机物混合体按66:32比例混合，风干或者烘干20%左右水份，制取得到有机基质；

4)加入石灰、硝化抑制剂调节水分至15%—20%；所述步骤4具体步骤如下，将步骤3制取的有机基质添加4%的熟石灰调节水份20%，同时使得pH＞8，然后加入1.2%的氰胺混合均匀，将物料通风、当物料温度降至室温时收集起来备用。

5)制备无机基质；所述步骤5具体步骤如下，将活性炭或生物碳或沸石中的一种或者几种混合物和硅酸钙、硅酸镁按1:0.4:0.4比例混合均匀后，以1:1.1的比例加入氰氨化钙，混合均匀获得无机基质；

6)将步骤4中产物和步骤5中的无机基质混合；将5制取的无机基质按4%的比例加入步骤4所制取的有机基质，混合均匀，获得土壤改良基质；

7)造粒、检测、包装；将步骤6制取的土壤改良基质利用对辊挤压造粒机造粒、检测、定量包装如带内层聚乙烯的编制袋内，干燥阴凉处储存；或不造粒以粉剂直接使用；

实施例5：上述方法制备的土壤改良基质，所述基质包括以下主要成分：腐熟的有机质材料占85～90%，熟石灰占3～4%，氰胺占1～1.5%，氰胺化钙占3.5～5%，活性炭2～3%，硅酸钙、镁占2～3%。

 

应用实施例，将上述配置的土壤改良基质应用到具体农作物中。

应用实施例1：

土壤改良剂质在设施栽培辣椒上应用；在连做十茬辣椒的大棚中土壤上，按照1公斤/平方米的用量将土壤改良基质均匀撒施土壤表面后，耕、旋棚土，使土壤改良基质和表土混匀，保持土壤60~65的田间持水量，或做成高畦或平畦，表面覆盖地膜保湿，让基质和土壤充分反应15~20天后定植辣椒。和对照田相比，辣椒死株为零，对照田15%、土壤容重减轻5~8%，土壤盐分即EC值减低50~100%、田间长势均匀、生长速度提高80~100%，增产50~170%。

应用实例2：

草莓上应用；连做三年的草莓田，按照1公斤/平方米的用量将土壤改良基质均匀撒施土壤表面后，耕、旋棚土，使土壤改良基质和表土混匀，保持土壤60~65的田间持水量，或做成高畦或平畦，表面覆盖地膜保湿，让基质和土壤充分反应20天后定植，叫对照田即没有使用改良基质、同样施肥，土壤酥松、容重降低5%，盐分下降40%即EC值。植株早发，根系发达、根量增加30%以上，根系活力强，采收后白根量占40%，产量增加25%以上，对照白根为零。

   需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同替换或者替代，均属于本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。