土壤保水保肥剂及其施用方法

摘要

本发明公开了土壤保水保肥剂，含以下重量配比的原料：15～35wt%的羧甲基纤维素、35～55wt%的支链淀粉、10～25wt%的沙蒿籽胶和5～20wt%的红糖。本发明的土壤保水保肥剂，能大大提高土壤的保水保肥能力。

说明书

技术领域

本发明属于土壤调理领域，涉及土壤保水保肥剂及其施用方法，尤其涉及干 旱沙区、草原和草甸地带用土壤保水保肥剂及其施用方法。

背景技术

干旱沙区、草原、草甸是陆地生态环境极脆弱的地带，存在客观被动的三大 自然的共性要素：一是土层缺水缺肥，二是多盐碱多风沙，三是土层薄且蒸发量极 大。要修复荒漠生态，最直面的是必须克服这三大客观困难，从古代的坎儿井到沟 灌、喷灌、滴灌技术，再到渗灌、根灌，及各种土壤改良剂、保水剂等，为了解决 这些陆地的生态难题，无论创新多少相关的生态技术都是积极的。然而，至今尚未 发现能更好的直接有效实现这一目标的应用技术。

发明内容

本发明的主要目的是提供土壤保水保肥剂，施入土壤后，可在植物适生的根区 形成一层保水、保肥、防渗和防蒸发的功能区。

本发明的另一目的是提供土壤保水保肥剂的施用方法，通过土壤保水保肥剂的 合理配制及施用，提高土壤的保水保肥能力。

本发明采用如下技术方案：

土壤保水保肥剂，含以下重量配比的原料：15～35wt%的羧甲基纤维素、35～ 55wt%的支链淀粉、10～25wt%的沙蒿籽胶和5～20wt%的红糖。

进一步的，所述土壤保水保肥剂，添加有兼性厌氧微生物和厌氧微生物。

土壤保水保肥剂的施用方法，包括以下步骤：1）对选定的土壤进行预整理；2） 将以下重量配比的原料溶解于水中：15～35wt%的羧甲基纤维素、35～55wt%的支链 淀粉、10～25wt%的沙蒿籽胶和5～20wt%的红糖，获得土壤保水保肥剂；3）将土 壤保水保肥剂施入土壤中，再种植植物。

具体的，所述步骤1）为对选定的土壤进行粗平和开沟槽，并埋设地下灌溉系 统，将拌匀后的基肥与细土壤分填入沟槽中，再覆盖泥土并整平表面，然后灌溉适 量清水。

具体的，所述步骤2）中，原料与水的重量比为1:50，在常温下，将原料与水 在容器内搅拌同时缓慢加热至75℃，并在70～75℃维持30分钟，使原料均匀溶解。

进一步的，所述步骤3）中，将土壤保水保肥剂用水稀释，土壤保水保肥剂与 水的体积比为1:500～3000，再施入土壤中。

进一步的，所述步骤3）中，待所种的植物成活后，将含有兼性厌氧微生物的 培养基和含有厌氧微生物的培养基用水稀释后施入土壤中。

具体的，所述含有兼性厌氧微生物的培养基和含有厌氧微生物的培养基的总重 量，是其与所述原料的重量之和的0.5～3%。

优选的，所述兼性厌氧微生物为地衣芽孢杆菌或者枯草芽孢杆菌，所述厌氧微 生物为黑曲霉菌，所述培养基由琼脂、淀粉多糖、粉骨、蛋白胨和铵态氮配制而成。

具体的，所述含有兼性厌氧微生物的培养基中，每克培养基中含有（1～9）× 10⁹个兼性厌氧微生物；所述含有厌氧微生物的培养基中，每克培养基中含有（1～ 8）×10⁸个厌氧微生物。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的土壤保水保肥剂，能 大大提高土壤的保水保肥能力。

支链淀粉比直链淀粉具有更强大的吸水保水功能，例如生长于南方的木薯淀 粉，资源充足，性价比合理，中温时易溶成粘胶状，比直链淀粉中存在更多的α-1， 6-糖苷键的糖苷链（超过50%）；羧甲基纤维素（CMC）是棉纤维深加工产品，具强 吸水性，水溶液具抗盐能力，在泥浆中具有长效保湿的稳定性；沙蒿籽胶是沙生植 物沙蒿籽的胶体，具有粘性大，吸水力强，乳化效果稳定，对农药及土壤中残留的 有毒金属有吸附和解毒功能，沙蒿是优良的防沙植物，可就地取材，循环利用；上 述三种物质具有如下通性：一是均出自植物，资源充足，性价比最佳；二是具备天 然、无毒和强吸水保水能力；三是在70℃～75℃中温条件即可溶解，可就地生产、 易储运易加工。

羧甲基纤维素、支链淀粉和沙蒿籽胶三种物质组合后，能极大的补充干旱区土 壤中的天然胶状物质，当胶状物有效的含量≥5%时，对土壤意义重大，能强效提高 保水时限，同时还有增强对铵态氮的吸存能力，并促进使这些氮素在土壤配方具备 对于酰胺态氮、铵态氮与氨态氮肥份全面吸存效能之间的优势互补。施用本发明的 保水保肥剂后，土壤的保水保肥能力均分别提高10～20%，保水保肥时间显著延长， 土壤微生物总量、有机质含量明显提高，土壤容重减轻，且pH值稳中有降，尤其 饲草年生长生物量明显提升，全面显示土壤良好的恢复态势。

辅料以微生物及其配用的培养基加入，地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌在西部干 旱的极限土壤环境中具有特强的适应能力；黑曲霉素具有启动深层柠檬酸反应的能 力，对于高pH值和透气性较差的土壤，可发挥厌氧反应效果，这一效果降低了植 物根区的pH值，确保了铵态氮不会与氢氧根离子产生反应生成氨气而逸出土壤， 借助微生物助强土壤下有机、无机的生化反应，还能提升根区土壤温度、增加根系 吸收肥料能力、实现水肥一体化机理效能，充分发挥保水又保肥又保环境的良好效 果。

干旱沙区、草原和草甸均皆分布于我国西北地区，属于典型的大陆性气候，夏 秋季节，表土的温度可达60℃～70℃，巨大的蒸发力，能将-40公分地下的微量水 份快速带离土壤；反之，夜半后地表温度常降至20℃以下，空气中微量的水气下 沉，又以雾、露的形态凝入表土层，之后又开始蒸发，这是周而复始的水气无效的 蒸发循环。当土壤下存在着高效的吸水保水能力的物质后，既能在白天减少蒸发， 又能在半夜吸纳水份存储沉降于表土下。这一减一增对于具备耐干旱本能的植物， 无疑是活命之甘霖，借助保水保肥剂功能，将无效蒸发转变为有效蒸腾。同比之下， 当土壤的含水量增加约10%，牧草的覆盖率可增加15%，产量增加20%以上，显示 良好的量效正关系。

对于沙土、沙壤土等松散结构的土壤，可适当增加羧甲基纤维素与沙蒿胶含量； 对于壤土和带盐碱的、易板结土壤、干旱区薄层土壤及草甸生态区的土壤则应加大 支链淀粉和红糖辅料的含量，在黑曲霉素存在下，能产生深层柠檬酸反应，反应能 降低土壤的pH值，松化深层土壤结构，而对一般的沙壤土则可选取各成份的中间 含量。对于西北地区土壤，可采用三元排列组合方法对应配制。

本发明的保水保肥剂的施用方法，选取对土壤、植物、微生物友好、具有高效 保水保肥功能的物质，以水溶解形态，适量搭配，中温配制，通过根灌系列技术， 输送到土壤下面，全面提升土壤保水保肥和滋养土壤微生物繁衍能力，改善土壤结 构。主要原料以支链淀粉，羧甲基纤维素、沙蒿籽胶，辅以少量红糖组成。施用前， 先加入少量富含厌氧与兼性厌氧微生物的培养基配匀，施用后，还能极大扩繁土壤 微生物种群，增添干旱沙地土壤有机质，让沙生植物充分利用光、气、热资源，增 强干旱沙区生态可持续发展活力。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

土壤保水保肥剂，含以下重量配比的原料：15～35wt%的羧甲基纤维素、35～ 55wt%的支链淀粉、10～25wt%的沙蒿籽胶和5～20wt%的红糖。

土壤保水保肥剂的施用方法，包括以下步骤：

1）对选定的干旱区或沙地的土壤进行粗平和开沟槽，机械开出深度20～40 公分、上宽约40公分、下底宽约30公分的沟槽，沟槽之间视选择的植物所需的株 行距设计方案，可在行距1.8米～4米之间距离埋设根灌管,并校验水平，将拌匀 后的基肥与细土壤分填入沟槽中，再覆盖泥土并整平表面，然后通过根灌系统预先 灌一次少量清水，使表面浅土层与开沟搅动过的土壤沉实均匀，为播种栽苗准备条 件；

2）将以下重量配比的原料溶解于水中：15～35wt%的羧甲基纤维素、35～55wt% 的支链淀粉、10～25wt%的沙蒿籽胶和5～20wt%的红糖，原料与水的重量比为1:50， 在常温下，将原料与水在普通金属或不锈钢容器内搅拌同时缓慢加热至75℃，并 在70～75℃维持30分钟，使原料均匀溶解，获得土壤保水保肥剂；

3）将土壤保水保肥剂用水稀释，土壤保水保肥剂与水的体积比为1:1000～ 2000，再通过根灌系统施入土壤中，再种植植物。待所种的植物成活后，将含有兼 性厌氧微生物的培养基和含有厌氧微生物的培养基用水稀释后施入土壤中，微生物 发挥分解养份，活化土壤不断进行在耕层土壤区域为主的生化反应，反应是以大分 子多糖向小分子分解的复杂过程，继而稳定的、持久的发挥保水保肥功能。含有兼 性厌氧微生物的培养基和含有厌氧微生物的培养基的总重量，是其与原料的重量之 和的0.5～3%。兼性厌氧微生物为地衣芽孢杆菌或者枯草芽孢杆菌，厌氧微生物为 黑曲霉菌，培养基由琼脂、淀粉多糖、粉骨、蛋白胨和铵态氮配制而成。含有兼性 厌氧微生物的培养基中，每克培养基中含有（1～9）×10⁹个兼性厌氧微生物；含 有厌氧微生物的培养基中，每克培养基中含有（1～8）×10⁸个厌氧微生物。

4）在相关技术员或科技术人员的指导下，根据当地选种要求，设定适合于当 地、水情、土情的指导性配方与详实的实施方式，对后续种植进行科学管理，使过 程工艺科学化，收益最大化。

采用上述施用方法，以10Kg羧甲基纤维素、20Kg支链淀粉、6Kg沙蒿籽胶和 4Kg红糖为原料,溶解后用水稀释到200m³，一年分六次对一亩实验用地进行根灌， 进行对比实验，实验结果如下表表一和表二所示：

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利 用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。