一种生物强化碳调节剂及利用其降低次生盐渍化土壤可溶性盐含量的方法

摘要

本发明涉及一种生物强化碳调节剂及利用其降低次生盐渍化土壤可溶性盐含量的方法。所述生物强化碳调节剂由混合碳剂和快腐菌剂组成，每吨生物强化碳调节剂中含0.3～1kg快腐菌剂。本发明通过向土壤中添加由混合碳剂和快腐菌剂制备的生物强化碳调节剂，有效缓解土壤次生盐渍化。提出了一个经济、环保、简便的治理土壤次生盐渍化的新技术。

说明书

技术领域

本发明专利属于农业污染土壤治理技术领域，可用于次生盐渍化土壤的治 理等。

背景技术

随着农村产业结构的调整，我国设施蔬菜栽培面积已从1978年的0.53万 hm²发展到2011年的400多万hm²。在高投入高产出的情况下，3年左右土壤即 会出现不同程度的次生盐渍化，导致作物产量和品质降低。虽然前人已提出多 种解决蔬菜大棚土壤次生盐渍化的途径，如淹水洗盐、生物除盐、轮作、深耕 和客土、施用生物有机肥等。这些措施在缓解土壤次生盐渍化问题的同时，存 在应用成本高，应用范围有先决条件限制，以及二次环境污染等问题。

设施农业土壤的次生盐渍化主要是由于氮肥施用过多造成的硝酸盐在表土 中的积累。根据微生物主导的碳氮互作原理可知，硝酸根的积累是由于缺乏适 当的碳源接纳这种无机氮源。在合适碳源条件下，微生物将无机氮同化转变成 有机态氮。这个过程既可降低土壤溶液中的硝酸根含量，同时也会通过增加土 壤有机质含量，使土壤的阳离子交换量增加，减少盐分进入土壤溶液的量，从 而降低盐毒害。碳源的种类、体积及其配比显著影响其在土壤中腐解速率和持 续性显著，继而影响转化土壤溶液中的硝酸根的作用，因此，筛选合适的碳源 配方、合理调控碳源的腐解速率和持续性成为重要的科学问题。

发明内容

为了解决土壤的次生盐渍化问题，本发明提供了一种生物强化碳调节剂以 及利用该调节剂降低次生盐渍化土壤可溶性盐含量的方法。本发明通过向土壤 中添加由混合碳剂和快腐菌剂制备的生物强化碳调节剂，有效缓解土壤次生盐 渍化。提出了一个经济、环保、简便的治理土壤次生盐渍化的新技术。

本发明所述的生物强化碳调节剂由混合碳剂和快腐菌剂组成，每吨生物强 化碳调节剂中含0.3～1.0kg快腐菌剂。

所述混合碳剂由下列颗粒按照以下体积比组成；水稻秸秆颗粒：玉米秸秆 颗粒：小麦秸秆颗粒：稻壳颗粒：棉花秸秆颗粒＝5～10：0～5：5～10：0～5： 1～3。

所述混合碳剂可通过下述方法制备：采用干燥的小麦秸秆、水稻秸秆、玉 米秸秆、稻壳，棉花秸秆等为原料进行粉碎，粉碎后的颗粒按照一定体积比(水 稻秸秆：玉米秸秆：小麦秸秆：稻壳：棉花秸秆＝5～10：0～5：5～10：0～5： 1～3)均匀混合后即是制备成的混合碳剂。颗粒大小会显著影响混合碳剂在土 壤中的腐解转化速率和程度，继而影响生物强化碳调节剂降低次生盐渍化土壤 可溶性盐含量的效果，水稻秸秆和玉米秸秆粉碎成2～5mm的颗粒，小麦秸秆 和稻壳粉碎成1～3mm颗粒，棉花秸秆粉碎成5～10mm的颗粒。各种秸秆的使 用比例可按照土壤性质、气温、土壤次生盐渍化程度等综合确定。

所述生物强化碳调节剂由混合碳剂与快腐菌剂制备而成。快腐菌剂为市场 通用的快速腐解秸秆碳的商品纤维素分解微生物制剂。生物强化碳调节剂由混 合碳剂和快腐菌剂均匀混合而成，每吨生物强化碳调节剂中含0.3～1.0kg的快 腐菌剂。

本发明还公开了所述生物强化碳调节剂的使用方法，

首先，制备好的生物强化碳调节剂均匀撒施于发生次生盐渍化的土壤表面， 施用量为2～5吨/亩。生物强化碳调节剂存放时长会明显降低功能微生物的生物 活性，继而影响其使用效果，因此需在0～48小时内使用；然后，用旋耕机将0～ 20cm深的耕层土壤均匀翻耕一次；第三，调节耕层土壤水分含量为25～35％； 第四，依据土壤性质和温度条件，常温培养7～15天，即可显著降低发生次生 盐渍化土壤可溶性盐含量。

有益效果

加入生物强化碳调节剂可明显降低土壤溶液中硝酸根的浓度，在一定范围 内，降低幅度随碳调节剂加入量的增加而增加。实验条件下，最多可在原有浓 度上降低97.86％。同时，加入碳调节剂可以大幅增加土壤速效钾的含量。

附图说明

图1是生物强化碳调节剂的制备及利用其降低次生盐渍化土壤可溶性盐含 量方法的技术路线。

具体实施方式

实施例1:生物强化碳调节剂用于降低次生盐渍化严重的土壤可溶性盐含 量(可溶性盐含量>10g/kg，小青菜试验不出苗)

将各种秸秆干燥、粉碎后，按照一定体积配比(水稻秸秆：玉米秸秆：小 麦秸秆：稻壳：棉花秸秆＝5：0：5：0：1)均匀混合后得到混合碳剂；混合 碳添剂和快腐菌剂(南京宁粮生物工程有限公司生产的有机物料腐熟剂，有效 活菌数≥0.5亿/克，添加量为1.0kg/吨)均匀混合后即得到生物强化碳调节剂； 制备好的生物强化碳调节剂立即(48小时)均匀撒施于发生次生盐渍化的土壤 表面，施用量为5吨/亩；用旋耕机将0～20cm深的耕层土壤均匀翻耕一次； 调节耕层土壤水分含量为30％；常温培养15天(图1)。处理前后土壤可溶性 盐含量及组成见表1。由表1可知，生物强化碳调节剂显著使发生次生盐渍化土 壤的电导率下降了25.61％，硝酸根离子下降了95.93％；总盐含量降低了 32.96％。前期研究表明，硝酸根是阴离子中含量最高的，约占整个阴离子总量 的60％左右，因此硝酸根子的大幅度下降是导致整个阴离子总量下降的主要原 因。

表1:生物强化碳调节剂用于降低次生盐渍化严重的土壤可溶性盐含量

注：CK表示土壤未施用生物强化碳调节剂处理，F表示土壤施用生物强化碳调节剂处理。下同。

实施例2:生物强化碳调节剂用于降低中度次生盐渍化土壤可溶性盐含量 (可溶性盐含量6～10g/kg，小青菜部分出苗，生长受抑制)

将各种秸秆干燥、粉碎后，按照一定体积配比(水稻秸秆：玉米秸秆：小 麦秸秆：稻壳：棉花秸秆＝10：5：10：5：3)均匀混合后得到混合碳剂；混 合碳剂和快腐菌剂(添加量为0.3kg/吨)均匀混合后即得到生物强化碳调节剂； 制备好的生物强化碳调节剂立即(0小时)均匀撒施于发生次生盐渍化的土壤表 面，施用量为2吨/亩；用旋耕机将0～20cm深的耕层土壤均匀翻耕一次；调 节耕层土壤水分含量为25％；常温培养7天(图1)。处理前后土壤可溶性盐含 量及组成见表2。由表2可知，生物强化碳调节剂显著使发生次生盐渍化土壤的 电导率下降了20.62％，硝酸根离子下降了97.86％；总盐含量降低了25.81％。 表2:生物强化碳调节剂用于降低中度次生盐渍化土壤可溶性盐含量