一种利用秸秆和微生物改良滨海盐渍土的方法

摘要

本发明公开了一种利用秸秆和微生物改良滨海盐渍土的方法，包括如下步骤：(1)将秸秆粉加入盐渍土混匀，堆成土堆，喷洒EM发酵液，控制温度和培养时间，得到微生物制剂；(2)将作物移栽在含有步骤(1)制备的微生物制剂的移栽土壤中后，在作物根际施用PAM保水剂，用量为2～10g/株；(3)作物生长期间，每7～15天喷洒一次稀释50‑100倍的EM发酵液。本发明通过秸秆粉和土壤混匀后添加微生物菌剂共发酵，并于作物移栽后配合使用保水剂，可减少表层盐渍土蒸发、降低土壤pH值和改善土壤质量，使作物能够正常生长，技术利用秸秆等农业废弃物，原料来源广泛，成本低廉，可提高作物水分利用效率，增加产量和改善品质避免化学修复剂对土壤造成的二次伤害问题。

说明书

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，特别是涉及一种利用秸秆和微生物改良滨海盐渍土的方法。

背景技术

目前，我国滨海地区土壤盐渍化日益严重，因我国沿海地区常受海潮影响，不论干旱或湿润都有盐渍土的分布。盐渍土是我国最主要的中低产土壤类型之一。在当前耕地数量减少、质量退化的背景下，开展滨海土壤盐渍化的合理改良利用是保障粮食安全的重要手段。然而滨海土壤盐渍化的溶液含盐量较高，造成土壤水分有效性下降，进而导致作物吸水困难和产量降低。

目前，针对盐渍土的改良措施主要是通过物理改良、水利改良、化学改良等较为单一的改良方法，物理改良措施尽管是被认为行之有效的方法，但是投资非常昂贵，维护的代价也非常高；水利改良除了投资巨大，运营成本高以外，一般情况下使用的化学制品也比较多，但用量过多容易产生二次污染。随着对节水农业和农业生态环境问题的日益重视和关注，利用清洁能源及微生物方法进行改良盐渍土，可以变废为宝，本发明利用秸秆等农业废弃物，原料来源广泛，成本低廉，无毒无害，能避免化学修复剂对土壤造成的二次伤害问题。采用本方法种植的作物，产量和品质都得到提高。

发明内容

发明目的：本发明提供一种利用秸秆和微生物改良滨海盐渍土的方法，以解决土壤碱化严重、作物无法生长等问题，以及土壤有机质含量较低，持水性较差等问题。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明提供了一种利用秸秆和微生物改良滨海盐渍土的方法，包括如下步骤：

(1)将秸秆粉加入盐渍土混匀，堆成高30cm～50cm的土堆，按照0.5％-2％的质量比喷洒EM发酵液，温度控制在25～30℃，培养时间240h-480h，得到微生物制剂；

(2)将作物移栽在含有步骤(1)制备的微生物制剂的移栽土壤中后，在作物根际施用PAM保水剂，用量为2～10g/株；

(3)作物生长期间，每7～15天喷洒一次稀释50-100倍的EM发酵液。

优选地，步骤(1)中，所述的秸秆粉为将作物秸秆加入植株粉碎机粉碎后获得，粉碎细度为10-200目。

步骤(1)中，所述的秸秆粉与盐渍土的质量比为1∶5-30。

具体地，在步骤(2)，所述的移栽土壤为微生物制剂同0～20cm耕层土壤按照1∶1～5的体积比充分混匀得到的。

优选地，在移栽作物前，按常规方法对移栽土壤施肥，移栽作物后进行灌溉，灌水量的上限为田间持水量。

具体地，步骤(3)中，所述的EM发酵液发酵由如下质量百分比的组分：EM钙液1％-5％、葡萄糖1％-5％、K₂HPO₄>2PO₄>4·7H₂O0.05％、水89.35％-97.35％，pH为4-4.5，充分混匀后，25℃温度下好氧发酵7-15天，菌种量达到1×10⁹cfu/mL以上，即为所述的EM发酵液。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)秸秆粉可以降低土壤的蒸发量，尤其对于砂土的效果更好；

(2)EM发酵液中富含放线菌、酵母菌、光合细菌等有益微生物及微生物代谢后产生的氨基酸等产物，可以提高土壤有效水和持水性，节约灌溉用水；

(3)EM发酵液为酸性，可中和土壤碱性，为作物生长营造良好的环境；

(4)EM发酵液和秸秆配施，可有效提高土壤的有机碳和全氮含量，改善土壤质量；

(5)采用本方法种植的作物，产量和品质都得到提高；

(6)本发明利用秸秆等农业废弃物，原料来源广泛，成本低廉，无毒无害，能避免化学修复剂对土壤造成的二次伤害问题。

具体实施方式

试剂来源：

EM钙液的制作工艺为将纳米氧化钙(粒径30nm)、EM工程菌、糖蜜和水按1∶1∶1∶20的比例，在30℃、摇床转速150-180rpm条件下，厌氧发酵约12h，再好氧发酵24小时后得到。其中EM工程菌和糖蜜购买自南京爱睦乐环境技术有限公司，纳米氧化钙购买自市场。

实施例1：

一、一种利用秸秆和微生物改良滨海盐渍土的方法，包括如下步骤：

(1)将作物秸秆加入植株粉碎机(粉碎细度：10-200目)，得到秸秆粉，取盐渍土与秸秆粉混匀，其中秸秆粉与盐渍土的质量比为1∶10，混匀后堆成高30cm的土堆，按照0.5％的质量比喷洒EM发酵液，温度控制在25～30℃，培养240h-480h，得到微生物制剂，其中，EM发酵液的配制方法为：取EM钙液2％，葡萄糖2％，K₂HPO₄>2PO₄>4·7H₂O>9cfu/mL以上，即为所述的EM发酵液；

(2)将得到的微生物制剂同10cm耕层土壤按照1∶2的体积比充分混匀，按常规方法施肥后，移栽作物幼苗，灌水量的上限为田间持水量。

(3)作物生长期间，每7～15天喷洒一次稀释60倍的EM发酵液。

其中，EM工程菌和糖蜜购买自南京爱睦乐环境技术有限公司，PAM保水剂、葡萄糖，K₂HPO₄，KKH₂PO₄，MgSO₄·7H₂O均购买自市场。

二、自江苏南通滨海地区采集含盐量为5g/kg的滨海盐渍土，风干后过2mm筛，称取50g土壤于塑料杯中，然后称取2g上述步骤(1)制得微生物制品放入杯中，同时设置不加微生物制品的处理作为对照(CK)。将所加物质混匀后，加入30mL蒸馏水，每天称重一次，持续两周。测定结果表明，添加微生物制品的滨海盐渍土其1d、3d和14d的土壤累积蒸发量分别为0.30g/100g、0.69g/100g和11.32g/100g，而CK处理其1d、3d和14d的土壤累积蒸发量分别为3.745g/100g、12.63g/100g和43.16g/100g。结果表明，本发明的微生物制品可以提高土壤有效水和持水性，节约灌溉用水，也可有效提高土壤的有机碳和全氮含量，改善土壤质量，进而提高作物的产量和品质。

实施例2：

一、前期准备：

(1)将作物秸秆加入植株粉碎机(粉碎细度：10-200目)，得到秸秆粉。

(2)配置EM发酵液：取5％的EM原液，5％的葡萄糖，0.4％的K₂HPO₄，0.5％的KH₂PO₄，0.1％的MgSO₄·7H₂O，水100mL，pH为4-4.5，充分混匀后，在25℃温度下好氧发酵7-15天，菌种量达到1×10⁹cfu/mL，即为所述的EM发酵液。

其中，EM工程菌和糖蜜购买自南京爱睦乐环境技术有限公司，PAM保水剂、葡萄糖，K₂HPO₄，KH₂PO₄，MgSO₄·7H₂O均购买自市场。

二、田间实验：

在江苏东台滨海地区开展田间试验，选择含盐量为1.07g/kg的盐渍土作为供试土壤，土壤pH为8.01，小区面积为0.7hm²，栽培作物为番茄。将1/2面积的耕层盐渍土(0-20cm)与秸秆粉按照1∶30的质量比充分混匀后，堆成高约50cm的土堆，按照2％的质量比喷洒EM发酵液，温度控制在25-30℃，培养时间为240h。将发酵后的土壤同未发酵的耕层土壤按照1∶2的体积比充分混匀，按常规方法施肥后，移栽作物幼苗后，保水剂用量分别为2g/株，灌水量的上下限分别为70％-80％田持。作物生长期间，每隔7天喷洒一次稀释100倍的EM发酵液。此为S1处理。

同样，在江苏东台滨海地区开展田间试验，选择含盐量为3.21g/kg的盐渍土作为供试土壤，土壤pH为8.25，小区面积和栽培作物同上。将1/2面积的耕层盐渍土(0-20cm)与秸秆粉按照1∶30的质量比充分混匀后，堆成高约50cm的土堆，按照2％的质量比喷洒EM发酵液，温度控制在25-30℃，培养时间为480h。将发酵后的土壤同未发酵的耕层土壤按照1∶2的体积比充分混匀，按常规方法施肥后，移栽作物幼苗，保水剂用量为10g/株，灌水量的上下限分别为70％-80％田持。作物生长期间，每隔15天喷洒一次稀释100倍的EM发酵液。此为S2处理。

此外，以移栽番茄后，只施用2g/株和10g/株PAM保水剂作为P1和P2处理。以不添加任何制剂作为CK对照处理。在作物收获后，测定土壤pH、作物产量，并计算灌溉水水分利用效率。

测定结果表明如表1所示，CK对照和微生物制品的处理产量分别为65947kg/ha和70371kg/ha，水分利用效率分别为70.12kg/m³和88.35kg/m³，土壤pH分别为8.19和7.23，这表明同CK对照处理相比，本发明的微生物制品可以提高土壤有效水和持水性，提高了水分利用效率，也可有效改善调节土壤碱性和总有机碳(有机质)，进而提高作物的产量和品质。此外，作物收获后，同CK对照相比，施用保水剂处理P1和P2的土壤pH无明显改变，表明保水剂对土壤pH影响不显著。

表1

注：水分利用效率＝产量/灌水量

综上所述，本发明的方法通过加入秸秆粉可以降低土壤的蒸发量，尤其对于砂土的效果更好；利用EM发酵液中富含放线菌、酵母菌、光合细菌等有益微生物及微生物代谢后产生的氨基酸等产物，可以提高土壤有效水和持水性，节约灌溉用水；同时，EM发酵液为酸性，可中和土壤碱性，为作物生长营造良好的环境；EM发酵液和秸秆配施，可有效提高土壤的有机碳和全氮含量，改善土壤质量。采用本方法种植的作物，产量和品质都得到提高；同时利用秸秆等农业废弃物，原料来源广泛，成本低廉，无毒无害，能避免化学修复剂对土壤造成的二次伤害问题。