CN113698245A - 一种改良砂姜土壤的生物有机肥及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种改良砂姜土壤的生物有机肥及其制备方法和应用。本发明的改良砂姜土壤的生物有机肥，主要由以下质量份数的原料制备得到：复合秸秆20～30份、红糖3～7份、微生物菌剂4～8份、果蔬原液3～7份、酒糟4～7份、油粕5～6份、中药渣5～9份、动物粪便2～5份、生物质炭4～6份、多链乙烯高聚物1～2份、麦麸2～3份和海藻酸1～2份。该改良砂姜土壤的生物有机肥能够改善砂姜土壤团粒结构，提高土壤孔隙度、储水能力以及土壤肥力，从而提高农作物的出苗率，促进农作物的生长。
Description
技术领域
本发明涉及农业技术领域，具体而言，涉及一种改良砂姜土壤的生物有机肥及其制备方法和应用。
背景技术
砂姜土壤主要集中分布于黄淮海平原，面积约为6000万亩，是黄淮平原的主要耕作的土壤，主要分布于安徽、河南、山东和江苏等省份。砂姜土壤是暖温带半湿润条件下，受地形、母质、地下水等因素作用形成的一种半水成土壤类型。砂姜土壤在下部具有碳酸盐聚集的砂浆层，中部具有被色深的胡敏酸有机胶体染黑的黑土层，上部具有被沉积物覆盖的很浅的暗棕土层的土体构型。砂姜土壤颜色虽然呈黑色，但有机质含量低、土壤瘠薄、质地粘重、干缩湿胀、水稳定性团粒结构难以形成、湿润时粘闭、干旱时坚硬、易涝易旱、水养协调能力差，具有“僵土”之称。而造成这些的原因是耕层总孔隙度偏低、毛管性能微弱、导水能力较小等。由于土壤有效孔隙较少，毛管孔隙堵塞，进而阻止水分下渗，土壤有效蓄水量少，对水分的调节库容小，雨水过多容易造成该地区排水不畅，从而影响土壤透气性、储水能力和农作物根系伸展能力。
砂姜土壤分布区具有较为丰富的光、热、水资源，是重要的商品粮食生产基地和果蔬的供应基地。但砂姜土壤理化性状差、土壤耕性差，不利于农作物的生长，严重制约了砂姜土壤农作物的产量的提高。砂姜土壤是重要的中低产土壤类型之一，该土壤类型区常年种植的作物有小麦、玉米、水稻、油菜、大豆、甘薯、芝麻，但产量不高。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种改良砂姜土壤的生物有机肥，其能够改善砂姜土壤的理化性质，促进农作物的生长。
本发明的第二目的在于提供一种上述改良砂姜土壤的生物有机肥的制备方法，该方法操作简单，适合大规模生产。
本发明的第三目的在于提供一种上述改良砂姜土壤的生物有机肥在农作物种植中的应用，以提高农作物的出苗率。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供了一种改良砂姜土壤的生物有机肥，主要由以下质量份数的原料制备得到：复合秸秆20～30份、红糖3～7份、微生物菌剂4～8份、果蔬原液3～7份、酒糟4～7份、油粕5～6份、中药渣5～9份、动物粪便2～5份、生物质炭4～6份、多链乙烯高聚物1～2份、麦麸2～3份和海藻酸1～2份。
另一方面，本发明还提供了上述改良砂姜土壤的生物有机肥的制备方法，将各原料混合均匀后发酵得到上述改良砂姜土壤的生物有机肥。
又一方面，本发明还提供了上述改良砂姜土壤的生物有机肥在农作物种植中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供了一种改良砂姜土壤的生物有机肥，通过采用特定比例的复合秸秆、红糖、微生物菌剂、果蔬原液、酒糟、油粕、中药渣、动物粪便、生物质炭、多链乙烯高聚物、麦麸和海藻酸制备而成，能够提高砂姜土壤孔隙度、土壤容重、改善土壤结构、提高储水能力、增加土壤肥力，有利于砂姜土壤地区农作物的生长，促进土壤健康和可持续利用，对农业的可持续发展具有重要意义。
(2)本发明提供了上述改良砂姜土壤的生物有机肥的制备方法，该制备方法操作简单、效率高、对设备要求不高、成本低、可实现大规模工业化生产。
(3)本发明提供了上述改良砂姜土壤的生物有机肥的应用，该改良砂姜土壤的生物有机肥适用于于砂姜土壤地区农作物的种植，在播种前施用，能够提高农作物的出苗率，促进农作物的生长。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的改良砂姜土壤的生物有机肥及其制备方法和应用进行具体说明。
本发明的一些实施方式提供了一种改良砂姜土壤的生物有机肥，主要由以下质量份数的原料制备得到：复合秸秆20～30份、红糖3～7份、微生物菌剂4～8份、果蔬原液3～7份、酒糟4～7份、油粕5～6份、中药渣5～9份、动物粪便2～5份、生物质炭4～6份、多链乙烯高聚物1～2份、麦麸2～3份和海藻酸1～2份。
砂姜土壤是典型的中低产田，具有质地粘中、干缩湿胀、易涝易旱、耕性差、土壤瘠薄等特点。本发明针对砂姜土壤的特点，通过对各原料进行科学的配比，使得改良砂姜土壤的生物有机肥能够改善砂姜土壤的理化性质，改善土壤结构，提高土壤的孔隙度、土壤容重，提高储水能力，增加土壤持水率，提高土壤肥力，使土壤适宜农作物的生长，恢复土壤的活力。
作物秸秆含有纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质和矿质元素等，既有较多有机质，又有氮、磷、钾等营养元素。果蔬原液、酒糟、油粕、动物粪便、中药渣、麦麸中含有大量有机质、矿物质、微量元素等养分。微生物菌剂一方面可使作物秸秆温度很快上升，快速、充分发酵腐熟；另一方面施入土壤后能够繁殖和存活，解磷、解钾、增加土壤肥力，促进农作物根系生长。红糖可以给EM菌提供其生长繁殖所需要的营养物质，从而让EM菌的繁殖速度加快，增加EM菌的数量。生物质炭具有丰富的孔隙结构、较大的比表面积且表面含有较多的含氧活性基团的特点，生物质炭施入土壤后，可以改善土壤团粒结构，改善土壤内部孔隙，疏松土壤提高孔隙度，从而改善砂姜黑土的性能。多链乙烯高聚物，可提高土壤的渗透性和保水性，水、气充足，更加有利于微生物和农作物的生长。海藻酸具有抗逆作用，施入到土壤后，可以提高作物的抗胁迫能力。
一些实施方式中，微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和EM原液中的一种或多种。例如，微生物菌剂可以选用枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和EM原液中的其中一种单一菌种，也可以选用枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和EM原液中的两种、三种或四种的组合。优选地，微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和EM原液。优选地，微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌1～2份、地衣芽孢杆菌1～2份、解淀粉芽孢杆菌1～2份和EM原液1～2份。
一些实施方式中，复合秸秆包括小麦秸秆、玉米秸秆、番茄青秆、西瓜青秆和甜瓜青秆中的至少两种。优选地，复合秸秆包括小麦秸秆、玉米秸秆、番茄青秆、西瓜青秆和甜瓜青秆。优选地，小麦秸秆、玉米秸秆、番茄青秆、西瓜青秆和甜瓜青秆的质量比为1～2：3～7：2～5：2～5：1～2；优选地，小麦秸秆、糯米秸秆、番茄青秆、西瓜青秆和甜瓜青秆的质量比为1：3：2：2：1。
采用秸秆作为原料或者辅料制备有机肥料，不仅提高了废弃秸秆的利用率，使得秸秆资源再利用，而且降低了有机肥的成本。实现了既以环保的方式有效利用作物秸秆，又能有效改善砂姜土壤的理化性能的目的。
一些实施方式中，动物粪便包括羊粪、牛粪和鸡粪中的一种或多种；优选地，动物粪便为牛粪。
一些实施方式中，油粕包括油菜油粕、花生油粕和大豆油粕中的一种或多种；优选地，油粕为油菜油粕。
一些实施方式中，改良砂姜土壤的生物有机肥还包括肥料增效剂。肥料增效剂的质量为各原料总质量的1％。肥料增效剂的添加能够提高农作物对肥料的吸收利用率，达到增效的作用。
本发明的一些实施方式还提供了一种上述改良砂姜土壤的生物有机肥的制备方法，将各原料混合均匀后发酵得到上述改良砂姜土壤的生物有机肥。
一些实施方式中，改良砂姜土壤的生物有机肥的制备方法，包括如下步骤：
(A)将复合秸秆、麦麸、红糖、动物粪便、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、EM原液和水混合均匀后发酵得到发酵产物I；
(B)将果蔬原液、酒糟、油粕、中药渣、地衣芽孢杆菌和水混合均匀后发酵得到发酵产物II；
(C)发酵产物I、发酵产物II、生物质炭、多链乙烯高聚物、海藻酸和肥料增效剂混合均匀后，经过干燥、过筛、分装、杀菌，得到改良砂姜土壤的生物有机肥。
上述发酵过程能够将快速腐解，将各原料中的大分子生物质分解为小分子生物质，使各组分中的营养物质得到充分利用。在保证发酵速度的同时，也保证了各原料的充分发酵。
一些实施方式中，步骤(A)中，发酵的温度为25-28℃，例如，发酵温度为25℃、26℃、27℃或28℃；发酵的时间为25～30天，例如，发酵时间为25天、26天、27天、28天、29天或30天。
一些实施方式中，步骤(B)中，发酵的温度为25-28℃，例如，发酵温度为25℃、26℃、27℃或28℃；发酵的时间为5～10天，例如，发酵时间为5天、6天、7天、8天、9天或10天。
一些实施方式中，复合秸秆为经过杀菌处理的秸秆粉；优选地，杀菌处理为紫外线杀菌20～40min。
一些实施方式中，动物粪便经过臭氧处理10～30min。
本发明的一些实施方式还提供了一种上述改良砂姜土壤的生物有机肥在农作物种植中的应用。
一些实施方式中，农作物包括玉米、小麦、花生和大豆中的一种或多种；优选地，农作物为玉米。
一些实施方式中，改良砂姜土壤的生物有机肥在砂姜土壤地区的农作物播种前施用。
一些实施方式中，上述改良砂姜土壤的生物有机肥的施用量为100～300kg/亩。
一些实施方式中，改良砂姜土壤的生物有机肥在砂姜土壤地区的农作物播种前施用，复合肥在苗期做追肥施用。优选地，复合肥包括磷酸二铵、磷酸一铵和三元复合肥中的一种或多种。
具体地，一些实施方式中，改良砂姜土壤的生物有机肥作为玉米基肥来施用。改良砂姜土壤的生物有机肥与复合肥配施，改良砂姜土壤的生物有机肥在玉米播种前撒施；复合肥在苗期做追肥施用；改良砂姜土壤的生物有机肥的施用量为100～300kg/亩，复合肥的施用量为40～50kg/亩。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了改良砂姜土壤的生物有机肥及其制备方法，其中，改良砂姜土壤的生物有机肥的原料组成如下：
复合秸秆20份、红糖7份、微生物菌剂8份、果蔬原液7份、酒糟4份、油粕5份、中药渣5份、牛粪5份、生物质炭6份、多链乙烯高聚物2份、麦麸2份和海藻酸1份；
上述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌2份、地衣芽孢杆菌2份、解淀粉芽孢杆菌2份和EM原液2份。
改良砂姜土壤的生物有机肥的制备方法，包括如下步骤：
(A)按照1:3:2:2:1的质量比例取小麦秸秆、玉米青秆、番茄青秆、西瓜青秆、甜瓜青秆，经粉碎、紫外线30min杀菌处理得到复合秸秆粉；牛粪臭氧处理10min；将复合秸秆粉、麦麸、红糖、牛粪、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、EM原液和水混合均匀后在密闭室内，25℃发酵30天得到发酵产物I；
(B)将果蔬原液、酒糟、油粕、中药渣、地衣芽孢杆菌和水混合均匀后在密闭室内，25℃发酵7天发酵得到发酵产物II；
(C)发酵产物I、发酵产物II、生物质炭、多链乙烯高聚物和海藻酸混合均匀后，经过干燥、过筛、分装、杀菌，得到改良砂姜土壤的生物有机肥。
实施例2
本实施例提供了改良砂姜土壤的生物有机肥及其制备方法，其中，改良砂姜土壤的生物有机肥的原料组成如下：
复合秸秆30份、红糖3份、微生物菌剂4份、果蔬原液3份、酒糟7份、油粕6份、中药渣9份、牛粪2份、生物质炭4份、多链乙烯高聚物1份、麦麸3份和海藻酸2份；
上述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌1份、地衣芽孢杆菌1份、解淀粉芽孢杆菌1份和EM原液2份。
改良砂姜土壤的生物有机肥的制备方法，包括如下步骤：
(A)按照1:3:2:2:1的质量比例取小麦秸秆、玉米青秆、番茄青秆、西瓜青秆、甜瓜青秆，经粉碎、紫外线30min杀菌处理得到复合秸秆粉；牛粪臭氧处理20min；将复合秸秆粉、麦麸、红糖、牛粪、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、EM原液和水混合均匀后在密闭室内，28℃发酵25天得到发酵产物I；
(B)将果蔬原液、酒糟、油粕、中药渣、地衣芽孢杆菌和水混合均匀后在密闭室内，28℃发酵5天发酵得到发酵产物II；
(C)发酵产物I、发酵产物II、生物质炭、多链乙烯高聚物和海藻酸混合均匀后，经过干燥、过筛、分装、杀菌，得到改良砂姜土壤的生物有机肥。
实施例3
本实施例提供了改良砂姜土壤的生物有机肥及其制备方法，其制备方法与实施例2基本一致，不同之处在于：
改良砂姜土壤有机肥的原料中还包括肥料增效剂，肥料增效剂的质量为原料总质量的1％。
(C)发酵产物I、发酵产物II、生物质炭、多链乙烯高聚物、海藻酸和肥料增效剂混合均匀后，经过干燥、过筛、分装、杀菌，得到改良砂姜土壤的生物有机肥。
实施例4
本实施例提供了改良砂姜土壤的生物有机肥及其制备方法，其中，改良砂姜土壤的生物有机肥的原料组成如下：
复合秸秆24份、红糖4份、微生物菌剂4份、果蔬原液4份、酒糟5份、油粕5份、中药渣8份、牛粪4份、生物质炭5份、多链乙烯高聚物1份、麦麸2份和海藻酸1份；
原料中还包括肥料增效剂，肥料增效剂的质量为上述原料总质量的1％
上述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌1份、地衣芽孢杆菌1份、解淀粉芽孢杆菌1份和EM原液2份。
改良砂姜土壤的生物有机肥的制备方法，包括如下步骤：
(A)按照1:3:2:2:1的质量比例取小麦秸秆、玉米青秆、番茄青秆、西瓜青秆、甜瓜青秆，经粉碎、紫外线30min杀菌处理得到复合秸秆粉；牛粪臭氧处理30min；将复合秸秆粉、麦麸、红糖、牛粪、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、EM原液和水混合均匀后在密闭室内，25℃发酵30天得到发酵产物I；
(B)将果蔬原液、酒糟、油粕、中药渣、地衣芽孢杆菌和水混合均匀后在密闭室内，25℃发酵10天发酵得到发酵产物II；
(C)发酵产物I、发酵产物II、生物质炭、多链乙烯高聚物、海藻酸和肥料增效剂混合均匀后，经过干燥、过筛、分装、杀菌，得到改良砂姜土壤的生物有机肥。
试验例1
本试验例的试验田位于河南省漯河市舞阳县，供试验田的土壤为砂姜土壤，对其进行改良砂姜土壤的生物有机肥在玉米种植中的效果实验。
分别将实施例4的改良砂姜土壤的生物有机肥分别是按照每亩地100kg、150kg、200kg、300kg的施肥量作为底肥分别施入土壤中(试验组1～4)，同时以未施肥的作为空白对照组，施肥15天后采集土壤进行分析，其结果如表1所示。
表1
| pH | 土壤含水量 | 土壤容重g/cm<sup>3</sup> | 孔隙度％ | |
| 空白对照组 | 7.8 | 9.3％ | 0.79 | 70％ |
| 试验组1 | 6.9 | 10.1％ | 0.76 | 71％ |
| 试验组2 | 7.1 | 24.77％ | 0.6 | 77％ |
| 试验组3 | 7.8 | 12.1％ | 0.65 | 76％ |
| 试验组4 | 8.0 | 16.6％ | 0.63 | 76％ |
从表1的结果可以看出，施用本发明的改良砂姜土壤的生物有机肥能够改善土壤的理化性质，提高土壤孔隙度，降低土壤容重，显著提高土壤含水量，其中试验组2的含水量可达24.77％，土壤质地明显疏松、透气，含水量增加。
分别将实施例4的改良砂姜土壤的生物有机肥分别是按照每亩地100kg、150kg、200kg、300kg的施肥量作为底肥分别施入土壤中(试验组1～4)，同时以未施肥的作为空白对照组，播种15天后，检测玉米的苗情、苗势，其结果如表2所示。
表2
从表2的结果可以看出，在玉米播种前，施用本发明的改良砂姜土壤的生物有机肥，相对于空白对照组，其出苗率明显提高，其中试验组2的出苗率可达93％，同时地上干部重、地下干部重、叶面积与SPAD也显著提高。本发明的改良砂姜土壤的生物有机肥能够促进玉米根系的伸展和玉米地上部分的生长。
综上所述，本发明实施方式提供的改良砂姜土壤的生物有机肥，通过采用特定比例的复合秸秆、红糖、微生物菌剂、果蔬原液、酒糟、油粕、中药渣、动物粪便、生物质炭、多链乙烯高聚物、麦麸、海藻酸制备而成，能够有效改善砂姜土壤的理化性质，提高土壤孔隙度，降低土壤容重，增加土壤含水量，有利于砂姜土壤地区中农作物的生长，能够显著提高玉米的出苗率，促进玉米的生长。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种改良砂姜土壤的生物有机肥，其特征在于，主要由以下质量份数的原料制备得到：复合秸秆20～30份、红糖3～7份、微生物菌剂4～8份、果蔬原液3～7份、酒糟4～7份、油粕5～6份、中药渣5～9份、动物粪便2～5份、生物质炭4～6份、多链乙烯高聚物1～2份、麦麸2～3份和海藻酸1～2份。
2.根据权利要求1所述的改良砂姜土壤的生物有机肥，其特征在于，所述微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和EM原液中的一种或多种；
优选地，所述微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌1～2份、地衣芽孢杆菌1～2份、解淀粉芽孢杆菌1～2份和EM原液1～2份。
3.根据权利要求1所述的改良砂姜土壤的生物有机肥，其特征在于，所述复合秸秆包括小麦秸秆、玉米秸秆、番茄青秆、西瓜青秆和甜瓜青秆中的至少两种；
优选地，所述复合秸秆包括小麦秸秆、玉米秸秆、番茄青秆、西瓜青秆和甜瓜青秆；
优选地，所述小麦秸秆、玉米秸秆、番茄青秆、西瓜青秆和甜瓜青秆的质量比为1～2：3～7：2～5：2～5：1～2；
优选地，所述动物粪便包括羊粪、牛粪和鸡粪中的一种或多种；
优选地，所述油粕包括油菜油粕、花生油粕和大豆油粕中的一种或多种；
优选地，所述改良砂姜土壤的生物有机肥还包括肥料增效剂。
4.一种如权利要求1～3任一项所述的改良砂姜土壤的生物有机肥的制备方法，其特征在于，将各原料混合均匀后发酵得到所述改良砂姜土壤的生物有机肥。
5.一种如权利要求5所述的改良砂姜土壤的生物有机肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(A)将复合秸秆、麦麸、红糖、动物粪便、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、EM原液和水混合均匀后发酵得到发酵产物I；
(B)将果蔬原液、酒糟、油粕、中药渣、地衣芽孢杆菌和水混合均匀后发酵得到发酵产物II；
(C)所述发酵产物I、所述发酵产物II、生物质炭、多链乙烯高聚物、海藻酸和肥料增效剂混合均匀后，经过干燥、过筛、分装、杀菌，得到所述改良砂姜土壤的生物有机肥。
6.根据权利要求5所述的改良砂姜土壤的生物有机肥的制备方法，其特征在于，步骤(A)中，所述发酵的温度为25-28℃，发酵的时间为25～30天；
优选地，步骤(B)中，所述发酵的温度为25-28℃，发酵的时间为5～10天。
7.根据权利要求5所述的改良砂姜土壤的生物有机肥的制备方法，其特征在于，所述复合秸秆为经过杀菌处理的秸秆粉；
优选地，所述动物粪便经过臭氧处理10～30min。
8.如权利要求1～4任一项所述的改良砂姜土壤的生物有机肥在农作物种植中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述农作物包括玉米、小麦、花生和大豆中的一种或多种；
优选地，所述农作物为玉米。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述改良砂姜土壤的生物有机肥在砂姜土壤地区的农作物播种前施用；
优选地，所述改良砂姜土壤的生物有机肥的施用量为100～300kg/亩。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20211126 |