发明专利：一种土壤改良的方法及其应用.pdf

19 中华 人民共和国 国家知识产权局 12 发明 专利申请 10 申请公布号 43 申请公布日 21 申请 号 202010995690 4 22 申请日 2020 09 21 71 申请人 枣庄益多 多生态农业科技 服 务有限 公司 地址 277400 山 东省枣庄市台儿庄区金光 西路巫山社区桂花巷45号 申请人 山 东美吉多生态农业科技有限公司 72 发明人 张永顺 孙倩 钱力 赵文艳 梁 越 洋 王飞 张莉 74 专利代理 机构 北京睿智保诚专利代理事务 所 普通 合 伙 1 1732 代理人 王灿 51 Int Cl A01B 79 02 2006 01 A01C 21 00 2006 01 C05F 17 00 2020 01 C05G 3 80 2020 01 54 发明名称 一种土 壤改良的方法及其应用 57 摘要 本发 明属于土壤改良技术领域 本发 明提供 了一种土壤改良的方法 包括如下步骤 对土壤 进行采样 检测 包括土壤pH值 土壤容重 土壤 有机质含量 将前茬作物的尾菜秸秆 含粗纤维 的有机物料和发酵菌种混合 进行腐熟发酵 得 到成品堆肥 测定成品堆肥有机质含量 根据得 到的土壤容重 土壤有机质含量和成 品堆肥有机 质含量 确定每亩堆肥的用量R 计算公式为 R 133 D 3 S C 将成品堆肥按照用量R施入 土壤 进行深耕深翻 运用起垄栽培和水肥一体 化技术 对土壤水分进行管理 本发明显著提高 土壤粗纤维有机质含量 有效改良土壤的理化结 构和耕作性 克服设施大棚砂浆黑土易开裂 板 结 酸 化 等问题 权利要求书1页 说明书5页 CN 112042308 A 2020 12 08 CN 112042308 A 1 一种土壤改良的方法 其特征在于 包括如下步骤 1 对土壤进行采样 检测 包括土壤pH值 土壤容重 土壤有机质含量 2 将前茬作物的尾菜秸秆 含粗纤维的有机物料和发酵菌种混合 进行腐熟发酵 得到 成品堆肥 3 测定成品堆肥有机质含量 4 根据步骤1 得到的土壤容重 土壤有机质含量和步骤3 的成品堆肥有机质含量 确 定每亩堆肥的用量R 计算公式为 R 133 D 3 S C 其中 S 土壤有机质含量 单位为 C 成品堆肥有机质含量 单位为 D 土壤容重 单位为t m 3 133 每亩表层0 2m的土壤体积 单位为 3 R单位为t 5 将成品堆肥按照用量R施入土壤 进行深耕深翻 6 运用起垄栽培和水肥一体化技术 对土壤水分进行管理 2 根据权利要求1所述的方法 其特征在于 步骤 所述土壤为设施大棚的土壤 所述 采样在换茬期进行 每个设施大棚采样的点位为3 4个 采样的深度为0 20cm 所述土壤 容重的检测采用环刀法 3 根据权利要求1或2所述的方法 其特征在于 步骤 所述前茬作物的尾菜秸秆进行 粉碎处理 所述粉碎处理的粒度为2 5cm 所述腐熟发酵的温度 60 时间 10天 所述 腐熟发酵中 混合物的初始水分含量为50 60 4 根据权利要求3所述的方法 其特征在于 步骤2 所述含粗纤维的有机物料包括生物 炭 糠醛渣 食用菌渣和畜类粪便中的一种或几种 所述发酵菌种包括黑曲霉菌 酵母菌 枯 草芽孢杆菌 地衣芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌中的一种或几种 5 根据权利要求4所述的方法 其特征在于 当土壤pH值 6时 按照尾菜秸秆 生物炭 食用菌渣 畜类粪便的重量比为2 4 0 5 1 5 2 4 2 4制备混合物 当土壤pH值 8时 按照尾菜秸秆 生物炭 糠醛渣 牛粪和 或羊粪的重量比为2 4 0 5 1 5 2 4 2 4制备 混合物 当土壤pH值为6 8时 按照尾菜秸秆 生物炭 食用菌渣 糠醛渣 畜类粪便的重量 比为2 4 0 5 1 5 1 2 5 1 2 5 2 4制备混合物 所述发酵菌种和混合物的重量比为 0 8 1 2 1000 6 根据权利要求5所述的方法 其特征在于 所述生物炭为麦秸 玉米秸 水稻秸 稻壳 和花生壳中的一种或几种 所述畜类粪便为牛粪和 或羊粪 7 根据权利要求5或6所述的方法 其特征在于 步骤4 所述R 1时 取值R 1 所述R 5时 取值R 5 8 根据权利要求7所述的方法 其特征在于 步骤5 所述深耕深翻的深度为0 40cm 次 数为2 3次 9 根据权利要求8所述的方法 其特征在于 步骤6 所述起垄栽培的垄高25 30cm 垄 宽60 80cm 10 权利要求1 9任意一项所述土壤改良的方法在改良设施大棚砂姜黑土中的应用 权 利 要 求 书 1 1 页 2 CN 112042308 A 一种土壤改良的方法及其应用 技术领域 0001 本发明涉及土壤改良技术领域 尤其涉及一种设施土壤改良的方法及其应用 背景技术 0002 我国的农业生产每年都会产生大量的设施尾菜秸秆 畜禽粪便等有机废弃物 这 些废弃物中含有大量的养分资源和病虫卵 如果处理不当 会造成生态环境污染 将这些废 弃物进行无害化处理及资源化利用 可以节约资源 变废为宝 同时改善农村生态环境 做 成的堆肥也可以培肥地力 改良土壤 0003 砂姜黑土是我国重要的土壤类型之一 主要分布在黄淮海平原 砂姜黑土富含蒙 脱石 干缩湿胀特征十分明显 且土壤质地粘重 物理结构较差 适耕期短 土壤有机质含量 低 这些特点都严重制约了砂姜黑土作物产量的提高 目前对砂姜黑土的改良方法主要包 括 添加土壤改良剂 增施有机肥 改进农业灌排设施等方式 改良的主要目的是增加土壤 团聚体结构 减少土壤颗粒间的内聚力 优化土壤水分关系 平衡土壤养分 从而改善砂姜 黑土的理化结构和耕作性 但是由于大田作物经济价值低 上述的几种土壤改良方案投入 成本过高 无法充分调动农民的积极性进行推广 0004 近年来 黄淮海地区设施蔬菜大棚数量逐年增加 设施蔬菜具有显著的经济效益 而土壤质量的好坏与最终的产值密切相关 因此农户对于设施大棚内土壤改良投入的意愿 是比较高的 但近年来 由于连续高强度的生产方式 过度的用肥用药 使土壤质量产生了 一些问题 设施大棚内砂浆黑土的改良还需考虑改良土壤的酸化 板结 盐渍化等 0005 目前 对砂姜黑土改良的大多数措施并未综合考虑各地区土壤本身的特点 例如 土壤pH值 有机质本底含量等指标 单纯运用生物炭等改良剂 可能会造成土壤过碱 施用 量过量或不足 从而影响作物的生长 因此针对设施大棚内砂姜黑土的改良 还需要综合考 虑并研究得出一种因地制宜的方法 发明内容 0006 本发明的目的是针对设施大棚内的砂姜黑土 提供一种土壤改良的方法 本发明 的方法显著提高土壤粗纤维有机质含量 有效改良土壤的理化结构和耕作性 克服设施大 棚土壤易开裂 板结 酸化等问题 同时将一部分农业废弃物进行无害化处理 资源化堆肥 循环利用 实现设施农业的绿色循环可持续发展 0007 为了实现上述发明目的 本发明提供以下技术方案 0008 本发明提供了一种土壤改良的方法 包括如下步骤 0009 1 对土壤进行采样 检测 包括土壤pH值 土壤容重 土壤有机质含量 0010 2 将前茬作物的尾菜秸秆 含粗纤维的有机物料和发酵菌种混合 进行腐熟发酵 得到成品堆肥 0011 3 测定成品堆肥有机质含量 0012 4 根据步骤1 得到的土壤容重 土壤有机质含量和步骤3 的成品堆肥有机质含 说 明 书 1 5 页 3 CN 112042308 A 量 确定每亩堆肥的用量R 0013 计算公式为 R 133 D 3 S C 0014 其中 S 土壤有机质含量 单位为 C 成品堆肥有机质含量 单位为 D 土壤容 重 单位为t m 3 133 每亩表层0 2m的土壤体积 单位为 3 R单位为t 0015 5 将成品堆肥按照用量R施入土壤 进行深耕深翻 0016 6 运用起垄栽培和水肥一体化技术 对土壤水分进行管理 0017 作为优选 步骤1 所述土壤为设施大棚的土壤 所述采样在换茬期进行 每个设施 大棚采样的点位为3 4个 采样的深度为0 20cm 所述土壤容重的检测采用环刀法 0018 作为优选 步骤2 所述前茬作物的尾菜秸秆进行粉碎处理 所述粉碎处理的粒度 为2 5cm 所述腐熟发酵的温度 60 时间 10天 所述腐熟发酵中 混合物的初始水分 含量为50 60 0019 作为优选 步骤2 所述含粗纤维的有机物料包括生物炭 糠醛渣 食用菌渣和畜类 粪便中的一种或几种 所述发酵菌种包括黑曲霉菌 酵母菌 枯草芽孢杆菌 地衣芽孢杆菌 和解淀粉芽孢杆菌中的一种或几种 0020 作为优选 当土壤pH值 6时 按照尾菜秸秆 生物炭 食用菌渣 畜类粪便的重量 比为2 4 0 5 1 5 2 4 2 4制备混合物 当土壤pH值 8时 按照尾菜秸秆 生物炭 糠 醛渣 牛粪和 或羊粪的重量比为2 4 0 5 1 5 2 4 2 4制备混合物 当土壤pH值为6 8时 按照尾菜秸秆 生物炭 食用菌渣 糠醛渣 畜类粪便的重量比为2 4 0 5 1 5 1 2 5 1 2 5 2 4制备混合物 所述发酵菌种和混合物的重量比为0 8 1 2 1000 0021 作为优选 所述生物炭为麦秸 玉米秸 水稻秸 稻壳和花生壳中的一种或几种 所 述畜类粪便为牛粪和 或羊粪 0022 作为优选 步骤4 所述R 1时 取值R 1 所述R 5时 取值R 5 0023 作为优选 步骤5 所述深耕深翻的深度为0 40cm 次数为2 3次 0024 作为优选 步骤6 所述起垄栽培的垄高25 30cm 垄宽60 80cm 0025 本发明还提供了一种所述土壤改良的方法在改良设施大棚砂姜黑土中的应用 0026 本发明的有益效果包括以下几点 0027 1 本发明通过调节设施大棚内砂姜黑土的pH值 提高土壤粗纤维有机质含量 改 善种植过程中作物与土壤的水肥关系 从而改良土壤的理化结构和耕作性 克服设施大棚 砂浆黑土易开裂 板结 酸化等问题 0028 2 本发明的方法同时将一部分农业废弃物进行无害化处理 资源化堆肥循环利 用 实现设施农业的绿色循环可持续发展 具体实施方式 0029 本发明提供了一种土壤改良的方法 包括如下步骤 0030 1 对土壤进行采样 检测 包括土壤pH值 土壤容重 土壤有机质含量 0031 2 将前茬作物的尾菜秸秆 含粗纤维的有机物料和发酵菌种混合 进行腐熟发酵 得到成品堆肥 0032 3 测定成品堆肥有机质含量 0033 4 根据步骤1 得到的土壤容重 土壤有机质含量和步骤3 的成品堆肥有机质含 说 明 书 2 5 页 4 CN 112042308 A 量 确定每亩堆肥的用量R 0034 计算公式为 R 133 D 3 S C 0035 其中 S 土壤有机质含量 单位为 C 成品堆肥有机质含量 单位为 D 土壤容 重 单位为t m 3 133 每亩表层0 2m的土壤体积 单位为 3 R单位为t 0036 5 将成品堆肥按照用量R施入土壤 进行深耕深翻 0037 6 运用起垄栽培和水肥一体化技术 对土壤水分进行管理 0038 本发明步骤1 所述土壤优选为设施大棚的土壤 所述采样优选在换茬期进行 每 个设施大棚采样的点位优选为3 4个 进一步优选为将3 4个点位的土壤混合成一个土壤 样品 所述点位优选为避开大棚内四周边土壤 0039 本发明步骤1 所述采样的深度优选为0 20cm 进一步优选为5 15cm 更优选为8 12cm 所述土壤容重的检测优选采用环刀法 所述土壤容重的检测优选取3个点位 测定 值优选为3个点位的平均值 0040 本发明步骤2 所述前茬作物的尾菜秸秆优选进行粉碎处理 所述粉碎处理的粒度 优选为2 5cm 进一步优选为3 4cm 所述腐熟发酵的温度优选 60 时间优选 10天 所述腐熟发酵中 混合物的初始水分质量含量优选为50 60 进一步优选为53 58 0041 本发明所述腐熟发酵当温度 60 时 优选进行翻堆处理 所述翻堆处理优选为 间隔2 3天翻堆一次 0042 本发明步骤2 所述含粗纤维的有机物料优选包括生物炭 糠醛渣 食用菌渣和畜 类粪便中的一种或几种 所述发酵菌种优选包括黑曲霉菌 酵母菌 枯草芽孢杆菌 地衣芽 孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌中的一种或几种 0043 本发明步骤2 中 当土壤pH值 6时 优选按照尾菜秸秆 生物炭 食用菌渣 畜类 粪便的重量比为2 4 0 5 1 5 2 4 2 4制备混合物 进一步优选为3 1 3 3 当土壤pH 值 8时 优选按照尾菜秸秆 生物炭 糠醛渣 牛粪和 或羊粪的重量比为2 4 0 5 1 5 2 4 2 4制备混合物 进一步优选为3 1 3 3 当土壤pH值为6 8时 优选按照尾菜秸秆 生 物炭 食用菌渣 糠醛渣 畜类粪便的重量比为2 4 0 5 1 5 1 2 5 1 2 5 2 4制备混 合物 进一步优选为3 1 1 5 1 5 3 所述pH值为6 8优选为不包括端点值 0044 本发明步骤2 所述发酵菌种和混合物的重量比优选为0 8 1 2 1000 进一步优 选为1 1000 0045 本发明所述生物炭优选为麦秸 玉米秸 水稻秸 稻壳和花生壳中的一种或几种经 过粉碎后在高温裂解条件下形成的黑碳颗粒 所述高温裂解的温度优选为350 550 进 一步优选为400 500 所述畜类粪便优选为牛粪和 或羊粪 0046 本发明所述糠醛渣优选来自糠醛厂 所述食用菌渣优选来自食用菌厂 所述牛粪 和 或羊粪优选为养殖场的下脚料 0047 本发明步骤4 所述R 1时 优选为取值R 1 所述R 5时 优选为取值R 5 0048 本发明步骤5 所述深耕深翻的深度优选为0 40cm 进一步优选为10 30cm 更优 选为15 25cm 所述深耕深翻的次数优选为2 3次 0049 本发明步骤6 所述起垄栽培优选为根据种植作物的特点确定垄高和垄宽 将作物 定植在垄上 所述垄高优选25 30cm 进一步优选27 29cm 所述垄宽优选60 80cm 进一 步优选65 75cm 说 明 书 3 5 页 5 CN 112042308 A 0050 本发明步骤6 所述水肥一体化技术优选为利用文丘里管 主管和滴灌支管的连 接 将养分随水滴入作物根系土壤 每个垄上优选分布2 3条滴灌支管 合理管控作物和土 壤水肥的关系 0051 本发明步骤6 所述对土壤水分进行管理还包括完善大棚周边的水利基础设施 所 述大棚周边的水利基础设施优选为排水沟和排水管网建设 0052 本发明还提供了一种所述土壤改良的方法在改良设施大棚砂姜黑土中的应用 0053 下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明 但是不能把它们理解 为对本发明保护范围的限定 0054 实施例1 0055 在设施大棚换茬期对设施大棚的砂姜黑土进行采样分析 每个大棚采样点位为3 个 采样深度分别为5cm 8cm和10cm 将3个点位的采样土壤混合成一个土壤样品 土壤容重 采样环刀法进行检测 检测得到的3个值取平均值 得到土壤样品的pH值 6 土壤容重D 1 2t m3 土壤有机质含量S 2 0056 将大棚前茬作物的尾菜秸秆粉碎至粒度为2cm 将3kg的尾菜秸秆 0 5kg麦秸和 0 5kg玉米秸在350 下裂解的黑碳颗粒 3kg食用菌渣 3kg牛粪和8g黑曲霉菌混合制备成 品堆肥 混合物的初始水分质量含量为50 在60 下腐熟发酵10天 间隔2天翻堆一次 测 定成品堆肥的有机质含量C 79 8 根据R 133 D 3 S C计算R 2 设施大棚的砂 姜黑土土壤中每亩施用成品堆肥2t 对土壤深耕深翻10cm 次数为2次 在设施大棚周边建 设排水沟 设施大棚中起垄高25cm 垄宽60cm 利用文丘里管 主管和滴灌支管的连接 将养 分随水滴入作物根系土壤 每个垄上分布2条滴灌支管 0057 实施例2 0058 在设施大棚换茬期对设施大棚的砂姜黑土进行采样分析 每个大棚采样点位为4 个 采样深度分别为10cm 12cm 15cm和18cm 将4个点位的采样土壤混合成一个土壤样品 土壤容重采样环刀法进行检测 检测得到的4个值取平均值 得到土壤样品的pH值 8 5 土 壤容重D 1 0t m 3 土壤有机质含量S 1 0059 将大棚前茬作物的尾菜秸秆粉碎至粒度为5cm 将3kg的尾菜秸秆 0 5kg水稻秸和 0 5kg稻壳在500 下裂解的黑碳颗粒 3kg糠醛渣 3kg牛粪和6g地衣芽孢杆菌 6g解淀粉芽 孢杆菌混合制备成品堆肥 混合物的初始水分质量含量为60 在62 下腐熟发酵12天 间 隔3天翻堆一次 测定成品堆肥的有机质含量C 51 2 根据R 133 D 3 S C计算R 5 2 设施大棚的砂姜黑土土壤中每亩施用成品堆肥5t 对土壤深耕深翻40cm 次数为3 次 在设施大棚周边建设排水沟 设施大棚中起垄高30cm 垄宽80cm 利用文丘里管 主管和 滴灌支管的连接 将养分随水滴入作物根系土壤 每个垄上分布3条滴灌支管 0060 实施例3 0061 在设施大棚换茬期对设施大棚的砂姜黑土进行采样分析 每个大棚采样点位为3 个 采样深度分别为5cm 10cm和15cm 将3个点位的采样土壤混合成一个土壤样品 土壤容 重采样环刀法进行检测 检测得到的3个值取平均值 得到土壤样品的pH值 7 土壤容重D 1 3t m 3 土壤有机质含量S 1 8 0062 将大棚前茬作物的尾菜秸秆粉碎至粒度为3cm 将3kg的尾菜秸秆 0 5kg水稻秸和 0 5kg稻壳在500 下裂解的黑碳颗粒 1 5kg食用菌渣 1 5kg糠醛渣 3kg羊粪和5g酵母菌 说 明 书 4 5 页 6 CN 112042308 A 5g枯草芽孢杆菌混合制备成品堆肥 混合物的初始水分质量含量为55 在62 下腐熟发 酵10天 间隔2天翻堆一次 测定成品堆肥的有机质含量C 63 8 根据R 133 D 3 S C计算R 3 25 设施大棚的砂姜黑土土壤中每亩施用成品堆肥3 25t 对土壤深耕深翻 20cm 次数为3次 在设施大棚周边建设排水沟 设施大棚中起垄高28cm 垄宽70cm 利用文 丘里管 主管和滴灌支管的连接 将养分随水滴入作物根系土壤 每个垄上分布3条滴灌支 管 0063 本发明的实施例1 3通过添加尾菜秸秆 含粗纤维的有机物料来调节设施大棚内 砂姜黑土的pH值 提高了土壤粗纤维有机质含量 本发明的方法改善了种植过程中作物与 土壤的水肥关系 从而改良土壤的理化结构和耕作性 克服设施大棚土壤易开裂 板结 酸 化等问题 同时将一部分农业废弃物进行无害化处理 资源化堆肥循环利用 实现设施农业 的绿色循环可持续发展 0064 以上所述仅是本发明的优选实施方式 应当指出 对于本技术领域的普通技术人 员来说 在不脱离本发明原理的前提下 还可以做出若干改进和润饰 这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围 说 明 书 5 5 页 7 CN 112042308 A