一种用于土壤改良的秸秆堆肥及其堆制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于农业技术领域，涉及一种用于土壤改良的秸杆堆肥及其堆制方法。
【背景技术】
[0002]在生产实践中，能够达到适宜栽参条件的土壤很少。同时，人参又是多年生药用植物，在同一地点连续生长数年。播种或移栽后，前期生长较好，后期由于土壤条件逐步恶化、肥力下降、植株生长缓慢、病害严重，导致药材质量下降、产量降低。多年的科研和生产实践证明，人参与其他植物一样，采用科学的施肥方法，可以促进其生长发育、增加产量。
[0003]施用秸杆堆肥可以促进土壤团粒结构的形成，与不施用的比较，水稳性团聚体明显增加。玉米秸杆还田后，土壤胡敏酸会变得简单化和年轻化，胡敏酸的增加对提高土壤有机质活性和改善土壤肥力状况是有利的。此外，施用有机物料以后，松结合态腐殖质和紧结合态腐殖质的含量均有所增加，且结合态腐殖质的松/紧比得到了不同程度的提高。这意味着土壤有机无机复合度的降低，进一步说明了施用有机物料会使土壤有机质的活性增强。在含C量相等的情况下，秸杆对土壤有机质的保持和提高要好于土粪，土粪好于牛粪。秸杆与无机肥料配合施用可使土壤有机质显著提高，与单施化肥比较，可使土壤易氧化有机质增加，浸提腐殖酸提高，并且能改善土壤的N、P、K营养状况、土壤水分和土壤孔隙状况。国内外对秸杆堆肥改良大田作物、果树、蔬菜等土壤的效果进行了大量研究，其结果均证实效果显著，农作物产量和质量明显提高。
【发明内容】
[0004]本发明目的是提供一种用于土壤改良的秸杆堆肥及其堆制方法，用于解决人参生长后期由于土壤营养状况逐步恶化、肥力下降、植株生长缓慢、病害严重，导致药材质量降低、产量下降等问题。
[0005]本发明的秸杆堆肥是粉碎的植物秸杆与氮、磷、钾、铁、硼、锰、铜、锌、钥等营养元素共同堆制而成的。各种营养元素的选用及用量范围是根据人参需肥规律而确定的，组分含量合理、数量适宜。所用肥料均为人参栽培中允许使用的，原料市场有售。
[0006]一种用于参地土壤改良的秸杆堆肥，其特征是，按重量百分比由以下原料制成: 尿素 C0(NH2)2，含 N 46%2.00% ?4.00%
磷酸二氢钾 KH2P04，#P20549%、#K20 32% 0.30%?0.60%
硫酸亚铁 FeS04.7H20，含 Fel8%(λ 04% ?(λ 08%
硼酸 Η3Β03，含 Β 17%0.05% ?0.15%
硫酸锰 MnS04.3Η20，含 Μη 27%0.05%?0.15%
硫酸铜 GuS04.5H20，含 Cu 25%0.04%?0.08%
硫酸锌 ZnS04.7H20,含 Zn 23 %0.10 % ?0.30 %
钥酸铵(ΝΗ4) 2Μο04,含 Mo 49 %0.05 % ?0.15 %
植物稻杆余量。
[0007]本发明的试验效果:
1材料与方法
1)供试土壤
供试土壤为暗棕壤，土壤农化性状:有机质62.7g.kg \全氮2.92g.kg \全磷
1.27g.kg \ 全钾 13.8g.kg \ 碱解氮 239.5mg.kg \ 速效磷 18.9mg.kg、速效钾264.3mg.kg \ pH5.6。
[0008]2)试验材料
玉米秸杆，含水量17.0%?20.0%，切成lcm长段，然后粉碎。尿素、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硼酸、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、钥酸铵为市售农用化学肥料。
[0009]3)试验处理及方法
试验处理:试验设4个处理。a.不施用秸杆堆肥(CK)，b.秸杆堆肥用量为5kg.m 2，c.秸杆堆肥用量为10kg.m 2，d.秸杆堆肥用量为15kg.m 2。3次重复，小区面积10m2，随机排列。
[0010]秸杆堆肥的堆制方法:按重量百分比，取尿素3.00%、磷酸二氢钾0.45%、硫酸亚铁0.06%、硼酸0.10%、硫酸锰0.10%、硫酸铜0.06%、硫酸锌0.20%、钥酸铵0.10%、粉碎的玉米秸杆余量。堆制时将上述原料计量，化学肥料先用少量水溶解，然后与植物秸杆混合均匀(3次)，含水量调至60%，pH调至6.5-7.5，然后进行堆制。
[0011 ] 施肥方法:在2005年10月初整地时，将秸杆堆肥均匀地撒在土壤表面，2次翻耕，与参床土壤混合均匀。试验采用“二、三”栽培制，即用2年苗移栽3年。试验地坡度10°，耕翻深度30cm，2005年10月21日移栽，斜栽式。参床宽110cm，高25cm，行距20cm，株距10cm。每行10株，每小区500株。2007年10月11日收获。
[0012]2、试验结果
1)秸杆堆肥对土壤物理性、化学性状的影响
试验结果表明，施用秸杆堆肥对土壤总孔度、通气度和容重有显著影响。秸杆堆肥施用量为10kg.m 2时，土壤总孔度增加11.2个百分点，通气度增加4.1个百分点，容重减少28.22% ;土壤中> 0.25mm的水稳性团粒总量明显增加，其中对人参生长最有价值的粒级(2?0.5mm)达72.4%，增加13.1个百分点。其它团粒，如干团粒与微团粒的数量也相当可观，达到 88.2% ( > 0.25mm)、41.7% ( > 1mm)、80.5% ( > 0.01mm)和 98.5 % ( >0.001mm)，分别增加12.8、11.9、17.6和3.8个百分点。
[0013]研究结果表明，施用秸杆堆肥对土壤化学性状有显著影响。当施用量为5kg.πι2、10kg.m2、15kg.m 2时，土壤碱解氮含量较对照分别增加17.1 %>43.3%和48.0%, 土壤速效磷含量分别增加9.4%、23.2%和25.0%，土壤速效钾含量分别增加13.6%、33.2%和35.0%，土壤有机质含量分别增加9.09%、13.7%和15.7%;当施用量为10kg *m 2时，平均代换量比对照增加34.29%，代换性盐基增加83.97%，盐基饱和度增加21.43个百分点，而施用秸杆堆肥后代换H+比对照减少34.80%，说明施用秸杆堆肥提高了土壤供肥性能。
[0014]2)秸杆堆肥对参根生长的影响
试验结果表明施用秸杆堆肥对参根生长有显著影响。施用量为5kg.m2、10kg.m2、15kg.m 2时,主根长分别为13.9cm, 14.6cm和14.8cm,较对照分别增加8.6 % > 14.1 %和15.6%;主根粗分别为2.72cm、2.93cm和2.98cm，较对照分别增加8.4%U6.7%和18.7%；参根病害明显降低，疫病、菌核病和锈腐病的发生率分别为10.4%,8.0%和7.2%，较对照分别降低 42.9%、56.0%和 60.4%。
[0015]使用本发明对经济效益的影响:本发明中，玉米秸杆每100kg 3.0元，各种肥料成本合计约11.0元，加工及其它费用2.0元，合计16.0元。按1.0m2参地秸杆堆肥用量10.0kg计算，投入成本为1.6元.m 2。按人参增产20.0%计算，可增产人参0.5kg.m 增加收入约15.0元，收入是投入成本的9.37倍，经济效益十分显著。我国农作物秸杆资源数量极其丰富、价格低廉，生产上很易推广应用。因此，本发明为改良参地土壤、充分发挥土壤的生产潜力、提高人参质量和产量提供了一条较好途径。
[0016]【具体实施方式】:
本发明的实施例仅用于说明本发明的实施方式，并不限制本发明的使用范围。例如，没有玉米秸杆也可根据本地资源选择其它植物秸杆。
[0017]本发明中化学肥料应现用现配。
[0018]本发明的秸杆堆肥不能代替其它施肥措施。
[0019]1、秸杆堆肥的堆制:
按重量百分比，取尿素2.00 %?4.00 %、磷酸二氢钾0.30 %?0.60 %、硫酸亚铁0.04% ?0.08 %、硼酸 0.05% ?0.15 %、硫酸锰 0.05 % ?0.15 %、硫酸铜 0.04 % ?0.08%,硫酸锌0.10%?0.30%、钥酸铵0.05%?0.15%、粉碎的植物秸杆余量，堆制时将上述原料计量，化学肥料先用少量水溶解，然后与粉碎的植物秸杆混合均匀，含水量调至60%，pH调至6.5-7.5，然后进行堆制。
[0020]堆制过程按温度的变化分为四个阶段:
发热阶段:堆肥由常温上升到40?50°C，时间为堆肥后40h左右。在这一阶段的初期，以中温好气性微生物为主。随着温度上升，好热性微生物逐渐成为主要种类。肥堆内简单的糖类、淀粉、蛋白质等在该阶段被大量分解，释放出NH3、C02和热量。
[0021]高温阶段:温度在50?70°C，时间为堆肥后40?80h，以好热性真菌、放线菌、芽孢杆菌和梭菌等为主。此时，纤维素、半纤维素和果胶类物质强烈分解，同时释放出大量的热量。在本阶段，除了矿质化过程外，开始出现了腐殖化过程。此阶段堆肥处于一个能自然调节而且延续时间较久的高温期，对于堆肥加速腐熟和杀死堆肥材料中的虫卵、病菌和杂草种子均有重要意义。
[0022]降温阶段:时间在堆肥80h以后。在高温阶段维持一段时间之后，由于纤维素、半纤维素、木质素等残存量减少，或因水分散失和氧气供应不足，微生物生命活动的强度减弱，产热量减少，堆肥温度降到50°C以下。此时，堆肥中微生物种类和数量较高温阶段为多，尤以中温性的纤维分解粘细菌、芽孢杆菌、真菌和放线菌等数量显著增加。部分好热性和耐热性微生物种类，在降温过程中仍然维持着活动。此阶段微生物的作用主要是合成腐殖质，所以腐殖化作用占绝对优势。
[0023]后熟保肥阶段:此阶段继续进行缓慢的矿质化和腐殖化过程，肥堆内的温度仍稍高于气温，堆内物质的C/N比已逐步减小，腐殖质累积量明显增加。但分解腐殖质等有机物的放线菌数量和比例有所增加，嫌气纤维分解菌、嫌气固氮菌和反硝化细菌逐步增多。
[0024]实施例:按重量百分比，取尿素3.00%、磷酸二氢钾0.45%、硫酸亚铁0.06%、硼酸0.10%、硫酸锰0.10%、硫酸铜0.06%、硫酸锌0.20%、钥酸铵0.10%、粉碎的玉米秸杆余量。堆制时将上述原料计量，化学肥料先用少量水溶解，然后与玉米秸杆混合均匀(3次)，含水量调至60%，pH调至6.5-7.5，然后进行堆制。
[0025]例如,制备稻杆堆肥lOOKg,取尿素3.0OKg、磷酸二氣钾0.45Kg、硫酸亚铁0.06Kg、硼酸0.lOKg、硫酸猛0.lOKg、硫酸铜0.06Kg、硫酸锌0.20Kg、钥酸铵0.10Kg，合计4.07Kg,分别用少量水溶解。将前一年风干的玉米稻杆(含水量17.0%?20.0% )切成1cm长段，然后粉碎，取余量。将化学肥料与玉米秸杆混合均匀(3次)，含水量调至60%左右，即用手捏紧刚刚有水流出为宜，pH调至6.5-7.5(用草木灰调节，pH计测定)，然后进行堆制。夏、秋季一般需要1?2个月时间，腐熟度以黑、臭、烂为感官标准。
[0026]2、秸杆堆肥的施用:
本发明在人参栽培中用于参地土壤改良。在前一年整地时，将秸杆堆肥均匀地撒在土壤表面，2次翻耕，与参床土壤混合均匀，第二年播种或移栽。
【主权项】
1.一种用于土壤改良的秸杆堆肥，其特征在于，按重量百分比由以下原料制成:尿素 C0(NH2)2，含 N 46%2.00% ?4.00%磷酸二氢钾 KH2P04，#P20549%、#K20 32%0.30%?0.60%硫酸亚铁 FeS04.7H20，含 Fel8%(λ 04% ?(λ 08%硼酸 Η3Β03，含 Β 17%0.05% ?0.15%硫酸锰 MnS04.3Η20，含 Μη 27%0.05%?0.15%硫酸铜 CuS04.5H20，含 Cu 25%0.04%?0.08%硫酸锌 ZnS04.7H20,含 Zn 23 %0.10 % ?0.30 %钥酸铵(ΝΗ4)2Μο04，含 Mo 49%0.05%?0.15%植物稻杆余量。
【专利摘要】一种用于土壤改良的秸秆堆肥，其特征在于，按重量百分比由以下原料制成：尿素CO(NH2)2，含N46％，2.00％～4.00％；磷酸二氢钾KH2PO4，含P2O549％、含K2O32％，0.30％～0.60％；硫酸亚铁FeSO4·7H2O，含Fe18％，0.04％～0.08％；硼酸H3BO3，含B17％，0.05％～0.15％；硫酸锰MnSO4·3H2O，含Mn27％，0.05％～0.15％；硫酸铜CuSO4·5H2O，含Cu25％，0.04％～0.08％；硫酸锌ZnSO4·7H2O，含Zn23％，0.10％～0.30％；钼酸铵(NH4)2MoO4，含Mo49％，0.05％～0.15％；植物秸杆余量。
【IPC分类】C05F17/00, C05G3/04
【公开号】CN105315095
【申请号】CN201410378899
【发明人】高云
【申请人】高云
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年8月4日