专利名称：：一种用于参地土壤改良的秸秆堆肥及其堆制方法
技术领域：
：本发明属于农业
技术领域：
，涉及一种用于参地土壤改良的秸秆堆肥及其堆制方法。
背景技术：
：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。有机物料是土壤肥力的主要补给者，农作物秸秆是有机物料的一种。我国农作物秸秆占作物生物总量的50%左右，是一类价格低廉、数量极其丰富、能直接利用的有机肥资源。我国施用有机物料培肥土壤的历史可追朔到二千四百年前。在长期的农业生产实践中，我国农民积累了相当丰富的有机物施用经验。我国农学和土壤学家们总结并发展了祖先的经验和理论，在有机物施用理论方面，进行了大量研究工作。有大量的研究资料表明(朱玉芹等玉米秸秆还田培肥地力研究综述.玉米科学,2004年12巻3期；武志杰等玉米秸秆还田培肥土壤的效果.应用生态学报，2002年13巻5期)，秸秆还田后能增加土壤有机质和养分含量，有利于更新土壤腐殖质组成并提供稳定的腐殖质，维持土壤有机质平衡，改善土壤理化性状，促进土壤养分循环，提高土壤生物活性，增加微生物数量(细菌和放线菌)。同时，土壤容重下降、孔隙度增加、含水率提高、紧实度下降、地温升高。秸秆堆肥中含有大量有机质和氮、磷、钾及微量元素等植物必须的矿质元素，是一种很好的肥料和土壤改良剂。施用秸秆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。玉米秸秆还田后，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，秸秆对土壤有机质的保持和提高要好于土粪，土粪好于牛粪。秸秆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。国内外对秸秆堆肥改良大田作物、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。检索表明，目前尚未发现秸秆堆肥用于参地土壤改良的专利技术。本发明将秸秆堆肥用于参地土壤改良，达到了改良土壤、增加人参产量、提高质量的目的，同时具有原料易得、成本低、使用方便的优点。
发明内容本发明目的是提供一种用于参地土壤改良的秸秆堆肥及其堆制方法，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。本发明的秸秆堆肥是粉碎的植物秸秆与氮、磷、钾、铁、硼、锰、铜、锌、钼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。一种用于参地土壤改良的秸秆堆肥，其特征是，按重量百分比由以下原料制成尿素co(NH2)2含N46。/q磷酸二氢钾(KH2P04)含P20s49%、含K2032%硫酸亚铁(FeS047H20)含Fel8。/。硼酸(h3b0。含b17%硫酸锰(MnS043H20)含Mn27%硫酸铜(CuS045H20)含Cu25。/。硫酸锌(ZnS047H20)含Zn23n/0钼酸铵(NH4)2Mo04含Mo49%植物秸杆本发明的试验效果试验于2004—2007年在吉林农业大学抚松试验基地进行，人参品种为"大马牙"。1材料与方法l)供试土壤供试土壤为暗棕壤，土壤农化性状有机质62.7g'kg—1，全氮2.92g'kg1，全磷1.27g'kg1，全钾13.8g'kg1，碱解氮239.5mg'kg—1，速效磷18.9mg'kg—1，速效钾264.3mgkg1，pH5.6。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、钼酸铵为市售农用化学肥料。3)试验处理及方法试验处理试验设4个处理。a.不施用秸秆堆肥(CK)，b.秸秆堆肥用量为5kg'm—2，c.秸秆堆肥用量为lOkg'm2,d.秸秆堆肥用量为15kg'm2。3次重复，小区面积10m2，随机排列。秸秆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%、钼酸铵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，然后与植物秸秆混合均匀(3次)，含水量调至60%，？11调至6.5-7.5，然后进行堆制。施肥方法在2005年10月初整地时，将秸秆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IO。，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。2、试验结果1)秸秆堆肥对土壤物理性、化学性状的影响试验结果表明，施用秸秆堆肥对土壤总孔度、通气度和容重有显著影响。秸秆堆肥施用量为10kgTn—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(20.5111111)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%(>1国)、80.5%OO.Olmm)和98.5%(〉0扁mm),分别增加12.8、11.9、17.6和3.8个百分点。研究结果表明，施用秸秆堆肥对土壤化学性状有显著影响。当施用量为5kg-m—2、10kg*m-2、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°/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，而施用秸秆堆肥后代换lT比对照减少34.80%,说明施用秸秆堆肥提高了土壤供肥性能。2)秸秆堆肥对参根生长的影响试验结果表明(表l-2)施用秸秆堆肥对参根生长有显著影响。施用量为5kg'nf2、10kg'nT2、15kg'ml寸，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%、16.7%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%。表1秸秆堆肥对人参主根生长的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>3)秸秆堆肥对人参质量、产量的影响试验结果表明(表3-5),施用秸秆堆肥对人参不同部位皂苷含量有显著影响。秸秆堆肥施用量为5kg*m—2、lOkg'm—2、15kg*m—2时，参根皂苷含量较对照分别增加9.8%、12.6%和14.5%，茎皂苷含量分别增加9.1%、14.5%和15.8%，叶片皂苷含量分别增加7.3%、18.3%和20.2%，总氨基酸含量分别增加8.42%、13.48°/0和13.78%;人参产量较对照分别增加12.7%、20.1%和23.4%，差异达到显著或极显著标准。表3秸秆堆肥对人参皂苷含量的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表4秸秆堆肥对人参总氨基酸含量的影响(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>3、结论本发明的试验结果表明，施用秸秆堆肥后土壤物理、化学性状明显改善。对参根生长有显著影响，主根长、主根粗明显增加，参根病害明显降低，人参质量和产量显著提高。使用本发明对经济效益的影响本发明中，玉米秸秆每100kg3.0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1.01112参地秸秆堆肥用量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—2，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。我国农作物秸秆资源数量极其丰富、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。具体实施例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秆。本发明中化学肥料应现用现配。本发明的秸秆堆肥不能代替其它施肥措施。1、秸秆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%0.15o/o、硫酸锰0.05%0.15%、硫酸铜0.04%0.08%、硫酸锌0.10%0.30%、钼酸铵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秆混合均匀，含水量调至60%，pH调至6.5-7.5，然后进行堆制。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405(TC，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。高温阶段温度在5070'C，时间为堆肥后4080h，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。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5(TC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。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。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%、钼酸铵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，然后与玉米秸秆混合均匀(3次)，含水量调至60%，pH调至6.5-7.5，然后进行堆制。例如，制备秸秆堆肥100Kg，取尿素3.00Kg、磷酸二氢钾0.45Kg、硫酸亚铁0.06Kg、硼酸0.10Kg、硫酸锰0.10Kg、硫酸铜0.06Kg、硫酸锌0.20Kg、钼酸铵O.lOKg，合计4.07Kg，分别用少量水溶解。将前一年风干的玉米秸杆(含水量17.0%20.0%)切成lcm长段，然后粉碎，取余量。将化学肥料与玉米秸秆混合均匀(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12个月时间，腐熟度以黑、臭、烂为感官标准。2、秸秆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，将秸秆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。权利要求1、一种用于参地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2、如权利要求l所述的一种用于参地土壤改良的秸秆堆肥的堆制方法，其特征在于是将氮、磷、钾、铁、硼、锰、铜、锌、钼等营养元素与粉碎的植物秸秆共同堆制而成的。3、如权利要求1和2所述的一种用于参地土壤改良的秸秆堆肥的使用方法，其特征在于在前一年整地时，将秸秆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。2.00%'0.300;0.04%'0.05%'0.05%'0.04%'O.腦'0.05%''4.00%'0.60%力.08%力.15%力.15%'0.08%力.30%'0.15%全文摘要一种用于参地土壤改良的秸秆堆肥及其堆制方法，属于农业
技术领域：
。本发明解决了人参连续多年在同一地点生长，随栽培年限延长，土壤条件逐步恶化，肥力下降，人参病害严重、产量下降、质量降低的问题。本发明按重量百分比由尿素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％、钼酸铵0.05％～0.15％，粉碎的植物秸杆余量，共同堆制而成。在前一年整地时，将秸秆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。本发明用于参地土壤改良，可以使人参主根长、主根粗明显增加，参根病害明显降低，人参质量和产量显著提高。文档编号A01C21/00GK101250074SQ200810050509公开日2008年8月27日申请日期2008年3月18日优先权日2008年3月18日发明者于福来,刘淑霞,王得清,英赵,魏汉莲申请人:吉林农业大学