利用秸秆的盐碱型土壤改良剂及其用途的制作方法

本发明涉及农业种植和农业废弃物资源化领域，特别是涉及通过农业废弃物的资源化利用来解决农业种植问题的技术领域，更为具体的说是涉及利用秸秆的盐碱型土壤改良剂及其用途。

背景技术：

盐碱型土壤由于其土体含盐量超过0.15％，且土壤呈现过强碱性，从而对于种植在盐碱型土壤中的农作物产生重大影响，容易造成作物产量低且产量不稳定。由于缺少必要的调蓄工程等改良方式，这些盐碱型土壤就形成了业内所说的盐碱型中低产田。

盐碱型中低产田在我国东北、华北和江苏省北部广泛分布。盐碱型中低产田的广泛分布制约了粮食种植业的稳产和高产。

研究发现，其对粮食种植产业的主要障碍因素是土壤盐渍化。也就是说，盐碱型土壤具有土壤含盐量高、土壤结构性差、大团聚体含量低、有机质含量低、水分和养分保蓄能力差等特征。

因此，如何改良盐碱型土壤，如何通过合理施加土壤改良剂消除低产障碍因子、改良土壤性状，从而提高地力、达到高产稳产的效果是目前农业研究领域，特别是农业种植领域研究的重点和难点。

秸秆是农业种植生产中产生的主要废弃物。据统计，我国现在一年的秸秆产量已经达到6.0×10⁸t以上，并且这一数字还在逐年上升。传统的焚烧式处理方式对环境有着严重的危害。因此秸秆的资源化综合利用已经成为农业领域重要的研究课题之一。探索合理有效的秸秆处理方式迫在眉睫。

由于秸秆中含有大量作物生长的所需养分，因此目前秸秆综合利用的主要方式是通过“秸秆还田”的方式。利用秸秆还田的方式可以增加土壤有机质含量和养分含量，并且可以在一定程度上对土壤产生疏松作用。但是，在实际应用中，发现秸秆还田过程中仍然存在一系列的问题。譬如有学者就曾经指出，过量秸秆不经处理直接还田会带来秸秆腐解缓慢、阻碍作物发芽及生长、降低产量、增加病虫害等等一系列负面影响。

因此，合理、有效、大量的利用废弃秸秆是目前农业领域，特别是农业废弃物综合治理领域重要的研究内容。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，以秸秆这一农业废弃物为主要基料，通过合理添加其他改良组分，形成可降低盐害、改善土壤结构、提高土壤肥力和作为产量的秸秆型调理剂，为我国盐碱型中低产田的改良提供科学依据，并同时解决秸秆废弃物的处理问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种盐碱型土壤改良剂，由秸秆、石膏、有机肥、聚丙烯酰胺(pam)、黄腐酸、尿素、和促腐剂组成。

其中，所述的有机肥是指符合ny525-2012标准的有机肥。主要技术指标包括：有机质分子质量(以烘干基计)45；总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)的质量分数(以烘干基计)≥5.0；水分(鲜样)的质量分数≤30；酸碱度(ph)5.5-8.5。

同时，本发明中所说的促腐剂为：市售的针对作物秸秆的速腐型有机物料腐熟剂(粉剂)，其有效活菌数>1亿/g，主要菌种为娄彻氏链霉菌和地衣芽孢杆菌。

作为优选的技术方案，本发明中所述的盐碱型土壤改良剂中各组分的质量比为：秸秆75-300份、石膏300-800份、有机肥150-450份、聚丙烯酰胺0.1-0.3份、黄腐酸0.3-0.9份、尿素0.5-2.0份、促腐剂0.25-1.0份。

更为优选的，所述盐碱型土壤改良剂中各组分的使用质量为秸秆75-300kg/亩、石膏300-800kg/亩、有机肥150-450kg/亩、聚丙烯酰胺0.1-0.3kg/亩、黄腐酸0.3-0.9kg/亩、尿素0.5-2.0kg/亩、促腐剂0.25-1.0kg/亩。

更为优选的是，所述盐碱型土壤改良剂为以下任意一种配方：

其中最为优选的是，所述盐碱型土壤改良剂中各组分的质量比为：秸秆300份、石膏550份、有机肥150份、聚丙烯酰胺0.3份、黄腐酸0.9份、尿素2.0份、促腐剂1.0份。

同时，在本发明中还公开了所述盐碱型土壤改良剂在盐碱型土壤改良中的用途。

更为优选的是，所述盐碱型土壤改良剂在改良盐碱型土壤改良过程中各组分使用量优选为以下任意一种配方：

作为一种优选的技术方案，本发明还公开了所述盐碱型土壤改良剂对用于小麦种植的盐碱型土壤的改良用途。

进一步的，本发明还公开了所述盐碱型土壤改良剂在小麦出苗阶段对盐碱型土壤的改良用途。

其中进一步优选的，所述盐碱型土壤改良剂的使用量为：

同时，本发明还公开了所述盐碱型土壤改良剂在小麦生长阶段对盐碱型土壤的改良用途。

其中进一步优选的，所述盐碱型土壤改良剂的使用量为：

进一步优选的，所述盐碱型土壤改良剂的使用量优选为秸秆300kg/亩、石膏550kg/亩、有机肥150kg/亩、聚丙烯酰胺0.3kg/亩、黄腐酸0.9kg/亩、尿素2.0kg/亩、促腐剂1.0kg/亩。

采用本发明公开的技术方案可以显著提高提高盐碱型土壤田间持水量，同时有效降低盐碱型土壤的碱性和可溶性盐浓度，并且显著增加土壤大团聚体的含量，显著降低土壤的容重和硬度。且随着改良剂的加入，土壤的有机质含量显著增加。通过小麦的出苗率对本发明公开的土壤改良剂进行效果考察，结果显示小麦出苗率显著提高，显示本发明公开的土壤改良剂是一种优良的盐碱型中低产田的改良调理剂。

附图说明

图1是添加不同改良剂配方下土壤各粒级水稳性团聚体百分含量示意图，其中不同小写字母表示处理间存在显著差异(p<0.05)；

图2是添加不同改良剂配方下土壤容重示意图，其中不同小写字母表示处理间存在显著差异(p<0.05)；

图3是不同处理下土层0-5cm与5-10cm最大土壤硬度示意图，其中不同小写字母表示处理间存在显著差异(p<0.05)；

图4是添加不同改良剂配方下土壤有机质含量示意图，其中不同小写字母表示处理间存在显著差异(p<0.05)；

图5是添加不同改良剂配方下小麦6天(a)和10天(b)的出苗率，其中不同小写字母表示处理间存在显著差异(p<0.05)；

图6是不同改良剂配方处理后小麦的产量，其中不同小写字母表示处理间存在显著差异(p<0.05)。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面我们结合具体的实施例对本发明进行进一步的阐述。

实施例1-16

分别按照下表(表1)所示的各组分含量制备盐碱型土壤改良剂；

表1：

制备方法为：

因黄腐酸粉末吸水性强，在空气中易吸湿粘粘，故宜将黄腐酸按照单位面积土地施用量溶解于水后进行喷洒。

将石膏、有机肥、聚丙烯酰胺、秸秆、尿素、促腐剂直接按照组方量进行混合。

其中促腐剂是采购自南京宁粮生物工程有限公司生产的针对作物秸秆的速腐型有机物料腐熟剂(粉剂)，其有效活菌数>1亿/g，主要菌种为娄彻氏链霉菌和地衣芽孢杆菌。

实施例17

收集江苏北部的风干盐碱型土壤作为供试土壤。并将土壤等分为17份，称重后，每份重量为1450g。

根据表1中各组分的使用量，换算后，将实施例1-实施例16中制备得到的盐碱型土壤改良剂施于其中的16份土壤中，分别编号为配方1-配方16。

然后第17份土壤不进行处理，作为对照使用，编号为ck。

分别对17份土壤的理化性质进行检测，检测结果见表2，及图1-4。

表2：

注：同列不同小写字母表示处理间存在显著差异(p<0.05)

下面我们就结果进行讨论。

根据表2我们可以看出：供试土壤的田间持水量较低，仅为19.56％，通过加入本发明公开的盐碱型土壤改良剂后，持水量上升明显，同时，供试土壤碱性较强，ph值达到8.12，通过添加本发明公开的土壤改良剂后，其ph值明显下降至中性环境，其中配方4-9和配方11处理后的土壤ph降低达8.8％以上，达到显著水平(p<0.05)。并且，关注表2中的可溶性盐浓度数据，我们可以看出，供试土壤的可溶性盐浓度为4.95g/kg，而经过本发明公开的盐碱型土壤改良剂优化后土壤可溶性盐浓度均有明显降低，可溶性盐浓度降低达32.3％-41.6％，为显著降低水平(p<0.05)。

根据图1我们可以看出供试土壤结构较差，以微团聚体和<0.053mm的微小土壤颗粒为主，大团聚体含量低(15.0％)，各土壤改良剂配方对土壤团聚体粒级分布产生了不同的影响。各处理的大团聚体含量相对对照均有所上升，其中配方2、4、7和12处理下显著上升，大团聚体(>0.25mm)含量分别提升至23.78％、22.18％、24.04％和23.39％；大于1mm团聚体含量由对照的10.1％分为提升到15.6％、15.5％、16.8％和16.4％。

土壤团聚体粒级分布特征是反映土壤结构性优劣的重要指标。大于1mm团聚体含量通常被看作土壤结构好坏的指标之一，本发明所公开的盐碱型土壤改良剂对土壤的团聚体粒级分布具有很好的改善效果，其中配方2、配方4、配方7、配方12这四个配方对土壤结构有明显改善。

根据图2和图3我们可以看出，添加不同改良剂配方均不同程度降低了土壤的容重和硬度。与不添加调理剂的对照相比，配方4和配方7添加后土壤容重分别降低了13.7％和14.5％，达到显著水平(p<0.05)。本发明所公开的盐碱型土壤改良剂能够很大程度上影响土壤容重，可以有效降低土壤容重和土壤硬度，环节土壤板结与紧实的问题。

下面我们继续关注图4，根据图4我们可以看到供试土壤砂瘦、瘠薄，有机质含量低至8.05g/kg。不同配方添加后有机质含量均有所增加。配方4和配方7处理有机质含量达到11％以上，增加量高达25.6％以上。

综上，我们看到本发明公开的盐碱型土壤改良剂对土壤ec、ph、有机质含量和土壤容重、硬度、团聚体粒级分布等指标均体现出良好的改善效果，可以作为盐碱型土壤改良剂对盐碱型土壤进行调理，从而克服盐碱型土壤存在的土壤含盐量高、土壤结构性差、大团聚体含量低、有机质含量低、水分和养分保蓄能力差等土壤障碍因子，使其适合于植物体生长。

实施例18

向实施例17中制备得到的编号1-16以及ck的土壤中播种小麦种子，并全程监控小麦从播种至成熟收获各个阶段的生长状态。测定小麦出苗及产量指标，结果如图5和图6所示。

根据图5我们可以看到，配方5、7、10和配方14可以有效提高小麦种子的发芽率。值得说明的是，为了体现本发明对出苗率的提高效果，因此在本发明图5反应的是小麦种植后6天和10天后的出苗率结果。部分调理剂配方处理的小麦出苗出现轻微延迟现象，但10天后各配方改良后的土壤小麦的出苗率均达到80％以上。

然后我们观察图6，可以看到供试土壤盐分含量较高、基础肥力及土壤结构较差，导致产量较低(9596kg/km²)，属典型的盐碱型中低产田。

全量秸秆粉碎还田并配施尿素和秸秆促腐剂，解决了因氮素缺乏、微生物活性低等原因造成的秸秆腐解缓慢问题，秸秆、有机肥、pam、石膏和黄腐酸等的合理添加不仅提高了土壤有机质含量和保水性，改善了土壤结构，同时降低了土壤盐分含量和酸碱度，整体上改善了土壤性状，促进了为小麦出苗和生长，最终提高了小麦产量。

其中配方7的产量最高，经对比对照例中的产量，小麦产量提高15.17％。

因此，经过本发明公开的盐碱型土壤改良剂改良后的土壤对于小麦的出苗和产量均具有较高的提升作用。

以上所述是本发明的具体实施方式。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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。