一种植烟土壤结构生物改良剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种植烟土壤结构生物改良剂，该改良剂是根据团粒结构形成的原理，利用植物残体、泥炭、褐煤为原料，从中抽取腐殖酸、纤维素、木质素或多糖羧酸类物质，作为团聚土粒的胶结剂。本发明提供的生物改良剂，主要由生物活化剂、复合氨基酸、多种微量元素、活化酶和腐植酸组成。能激活土壤中微生物的活性并促使其以20倍的速度繁殖，补充一定量的嗜盐菌，与土壤中的“土著”微生物一起快速繁殖，微生物的分裂繁殖需要一定量的氯、钠、镁进行营养代谢，因而加速土壤中盐分的转化分解。
【专利说明】
一种植烟土壤结构生物改良剂
技术领域
[0001]本发明属于土壤改良领域，涉及微生物修复，尤其是一种植烟土壤结构生物改良剂。
【背景技术】
[0002]我国主要植烟土壤平均pH为6.5，有42.6 %的土壤pH值介于5.5?7.0之间，属于适宜烤烟生长的土壤pH值，其余57.4 %的土壤pH值不适宜烤烟正常生长，其中21 %的土壤处于酸性状况，36.4的土壤pH值高于7.0。这些土壤需要在今后生产中采取适当的改土措施。烤烟属于喜钾作物，钾对烤烟正常生长和品质至关重要。因此对植烟土壤速效钾含量的正确评价和有针对性地施用钾肥对生产优质烤烟有重要意义。根据土壤分析结果，我国植烟土壤速效钾平均含量为143.4mg/kg。有63.1%的植烟土壤速效钾含量低于150mg/kg。其中，有19.6 %的土壤属于极度缺钾土壤，土壤速效钾含量低于80mg/kg，平均含量仅为57.5mg/kg。另有43.5%的土壤属于缺钾土壤。土壤缺钾仍然是制约烤烟生产的主要因素。
[0003]我国植烟土壤有效硼含量严重不足。有87.9%的土壤属于缺硼土壤，其中，34.5%属于有效硼含量极低的土壤。说明我国植烟土壤缺硼已属于普遍现象。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种能激活土壤中微生物的活性并促使其以20倍的速度繁殖的植烟土壤结构生物改良剂。
[0005]本发明是通过如下技术方案实现发明目的:
[0006]—种植烟土壤结构生物改良剂，该改良剂是根据团粒结构形成的原理，利用植物残体、泥炭、褐煤为原料，从中抽取腐殖酸、纤维素、木质素或多糖羧酸类物质，作为团聚土粒的胶结剂。
[0007]而且，所述多糖羧酸类物质为多聚糖。
[0008]而且，上述生物改良剂的组分包括:
[0009]混合型的降解菌，属于非病原性细菌群落和异养型微生物群体，以麦麸为载体进行培养驯化，取其中间细菌产物混合并干化后形成的粉末状物质，其中麦麸含量为97%-99 %，酶蛋白含量为3 % -4 %，比重为0.5-0.7，外观为淡棕色。
[0010]微生物营养素
[0011 ]该微生物营养素为液体物质，该液体物质比重为1.05?1.15，由水、有机营养物质和无机营养物质组成，
[0012]水的含量为92%_96%，
[0013]有机营养物质的含量为3%?6%，其主要成分为微生物发酵提炼物蛋白质、腐殖酸、蔗糖、果糖、葡萄糖和尿素。其中微生物发酵提炼物蛋白质的含量为2.7 %?3.9%，腐殖酸为1%?1.5%，蔗糖为0.05%?0.1%，果糖为0.019%?0.042%，葡萄糖为0.02%?0.028%,尿素为 0.5%?1%;
[0014]无机营养物质的含量为I%?2%，其主要成分为氯化钠、氨、硫酸铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸锌、氯化钙、硝酸钙、硫酸铁、硫酸锰。其中:氯化钠的含量为0.1 %?0.2 %，氨的含量为0.1 %?0.2 %，硫酸铵的含量为0.2 %?0.4%，磷酸二氢钾的含量为0.2 %?0.4%，磷酸氢二钾的含量为0.2 %?0.4%、硫酸镁的含量为0.06 %?0.12%，硫酸锌的含量为0.05 %?0.1 %，氯化钙的含量为0.03 %?0.06 %，硝酸钙的含量为0.02 %?0.04%,硫酸铁的含量为0.02 %?0.04%，硫酸锰的含量为0.02 %?0.04%。
[0015]本发明具有以下的优点和积极效果:
[0016]1、本发明提供的生物改良剂，主要由生物活化剂、复合氨基酸、多种微量元素、活化酶和腐植酸组成。能激活土壤中微生物的活性并促使其以20倍的速度繁殖，补充一定量的嗜盐菌，与土壤中的“土著”微生物一起快速繁殖，微生物的分裂繁殖需要一定量的氯、钠、镁进行营养代谢，因而加速土壤中盐分的转化分解，在微生物活动中产生的各种有机酸中和土壤碱性，加速土壤有机质和团粒结构的形成，对作物根系生长有害的游离态钠、镁离子被钝化和螯合，加快土壤中盐渍物的转化、迀移，使盐分得以降解，消除其对作物的毒害作用。土壤中的微生物在生物活化剂刺激下不间断地发挥其作用，稳定土壤里各种动植物关系的平衡，达到长治久安的效果。
[0017]2、本发明提供的植烟土壤结构生物改良剂，可采用以多聚糖和腐殖酸类在植物栽培方面的运用较为广泛，多聚糖是一种线性的绕曲的高分子聚合体，在其链条上有大量的一 0H，羟基与粘粒矿物晶体表面上的氧原子形成氢键，由它胶结的微团粒或团粒具有相当程度的稳定性。这样，粘粒表面吸附的水分子被高分子有机化合物取代，而且有机化合物的亲水功能团与粘土矿物的活性点相结合，于是，粘粒表面为疏水的烃链所被覆，从根本上改变了粘粒的水合性和胀缩性，使生成的团粒具有水稳性。
【具体实施方式】
[0018]下面通过具体的实施例来进一步叙述本发明，需要说明的是以下实施例是说明性的，而非限定性的。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方式中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。
[0019]一种植烟土壤结构生物改良剂，土壤结构改良剂是根据团粒结构形成的原理，利用植物残体、泥炭、褐煤等为原料，从中抽取腐殖酸、纤维素、木质素、多糖羧酸类等物质，作为团聚土粒的胶结剂，或模拟天然团粒胶结剂的分子结构和性质所合成的高分子聚合物。前一类制剂为天然土壤结构改良剂，后一类则称为合成土壤结构改良剂。
[0020]天然土壤结构改良剂以多聚糖和腐殖酸类在植物栽培方面的运用较为广泛，笔者试以此为例阐述其运用。多聚糖是一种水溶性天然土壤结构改良剂，它是从瓜尔豆中提取的一种高分子物质，其分子质量大于2.0 X 105u。多聚糖在水溶液中是一种生物不稳定性物质，在土壤中能被微生物降解成小分子物质。因此，改良土壤时，用量大于人工合成改良剂。多聚糖是一种线性的绕曲的高分子聚合体，在其链条上有大量的一 0H，羟基与粘粒矿物晶体表面上的氧原子形成氣键，不意如下:粘土晶面Si —0......HO—R一OH一O一Si粘土晶面，
将分散的土壤颗粒胶结在一起形成团聚体。多聚糖的亲水基一 OH与粘粒的氧键，其键能为20.9—41.9kJ/moI。由它胶结的微团粒或团粒具有相当程度的稳定性。这样，粘粒表面吸附的水分子被高分子有机化合物取代，而且有机化合物的亲水功能团与粘土矿物的活性点相结合，于是，粘粒表面为疏水的烃链所被覆，从根本上改变了粘粒的水合性和胀缩性，使生成的团粒具有水稳性。
[0021]合成土壤结构改良剂以聚丙烯腈为代表。它们是由单体聚合而成的，单体有乙烯单体(CH2 = CH2)、丙烯酸(CH2 = CH—C00H)、丙烯腈单体(CH2 = CH—CN)等。在聚合物链条上有许多功能基，其中有些是活性功能基，如羧基(一C00H)、氨基(一NH2)等。这些活性功能基在溶液中解离后，就使聚合物成为带电离子，或是聚合阴离子，或是聚合阳离子。合成的结构改良剂一般具有很强的粘结力，能把分散的土粒粘结成稳固的团粒。
[0022]生物改良剂的组分包括:
[0023]混合型的降解菌，属于非病原性细菌群落和异养型微生物群体，以麦麸为载体进行培养驯化，取其中间细菌产物混合并干化后形成的粉末状物质，其中麦麸含量为97%-99 %，酶蛋白含量为3 % -4 %，比重为0.5-0.7，外观为淡棕色。
[0024]微生物营养素
[0025]该微生物营养素为液体物质，该液体物质比重为1.05?1.15，由水、有机营养物质和无机营养物质组成，
[0026]水的含量为92%_96%，
[0027]有机营养物质的含量为3%?6%，其主要成分为微生物发酵提炼物蛋白质、腐殖酸、蔗糖、果糖、葡萄糖和尿素。其中微生物发酵提炼物蛋白质的含量为2.7 %?3.9%，腐殖酸为1%?1.5%，蔗糖为0.05%?0.1%，果糖为0.019%?0.042%，葡萄糖为0.02%?0.028%,尿素为 0.5%?1%;
[0028]无机营养物质的含量为I%?2%，其主要成分为氯化钠、氨、硫酸铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸锌、氯化钙、硝酸钙、硫酸铁、硫酸锰。其中:氯化钠的含量为0.1 %?0.2 %，氨的含量为0.1 %?0.2 %，硫酸铵的含量为0.2 %?0.4%，磷酸二氢钾的含量为0.2 %?0.4%，磷酸氢二钾的含量为0.2 %?0.4%、硫酸镁的含量为0.06 %?0.12%，硫酸锌的含量为0.05 %?0.1 %，氯化钙的含量为0.03 %?0.06 %，硝酸钙的含量为0.02 %?
0.04%,硫酸铁的含量为0.02 %?0.04%，硫酸锰的含量为0.02 %?0.04%。
[0029]改良剂的配置方法是:
[0030]I)用温水将降解菌激活，当固定在麦麸载体上降解菌种通过温水(温度20-30°C，且水中不含杀菌剂)激活时，通常的比例是IKg的菌种，用8-10升的水来激活，先用水浸泡
0.5-2.0小时，并去除麦麸载体。菌种一旦用水激活建议尽快使用，放置时间不应超过24小时。
[0031]2)微生物营养素、微生物生长加速剂两种产品为液态产品，使用时可以用清水稀释后使用，稀释比例为(5-10):1。
[0032]3)对于厚度为30厘米，面积为100平方米的处理面积，需要投加使用固体粉末状重金属降解菌I公斤?2公斤，液体微生物营养素75公斤?100公斤，微生物生长加速剂20公斤?30公斤。
[0033]4)初次投加时，按照上述剂量，首先将重金属降解菌群一次性全部投加，微生物营养素和微生物生长加速剂首次投加总量的20% (W/W)。随后每10天喷洒一次微生物营养素和微生物生长加速剂的混合液，同时增补水分并进行土壤翻耕曝氧，直至土壤的重金属含量达到要求的指标为止。
[0034]5)根据污染土壤中重金属污染程度的不同以及对处理后土壤重金属含量要求的差异，处理时间一般为3-6个月。
[0035]本发明在中国植烟土壤的应用效果说明:
[0036]中国植烟土壤长期片面重视化学肥料，致使土壤有机质含量锐减，土壤物理性状恶化，尤其是团聚体数量和质量的下降，土壤通气状况退化。研究证明土壤的物理性状对烟叶的品质和产量有着重要影响，其中尤以通气状况和水分状况之间的平衡，控制了大部分品质要素。
[0037]烟草是需氧较多的植物，依靠氧维持根系功能。土壤孔性和结构性又决定了氧气的供应状况。由于烟碱是在烟草根部，尤其是在幼根和根毛等部位形成，保持良好的土壤通气性有利于烟碱的合成。土壤通气性不良，则土壤供氧不足，根系呼吸受阻，新生根的形成和活性就会降低，直接影响烟碱合成。所以施用土壤结构改良剂，改善土壤通气性，有利于烟碱的合成。
[0038]土壤通气状况和水分状况还影响植物对养分的吸收。通气良好的环境，能使根部供氧状况良好，并能促使呼吸产生的C02从根际散失。根际土壤中氧气的含量高，能促进烟株根系的有氧呼吸，有利于植物对养分的吸收。水分对烟株生长，特别是对根系的生长有很大影响，也同样间接影响养分的吸收。烟草对K+的使用具有一定要求。对K+而言，缺水既可降低其从土粒向根表的迀移速率，也可减弱根系的吸收能力。试验证明:保持土壤湿润，缓解干湿交替过程是提高K+有效性的重要措施。
[0039]土壤改良在烟草种植上的运用效果
[0040]土壤结构改良剂能有效地改善土壤团粒结构，减小土壤容重，增加总孔隙度。土壤改良剂能使分散的土粒形成微团聚体，进一步形成团聚体，不仅增加土壤中水稳性团聚体的含量，而且显著提高团聚体的质量。在盆栽土壤试验中，大团聚体含量比对照增加了，PHM为 20.88%, VAM 为 4.73%, HNA 为 2.24 %。根据试验，施入 0.05 % CRD—1816后，2—5mm 及大于5mm的团粒占团粒总数的63 %，施用量增至0.15 %时，则达90 %，而对照仅为11 %。结构改良剂促进团粒结构形成的同时，还提高了土壤总孔隙度，降低了土壤容重，调节三相比，提高地温，缩小膨胀率，明显地改善粘土的物理性状。土壤改良剂的运用能够增强烟草的抗旱抗病性。
[0041]总之，烟草是一种利润较高的经济作物，施用土壤结构改良剂，能提高烟叶外观品质和内在质量，提高产值及投入产出比，而且该项技术易于推广，见效快。因此，土壤结构改良剂在烟草生产上有广阔的应用前景，能为烟农的增产增收提供服务。
[0042]本项目就是应用我公司与中国环科院共同研发的土壤生物改良剂，针对我省植烟土壤退化情况，选择5个代表区域(县)，进行植烟土壤生物改良，提高烟叶品质，促进植烟土壤可持续发展。
[0043]该产品是一种生物改良剂，主要由生物活化剂、复合氨基酸、多种微量元素、活化酶和腐植酸组成。能激活土壤中微生物的活性并促使其以20倍的速度繁殖，补充一定量的嗜盐菌，与土壤中的“土著”微生物一起快速繁殖，微生物的分裂繁殖需要一定量的氯、钠、镁进行营养代谢，因而加速土壤中盐分的转化分解，在微生物活动中产生的各种有机酸中和土壤碱性，加速土壤有机质和团粒结构的形成，对作物根系生长有害的游离态钠、镁离子被钝化和螯合，加快土壤中盐渍物的转化、迀移，使盐分得以降解，消除其对作物的毒害作用。土壤中的微生物在生物活化剂刺激下不间断地发挥其作用，稳定土壤里各种动植物关系的平衡，达到长治久安的效果。该技术产品的作用机理如下:
[0044]1.活化酶激活有益细菌的酵素调整，产生新的动态能，构建有效细菌的群体新界面，从而形成土壤中热-气的微观循环。
[0045]2.耦合振动有助土壤团粒构造，从而形成气-水的微观循环
[0046]3.线形绕曲聚合，有机化合物的亲水功能团和活性点相结合，从而形成土壤水-月巴的微观循环。
[0047]4.螯和作用，降解废、毒元素，有助植物生长，从而形成土壤与生物圈的宏观循环。
[0048]该技术在土壤改良中的应用，能有效改善土壤理化性状，增强土壤的团粒结构，提高土壤的透气性，有利于烟碱的合成，对提高烟叶的品质具有很好的效果。
[0049]能促使土壤微生物成几何倍数的快速繁殖，补充土壤中的各种植物所需的微量元素，降解土壤有害物质的残留，增强烟草的抗旱抗病性。提高土壤水-肥的微观循环，有利于土壤氮磷钾等养分的有效利用，减少化肥的使用量，逐步将我省的烟叶基地建成有机烟叶基地。
【主权项】
1.一种植烟土壤结构生物改良剂，其特征在于:该改良剂是根据团粒结构形成的原理，利用植物残体、泥炭、褐煤为原料，从中抽取腐殖酸、纤维素、木质素或多糖羧酸类物质，作为团聚土粒的胶结剂。2.根据权利要求1所述的植烟土壤结构生物改良剂，其特征在于:所述多糖羧酸类物质为多聚糖。3.根据权利要求1所述的植烟土壤结构生物改良剂，其特征在于:所述生物改良剂的组分包括: 混合型的降解菌，属于非病原性细菌群落和异养型微生物群体，以麦麸为载体进行培养驯化，取其中间细菌产物混合并干化后形成的粉末状物质，其中麦麸含量为97%-99%，酶蛋白含量为3 % -4 %，比重为0.5-0.7，外观为淡棕色。 微生物营养素 该微生物营养素为液体物质，该液体物质比重为1.05?1.15，由水、有机营养物质和无机营养物质组成， 水的含量为92%-96%， 有机营养物质的含量为3 %?6 %，其主要成分为微生物发酵提炼物蛋白质、腐殖酸、蔗糖、果糖、葡萄糖和尿素。其中微生物发酵提炼物蛋白质的含量为2.7 %?3.9 %，腐殖酸为.1%?1.5%，鹿糖为0.05%?0.1 %，果糖为0.019%?0.042%，葡萄糖为0.02%?.0.028%，尿素为0.5%?1%;无机营养物质的含量为1%?2%，其主要成分为氯化钠、氨、硫酸铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸锌、氯化钙、硝酸钙、硫酸铁、硫酸锰。其中:氯化钠的含量为0.1 %?0.2 %，氨的含量为0.1 %?0.2 %，硫酸铵的含量为0.2 %?0.4%，磷酸二氢钾的含量为0.2%?0.4%，磷酸氢二钾的含量为0.2%?0.4%、硫酸镁的含量为.0.06 %?0.12 %，硫酸锌的含量为0.05 %?0.1 %，氯化钙的含量为0.03 %?0.06 %，硝酸钙的含量为0.02%?0.04%，硫酸铁的含量为0.02%?0.04%，硫酸锰的含量为0.02%?.0.04%。
【文档编号】C09K17/32GK105860978SQ201610374566
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】李臻
【申请人】天津地冠科技有限公司