專利名稱：：土壤水分生態(tài)有效性的調控方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種土壤調控方法，特別是涉及一種土壤水分生態(tài)有效性的調控方法。
背景技術：
：水是農(nóng)業(yè)、林業(yè)和生態(tài)建設的基本資源，但由于我國水資源短缺，提倡節(jié)水保水，并高效利用水已成為其生產(chǎn)建設與發(fā)展的一重要技術內(nèi)容。通過對土壤水分特性進行調控，增大其入滲性能，提高飽和吸水量，延長釋水時間，是實現(xiàn)水資源高效利用，達到節(jié)水保水目的的重要技術途徑。目前，關于土壤水分調控主要以簡單的農(nóng)藝水分保墑(如薄膜或秸稈覆蓋等)、高分子保水材料改良(如添加高吸水樹脂、甲殼素類物質等)、無機礦物材料改良(如沸石、蛭石、膨潤土等)、工程防滲處理(如鋪設防水材料等)等措施為主。中國專利審定號CN1016353B公開了一種提高土壤持水能力的方法，其特征在于將土壤與一種2-30%(重量)的混合物混合，該混合物包括(a)—種A型和/或X型金黃沸石，該金黃沸石的Si02含量為37-60%(重量)、MgO含量為0.1-15%、Fe203含量為0.1-2.5%(重量)，并含有10-25%(重量)的A1203、25-35%(重量)的Na20和/或K20和/CaO和/或(NH4)^，以及(b)—種選自蛭石、粘土、含有氮和/或磷和/或鉀的肥料及痕量元素的添加劑，其金黃沸石/添加劑比例為1/10至10/1。其特點是應用了含有瀝濾石棉基質的金黃沸石，該種沸石與天然沸石相比較，由于對水和水溶性有機和無機分子的持留能力強，陽離子交換能力強，且具有寬而規(guī)則的通道和孔室網(wǎng)絡，因此，其改良土壤結構和防止土壤退化的性能異常良好。但是，本專利的基本思想仍是采用傳統(tǒng)的無機礦物材料，并且制取金黃沸石原料種類繁多，程序較為復雜，獲取的改良產(chǎn)品成本高，作為一種方法并不符合技術推廣的要求與標準。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述缺點，提供一種綜合了高分子保水材料、無機礦物材料及特殊功能菌劑的作用，改善土壤物理結構，降低水分滲透率，增大庫水容量及提高持水能力的土壤水分生態(tài)有效性調控方法。本發(fā)明土壤水分生態(tài)有效性的調控方法，其操作步驟包括i)物料按重量份計是有機肥料發(fā)酵劑食用菌渣腐殖酸=i:600800:1530，拌合均勻后得菌肥基料。2)將木醋桿菌種子液按重量百分數(shù)810%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基中，并在機械攪拌發(fā)酵罐中培養(yǎng)57天，保持溫度2830°C，機械攪拌轉速200500r/min，通氣量O.251.OL/min，得細菌纖維素。3)將步驟1)制備的菌肥基料與步驟2)制備的細菌纖維素按重量份1:0.0050.02的配合比例拌合均勻，得水分生態(tài)有效性菌肥基料。4)依次向液壓噴播機中添加重量份為5001000份的水分生態(tài)有效性菌肥基料，31550份膨脹蛭石，3060份粉煤灰，1030份高吸水性樹脂，30005000份水，充分拌合制備成水分生態(tài)有效菌肥漿液，并均勻噴射于土壤表面，噴射厚度《5mm。5)依次向液壓噴播機中添加重量份為1030份的聚丙烯酰胺，28份鈉基膨潤土，3080份麻纖維，250500水，充分拌合制備成保護漿液，并均勻噴射于步驟4)處理后土壤表面，噴射厚度《3mm。6)待步驟5)實施57天后，進行機械翻耕，再重復步驟4)和步驟5)。7)待步驟6)57天后，進行機械均勻翻耕并平整土地即可。其中，步驟1)中的有機肥料發(fā)酵劑為市售產(chǎn)品；食用菌渣為平菇、香菇、木耳等常見食用菌生產(chǎn)的菌渣廢料，干燥粉碎后過8目篩；腐植酸是一種天然有機質，為市售產(chǎn)品；步驟2)中的木醋桿菌種子液(Acetobacterxyli皿m)是木醋桿菌經(jīng)常規(guī)斜面培養(yǎng)及種子基培養(yǎng)得到。木醋桿菌為中科院微生物研究所保藏及商業(yè)提供；步驟2)中的發(fā)酵培養(yǎng)基其組分按g/L計是葡萄糖20、蛋白胨10、酵母粉5、磷酸二氫鈉2.7、檸檬酸1.2、硫酸鎂0.25，pH為6.0，并蒸氣滅菌15min;步驟4)和步驟5)中的膨脹蛭石吸水倍率^IO倍，粉煤灰細度《0.lmm，高吸水性樹脂吸水倍率^300倍、聚丙烯酰胺分子量600-800萬，鈉基膨潤土細度過200目篩，麻纖維細度《0.2mm、長度《8mm。以上均為市售產(chǎn)品。本發(fā)明土壤水分生態(tài)有效性調控方法的優(yōu)點在于其一，使用食用菌渣可增加土壤營養(yǎng)含量，改善土壤物理結構，增大土壤水分吸水能力與庫水容量，其殘留的菌絲體起到活化土壤的作用。其二，應用細菌纖維素，由于其內(nèi)部有很多孔道，具有極強持水性和透水透氣性，能吸收60-700倍水分，并保持較長時間的高濕強度，因此，對土壤的水分特性的調控作用十分顯著。其三，高吸水樹脂、膨脹蛭石、粉煤灰三種物質均具有高效吸水、保水功能，不僅能增大土壤的庫水容量，提高吸水倍率，而且能有效延長土壤釋水時間，使其供水能力提升，供水周期加長。其四，噴射保護漿液一方面保護下層水分生態(tài)有效性菌肥漿液避免降雨沖蝕，另一方面由于自身具有一定的透氣率，可為下層水分生態(tài)有效性菌肥漿液中的微生物活動提供氧氣，同時起到一定保溫作用，促使其在自然田間快速發(fā)酵，在增加土壤養(yǎng)分同時又可對細菌纖維素、高吸水樹脂、膨脹蛭石、粉煤灰等的水分調控功能起增強效應。總之，本發(fā)明集高分子保水材料、有機質材料及無機礦物材料的水分調控功能于一體，對土壤水分特性的調控效果十分顯著，且高效機械化實施，綜合成本較低，操作簡便，易于大面積實施與推廣。主要用于改良土壤的水分特性。具體實施例方式實施例1(—)實施步驟i)物料按重量份計是有機肥料發(fā)酵劑食用菌渣腐殖酸=i:600:is，拌合均勻得菌肥基料。2)將木醋桿菌種子液按重量百分數(shù)8%的接種量接種入發(fā)酵培養(yǎng)基中，并在機械攪拌發(fā)酵罐中培養(yǎng)5天，保持溫30°C，機械攪拌轉速350r/min，通氣量0.25L/min，得細菌纖維素。3)將步驟1)制備的菌肥基料與步驟2)制備的細菌纖維素按重量份1:0.005的配合比例拌合均勻，得水分生態(tài)有效性菌肥基料。44)依次向液壓噴播機中添加重量份為1000份的水分生態(tài)有效性菌肥基料，15份膨脹蛭石，60份粉煤灰，20份高吸水性樹脂，5000份水，充分拌合，制備成水分生態(tài)有效性菌肥漿液，并均勻噴射于土壤表面，噴射厚度《5mm。5)依次向液壓噴播機中添加重量份為20份的聚丙烯酰胺，2份鈉基膨潤土，50份麻纖維，350份水，充分拌合制備成保護漿液，并均勻噴射于步驟4)處理后的土壤表面，噴射厚度《3mm。6)待步驟5)實施5天后，進行機械翻耕，并重復步驟4)和步驟5)。7)待步驟6)實施5天后，進行機械均勻翻耕并平整土地即可。(二)實施效果實施地四川省彭州市升平鎮(zhèn)河灘種植地，土壤為砂壤土，實施面積為5畝。檢測結果表明本發(fā)明調控后的土壤與未調控土壤的水分生態(tài)有效性指標如表l所示。本發(fā)明方法使土壤容重明顯降低，土壤孔隙率增加，并使飽和持水量增加17.05%，有效水含量相對提高54.3%，穩(wěn)定入滲率相對降低34%，釋水速率相對降低44.5%表1本發(fā)明調控后的土壤與未調控土壤的水分生態(tài)有效性指標比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例2(—)實施步驟i)物料按重量份計是有機肥料發(fā)酵劑食用菌渣腐殖酸=i:700:20，拌合均勻得菌肥基料。2)將木醋桿菌種子液按重量百分數(shù)9%的接種量接入醋酸菌發(fā)酵培養(yǎng)基中，并在機械攪拌發(fā)酵罐中培養(yǎng)6天，保持溫度30°C，機械攪拌轉速500r/min，通氣量0.6L/min，得細菌纖維素。3)將步驟1)制備的菌肥基料與步驟2)制備的細菌纖維素按重量份為1:0.02的配合比例拌合均勻，得水分生態(tài)有效性菌肥基料。4)依次向液壓噴播機中添加重量份為500份的水分生態(tài)有效性菌肥基料，35份膨脹蛭石，45份粉煤灰，30份高吸水性樹脂，3000份水，充分拌合制備成水分生態(tài)有效性菌肥漿液，并均勻噴射于土壤表面，噴射厚度《5mm。5)依次向液壓噴播機中添加重量份為30份的聚丙烯酰胺，5份鈉基膨潤土，30份麻纖維，250水，充分拌合制備成保護漿液，并均勻噴射于步驟4)處理后的土壤表面，噴射厚度《3mm。6)待步驟5)實施6天后，進行機械翻耕，并重復步驟4)和步驟5)。7)待步驟6)實施6天后，進行機械均勻翻耕并平整土地即可。(二)實施效果實施地重慶涪陵珍溪城市廢棄地，土壤為砂土，實施面積2畝。檢測結果表明本發(fā)明調控后土壤與未調控土壤的水分生態(tài)有效性指標如表2。本發(fā)明方法使土壤容重明顯降低，土壤孔隙率增加，并使飽和持水量增加17.39%，有效水含量相對提高49.34%，穩(wěn)定入滲率相對降低34.67%，釋水速率相對降低42.18%。表2本發(fā)明調控后土壤與未調控土壤的水分生態(tài)有效性指標比較<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例3(—)實施步驟i)物料按重量份計為有機肥料發(fā)酵劑食用菌渣腐殖酸=i:800:30，拌合均勻后得菌肥基料。2)將木醋桿菌種子液按重量百分數(shù)10%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基中，并在機械攪拌發(fā)酵罐中培養(yǎng)7天，保持溫度28t:，機械攪拌轉速200r/min，通氣量1.OL/min，得細菌纖維素。3)將步驟1)制備的菌肥基料與步驟)制備的細菌纖維素按重量份1:0.01的配合比例拌合均勻，得水分生態(tài)有效性菌肥基料。4)依次向液壓噴播機中添加重量份為800份的水分生態(tài)有效性菌肥基料，50份膨脹蛭石，30份粉煤灰，10份高吸水性樹脂，4000份水，充分拌合制備成水分生態(tài)有效性菌肥漿液，并均勻噴射于土壤表面，噴射厚度《5mm。5)依次向液壓噴播機中添加重量份為10份的聚丙烯酰胺，8份鈉基膨潤土，80份麻纖維，500份水，充分拌合制備成保護漿液，并均勻噴射于步驟4)處理后的土壤表面，噴射厚度《3mm。6)待步驟5)實施7天后，進行機械翻耕，并重復步驟4)和步驟5)。7)待步驟6)實施7天后，進行機械均勻翻耕并平整土地即可。(二)實施效果實施地貴州從江至興義高速公路邊坡綠化示范項目，工程使用土壤為中黏土，實施面積1000m、人工鋪設厚度為30cm)。檢測結果表明本發(fā)明調控后土壤與未調控土壤的水分生態(tài)有效性指標如表3所示。本發(fā)明方法使土壤容重明顯降低，土壤孔隙率增加，并使飽和持水量增加10.69%，有效水含量相對提高21.10%，穩(wěn)定滲透率相對提高124.4%，釋水速率相對提高3.25%表3本發(fā)明調控后土壤與未調控土壤的水分生態(tài)有效性指標比較<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權利要求一種土壤水分生態(tài)有效性的調控方法，其特征在于操作步驟如下1)物料按重量份計是有機肥料發(fā)酵劑∶食用菌渣∶腐殖酸＝1∶600～800∶15～30，拌合均勻后得菌肥基料；2)將木醋桿菌種子液按重量百分數(shù)8～10％的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基中，并在機械攪拌發(fā)酵罐中培養(yǎng)5～7天，保持溫度28～30℃，機械攪拌轉速200～500r/min，通氣量0.25～1.0L/min，得細菌纖維素；3)將步驟1)所得的菌肥基料與步驟2)所得的細菌纖維素按重量份1∶0.005～0.02的配合比例拌合均勻，得水分生態(tài)有效性菌肥基料；4)依次向液壓噴播機中添加重量份為500～1000份的水分生態(tài)有效性菌肥基料，15～50份膨脹蛭石，30～60份粉煤灰，10～30份高吸水性樹脂，3000～5000份水，充分拌合后制備成水分生態(tài)有效菌肥漿液，并均勻噴射于土壤表面，噴射厚度≤5mm；5)依次向液壓噴播機中添加重量份為10～30份的聚丙烯酰胺，2～8份鈉基膨潤土，30～80份麻纖維，250～500份水，充分拌合制備成保護漿液，再均勻噴射于步驟4)處理后的土壤表面，噴射厚度≤3mm；6)待步驟5)實施5～7天后，進行機械翻耕，再重復步驟4)和步驟5)；7)待步驟6)實施5～7天后，進行機械均勻翻耕并平整土地即可。2.如權利要求l所述土壤水分生態(tài)有效性的調控方法，其特征在于步驟l)中的食用菌渣為常見食用菌生產(chǎn)的菌渣廢料，干燥粉碎后過8目篩。3.如權利要求1所述土壤水分生態(tài)有效性的調控方法，其特征在于步驟2)中的發(fā)酵培養(yǎng)基其組分按g/L計是，葡萄糖20、蛋白胨10、酵母粉5、磷酸二氫鉀2.7、檸檬酸1.2、硫酸鎂0.25，pH為6.0，蒸氣滅菌15min。4.如權利要求1所述土壤水分生態(tài)有效性的調控方法，其特征在于步驟4)及步驟5)中的膨脹蛭石吸水倍率^10倍，粉煤灰細度《0.lmm，高吸水性樹脂吸水倍率^300倍、聚丙烯酰胺分子量600-800萬，鈉基膨潤土細度過200目篩、麻纖維細度《0.2mm、長度《8mm。全文摘要本發(fā)明提供一種土壤水分生態(tài)有效性的調控方法，其操作步驟包括制備菌肥基料及細菌纖維素，將二者混合制成水分生態(tài)有效性菌肥基料，再將水分生態(tài)有效性菌肥基料配制成水分生態(tài)有效性菌肥漿液并噴射于土壤表面，然后噴射保護漿液，經(jīng)5～7天后翻耕，重復一次噴射水分生態(tài)有效性菌肥漿液和保護漿液的操作，經(jīng)5～7天后翻耕、平整土地后即可。本發(fā)明對土壤水分特性的調控效果十分顯著，可高效機械化實施，綜合成本較低，操作簡便，易于大面積實施與推廣。主要用于改良土壤的水分特性。文檔編號A01B79/00GK101743790SQ20091021667公開日2010年6月23日申請日期2009年12月10日優(yōu)先權日2009年12月10日發(fā)明者呂佳,孫海龍,李紹才,楊濤,楊立霞申請人:四川大學