土壤抗侵蝕性的調控方法

2023-04-27 09:36:06 1

專利名稱：：土壤抗侵蝕性的調控方法
技術領域：
：本發明涉及一種土壤調控方法，特別是涉及一種應用於農業、林業、園林及生態恢復等領域中的土壤改良與治理的土壤抗侵蝕性的調控方法，。
背景技術：
：土壤是農業和自然生態系統的基本資源，是生產糧食、蔬菜、林木、地被、草坪等的物質基地。但由於人類對土壤的不合理的開發利用，土壤日益沙化、荒漠化及鹽鹼化，土壤質地的不斷退化引發了嚴重的水土流失，致使我國可利用的土地資源顯得更加缺乏，土壤流失已成為我國農業、林業及生態建設可持續發展的遏制性因子。傳統的土壤抗侵蝕方法主要是在土壤表面覆蓋一些材料保護土壤不被侵蝕，如覆蓋秸稈切碎物、覆蓋草毯、鋪植植生帶、鋪設草皮等，屬於短暫保護性措施。中國專利1074237C公開了土壤保護纖維棉網防止土壤侵蝕的生物工程方法，該發明是一種由聚乙烯純加強網、聚酯纖維棉網、含有種子和肥料以及土壤改良劑等的混合物、棉質或紙質無紡布構成的土壤保護棉網，覆蓋在土壤表面來固定土壤顆粒，遇到降水時能形成導水層排除土壤積水，保護土壤不被侵蝕。該專利方法雖然對土壤侵蝕具有一定防止作用，但並非從本質上增強土壤抗侵蝕能力，控制水土流失。在種子未萌發生根前，土壤保護纖維棉網僅能對降雨濺蝕發揮作用，對土壤表面徑流衝蝕並不起作用，尤其是大雨或暴雨條件下，若纖維網未固定牢固，整個網都可能被衝刷掉。而且，該方法中的土壤保護纖維棉網並非市售產品，實施時需預先製作，操作較為麻煩。
發明內容本發明的目的在於克服上述缺點，提供一種能改善土壤團粒結構，增加土壤水穩定性、減少徑流對土壤的衝蝕，有效控制水土流失的土壤抗侵蝕調控方法。本發明土壤抗侵蝕性調控方法，其操作步驟如下1)原料按重量份計是有機肥料發酵劑1份，食用菌渣600800份，腐植酸1530份，水30004500份，將其放入液壓噴播機中，充分拌合後製備成菌肥漿液，並均勻噴射於土壤表面，噴射厚度《5mm。2)原料按重量份計是聚丙烯醯胺1020份，黃原膠510份，麻纖維3080份，水250500份，將其放入液壓噴播機中，充分拌合後製備成保護漿液，並均勻噴射於步驟1)處理後的土壤表面，噴射厚度《3mm。3)原料按重量份計是秸稈青料2030份，水120200份，纖維素酶11.5份，將其放入機械攪拌發酵罐中，充分攪拌均勻，並於485(TC溫度下保持35天，其間每天充分攪拌1次，得秸稈纖維素酶解液，其中，秸稈青料長度《2cm。4)待步驟2)實施完57天後，對土壤進行機械翻耕，同時向土壤中均勻噴射步驟3)所得的秸稈纖維素酶解液。5)向步驟4)處理後的土壤表面均勻噴射步驟2)所得保護漿液，噴射厚度《3mm，實施35天後，再次進行機械翻耕並平整土地即可。3其中，有機肥料發酵劑為市售產品；菌渣為平菇、香菇、木耳等常見食用菌生產的菌渣廢料，乾燥粉碎後過8目篩；腐植酸為一種天然有機質，為市售產品；聚丙烯醯胺分子量600-800萬，黃原膠為工業級、1%粘度12001600cps，麻纖維細度《0.2mm，長度《8mm，均為市售產品；秸稈青料是指新鮮的玉米、高粱、小麥秸稈中的至少一種，可以是任意比例混合；纖維素酶是由長柄木黴代謝生產的固體粉末，為市售產品。本發明土壤抗侵蝕性的方法的優點在於(1)食用菌菌渣在有機肥發酵劑作用下，成為有機質豐富的土壤改良劑，而且菌渣中殘留的菌絲體可進一步促進生化反應，活化土壤，起到膠結土壤顆粒的作用，增加土壤微團聚體的數量。(2)腐植酸不僅可催化食用菌菌渣快速發酵，而且促進了土壤有機膠體與土壤膠粒的結合，團聚成粒徑大小不同的團聚體。(3)秸稈青料具有較強的團聚土粒能力，在纖維素酶作用下形成纖維素酶解液，含有較多的單糖、多糖成分，則更有利於土壤水穩性團聚體的形成。(4)黃原膠是一種發酵產生的細胞外酸性雜多糖，作為一種優良的穩定劑，它與陰離子聚丙烯醯胺一併製備成保護漿液，一方面保護下層發酵物，防止衝蝕，另一方面則在機械翻耕後，與土壤顆粒充分作用，有效改善土壤團粒結構，提高土壤抗侵蝕能力。本發明土壤抗侵蝕性調控方法從農業廢棄秸稈資源的多途徑高效利用入手，藉助於發酵、酶解等化學反應，充分發揮有機質、糖類、菌絲體、腐植酸、高分子化合物等功能物質的耦合調控效應，具有可機械化連續實施、操作簡單、綜合成本合理，能有效改善土壤團粒結構、增加了土壤團聚體含量、提高土壤抗侵蝕能力、提高土壤質量、防止水土流失等。主要用於農業、林業及生態建設中的土壤改良。具體實施例方式實施例1(—)實施步驟1)原料按重量份計是有機肥料發酵劑1份，食用菌渣600份，腐植酸23份，水份，將其放入液壓噴播機中，充分拌合後製備成菌肥漿液，並均勻噴射於土壤表面，噴射厚度<5mm。2)原料按重量份計是聚丙烯醯胺20份，黃原膠5份，麻纖維50份，水350份，將其放入液壓噴播機中，充分拌合後製備成保護漿液，並均勻噴射於步驟1)處理後的土壤表面，噴射厚度《3mm。3)原料按重量份計是秸杆青料(玉米秸杆)30份，水200份，纖維素酶1.5份，將其放入機械攪拌發酵罐中，充分攪拌均勻，並於5(TC溫度下保持3天，其間每天充分攪拌1次，得秸稈纖維素酶解液，其中，秸稈青料長度《2cm。4)待步驟2)實施完5天後，對土壤進行機械翻耕，同時向土壤中均勻噴射步驟3)所得的秸稈纖維素酶解液。5)向步驟4)處理後的土壤表面均勻噴射步驟2)所得保護漿液，噴射厚度《3mm，實施3天後，再次進行機械翻耕並平整土地即可。(二)實施效果本發明方法實施地為四川省簡陽市東溪鎮耕層土壤，類型為衝積黃壤，肥力較差，實施面積為6畝。(1)分別對未調控土壤和調控后土壤進行理化特性分析，檢測結果表明土壤基本物理特性發生較大變化，與未調控土壤相比較，本發明使容重由原來的1.56g/cn^降至1.36g/cm總孔隙度由原來的38.68%增加至56.20%;土壤團粒結構顯著改善，土壤質量明顯提高，其中土壤團聚體總量增加28.53%，土壤微團聚體的團聚度提高28.53%，分散係數降低6.03%。具體指標如表l所示。表1:未調控土壤與調控后土壤的團聚結構指標比較類型基本物理特性水穩性團聚體比例(%)微團聚，性(5咖3-5咖2-3圓l一2mm0.5-1咖0.5-0.25鵬分散係數(%)團聚度(%)未"l固調控土壤1.5638.6818.054.502.863.978.142.7620.2860.42調控后土壤1.3656.2038.2310.424.216.566.033.3614.2578.23(2)分別取適量兩種土壤置於人工降雨實驗室土槽中，結構處理一致，坡度為30°，降雨強度為40mm/h，降雨歷時3h，對降雨侵蝕量檢測結果表明未調控土壤泥沙侵蝕量為320g/m、調控后土壤泥沙侵蝕量為62g/tf，本發明方法使土壤侵蝕量相對降低80.6%，提升土壤抗侵蝕能力效果十分顯著。實施例2(—)實施步驟1)原料按重量份計是有機肥料發酵劑1份，食用菌渣800份，腐植酸30份，水4500份，將其放入液壓噴播機中，充分拌合後製備成菌肥漿液，並均勻噴射於土壤表面，噴射厚度《5mm。2)原料按重量份計是聚丙烯醯胺10份，黃原膠10份，麻纖維80份，水500份，將其放入液壓噴播機中，充分拌合後製備成保護漿液，並均勻噴射於步驟1)處理後的土壤表面，噴射厚度《3mm。3)原料按重量份計是秸杆青料(玉米秸稈、高粱秸稈)20份，水120份，纖維素酶1份，將其放入機械攪拌發酵罐中，充分攪拌均勻，並於5(TC溫度下保持3天，其間每天充分攪拌1次，得秸稈纖維素酶解液，其中，秸稈青料長度《2cm。4)待步驟2)實施完7天後，對土壤進行機械翻耕，同時向土壤中均勻噴射步驟3)所得的秸稈纖維素酶解液。5)向步驟4)處理後的土壤表面均勻噴射步驟2)所得保護漿液，噴射厚度《3mm，實施5天後，再次進行機械翻耕並平整土地即可。5(二)實施效果本發明實施地為陝西神木六道溝退耕地，改良土壤類型為風沙土，面積為10畝。(1)分別對未調控土壤和調控后土壤進行理化特性分析，檢測結果表明沙壤土在改良後的基本物理特性變化較大，其中容重由原來的1.54g/cm3降至1.30g/cm土壤總孔隙度由原來的40.12%增加至58.57%;土壤團聚體總量增加20.16%，土壤微團聚體的團聚度提高28.79%，分散係數降低8.32%。具體指標如表2所示。表2未調控土壤與調控后土壤的團聚結構指標比較tableseeoriginaldocumentpage6(2)分別取適量兩種土壤置於人工降雨實驗室土槽中，結構處理一致，坡度為53°，降雨強度為25mm/h，降雨歷時4h，對降雨侵蝕量檢測結果表明未調控土壤泥沙侵蝕量為400g/m、調控后土壤泥沙侵蝕量為105g/m、本發明方法使土壤侵蝕量相對降低73.75%，提升土壤抗侵蝕能力效果十分顯著。實施例3(—)實施步驟1)原料按重量份計是有機肥料發酵劑1份，食用菌渣700份，腐植酸15份，水3800份，將其放入液壓噴播機中，充分拌合後製備成菌肥漿液，並均勻噴射於土壤表面，噴射厚度《5mm。2)原料按重量份計是聚丙烯醯胺15份，黃原膠7份，麻纖維30份，水250份，將其放入液壓噴播機中，充分拌合後製備成保護漿液，並均勻噴射於步驟1)處理後的土壤表面，噴射厚度《3mm。3)原料按重量份計是秸稈青料(玉米秸杆、高粱秸杆、小麥秸杆)25份，水160份，纖維素酶1份，將其放入機械攪拌發酵罐中，充分攪拌均勻，並於4『C溫度下保持5天，其間每天充分攪拌1次，得秸稈纖維素酶解液，其中，秸稈青料長度《2cm。4)待步驟2)實施完6天後，對土壤進行機械翻耕，同時向土壤中均勻噴射步驟3)所得的秸稈纖維素酶解液。65)向步驟4)處理後的土壤表面均勻噴射步驟2)所得保護漿液，噴射厚度《3mm，實施4天後，再次進行機械翻耕並平整土地即可。(二)實施效果本發明實施地為重慶市潼南縣太和鎮果園地，改良土壤類型為紫色土，面積為2畝。(1)分別對未調控土壤和調控后土壤進行理化特性分析，檢測結果表明紫色土在改良後的基本物理特性變化較大，其中容重由原來的1.44g/cm3降至1.26g/cm土壤總孔隙度由原來的43.11%增加至60.33%;土壤團聚體總量增加14.63%，土壤微團聚體的團聚度提高16.72%，分散係數降低6.78%。具體指標如表3所示。表3未調控土壤與調控后土壤的團聚結構指標比較基本物理特性水穩性團聚體比例(%)微團聚##性(5刪3-5咖2-3鵬1-2ran0.5-lmm0.5-0.25咖分散係數(%)團聚度(%)未調控土壤1.4443.1111.347.922.487.9913.6314.2022.4763.36調控後壤1.2660.3326.478.925.618.2312.7510.2115.69肌08(2)分別取適量兩種土壤置於人工降雨實驗室土槽中，結構處理一致，坡度為45°，降雨強度為60mm/h，降雨歷時2h，對降雨侵蝕量檢測結果表明未調控土壤泥沙侵蝕量為360g/m、調控后土壤泥沙侵蝕量為75g/tf，本發明方法使土壤侵蝕量相對降低79.17%，提升土壤抗侵蝕能力效果十分顯著。權利要求一種土壤抗侵蝕的調控方法，其特徵在於操作步驟如下1)原料按重量份計是有機肥料發酵劑1份，食用菌渣600～800份，腐植酸15～30份，水3000～4500份，將其放入液壓噴播機中，充分拌合後製備成菌肥漿液，並均勻噴射於土壤表面，噴射厚度≤5mm；2)原料按重量份計是聚丙烯醯胺10～20份，黃原膠5～10份，麻纖維30～80份，水250～500份，將其放入液壓噴播機中，充分拌合後製備成保護漿液，並均勻噴射於步驟1)處理後的土壤表面，噴射厚度≤3mm；3)原料按重量份計是秸稈青料20～30份，水120～200份，纖維素酶1～1.5份，將其放入機械攪拌發酵罐中，充分攪拌均勻，並於48～50℃溫度下保持3～5天，其間每天充分攪拌1次，得秸稈纖維素酶解液，其中，秸稈青料長度≤2cm；4)待步驟2)實施完5～7天後，對土壤進行機械翻耕，同時向土壤中均勻噴射步驟3)所得的秸稈纖維素酶解液；5)向步驟4)處理後的土壤表面均勻噴射步驟2)所得保護漿液，噴射厚度≤3mm，實施3～5天後，再次進行機械翻耕並平整土地即可。2.如權利要求1所述的土壤抗侵蝕的調控方法，其特徵在於食用菌渣是常見食用菌生產後的菌渣廢料，乾燥粉碎後過8目篩；聚丙烯醯胺分子量600-800萬；黃原膠1%粘度12001600cps;麻纖維細度《0.2mm、長度《8mm;秸稈青料是新鮮玉米、高粱及小麥秸稈中的至少一種。全文摘要本發明提供一種土壤抗侵蝕的調控方法，其操作步驟是1)製備成菌肥漿液，並均勻噴射於土壤表面，噴射厚度≤5mm；2)製備成保護漿液，並均勻噴射於步驟1)處理後的土壤表面，噴射厚度≤3mm；3)製備秸稈纖維素酶解液；4)待步驟2)實施完5～7天後，對土壤進行機械翻耕，同時向土壤中均勻噴射步驟3)所得秸稈纖維素酶解液；5)向步驟4)處理後的土壤表面均勻噴射步驟2)所得保護漿液，實施3～5天後，再次進行機械翻耕並平整土地即可。操作簡單、綜合成本合理，機械化連續實施，可有效改善土壤團粒結構、增加土壤團聚體含量、提高土壤抗侵蝕能力、防止水土流失。主要用於提高土壤抗侵蝕能力。文檔編號A01B79/00GK101743791SQ200910216678公開日2010年6月23日申請日期2009年12月10日優先權日2009年12月10日發明者呂佳,孫海龍,李紹才,楊濤,楊立霞申請人:四川大學