一种菜田土壤改良剂及其制备方法

1.一种菜田土壤改良剂，其特征在于由下列A、B组分复配而成：
A组分：由下列重量份原料混合堆制发酵获得，牛粪10-30份，麦麸5-10份，褐煤1-5份，硝酸钙0.1-0.3份，硫酸镁0.1-0.2份，硼砂0.005-0.01份，硫酸锌0.01-0.015份，硫酸亚铁0.02-0.03份，水18-45份；
B组分：枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)菌剂，添加量为A组分重量的2％-8％，
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所述枯草芽孢杆菌菌剂有效活菌数≥0.2×10cfu/g。
2.权利要求1所述的菜田土壤改良剂，其特征在于：所述A组分由下列重量份原料混合堆制发酵获得，牛粪25份，麦麸10份，褐煤3份，硝酸钙0.3份，硫酸镁0.1份，硼砂0.008份，硫酸锌0.01份，硫酸亚铁0.02份，水38份；所述B组分为枯草芽孢杆菌菌剂，添加量为A组分重量的5％。
3.权利要求1或2所述菜田土壤改良剂的制备方法，步骤如下：
1)将所述重量份的牛粪、麦麸、褐煤、硝酸钙、硫酸镁、硼砂、硫酸锌、硫酸亚铁和水混合均匀，自然堆制充分发酵；
2)将枯草芽孢杆菌菌剂按所述重量比例加入A组分中，混合均匀即可。
4.根据权利要求3所述菜田土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述充分发酵的物质腐殖化指数达到1.4以上。
5.菜田土壤改良剂的使用方法，是将权利要求1或2所述的菜田土壤改良剂作为基肥，
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用量为每667m 菜田施入1000～2000Kg。

一种菜田土壤改良剂及其制备方法 \n技术领域\n[0001] 本发明涉及土壤改良技术领域，特别是一种菜田土壤改良剂及其制备方法。 背景技术\n[0002] 良好的土壤环境是蔬菜丰产优质高效栽培的基础。蔬菜生长速度快、复种指数高、抗病性弱，要求土壤具有较好的团粒结构，深厚疏松的耕作层，孔隙度适当，有机质含量高，有效养分完全、充足，微生物菌群结构合理等。 \n[0003] 但是，近年来蔬菜播种面积快速扩展，大量未经熟化的农田成为菜田，加之后期不合理的栽培制度与田间管理措施，如连作、大量施用化肥和漫灌等，致使菜田土壤生态环境恶化，具体表现为：土壤团粒结构破坏，易板结，通透性降低；有机质含量下降，矿质营养非均衡化(氮磷超负荷积累和钙、锌、硼等中微量元素缺乏)；病原微生物积累等(《上海蔬菜》，2006年第6期；《植物营养与肥料学报》，2003年第1期)。菜田土壤生态环境的恶化，直接导致蔬菜植株生长发育不良，产量和品质下降。因此，菜田土壤的改良已成为当前蔬菜安全、高效、可持续生产的迫切需求。 \n发明内容\n[0004] 本发明正是针对上述菜田土壤状况，提供一种菜田土壤改良剂，可以显著改善菜田土壤的物理、化学和生物学性状，促进蔬菜的生长发育，提高蔬菜单位面积产量和效益。 [0005] 同时提拱该菜田土壤改良剂的制备方法。 \n[0006] 本发明的菜田土壤改良剂，由下列组分复配而成： \n[0007] A组分：由下列重量份原料发酵制得，牛粪10-30份，麦麸5-10份，褐煤1-5份，硝酸钙0.1-0.3份，硫酸镁0.1-0.2份，硼砂0.005-0.01份，硫酸锌0.01-0.015份，硫酸亚铁\n0.02-0.03份，水18-45份。 \n[0008] B组分：枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)菌剂，添加量为A组分的2％-8％\n8\n(wt/wt)，枯草芽孢杆菌有效活菌数≥0.2×10cfu/g。 \n[0009] 本发明的菜田土壤改良剂，优选所述原料的重量份为： \n[0010] A组分所含原料的重量份为：牛粪25份，麦麸10份，褐煤3份，硝酸钙0.3份，硫酸镁0.1份，硼砂0.008份，硫酸锌0.01份，硫酸亚铁0.02份，水38份； \n[0011] B组分枯草芽孢杆菌菌剂添加量为A组分的5％(wt/wt)。 \n[0012] 本发明菜田土壤改良剂的制备方法，步骤如下： \n[0013] 1)按一定重量份比例将牛粪、麦麸、褐煤、硝酸钙、硫酸镁、硼砂、硫酸锌、硫酸亚铁和水混合，自然堆制充分发酵； \n[0014] 2)将枯草芽孢杆菌菌剂按所述重量份比例添加到A组分中，混合均匀。 [0015] 所述步骤1)中各物料混合发酵后，腐殖化指数(HI，Humification index)达到\n1.4以上。 \n[0016] 采用本发明改良菜田土壤，具体使用方法是：蔬菜播种或定植前，以基肥形式随整\n2\n地施入菜田10-20cm耕作层，每667m 用量1000～2000Kg。 \n[0017] 牛粪是奶牛、肉牛养殖的废弃物，含有机质14.5％，氮素0.32％，磷0.25％，钾\n0.16％，C/N比23，经发酵可成为优质有机肥，施入土壤有利于提高土壤有机质含量，增加养分，降低粘性，增加通透性，但是，处理不当则污染环境。 \n[0018] 麦麸含木质素3％，纤维素12％，半纤维素36％，氮素2.74％，C/N比18，经发酵过程不仅能释放出蔬菜生长发育所需的养分，也有助于枯草芽孢杆菌的繁殖和存活。 [0019] 褐煤容重小，不粘结，含炭3.53％，氮0.36％，磷0.04％，钾0.51％，并且富含大量刺激蔬菜生长和根际微生物繁殖的有机活性成分，对改善蔬菜生长发育和土壤微生态环境具有双重作用。 \n[0020] 硝酸钙、硫酸镁、硼砂、硫酸锌、硫酸亚铁是农业生产常用的化学肥料，含有蔬菜生长发育必需的大量元素、中量元素和微量元素，对微生物的新陈代谢也有促进作用。 [0021] 加入水分，主要是使物料含水量达到60％左右，保证发酵过程的快速高效进行。 [0022] 将上述物料按一定重量份比例充分混合，自然堆制充分发酵，在土著微生物的作用下，促进物料组分的转化，降低物料的C/N比，同时，利用发酵产生的高温杀死有害病原菌和虫卵等。发酵产物所含的大量腐殖质，可以促进土壤团粒结构的形成，增强土壤保水保肥通气能力。但是，发酵不完全，肥效降低，而且会导致上述原料的混合物施到菜田后继续发酵，产生高温损害蔬菜生长，影响出苗率和产量。本发明以腐殖化指数(HI，Humification index)为参照指标，HI≥1.4表明发酵完成。发酵前添加或发酵过程中释放的矿质元素，特别是微量元素，可以弥补菜田土壤矿质元素的不足，还可以作为后期接种的枯草芽孢杆菌的养分，保证枯草芽孢杆菌的增殖和存活。 \n[0023] 枯草芽孢杆菌在自然界分布非常广泛，它作为植物病害生防细菌之一，具有较强的防病作用，同时，它能产生耐热的芽孢，易于剂型加工、存活、定殖与繁殖。枯草芽孢杆菌菌剂的稳定性、与化学农药的相容性和防治效果的一致性均优于不产生芽孢的细菌和真菌生防菌株。因此，目前国内外已经研制成功了一批枯草芽孢杆菌菌剂，如我国江苏农业科学院研发的纹曲宁、云南农业大学和中国农业大学联合研发的百抗、沈阳农业大学与美国农业部生物防治研究所合作研发的根健宝、浙江大学研发的威绿达等。美国已有4株枯草芽孢杆菌生防 菌株【GB03、MBI600、QST713和解淀粉枯草芽孢杆菌变种(B.subtilis var.amyloliquefaciensFZB24)】获得环保局商品化或有限商品化生产应用许可。枯草芽孢杆菌MBI600在英国、日本、瑞士也已获得注册登记，并允许产业化生产，用于防治叶部病害(灰霉病、白粉病)和根部病害(枯萎病、立枯病、腐烂病、根腐病、黑斑病菌)。枯草芽孢杆菌FZB24在德国Bayer公司投入生产，用于防治番茄晚疫病、灰霉病和小麦白粉病，还可作为增产促进剂。澳大利亚开发的B.subtilis A-B对麦类和胡萝卜立枯病以及其他土传病害具有很好的防治和增产作用。日本东京技术研究所的B.subtilis RB14和B.subtilis NB22分别对Fusarium spp、Rhizoctonia spp、Oxysprum和Pseudomonas solanacearum引起的番茄病害有良好的防效。 \n[0024] 本发明在牛粪、麦麸、褐煤、硝酸钙、硫酸镁、硼砂、硫酸锌、硫酸亚铁和水混合堆制发酵后的产物中添加枯草芽孢杆菌菌剂，发酵产物养分全面、均衡，既利于枯草芽孢杆菌的存活、定殖与繁殖，又能满足菜田土壤改良的要求。 \n[0025] 本发明为多组分的固体混合物，使用时以基肥形式一次性施入菜田土壤。每667m2用量1000～2000Kg。通过多点多次的试验，表明本发明对改善菜田土壤性状，提高土壤地力，抑制病害发生，提高蔬菜栽培产量、品质及效益有明显的效果。 \n[0026] 本发明与现有的土壤改良剂相比，具有以下明显的区别或优点：针对性强，本发明主要针对菜田土壤有机质和中、微量元素缺乏以及病原菌积累提出，对改善菜田土壤性状具有独特作用；功能性成分多样，包含有机、无机成分和枯草芽孢杆菌，这也决定了本发明的综合性功能，既可以提高土壤有机质含量，补充中、微量元素的不足，又有助于构建土壤良好的微生物菌群结构，抑制土传病害发生；各组分复配科学，有利于枯草芽孢杆菌(生防菌)的长期存活、定殖和繁殖；此外，本发明不含任何有害物质，对蔬菜产品和生态环境安全无污染。 \n附图说明\n[0027] 图1本发明对黄瓜产量的影响。 \n[0028] 图2本发明对番茄的增产作用。 \n具体实施方式\n[0029] 下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。 \n[0030] 实施例1. \n[0031] 原料来源：牛粪来自北京市顺义区奶牛养殖场，含水量为5％；麦麸来自北京大兴区面粉加工厂，含水量≤2％；褐煤来自河北省保定市欣欣褐煤厂，含水量为4％；枯草芽孢\n8\n杆菌菌剂(威绿达粉剂)来自浙江大学，枯草芽孢杆菌有效活菌数≥0.2×10cfu/g；硝酸钙、硫酸镁、硼砂、硫酸锌、硫酸亚铁购自北京市大红门化工原料公司。 \n[0032] 具体实施方法： \n[0033] 1)菜田土壤改良剂制备：按重量份准确称取牛粪25份、麦麸10份、褐煤3份、硝酸钙0.3份、硫酸镁0.1份、硼砂0.008份、硫酸锌0.01份、硫酸亚铁0.02份、水38份，充分混合，24℃条件下自然堆制发酵35天，腐殖化指数＝1.8时结束。枯草芽孢杆菌菌剂按\n5％(wt/wt)添加到发酵产物中，混合均匀。 \n[0034] 2)使用方法：于北京市密云县菜田进行，春茬为结球甘蓝，6月15日采收结束后，\n2\n休闲1个月，7月15日，作为基肥按每667m 用量1000Kg将上述菜田土壤改良剂均匀撒施到田块，随即翻耕菜田，起半高垄定植辣椒秧苗。辣椒品种为中椒6号，株距35cm，大行距\n75cm，小行距50cm。 \n[0035] 在相邻地块，以每667m2施用1000Kg农家肥为对照。随机排列设计，每小区面积\n2\n100m，三次重复。其他管理全部同常规。 \n[0036] 进入采收期后，统计座果数、单果重、前期产量和总产量，前期产量合总产量折合\n2\n为每667m 产量。 \n[0037] 实验结果如下： \n[0038] 表1 本发明对辣椒的增产作用 \n[0039] \n \n2 )\nm\n7\n6\n6 \n/ \ng \nK \n( \n a\n3\n量 . b\n5 2\n产 2 .\n1 0\n总 4 4\n 1\n 3\n \n2 )\nm\n7\n6\n6\n/ \ng \nK \n( \n \n \n \n4\n量 .\n2\n产 8\n6 6\n期 1 .\n 9\n前 5\n 4\n 1\n \n)\n果 \n/ \ng \n( \n \n \n \n 3\n .\n5\n重 4\n 5\n果 .\n 6\n单 4\n \n株\n/ \n \n个 \n \n \n \n \n a\n7\n数 2\n \n果 b\n 1\n座 2\n \n \n \n \n理 \n处 明\n \n 发 照\n \n 本 对\n[0040] 如(表1)所示，使用本发明后，对辣椒前期产量影响较小，但对辣椒总产量具有显著提高作用，总产量比对照提高了31.4％，达到了差异显著水平；进一步分析产量构成，本发明对辣椒总产量的贡献主要来自座果数，而与单果重关系不大。 \n[0041] 实施例2. \n[0042] 原料来源：同实施例1. \n[0043] 具体实施方法： \n[0044] 1)菜田土壤改良剂制备：按重量份准确称取牛粪10份，麦麸5份，褐煤1份，硝酸钙0.1份，硫酸镁0.2份，硼砂0.005份，硫酸锌0.015份，硫酸亚铁0.03份，水18份，充分混合，25℃条件下自然堆制发酵30天，腐殖化指数＝1.7时结束。枯草芽孢杆菌菌剂按2％(wt/wt)添加到发酵产物中，混合均匀。 \n[0045] 2)使用方法：于河北省张家口市菜田进行。4月28日，上述菜田土壤改良剂作为\n2\n基肥均匀撒施到菜田，每667m 用量2000Kg，随即翻耕菜田，起半高垄地膜覆盖栽培黄瓜秧苗。黄瓜品种为津春4号，株距行40cm×60cm。 \n[0046] 在相邻地块，以每667m2施用2000Kg腐熟牛粪为对照。随机排列设计，小区面积\n2\n100m，三次重复。其他管理全部同常规。 \n[0047] 进入采收期后，随采收随计产，最后统计总产量，并折合为每667m2产量，盛瓜期取果实测定品质指标。 \n[0048] 实验结果见图1和表2。 \n[0049] 表2本发明对黄瓜品质的影响 \n[0050] \n 处理 可溶性糖 (％) 可溶性蛋白 (mg/g) Vc (mg/100g) \n 本发明 3.75 2.00 13.82 \n对照 3.32 2.15 11.10\n[0051] 由图1可知，与常规对照相比，本发明的增产效果达到21.1％，达到了5％显著性差异水平。另外，本发明还对黄瓜品质有很好的改善作用，施用本发明后黄瓜果实可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和Vc含量分别比对照提高13％、7.5％和24.5％。说明使用本发明配合常规管理，可有效促进黄瓜生长发育，提高产量和品质。 \n[0052] 实施例3.(目的是观测连续采用本发明对菜田土壤性状及番茄产量的作用) [0053] 原料来源：枯草芽孢杆菌菌剂(枯草芽孢杆菌Bs-208)来自武汉天惠生物有限公\n8\n司，枯草芽孢杆菌有效活菌数≥0.2×10cfu/g，其他同实施例1. \n[0054] 具体操作方法： \n[0055] 1)菜田土壤改良剂制备：按重量份准确称取牛粪30份、麦麸8份、褐煤5份、硝酸钙0.2份、硫酸镁0.15份、硼砂0.01份、硫酸锌0.013份、硫酸亚铁0.025份和水45份，充分混合，22℃条件下自然堆制发酵40天，腐殖化指数＝1.6时结束。枯草芽孢杆菌菌剂按\n8％(wt/wt)添加到发酵产物中，混合均匀。 \n[0056] 2)使用方法：于中国农业科学院蔬菜花卉研究所试验农场进行。2004年春茬辣\n2\n椒、秋茬黄瓜均以基肥形式使用上述菜田土壤改良剂，每667m 用量1500Kg，2005年春茬继\n2\n续使用本发明，用量仍是每667m 用量1500Kg，4月25日单垄单行定植番茄毛粉802秧苗，株行距40cm×60cm。 \n[0057] 在相邻地块，以每667m2连续施用1500Kg腐熟牛粪为对照。随机排列设计，小区\n2\n面积100m，三次重复。其他管理全部同常规。 \n[0058] 进入采后期后，随采收随计产，最后统计总产量，并折合为每667m2产量。番茄拉秧后，测定菜田土壤物理、化学和生物学性状指标。 \n[0059] 实验结果见表3、4、5和图2。 \n[0060] 表3本发明对菜田土壤物理性状的改良作用 \n[0061] \n 处理 容重 (g·cm-1) 总孔隙度 (％) 毛管孔隙度 (％) 非毛管孔隙度(％) \n 本发明 1.15 63.03 38.36 24.67 对照 1.28 58.27 36.91 21.36\n[0062] 表4本发明对菜田土壤化学性状的改良作用 \n[0063] \n-1 -1 -1 -1\n 处理 Ca (mg·L ) Fe (mg·L ) B (mg·L ) Zn (mg·L ) \n 本发明 2572.3 14.4 1.02 5.4 \n 对照 2316.4 5.9 0.78 4.3\n[0064] 表5 本发明对菜田土壤生物学性状的改良作用 \n[0065] \n处尿 酶 活 性 蔗 糖 酶 活 性 (Gluose 磷 酸 酶 活 性 (酚 过氧化氢酶 活性(KmnO4 理 (NH4-Nmg·g-1·24h-1) ml·g-1·24h-1) mg·g-1·24h-1) ml·g-1·24h-1) 本 3.61 0.69 2.45 9.28 \n发\n明\n对 3.34 0.45 2.06 8.41\n照\n[0066] 如(表3，表4，表5)所示，连续三茬使用本发明情况下，菜田土壤物理、化学和生物学指标均有不同程度的改善，土壤容重降低11.3％，总孔隙度提高8.2％，钙含量提高\n11.0％，微量元素总量(Fe、B、Zn)提高了89.6％，各种土壤酶活性也呈上升趋势。从番茄\n2 2\n产量(图2)看，连续使用本发明，番茄产量达到6235Kg/667m，而对照仅5164Kg/667m，增产幅度达到20.7％。充分说明本发明可以有效地改善菜田土壤性状，为蔬菜丰产栽培提供基础。