土壤水分生态有效性的调控方法.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 101743790 B (45)授权公告日 2011.05.11 CN 101743790 B *CN101743790B* (21)申请号 200910216677.8 (22)申请日 2009.12.10 A01B 79/00(2006.01) C09K 17/32(2006.01) C09K 101/00(2006.01) (73)专利权人 四川大学 地址 610061 四川省成都市九眼桥望江路 29 号 (72)发明人 杨立霞 李绍才 杨涛 孙海龙 吕佳 (74)专利代理机构 成都立信专利事务所有限公 司 51100 代理人 游兰 CN 88102620 A,。

2、1988.11.30, JP 特开平 4-264191 A,1992.09.18, CN 101245248 A,2008.08.20, CN 1557909 A,2004.12.29, (54) 发明名称 土壤水分生态有效性的调控方法 (57) 摘要 本发明提供一种土壤水分生态有效性的调控 方法， 其操作步骤包括制备菌肥基料及细菌纤维 素， 将二者混合制成水分生态有效性菌肥基料， 再 将水分生态有效性菌肥基料配制成水分生态有效 性菌肥浆液并喷射于土壤表面， 然后喷射保护浆 液， 经 5 7 天后翻耕， 重复一次喷射水分生态有 效性菌肥浆液和保护浆液的操作， 经57天后翻 耕、 平整土地后即可。

3、。 本发明对土壤水分特性的调 控效果十分显著， 可高效机械化实施， 综合成本较 低， 操作简便， 易于大面积实施与推广。主要用于 改良土壤的水分特性。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 张锐 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 5 页 CN 101743790 B1/1 页 2 1. 一种土壤水分生态有效性的调控方法， 其特征在于操作步骤如下 ： 1) 物料按重量份计是有机肥料发酵剂食用菌渣腐殖酸 1 600 800 15 30， 拌合均匀后得菌肥基料 ； 2) 将木醋杆菌种子液按重量百分数 8 10的接种量接入发酵培养基中， 并。

4、在机械 搅拌发酵罐中培养 5 7 天， 保持温度 28 30， 机械搅拌转速 200 500r/min， 通气量 0.25 1.0L/min， 得细菌纤维素 ； 3)将步骤1)所得的菌肥基料与步骤2)所得的细菌纤维素按重量份10.0050.02 的配合比例拌合均匀， 得水分生态有效性菌肥基料 ； 4) 依次向液压喷播机中添加重量份为 500 1000 份的水分生态有效性菌肥基料， 15 50 份膨胀蛭石， 30 60 份粉煤灰， 10 30 份高吸水性树脂， 3000 5000 份水， 充分 拌合后制备成水分生态有效菌肥浆液， 并均匀喷射于土壤表面， 喷射厚度 5mm ； 5) 依次向液压喷播。

5、机中添加重量份为 10 30 份的聚丙烯酰胺， 2 8 份钠基膨润土， 30 80 份麻纤维， 250 500 份水， 充分拌合制备成保护浆液， 再均匀喷射于步骤 4) 处理 后的土壤表面， 喷射厚度 3mm ； 6) 待步骤 5) 实施 5 7 天后， 进行机械翻耕， 再重复步骤 4) 和步骤 5) ； 7) 待步骤 6) 实施 5 7 天后， 进行机械均匀翻耕并平整土地即可。 2.如权利要求1所述土壤水分生态有效性的调控方法， 其特征在于步骤1)中的食用菌 渣为常见食用菌生产的菌渣废料， 干燥粉碎后过 8 目筛。 3.如权利要求1所述土壤水分生态有效性的调控方法， 其特征在于步骤2)中的发。

6、酵培 养基其组分按 g/L 计是， 葡萄糖 20、 蛋白胨 10、 酵母粉 5、 磷酸二氢钾 2.7、 柠檬酸 1.2、 硫酸 镁 0.25， pH 为 6.0， 蒸气灭菌 15min。 4. 如权利要求 1 所述土壤水分生态有效性的调控方法， 其特征在于步骤 4) 及步骤 5) 中的膨胀蛭石吸水倍率 10 倍， 粉煤灰细度 0.1mm， 高吸水性树脂吸水倍率 300 倍、 聚丙烯酰胺分子量 600-800 万， 钠基膨润土细度过 200 目筛、 麻纤维细度 0.2mm、 长度 8mm。 权 利 要 求 书 CN 101743790 B1/5 页 3 土壤水分生态有效性的调控方法 技术领域 0。

7、001 本发明涉及一种土壤调控方法， 特别是涉及一种土壤水分生态有效性的调控方 法。 背景技术 0002 水是农业、 林业和生态建设的基本资源， 但由于我国水资源短缺， 提倡节水保水， 并高效利用水已成为其生产建设与发展的一重要技术内容。通过对土壤水分特性进行调 控， 增大其入渗性能， 提高饱和吸水量， 延长释水时间， 是实现水资源高效利用， 达到节水保 水目的的重要技术途径。目前， 关于土壤水分调控主要以简单的农艺水分保墒 ( 如薄膜或 秸秆覆盖等)、 高分子保水材料改良(如添加高吸水树脂、 甲壳素类物质等)、 无机矿物材料 改良 ( 如沸石、 蛭石、 膨润土等 )、 工程防渗处理 ( 如铺。

8、设防水材料等 ) 等措施为主。中国 专利审定号 CN 1016353B 公开了一种提高土壤持水能力的方法， 其特征在于将土壤与一种 2-30 ( 重量 ) 的混合物混合， 该混合物包括 ： (a) 一种 A 型和 / 或 X 型金黄沸石， 该金黄 沸石的 SiO2含量为 37-60 ( 重量 )、 MgO 含量为 0.1-15、 Fe2O3含量为 0.1-2.5 ( 重 量 )， 并含有 10-25 ( 重量 ) 的 Al2O3、 25-35 ( 重量 ) 的 Na2O 和 / 或 K2O 和 /CaO 和 / 或 (NH4)2O， 以及 (b) 一种选自蛭石、 粘土、 含有氮和 / 或磷和 。

9、/ 或钾的肥料及痕量元素的添加 剂， 其金黄沸石/添加剂比例为1/10至10/1。 其特点是应用了含有沥滤石棉基质的金黄沸 石， 该种沸石与天然沸石相比较， 由于对水和水溶性有机和无机分子的持留能力强， 阳离子 交换能 力强， 且具有宽而规则的通道和孔室网络， 因此， 其改良土壤结构和防止土壤退化 的性能异常良好。 但是， 本专利的基本思想仍是采用传统的无机矿物材料， 并且制取金黄沸 石原料种类繁多， 程序较为复杂， 获取的改良产品成本高， 作为一种方法并不符合技术推广 的要求与标准。 发明内容 0003 本发明的目的在于克服上述缺点， 提供一种综合了高分子保水材料、 无机矿物材 料及特殊功能。

10、菌剂的作用， 改善土壤物理结构， 降低水分渗透率， 增大库水容量及提高持水 能力的土壤水分生态有效性调控方法。 0004 本发明土壤水分生态有效性的调控方法， 其操作步骤包括 ： 0005 1) 物料按重量份计是有机肥料发酵剂食用菌渣腐殖酸 1 600 800 15 30， 拌合均匀后得菌肥基料。 0006 2)将木醋杆菌种子液按重量百分数810的接种量接入发酵培养基中， 并在机 械搅拌发酵罐中培养 5 7 天， 保持温度 28 30， 机械搅拌转速 200 500r/min， 通气 量 0.25 1.0L/min， 得细菌纤维素。 0007 3)将步骤1)制备的菌肥基料与步骤2)制备的细菌纤。

11、维素按重量份10.005 0.02 的配合比例拌合均匀， 得水分生态有效性菌肥基料。 0008 4)依次向液压喷播机中添加重量份为5001000份的水分生态有效性菌肥基料， 说 明 书 CN 101743790 B2/5 页 4 15 50 份膨胀蛭石， 30 60 份粉煤灰， 10 30 份高吸水性树脂， 3000 5000 份水， 充分 拌合制备成水分生态有效菌肥浆液， 并均匀喷射于土壤表面， 喷射厚度 5mm。 0009 5) 依次向液压喷播机中添加重量份为 10 30 份的聚丙烯酰胺， 2 8 份钠基膨 润土， 30 80 份麻纤维， 250 500 水， 充分拌合制备成保护浆液， 并。

12、均匀喷射于步骤 4) 处 理后土壤表面， 喷射厚度 3mm。 0010 6) 待步骤 5) 实施 5 7 天后， 进行机械翻耕， 再重复步骤 4) 和步骤 5)。 0011 7) 待步骤 6)5 7 天后， 进行机械均匀翻耕并平整土地即可。 0012 其中， 步骤 1) 中的有机肥料发酵剂为市售产品 ； 食用菌渣为平菇、 香菇、 木耳等常 见食用菌生产的菌渣废料， 干燥粉碎后过 8 目筛 ； 腐植酸是一种天然有机质， 为市售产品 ； 步骤 2) 中的木醋杆菌种子液 (Acetobacter xylinum) 是木醋杆菌经常规斜面培养及种子 基培养得到。 木醋杆菌为中科院微生物研究所保藏及商业提。

13、供 ； 步骤2)中的发酵培养基其 组分按 g/L 计是葡萄糖 20、 蛋白胨 10、 酵母粉 5、 磷酸二氢钠 2.7、 柠檬酸 1.2、 硫酸镁 0.25， pH 为 6.0， 并蒸气灭菌 15min ； 步骤 4) 和步骤 5) 中的膨胀蛭石吸水倍率 10 倍， 粉煤灰细 度0.1mm， 高吸水性树脂吸水倍率300倍、 聚丙烯酰胺分子量600-800万， 钠基膨润土细 度过 200 目筛， 麻纤维细度 0.2mm、 长度 8mm。以上均为市售产品。 0013 本发明土壤水分生态有效性调控方法的优点在于其一， 使用食用菌渣可增加土壤 营养含量， 改善土壤物理结构， 增大土壤水分吸水能力与库水。

14、容量， 其残留的菌丝体起到活 化土壤的作用。其二， 应用细菌纤维素， 由于其内部有很多孔道， 具有极强持水性和透水透 气性， 能吸收 60-700 倍水分， 并保持较长时间的高湿强度， 因此， 对土壤的水分特性的调控 作用十分显著。其三， 高吸水树脂、 膨胀蛭石、 粉煤灰三种物质均具有高效吸水、 保水功能， 不仅能增大土壤的库水容量， 提高吸水倍率， 而且能有效延长土壤释水时间， 使其供水能力 提升， 供水周期加长。其四， 喷射保护浆液一方面保护下层水分生态有 效性菌肥浆液避免 降雨冲蚀， 另一方面由于自身具有一定的透气率， 可为下层水分生态有效性菌肥浆液中的 微生物活动提供氧气， 同时起到一。

15、定保温作用， 促使其在自然田间快速发酵， 在增加土壤养 分同时又可对细菌纤维素、 高吸水树脂、 膨胀蛭石、 粉煤灰等的水分调控功能起增强效应。 总之， 本发明集高分子保水材料、 有机质材料及无机矿物材料的水分调控功能于一体， 对土 壤水分特性的调控效果十分显著， 且高效机械化实施， 综合成本较低， 操作简便， 易于大面 积实施与推广。主要用于改良土壤的水分特性。 具体实施方式 ： 0014 实施例 1 0015 ( 一 ) 实施步骤 0016 1) 物料按重量份计是有机肥料发酵剂食用菌渣腐殖酸 1 600 15， 拌合 均匀得菌肥基料。 0017 2) 将木醋杆菌种子液按重量百分数 8的接种量。

16、接种入发酵培养基中， 并在机械 搅拌发酵罐中培养5天， 保持温30， 机械搅拌转速350r/min， 通气量0.25L/min， 得细菌纤 维素。 0018 3)将步骤1)制备的菌肥基料与步骤2)制备的细菌纤维素按重量份10.005的 配合比例拌合均匀， 得水分生态有效性菌肥基料。 说 明 书 CN 101743790 B3/5 页 5 0019 4) 依次向液压喷播机中添加重量份为 1000 份的水分生态有效性菌肥基料， 15 份 膨胀蛭石， 60 份粉煤灰， 20 份高吸水性树脂， 5000 份水， 充分拌合， 制备成水分生态有效菌 肥浆液， 并均匀喷射于土壤表面， 喷射厚度 5mm。 0。

17、020 5) 依次向液压喷播机中添加重量份为 20 份的聚丙烯酰胺， 2 份钠基膨润土， 50 份 麻纤维， 350 份水， 充分拌合制备成保护浆液， 并均匀喷射于步骤 4) 处理后的土壤表面， 喷 射厚度 3mm。 0021 6) 待步骤 5) 实施 5 天后， 进行机械翻耕， 并重复步骤 4) 和步骤 5)。 0022 7) 待步骤 6) 实施 5 天后， 进行机械均匀翻耕并平整土地即可。 0023 ( 二 ) 实施效果 0024 实施地四川省彭州市升平镇河滩种植地， 土壤为砂壤土， 实施面积为 5 亩。检测结 果表明 ： 本发明调控后的土壤与未调控土壤的水分生态有效性指标如表 1 所示。。

18、本发明方 法使土壤容重明显降低， 土壤孔隙率增加， 并使饱和持水量增加 17.05， 有效水含量相对 提高 54.3， 稳定入渗率相对降低 34， 释水速率相对降低 44.5 0025 表 1 本发明调控后的土壤与未调控土壤的水分生态有效性指标比较 0026 0027 实施例 2 0028 ( 一 ) 实施步骤 0029 1) 物料按重量份计是有机肥料发酵剂食用菌渣腐殖酸 1 700 20， 拌合 均匀得菌肥基料。 0030 2) 将木醋杆菌种子液按重量百分数 9的接种量接入醋酸菌发酵培养基中， 并在 机械搅拌发酵罐中培养6天， 保持温度30， 机械 搅拌转速500r/min， 通气量0.6L。

19、/min， 得 细菌纤维素。 0031 3) 将步骤 1) 制备的菌肥基料与步骤 2) 制备的细菌纤维素按重量份为 1 0.02 的配合比例拌合均匀， 得水分生态有效性菌肥基料。 0032 4)依次向液压喷播机中添加重量份为500份的水分生态有效性菌肥基料， 35份膨 说 明 书 CN 101743790 B4/5 页 6 胀蛭石， 45 份粉煤灰， 30 份高吸水性树脂， 3000 份水， 充分拌合制备成水分生态有效菌肥浆 液， 并均匀喷射于土壤表面， 喷射厚度 5mm。 0033 5) 依次向液压喷播机中添加重量份为 30 份的聚丙烯酰胺， 5 份钠基膨润土， 30 份 麻纤维， 250 。

20、水， 充分拌合制备成保护浆液， 并均匀喷射于步骤 4) 处理后的土壤表面， 喷射 厚度 3mm。 0034 6) 待步骤 5) 实施 6 天后， 进行机械翻耕， 并重复步骤 4) 和步骤 5)。 0035 7) 待步骤 6) 实施 6 天后， 进行机械均匀翻耕并平整土地即可。 0036 ( 二 ) 实施效果 0037 实施地重庆涪陵珍溪城市废弃地， 土壤为砂土， 实施面积 2 亩。检测结果表明 ： 本 发明调控后土壤与未调控土壤的水分生态有效性指标如表 2。本发明方法使土壤容重明显 降低， 土壤孔隙率增加， 并使饱和持水量增加 17.39， 有效水含量相对提高 49.34， 稳定 入渗率相对降。

21、低 34.67， 释水速率相对降低 42.18。 0038 表 2 本发明调控后土壤与未调控土壤的水分生态有效性指标比较 0039 0040 0041 实施例 3 0042 ( 一 ) 实施步骤 0043 1) 物料按重量份计为有机肥料发酵剂食用菌渣腐殖酸 1 800 30， 拌合 均匀后得菌肥基料。 0044 2) 将木醋杆菌种子液按重量百分数 10的接种量接入发酵培养基中， 并在机械 搅拌发酵罐中培养 7 天， 保持温度 28， 机械搅拌转速 200r/min， 通气量 1.0L/min， 得细菌 纤维素。 0045 3) 将步骤 1) 制备的菌肥基料与步骤 2) 制备的细菌纤维素按重量份。

22、 1 0.01 的 配合比例拌合均匀， 得水分生态有效性菌肥基料。 说 明 书 CN 101743790 B5/5 页 7 0046 4)依次向液压喷播机中添加重量份为800份的水分生态有效性菌肥基料， 50份膨 胀蛭石， 30 份粉煤灰， 10 份高吸水性树脂， 4000 份水， 充分拌合制备成水分生态有效菌肥浆 液， 并均匀喷射于土壤表面， 喷射厚度 5mm。 0047 5) 依次向液压喷播机中添加重量份为 10 份的聚丙烯酰胺， 8 份钠基膨润土， 80 份 麻纤维， 500 份水， 充分拌合制备成保护浆液， 并均匀喷射于步骤 4) 处理后的土壤表面， 喷 射厚度 3mm。 0048 6。

23、) 待步骤 5) 实施 7 天后， 进行机械翻耕， 并重复步骤 4) 和步骤 5)。 0049 7) 待步骤 6) 实施 7 天后， 进行机械均匀翻耕并平整土地即可。 0050 ( 二 ) 实施效果 0051 实施地贵州从江至兴义高速公路边坡绿化示范项目， 工程使用土 壤为中黏土， 实 施面积1000m3(人工铺设厚度为30cm)。 检测结果表明 ： 本发明调控后土壤与未调控土壤的 水分生态有效性指标如表 3 所示。本发明方法使土壤容重明显降低， 土壤孔隙率增加， 并使 饱和持水量增加 10.69， 有效水含量相对提高 21.10， 稳定渗透率相对提高 124.4， 释 水速率相对提高 3.25 0052 表 3 本发明调控后土壤与未调控土壤的水分生态有效性指标比较 0053 说 明 书 。