一種增強保水增肥的土壤微生物改良方法和改良土壤的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及土壤改良技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增強保水增肥功效的土壤微生物改 良方法和改良土壤。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)化煤是指暴露于地表或位于地表淺層的煤，俗稱露頭煤。風(fēng)化煤由于受長期風(fēng) 化作用的影響，含氧量高，發(fā)熱量低。但其中含有豐富的活性物質(zhì)腐殖酸，腐殖酸具有的多 種活性基團（羧基、酚羥基、醇羥基、甲氧基等），賦予了腐殖酸多種功能，如酸性、親水性、 陽離子交換性、絡(luò)合能力及較高的吸附能力等，正是基于腐殖酸的這種特性，有關(guān)風(fēng)化煤 的研宄一直為人們所關(guān)注。
[0003] 風(fēng)化煤的研宄主要集中在對其所含有的腐植酸的提取工藝上，例如申請?zhí)?201110000551. 4,公開日為2011年06月15日的中國發(fā)明專利申請公開了一種酸溶性腐植 酸鉀的生產(chǎn)方法。對于如何采用風(fēng)化煤改善貧瘠土壤肥力，增加水分利用，提高作物生物 量，其研宄較少。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)專利號為200510063339. 7的中國發(fā)明專利公開了一種用于替 代表土的煤基生物土，其采取風(fēng)化煤、粉煤灰、煤矸石、草炭、膨潤土、保水劑和土壤穩(wěn)定劑 混合而成的煤基生物土來替代表土，具有保水、固沙、促進植被生長等作用。但其需要采用 多種成分進行配比，取材不便，操作繁雜還含有一些高分子化學(xué)物質(zhì)，其主要改進點是恢復(fù) 生態(tài)為主要目的。
[0004] 我國西部處于干旱半干旱缺水地區(qū)，水資源占有量僅為全國的3. 9%，與東部相 比，年蒸發(fā)量為降雨量的6-10倍，加上西部主要土壤類型為黃土和沙土，其土壤肥力大多 較為貧瘠，生態(tài)脆弱，農(nóng)作物的產(chǎn)出較低，對于我國這樣一個農(nóng)業(yè)大國，提高農(nóng)田土壤的肥 力，增加水分的利用率將是西部急需解決的主要問題。
[0005] 叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)是一種自然界中普遍存在 的微生物，它能夠與80%以上的陸生植物形成共生體。研宄發(fā)現(xiàn)，叢枝菌根真菌能促進植物 對礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收，改善植物的水分狀況，提高植物的抗旱能力，增加植物的生物量，改良 土壤。如何利用風(fēng)化煤與叢枝菌根協(xié)同促進作物的生長和改良土壤，提高水分利用率是亟 待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對煤礦地區(qū)的土壤復(fù)墾問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，如何利用風(fēng)化煤改 善礦區(qū)的黃土或沙土土壤，提高所種植作物的生物量并改良土壤，提高水分利用效率。
[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種增強保水增肥的土壤微生物改良方法，在黃 土或沙土中施加風(fēng)化煤，并加入?yún)仓婢浞只旌稀?br>[0008] 作為優(yōu)選，所述風(fēng)化煤與黃土或沙土的質(zhì)量比在1: 2至1:1之間。
[0009] 作為優(yōu)選，所述風(fēng)化煤與黃土或沙土的質(zhì)量比為1:1。
[0010] 作為優(yōu)選，所述叢枝菌根真菌的添加比例為每株作物50-100g。
[0011] 本發(fā)明還提供了一種改良土壤，包括黃土或沙土、施加于所述黃土或沙土中的風(fēng) 化煤以及叢枝菌根真菌并充分混合。
[0012] 作為優(yōu)選，所述風(fēng)化煤與黃土或沙土的質(zhì)量比在1:2至1:1之間。
[0013] 作為優(yōu)選，所述風(fēng)化煤與黃土或沙土的質(zhì)量比最佳為1:1。
[0014] 作為優(yōu)選，所述叢枝菌根真菌的添加比例為每株作物50-100g。
[0015] 本發(fā)明通過將風(fēng)化煤施加于土壤中，與黃土或沙土混合成不同配比，并接種叢枝 菌根真菌，對作物的生長、水分利用均具有促進作用，從而高效利用風(fēng)化煤資源并改良土 壤，做到增肥保水。試驗結(jié)果表明，煤土比為1:1-1:2的區(qū)間為較佳的區(qū)間，煤土比為1:1 時接種叢枝菌根真菌對作物生長和土壤改良具有最為明顯的促進作用，作物的生長狀況、 水分利用效率、礦質(zhì)元素含量均為最優(yōu)，風(fēng)化煤與菌根的聯(lián)合施用對于改善作物生長、改良 退化土壤具有重要意義。本發(fā)明由于只在黃土或沙土中施加風(fēng)化煤，叢枝菌根真菌在植株 根部接種，具有取土便捷、來源廣、成本低、更適用于當(dāng)?shù)剞r(nóng)田土壤的快速改良培肥、提高水 分利用效率，且無外來化學(xué)添加物，不會產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)等多方面的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的實施例的玉米的地上部分干重的平均值（單位：g)隨煤土比（煤 土比在圖1-圖7中指的是風(fēng)化煤與黃土質(zhì)量比）變化的柱狀圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明的實施例的玉米的葉面積的平均值（單位：cm2)隨煤土比變化的柱 狀圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明的實施例的玉米的葉色值的平均值隨煤土比變化的柱狀圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明的實施例的玉米的地上部分氮元素含量（單位：mg/株）隨煤土比 變化的柱狀圖；
[0020] 圖5為本發(fā)明的實施例的玉米的地上部分磷元素含量（單位：mg/株）隨煤土比 變化的柱狀圖；
[0021] 圖6為本發(fā)明的實施例的玉米的地上部分鉀元素含量（單位：mg/株）隨煤土比 變化的柱狀圖；
[0022] 圖7為本發(fā)明的實施例的玉米的地上部分水分利用系數(shù)（單位：g/L)隨煤土比變 化的柱狀圖；
[0023] 圖8為本發(fā)明實施例的紫穗槐苗木和沙棘苗木的生長量隨煤土比（煤土比在圖8 中指的是風(fēng)化煤與沙土質(zhì)量比）變化的柱狀圖。
[0024] 圖9為接菌組與未接菌組的玉米的地上部分干重隨煤土比（煤土比在9-圖15中 指的是風(fēng)化煤與黃土質(zhì)量比）變化的對比圖；
[0025] 圖10為接菌組與未接菌組的玉米的葉面積隨煤土比變化的對比圖；
[0026] 圖11為接菌組與未接菌組的玉米的葉色值隨煤土比變化的對比圖；
[0027] 圖12為接菌組與未接菌組的玉米的地上部分氮元素含量隨煤土比變化的對比 圖；
[0028] 圖13為接菌組與未接菌組的玉米的地上部分磷元素含量隨煤土比變化的對比 圖；
[0029] 圖14為接菌組與未接菌組的玉米的地上部分鉀元素含量隨煤土比變化的對比 圖
[0030] 圖15為接菌組與未接菌組的玉米的水分利用系數(shù)隨煤土比變化的對比圖；
[0031] 圖16為接菌組與未接菌組的紫穗槐苗木生長量隨煤土比（煤土比在圖16和圖17 中指的是風(fēng)化煤與沙土質(zhì)量比）變化的對比圖；
[0032] 圖17為接菌組與未接菌組的沙棘苗木生長量隨煤土比變化的對比圖。
【具體實施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限 定。
[0034] 首先聲明的是，在本申請中，煤土比（風(fēng)化煤與黃土或沙土質(zhì)量比的簡稱）的區(qū)間 均包括端點值。
[0035] 由于風(fēng)化煤中含有豐富的活性物質(zhì)腐殖酸，對植物生長具有促進作用，本實施例 通過將風(fēng)化煤施加于黃土中，研宄風(fēng)化煤對玉米生長的影響。
[0036] 本實施例采用室內(nèi)盆栽試驗，研宄風(fēng)化煤與黃土不同配比組成的土壤對玉米生 長、玉米水分利用效率以及玉米地上部分所吸收的礦質(zhì)元素含量的影響，得出風(fēng)化煤與黃 土的最佳混合比例，合理利用風(fēng)化煤促進玉米生長。此外，還根據(jù)是否加入?yún)仓婢?分為接菌組與未接菌組（對照組）進行對比研宄。
[0037] 試驗條件說明
[0038] 試驗在溫室內(nèi)進行，根據(jù)風(fēng)化煤與黃土按不同質(zhì)量比的混合比例分為七組， 即：純黃土（L)，煤土比（在本實施例中，煤土比為風(fēng)化煤與黃土質(zhì)量比的簡稱，下文 同）分別為1:3、1 :2、1:1、2:1、3:1以及純風(fēng)化煤（W)。栽種玉米的塑料盆的規(guī)格為： Ilcm(高）X 13cm(盆口直徑）X9cm(盆底直徑），每盆中的風(fēng)化煤與黃土質(zhì)量共重為 ll〇〇g，每個處理設(shè)3個重復(fù)（指的是同一煤土比的土壤同時種植三盆，每盆一株，求其平均 值），澆水達(dá)到最大飽和持水量，水分平衡1天后，播種。將玉米種子用10 %的H2O2溶液浸 泡IOmin做表面消毒，再用去離子水清洗10次，每個小盆播種玉米5棵，玉米出苗5天后 間苗，每盆保持1株，種植玉米后18天向土壤加入NH 4NO3, KH2PO4,謂03配置成的營養(yǎng)液，使 供試土壤中N、P、K的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為150mg/kg，30mg/kg，100mg/kg。利用稱重法控制饒水 量，澆水量為基質(zhì)最大持水量的70%。其中，煤土比為1:3,1:2,1:1，2:1，3:1的基質(zhì)最大持 水量分別為 46%，47%，49%，54%，56%。
[0039] 為了進行對比，分為接菌組（+M)和不接菌組（CK)。其中第一組為未接菌組，即只 是使用黃土與風(fēng)化煤的組合作為實驗用土壤，第二組為接菌組，即在第一組的基礎(chǔ)上加入 叢枝菌根真菌。
[0040] 本實驗使用的叢枝菌根真菌，為北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源研宄所微生物 室提供，后經(jīng)本實驗室增殖培養(yǎng)的內(nèi)生真菌，即叢枝菌根真菌（Glomus mosseae，下文簡稱 G. m) 〇
[0041] 接種方法
[0042] 叢枝菌根真菌接種量為接菌組每盆加50_100g，G. m菌劑與煤土充分混合。菌劑的 加入量在50-100g之間選擇一個定量，在此區(qū)間變化時，對作物生長的影響不大。本試驗的 目的主要是為了比較接菌對作物生長的影響，對接菌量不作對比。同時未接菌組中加入相 同質(zhì)量的滅活菌劑以確?；|(zhì)質(zhì)量一致。
[0043] 試驗材料
[0044] 試驗用土壤為黃土，風(fēng)干，過2mm篩。試驗用風(fēng)化煤來自陜西省神木縣大柳塔礦 區(qū)，風(fēng)干。試驗用黃土與風(fēng)化煤的材料基本性狀見表1。
[0045] 表1試驗用材料的基本性狀
[0046]
【主權(quán)項】
1. 一種增強保水增肥的土壤微生物改良方法，其特征在于，在黃土或沙土中施加風(fēng)化 煤，并加入?yún)仓婢浞只旌稀?br>2. 如權(quán)利要求1所述的增強保水增肥的土壤微生物改良方法，其特征在于，所述風(fēng)化 煤與黃土或沙土的質(zhì)量比在1:2至1:1之間。
3. 如權(quán)利要求2所述的增強保水增肥的土壤微生物改良方法，其特征在于，所述風(fēng)化 煤與黃土或沙土的質(zhì)量比為1:1。
4. 如權(quán)利要求1、2或3所述的增強保水增肥的土壤微生物改良方法，其特征在于，所述 叢枝菌根真菌的添加比例為每株作物50-100g。
5. -種改良土壤，其特征在于，包括黃土或沙土、施加于所述黃土或沙土中的風(fēng)化煤以 及叢枝菌根真菌并充分混合。
6. 如權(quán)利要求5所述的改良土壤，其特征在于，所述風(fēng)化煤與黃土或沙土的質(zhì)量比在 1:2至1:1之間。
7. 如權(quán)利要求6所述的改良土壤，其特征在于，所述風(fēng)化煤與黃土或沙土的質(zhì)量比為 1:1〇
8. 如權(quán)利要求5、6或7所述的改良土壤，其特征在于，所述叢枝菌根真菌的添加比例為 每株作物50-100g。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增強保水增肥的土壤微生物改良方法，在黃土或沙土中施加風(fēng)化煤并加入?yún)仓婢浞只旌?。所形成的改良土壤，包括黃土或沙土和施加于黃土或沙土中的風(fēng)化煤以及叢枝菌根真菌。施加風(fēng)化煤的優(yōu)選比例是風(fēng)化煤與黃土或沙土的質(zhì)量比在1:2至1:1之間。本發(fā)明通過將風(fēng)化煤施加于土壤中，與黃土或沙土混合成不同配比，并接種叢枝菌根真菌，對作物生長、水分利用具有顯著促進作用，從而高效利用風(fēng)化煤資源并改良土壤，做到增肥保水。
【IPC分類】A01B79-00
【公開號】CN104737658
【申請?zhí)枴緾N201510078770
【發(fā)明人】畢銀麗, 于淼, 全文智
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)(北京)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年2月13日