一种用于干旱地区的秸秆还田方法
阅读说明：本技术 一种用于干旱地区的秸秆还田方法 (Straw returning method for arid area ) 是由 姚平喜 吴艾祥 张金霞 苏永红 吕楠 张静 王小阳 武利生 白艳艳 张小刚 杨元 于 2020-12-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种用于干旱地区的秸秆还田方法,属于秸秆还田技术领域。本发明所述秸秆还田方法包括使用厌氧菌培养液的步骤,所述厌氧菌培养液由厌氧菌与植物油、尿素、水按照1:0.01～0.02:0.1～0.2:400～600的重量比配制而成,将其应用于秸秆还田中,还包括将秸秆破碎后,喷淋厌氧菌培养液,排出秸秆碎屑间的空气,密封,堆放腐熟的步骤。本发明所述秸秆还田方法有效解决了干旱地区现有秸秆还田存在的腐化时间长,无法杀灭病虫害,劳动强度大等难题。(The invention provides a straw returning method for arid areas, and belongs to the technical field of straw returning. The straw returning method comprises the step of using an anaerobic bacteria culture solution, wherein the anaerobic bacteria culture solution is prepared from anaerobic bacteria, vegetable oil, urea and water according to the weight ratio of 1: 0.01-0.02: 0.1-0.2: 400-600, is applied to straw returning, and further comprises the steps of crushing straws, spraying the anaerobic bacteria culture solution, discharging air among straw scraps, sealing, stacking and decomposing. The straw returning method effectively solves the problems of long decay time, incapability of killing plant diseases and insect pests, high labor intensity and the like of the conventional straw returning method in arid areas.)
技术领域
本发明属于秸秆还田技术领域，尤其涉及一种用于干旱地区的秸秆还田方法。
背景技术
秸秆是成熟农作物茎叶的总称，是作物收获子实后的剩余部分，一般占生物量50％以上。因其含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，故是一种丰富且能直接利用的可再生资源。随着化肥用量增长，厩肥、绿肥量大幅降低，秸秆已成为重要的有机肥源(刘芳，张长生，陈爱武等.秸秆还田技术研究及应用进展.作物杂志，2012(2):18-23)。秸秆还田就是把玉米、水稻等作物的秸秆直接或堆积腐熟后施入土壤中的一种方法，是综合消化利用秸秆的主要途径。秸秆还田的方式主要有直接还田、间接还田和利用生化快速腐熟技术制造优质有机肥3种方式。
直接还田是秸秆资源利用中最原始的技术，是将作物秸秆和粪便等直接施入土壤或覆盖于农田表面，主要包括覆盖还田、翻压还田和留高茬还田3种方式。该传统技术操作简单，易掌握，但增肥效果缓慢，有效利用率低；秸秆腐熟不够，影响出苗、影响耕作；秸秆本身附着的病虫害菌未经杀灭直接还田，增加了次年农田病虫害的发生概率等问题。
农作物秸秆间接还田主要包括堆沤还田、烧灰还田、过腹还田、菇渣还田以及沼渣还田等。其中，秸秆堆沤还田也称高温堆肥，是解决我国当前有机肥源短缺的主要途径。它是利用夏季高温季节把秸秆堆积，采用厌氧发酵沤制，其特点是时间长、受环境影响大，劳动强度高，特别对于干旱地区，腐熟时间更长。烧灰还田随秸秆的禁烧无法实施。过腹还田、菇渣还田以及沼渣还田用量少，无法大面积实施。所有这些方法都存在轻薄物料长距离运输的问题。
生化腐熟还田是用微生物技术对复合菌种(由能够强烈分解纤维素、半纤维素、木质素的耐热细菌、真菌、酵母菌和生物酶组成)进行扩大培养，用现代化设备调控温度、湿度和时间，经机械翻抛、高温堆腐、生物发酵等过程，将秸秆转化成优质的有机肥，其代替化肥使用能有效改良土质、防治病虫害。但这种还田技术不够成熟，容易造成有害菌繁殖，有益菌死亡，而且高温堆腐过程会把很多有机质灭活。另一方面对农业机械要求高，设备投入大。同时也存在轻薄物料长距离运输的问题。
综上可知，干旱地区现有的秸秆还田方式存在腐化时间长，劳动强度大，无法杀灭病虫害的难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种干旱地区通过添加厌氧菌的秸秆还田方法，有效解决了现有秸秆还田存在的腐化时间长，无法杀灭病虫害，劳动强度大等难题。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种用于干旱地区的秸秆还田方法，包括使用厌氧菌培养液处理秸秆的步骤，所述厌氧菌培养液由厌氧菌制剂与植物油、尿素、水按照1:0.01～0.02:0.1～0.2:400～600的重量比配制而成。
优选的，所述厌氧菌制剂经如下步骤制备所得：将质量百分比分别为0.1％、10％、89.9％的沼气原菌、白糖或红糖、纯净水混合，室温发酵至pH值为3.0-5.0时，停止发酵，得发酵液；将发酵液2wt％、植物油0.01-0.5wt％、尿素0.05-0.1wt％、甘油0.01-0.1wt％、水混合，10℃-60℃发酵24h，即得。
优选的，将秸秆破碎后，喷淋所述厌氧菌培养液，排出秸秆碎屑间的空气，密封，堆放腐熟。
优选的，将秸秆破碎成3～8厘米的碎屑。
优选的，所述厌氧菌培养液的喷淋量与破碎秸秆的重量比为1:35～50。
优选的，所述排出秸秆碎屑间空气的方式包括打捆和/或压块。
优选的，所述喷淋厌氧菌培养液步骤与排出秸秆碎屑间空气步骤的时间间隔不超过10分钟。
优选的，所述密封的方式包括包膜。
优选的，所述堆放腐熟的时间不少于2个月。
优选的，所述堆放在田间进行时，在密封秸秆上盖土，所述土层的厚度不小于10厘米。
本发明有益效果：
本发明提供了一种用于干旱地区的秸秆还田方法，包括使用厌氧菌培养液处理秸秆的步骤，所述厌氧菌培养液由厌氧菌制剂与植物油、尿素、水按照1:0.01～0.02:0.1～0.2:400～600的重量比配制而成。本发明通过使用厌氧菌培养液处理秸秆，有效解决了干旱地区现有秸秆还田存在的腐化时间长，无法杀灭病虫害，劳动强度大等难题。
附图说明
图1为本发明所述秸秆还田方法的工艺流程图；
图2为玉米秸秆加厌氧菌培养液压块包膜25天后的状态；
图3为玉米秸秆切碎自然放置25天后的状态。
具体实施方式
本发明提供了一种用于干旱地区的秸秆还田方法，包括使用厌氧菌培养液处理秸秆的步骤，所述厌氧菌培养液由厌氧菌制剂与植物油、尿素、水按照1:0.01～0.02:0.1～0.2:400～600的重量比配制而成。
本发明所述秸秆还田方法，优选的是玉米秸秆的还田方法。在本发明中，所述厌氧菌培养液中含有厌氧乳酸杆菌，类杆菌消化球菌，消化链球菌，产气杆菌等，其中主要由嫌气性的乳酸菌群组成，以嗜酸乳杆菌为主导，能有效抑制有害微生物的活动，加剧有机物的腐败分解，使得虫卵分解，失去生命力，还能够分解在常态下不易分解的木质素和纤维素，并使有机物发酵分解，另外，还能够抑制连作障碍产生的致病菌增殖。
本发明所述厌氧菌培养液优选的是经如下步骤制备所得：先将质量百分比分别为0.1％、10％、89.9％的沼气原菌、白糖或红糖、纯净水混合，密封、避光、室温发酵至pH值为3.0-5.0时，停止发酵，得发酵液；再将质量百分比为2％的发酵液、质量百分比为0.01-0.5％的植物油、质量百分比为0.05-0.1％的尿素、质量百分比为0.01-0.1％的甘油与余量水混合，密封、避光、10℃-60℃发酵24h，即得。本发明对于沼气原菌的来源没有特殊限定，可从市场上购买所得。
在本发明中，作为优选的秸秆还田方法，包括将秸秆破碎后，喷淋所述厌氧菌培养液，排出秸秆碎屑间的空气，密封，堆放腐熟的步骤。
本发明对于秸秆破碎的具体方式没有特殊限定，采用本领域常规秸秆破碎方法均可，本发明对于秸秆破碎的粒径没有特殊限定，以不妨碍耕作为宜，优选的，将秸秆破碎成3～8厘米的碎屑，以利于后续排出秸秆碎屑间空气的操作。
将秸秆破碎后，优选的按照破碎秸秆的重量是厌氧菌培养液重量的35～50倍的比例，在破碎秸秆上喷淋上述厌氧菌培养液，维持一个合适的含水量。
喷淋厌氧菌培养液后，应尽快排出秸秆碎屑间的空气，优选的时间间隔不超过10分钟，以确保厌氧菌的生物活性；本发明对于排出秸秆碎屑间空气的方式没有特殊限定，优选的方式为打捆和/或压块，本发明对于捆的大小、块的大小没有限定，只需在打捆和/或压块时尽量密实即可，以确保秸秆碎屑间的空气被完全排出，达到一个无氧或缺氧的环境。
本发明对于密封的具体方式没有特殊限定，采用本领域常规可达到密封效果的方式均可，优选的密封方式为包膜密封。
在本发明中，堆放腐熟可以在田间进行，也可以运输到车间集中堆放养护，由于北方秋收后干旱低温，所以腐熟堆放的时间应不少于2个月，最好是堆放到第二年开春播种前；当在田间进行堆放腐熟时，为了加速腐熟，可以在包膜后的秸秆块上盖上一层土，增加保温效果，土层以不小于10厘米为宜。
本发明所述堆放腐熟的秸秆，第二年耕种前拆除外面的覆膜打散后可作肥料使用。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将从市场上购买的沼气原菌与白糖、纯净水分别按照质量百分比为0.1％、10％、89.9％的比例混合，遮光、密封条件下，室温发酵至pH值在3.0-5.0之间时，停止发酵，得发酵液；
将质量百分比为2％的发酵液、质量百分比为0.2％的植物油、质量百分比为0.08％的尿素、质量百分比为0.02％的甘油、质量百分比为97.7％的纯净水混合，遮光、密封条件下，30℃发酵24h，得厌氧菌制剂；
将厌氧菌制剂与植物油、尿素、水按照1:0.01:0.1:400的重量比配制成厌氧菌培养液。
实施例2
将从市场上购买的沼气原菌与白糖、纯净水分别按照质量百分比为0.1％、10％、89.9％的比例混合，遮光、密封条件下，室温发酵至pH值在3.0-5.0之间时，停止发酵，得发酵液；
将质量百分比为2％的发酵液、质量百分比为0.1％的植物油、质量百分比为0.07％的尿素、质量百分比为0.06％的甘油、质量百分比为97.77％的纯净水混合，遮光、密封条件下，30℃发酵24h，得厌氧菌制剂；
将厌氧菌制剂与植物油、尿素、水按照1:0.02:0.2:600的重量比配制成厌氧菌培养液。
实施例3
将从市场上购买的沼气原菌与白糖、纯净水分别按照质量百分比为0.1％、10％、89.9％的比例混合，遮光、密封条件下，室温发酵至pH值在3.0-5.0之间时，停止发酵，得发酵液；
将质量百分比为2％的发酵液、质量百分比为0.08％的植物油、质量百分比为0.06％的尿素、质量百分比为0.04％的甘油、质量百分比为97.82％的纯净水混合，遮光、密封条件下，30℃发酵24h，得厌氧菌制剂；
将厌氧菌制剂与植物油、尿素、水按照1:0.015:0.15:500的重量比配制成厌氧菌培养液。
实施例4
把玉米秸秆破碎成5厘米的碎屑，分别按照厌氧菌培养液的喷淋量与破碎秸秆的重量比为1:40的比例喷淋实施例1、2、3所述厌氧菌培养液，立即把喷淋上培养液的秸秆进行压实打捆，然后把打捆的秸秆表面包膜，在包膜后的秸秆块上盖上一层12厘米厚的土，堆放在田间，直至第二年开春播种前，拆除外面的覆膜，打散后作肥料使用。
实施例5
把玉米秸秆破碎成7厘米的碎屑，分别按照厌氧菌培养液的喷淋量与破碎秸秆的重量比为1:45的比例喷淋实施例1、2、3所述厌氧菌培养液，立即把喷淋上培养液的秸秆进行压实压块，然后把压块的秸秆表面包膜，在包膜后的秸秆块上盖上一层15厘米厚的土，堆放在田间，直至第二年开春播种前，拆除外面的覆膜，打散后作肥料使用。
实施例6
把玉米秸秆破碎成6厘米的碎屑，分别按照厌氧菌培养液的喷淋量与破碎秸秆的重量比为1:38的比例喷淋实施例1、2、3所述厌氧菌培养液，立即把喷淋上培养液的秸秆进行压实打捆，然后把打捆的秸秆表面包膜，运输到车间集中堆放3个月腐熟。
观察喷施实施例1所述厌氧菌培养液的玉米秸秆压块包膜25天后的状态，如图2所示，将玉米秸秆破碎成6厘米的碎屑自然放置25天后的状态作为对比例，如图3所示。由图2和图3可以明显看出，本发明所述秸秆还田方法可以明显缩短腐熟时间。
实施例7
将同一农田平均划分为三部分，一部分用噻唑磷处理作为阳性对照组，一部分用本发明所述秸秆还田方法进行处理，作为实验组，一部分未进行任何处理，作为阴性对照组，分别在每一部分农田中采集30g土壤，通过离心分离，依次筛分，收集500目筛上的二龄幼虫及线虫卵。分别取50ul在显微镜下对二龄幼虫镜检且计数。结果如表1所示：
表1：各处理组中的线虫及卵孢子
阴性对照组
实验组
阳性对照组
二龄幼虫
1780个
180个
380个
卵孢
5.3×10<sup>5</sup>个
6.5×10<sup>4</sup>个
2.95×10<sup>5</sup>个
由表1可以看出，本发明所述秸秆还田方法可显著降低农田中病虫害的发生概率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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