阅读说明：本技术 一种促进元宝枫根系生长的土壤改良剂及其制备方法和应用 (Soil conditioner for promoting growth of root system of acer truncatum, and preparation method and application thereof ) 是由 李小英 邱宗海 白雪 许彦红 李晓荣 于 2020-08-14 设计创作，主要内容包括：本发明属于土壤改良剂技术领域,具体涉及一种促进元宝枫根系生长的土壤改良剂及其制备和应用。本发明提供了一种促进元宝枫根系生长的土壤改良剂,包括生物炭和菌肥；所述生物炭和菌肥的质量比为20～35：20～30。本发明提供的土壤改良剂不仅能够促进元宝枫根系生长,还能够显著提高元宝枫苗木株高茎粗生长量、提高根冠比、促进根系形态生长发育。(The invention belongs to the technical field of soil conditioners, and particularly relates to a soil conditioner for promoting growth of root systems of acer truncatum, and preparation and application thereof. The invention provides a soil conditioner for promoting the growth of root systems of acer truncatum, which comprises biochar and bacterial manure; the mass ratio of the biochar to the bacterial manure is 20-35: 20 to 30. The soil conditioner provided by the invention can promote the growth of the root system of acer truncatum, can also obviously improve the high stem and thick growth amount of acer truncatum seedlings, improve the root-crown ratio and promote the morphological growth and development of the root system.)

一种促进元宝枫根系生长的土壤改良剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于土壤改良剂技术领域，具体涉及一种促进元宝枫根系生长的土壤改良剂及其制备方法和应用。

背景技术

元宝枫(Acer truncatum Bunge)是槭树科(Aceraceae)槭树属的一种落叶乔木，为我国所特有，是兼具观赏价值和经济价值的木本油料树种，其种仁含油率高(42～48％)，且油中含5％～7％的神经酸，已作为保健品开发优质原料；其叶中也含有大量有益的生物活性物质，如黄酮、绿原酸、多糖、维生素、氨基酸、SOD等，可作为药原料开发利用，也可生产为茶饮产品；其木材是制作家具的优质材料，种仁油粕富含蛋白质，树皮可提取栲胶，油粕可作为提取抗肿瘤和乙酰胆碱酯酶抑制剂的新资源。

元宝枫具有极强的适应性，对于土壤的环境要求不高，是良好的生态恢复树种，对于生态建设和环境保护有着重要意义。元宝枫树种植时间为秋冬季节，定植需要一定的水分。要提高元宝枫对干旱的适应性，需要为根部增加营养，使元宝枫生长出繁茂的根系，这有助于元宝枫在旱季利用根部持水，从而增加元宝枫的耐旱性。传统土壤改良剂的作用多为调节土壤酸碱度、增加土壤的疏松度，对元宝枫根系生长的促进作用不明显。生物炭含碳量一般>60％，其容重小，具有较大的比表面积，多孔隙，稳定性、吸附能力强，而且含有大量离子和碱性物质，对改良土壤和控制土壤中氮磷养分淋失具有一定的作用，已在农田土壤中应用。但生物炭与菌肥配施还未在元宝枫生长发育研究中有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种促进元宝枫根系生长的土壤改良剂及其制备方法和应用，本发明提供的土壤改良剂不仅能够促进元宝枫根系生长，还能够显著提高元宝枫苗木株高茎粗生长量、提高根冠比、促进根系形态生长发育。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案；

本发明提供了一种促进元宝枫根系生长的土壤改良剂，包括生物炭和菌肥；所述生物炭和菌肥的质量比为20～35：20～30。

优选的，所述生物炭的粒径为0.5～3mm。

优选的，所述菌肥包括芽孢杆菌和放线菌；所述菌肥的有效活菌数含量≥200亿/g。

本发明提供了上述技术方案所述的土壤改良剂的制备方法，包括：将生物炭和菌肥混合，得到土壤改良剂。

优选的，所述生物炭和菌肥混合前包括将生物炭过筛处理。

优选的，所述菌肥的制备方法包括将稻壳、油茶壳、玉米芯和冷库尾菜混合，得到培养基；将芽孢杆菌和放线菌与培养基混合发酵，得到菌肥。

优选的，所述芽孢杆菌、放线菌和培养基的质量比为1～1.5：1～1.5：1000～1500；

所述稻壳、油茶壳、玉米芯和冷库尾菜的质量比为22～28：3～10：5～13：65～45。

本发明还提供了上述技术方案所述土壤改良剂或上述技术方案所述制备方法制得的土壤改良剂在促进元宝枫根系生长中的应用。

优选的，所述土壤改良剂的施用量为60～160kg/亩，施用方式为将土壤改良剂与有机肥混合施用或混合穴施。

优选的，根据苗的生长环境和大小，调整土壤改良剂的施用量和施用方式，具体为：

当所述苗为苗圃地培育1～2年生苗，施用方式为将土壤改良剂与有机肥混合施用时，所述土壤改良剂施用量为60～80kg/亩；

当所述苗为苗圃地培育3～5年生苗，施用方式为将土壤改良剂与有机肥混合施用时，所述土壤改良剂施用量为100～160kg/亩；

当所述苗为5年生以下苗木移植上山定植，施用方式为穴施，按株行距3～4m×4～5m定植时，所述土壤改良剂施用量为1～2kg/株；

当所述苗为5年生以上苗木移植上山定植，施用方式为穴施，按株行距4～5m×4m～5m定植时，所述土壤改良剂施用量为2～4kg/株。

本发明提供了一种促进元宝枫根系生长的土壤改良剂，包括生物炭和菌肥；所述生物炭和菌肥的质量比为20～35：20～30。菌肥中含有多种微生物菌群，具有固氮、解磷、解钾等功能，大大提高土壤中N、P、K、Ca、Fe等元素的有效性，众多的有益菌群限制了有害菌的生长空间以及分泌抑菌物质，降低病害发生，再加上生物炭本身为碱性又具有孔隙的物质，可以改良南方的酸性土壤，同时生物炭的孔隙结构具有较强的吸水能力，生物炭较高的孔隙结构能够明显改善土壤中的团粒结构，以及改善土壤阳离子交换量(CEC)使得生物炭成为较好的肥料缓释载体，能够控制土壤中的氮磷营养物质缓慢释放，提高了元宝枫对氮磷的利用效率。实施例的结果表明，本发明提供的土壤改良剂不仅能促进元宝枫根系生长，还能够显著提高元宝枫苗木株高茎粗生长量、提高根冠比、促进根系形态生长发育。

附图说明

图1为不同处理幼苗茎粗、株高差异对比。

具体实施方式

本发明提供了一种促进元宝枫根系生长的土壤改良剂，包括生物炭和菌肥；所述生物炭和菌肥的质量比为20～35：20～30。

以质量份计，本发明土壤改良剂进一步优选包括22～33份生物炭，更优选为25～30份。在本发明中，所述生物炭选择比表面积＞60m²/g、孔容积＞1.0e^-02cm³/g且含碳量大于60％，生物炭的粒径优选为0.5～3mm。所述生物炭优选为云南橡胶木炭、椰壳炭或竹炭，其比表面积和孔容积大，是普通生物炭的2～3倍以上，比表面积越大，持水能力越强，缓释营养能力越强。生物炭本身为碱性物质，可以改良酸性土壤，同时生物炭具有孔隙结构，具有较强的吸水能力，生物炭较高的孔隙结构能够明显改善土壤中的团粒结构，以及改善土壤阳离子交换量(CEC)使得生物炭成为较好的肥料缓释载体，能够控制土壤中的氮磷营养物质缓慢释放，提高了土壤对氮磷的利用效率。

以所述生物炭的质量份为基准，本发明土壤改良剂进一步优选包括18～28份菌肥，更优选为19～27份；所述菌肥的有效活菌数含量优选≥200亿/g，进一步优选为200～300亿/g。在本发明中，所述菌肥优选包括芽孢杆菌和放线菌；所述芽孢杆菌的有效活菌数含量优选为100～200亿/g；放线菌的有效活菌数含量优选为20～50亿/g。所述菌肥的制备方法优选包括以下步骤：将稻壳、油茶壳、玉米芯和冷库尾菜混合，得到培养基；将芽孢杆菌和放线菌与培养基混合发酵，得到菌肥。在本发明中，所述芽孢杆菌、放线菌和培养基的质量比优选为1～1.5：1～1.5：1000～1500，更优选为1:1:1000，本发明对芽孢杆菌和放线菌的来源没有限定，采用本领域常规来源的芽孢杆菌和放线菌即可；所述稻壳、油茶壳、玉米芯和冷库尾菜的质量比优选为22～28：3～10：5～13：65～45，更优选为25：5：10：60；所述发酵优选为好氧发酵；所述发酵的条件优选为：温度为25～35℃，湿度为40～60％，时间为10～15天。菌肥中含有多种微生物菌群，具有固氮、解磷和解钾等功能，大大提高土壤中N、P、K、Ca、Fe等元素的有效性，众多的有益菌群限制了有害菌的生长空间以及分泌抑菌物质，降低病害发生。

本发明提供了上述技术方案所述的土壤改良剂的制备方法，包括：将生物炭和菌肥混合，得到土壤改良剂。所述生物炭和菌肥混合前优选包括将生物炭过筛处理。过筛处理能够保证生物炭的粒径和比表面积，生物炭不能太细，如小于0.5mm，也不能太粗如大于3mm，主要对于土壤团粒结构的影响，能够控制土壤中的氮磷营养物质缓慢释放，提高了土壤对氮磷的利用效率。

本发明还提供了上述技术方案所述土壤改良剂或上述技术方案所述制备方法制得的土壤改良剂在促进元宝枫根系生长中的应用。在本发明中，所述元宝枫根系优选为元宝枫幼苗根系，所述土壤改良剂的施用量优选为60～160kg/亩，施用方式为将土壤改良剂与有机肥混合施用或混合穴施。

本发明优选根据苗的生长环境和大小，调整土壤改良剂的施用量和施用方式，具体为：

当所述苗为苗圃地培育1～2年生苗，施用方式为将土壤改良剂与有机肥混合施用时，所述土壤改良剂施用量为60～80kg/亩；元宝枫为落叶树种，只在秋冬季节出苗和定植，所以1～2年生苗就是1个生长季或2个生长季的苗。苗木从苗圃出圃都会造成根系损伤，本发明土壤改良剂能够促进定植元宝枫苗木1年内产生大量须根，有利于对水肥的吸收利用。

当所述苗为苗圃地培育3～5年生苗，施用方式为将土壤改良剂与有机肥混合施用时，所述土壤改良剂施用量为100～160kg/亩；

当所述苗为5年生以下苗木移植上山定植，施用方式为穴施，按株行距3～4m×4～5m定植时，所述土壤改良剂施用量为1～2kg/株；

当所述苗为5年生以上苗木移植上山定植，施用方式为穴施，按株行距4m×4～5m定植时，所述土壤改良剂施用量为2～4kg/株。

下面结合实施例对本发明提供的一种促进元宝枫根系生长的土壤改良剂及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例中的生物炭为椰壳炭，购买于福建永安优选炭业有限公司生产，所述菌肥的制备方法包括将稻壳、油茶壳、玉米芯和冷库尾菜混合，得到培养基；将芽孢杆菌和放线菌原菌液与培养基混合，以1:1:1000的质量百分比例混合进行发酵，得到菌肥。所述稻壳、油茶壳、玉米芯和冷库尾菜的质量比优选为25：5：10：60；所述发酵优选为好氧发酵；所述发酵的条件为：温度为25～35℃，湿度为40～60％，发酵时间10～15天。

(有效菌种为芽孢杆菌和放线菌，有效活菌数含量≥200亿/g，芽孢杆菌有效活菌数含量>150亿/g；放线菌有效活菌数含量>50亿/g)。

实施例1

一种促进元宝枫根系生长的土壤改良剂，包括生物炭和菌肥；所述生物炭和菌肥的质量比为20：20。

将20kg生物炭过2mm筛处理后，与20kg菌肥混合，得到促进元宝枫根系生长的土壤改良剂。

实施例2

一种促进元宝枫根系生长的土壤改良剂，包括生物炭和菌肥；所述生物炭和菌肥的质量比为20：30。

将20kg生物炭过2mm筛处理后，与30kg菌肥混合，得到促进元宝枫根系生长的土壤改良剂。

实施例3

一种促进元宝枫根系生长的土壤改良剂，包括生物炭和菌肥；所述生物炭和菌肥的质量比为30：20。

将30kg生物炭过2mm筛处理后，与20kg菌肥混合，得到促进元宝枫根系生长的土壤改良剂。

实施例4

一种促进元宝枫根系生长的土壤改良剂，包括生物炭和菌肥；所述生物炭和菌肥的质量比为30：30。

将30kg生物炭过2mm筛处理后，与30kg菌肥混合，得到促进元宝枫根系生长的土壤改良剂。

对比例1～11

按照实施例1的方式配置对比改良剂，区别在于生物炭和菌肥的质量比不同，对比例1～11的生物炭和菌肥的质量比如表1所示。

表1试验设计

应用例1

1-1试验设计

试验选用长势一致的一年生元宝枫幼苗；试验用花盆直径为25cm，高30cm，每个盆中均装入等量相同配比轻基质1.3kg(珍珠岩：泥炭土：红壤＝7.5：0.5：2)。基质材料为春城牌膨胀珍珠岩，丹麦品氏泥炭土，供试红壤pH6.76，水解氮含量114.2mg/kg，有机质含量21.74g/kg，速效钾含量352.74mg/kg，速效磷36.36mg/kg。

采用盆栽试验，共设置16个处理，元宝枫幼苗于2018年12月18日移栽，平均株高为30.46±3.2cm，平均茎粗为4.43±0.52mm。移栽前，先按照表1所示用量关系施加不同土壤改良剂，其中CK为空白对照。

1-2样品采集与测定方法

供试红壤pH值用pH计测定；有机质采用重铬酸钾-硫酸外加热法；土壤碱解氮采用扩散吸收法；土壤速效磷采用盐酸-氟化铵浸提法；土壤速效钾乙酸铵浸提-火焰光度计法。

从幼苗移栽日至2019年2月底，期间幼苗均处于生长休眠期，2019年3月上旬陆续发芽、发叶，幼苗根系指标于幼苗生长后期(2019年9月18日)测定，每个处理选取3株长势均匀的幼苗测定，试验期间不做任何施肥处理，仅定期浇水。

株高(基质表面到顶芽底部的高度)用直尺(精度1mm)测定；茎粗用游标卡尺(精度0.1mm)测定；单株叶面积用Li-300A测定；根长、总根表面积、总根系体积、根平均直径用根系分析系统(WinRhizo Pro LA2400)。各指标均重复测定3次。试验数据用WPS 2010进行数据处理和图表绘制，采用SPSS 22(IBM SPSS Statistic)软件进行统计分析。

1-3试验结果

不同处理幼苗生长量的差异如表2和图1所示，所有实施例1～4和对比例1～11的幼苗的茎粗和株高均比CK对照有所提高，其中实施例2和实施例4显著提高幼苗株高、茎粗增长量，实施例2和实施例4株高(茎粗)生长量较CK分别提高了62.28％(17.89％)、59.79％(24.54％)，说明本发明生土壤改良剂能够更好地提高元宝枫生长量。

表2不同处理幼苗生长量差异

不同处理幼苗生物量及根冠比差异如表3所示，不同处理幼苗平均叶片鲜重大小呈生物炭与菌肥配施处理(8.23g)＞单施生物炭处理(5.43g)＞单施菌肥处理(4.94g)＞CK(4.58g)的规律；平均茎鲜重大小关系呈生物炭与菌肥配施处理(6.57g)＞单施生物炭处理(4.42g)＞CK(3.79g)＞单施菌肥处理(2.39g)的规律；平均根鲜重大小关系呈生物炭与菌肥配施处理(34.96g)＞CK(22.04g)＞单施生物炭处理(20.19g)＞单施菌肥处理(17.70g)的规律，平均根冠比大小关系呈生物炭与菌肥配施处理(2.66)＞CK(2.63)＞单施菌肥处理(2.44)＞单施生物炭处理(2.16)；其中T7处理显著提高叶鲜重，较CK提高了204.80％；T12处理显著提高茎鲜重、叶鲜重、根冠比，较CK分别提高了264.16％、163.25％、17.73％，说明总体上本发明土壤改良剂能够提高幼苗生物量，可以增加元宝枫幼苗应用生产加工原料产值。

表3不同处理幼苗生物量及根冠比差异

不同处理幼苗根系形态的差异及苗木生长指数如表4所示，不同处理平均总根长大小关系呈生物炭与菌肥配施处理(2818.15mm)＞CK(2241.11mm)＞单施菌肥处理(1430.58mm)＞单施生物炭处理(1290.88mm)的规律；总根表面积呈生物炭与菌肥配施处理(538.83cm²)＞CK(424.31cm²)＞单施生物炭处理(310.70cm²)＞单施菌肥处理(271.19cm²)的规律；平均总根体积大小关系呈生物炭与菌肥配施处理(8.45cm³)＞CK(6.39cm³)＞单施生物炭处理(6.18cm³)＞单施菌肥处理(4.16cm³)的规律；根平均直径大小关系呈单施生物炭处理(0.81mm)＞生物炭与菌肥配施处理(0.68mm)＞单施菌肥处理(0.61mm)＞CK(0.6mm)的规律；平均苗木质量指数大小关系呈生物炭与菌肥配施处理(0.67mm)＞CK(0.46)＞单施菌肥处理(0.40mm)＞单施生物炭处理(0.38mm)的规律；其中T15(实施例4)处理显著提高根长、根总表面积，较CK分别提高了78.96％、67.94％；T12处理显著提高了总根体积，较CK提高了139.91％；T5显著提高根平均直径，较CK提高了63.33％，说明单施生物炭或菌肥并不能促进元宝枫根系生长，本发明土壤改良剂能够激发菌肥肥效，促进幼苗根系生长，其中T12(实施例2)处理苗木质量指数最大，说明T12处理显著提高了苗木的综合质量。

表4不同处理对元宝枫根系形态的影响

幼苗各生长指标间的相关性如表5所示，株高与根鲜重、根体积呈极显著正相关；茎粗与总根长、苗木质量指数呈显著正相关；叶鲜重、茎鲜重和苗木质量指数呈显著正相关；总根长、总根体积和苗木质量指数呈显著正相关，说明本发明土壤改良剂对元宝枫幼苗生长的综合作用显著，可同时促进幼苗地上地下部分生长，能达到培育优质壮苗的目的。

表5元宝枫幼苗各生长指标Pearson相关性系数

注：**在0.01水平(双侧)上显著相关，*在0.05水平(双侧)上显著相关。

由以上实施例可知，本发明提供的土壤改良剂不仅能够促进元宝枫根系生长，还能够显著提高元宝枫苗木株高茎粗生长量、提高根冠比、促进根系形态生长发育。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。