本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)土壤改良與生態(tài)修復(fù)，具體為基于微生物改良的干熱河谷土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)化培肥方法。

背景技術(shù)：

1、土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與肥力水平是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，尤其是在干熱河谷地區(qū)，土壤環(huán)境更為惡劣。干熱河谷地區(qū)的土壤通常表現(xiàn)為低有機質(zhì)含量、團聚體比例不足、透氣性差和保水能力弱，這些問題嚴(yán)重制約了作物根系的生長與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。此外，傳統(tǒng)的土壤改良方法主要依賴化學(xué)肥料的大量施用，雖然能夠在短期內(nèi)提高土壤養(yǎng)分含量，但卻導(dǎo)致了土壤酸化、板結(jié)以及微生物多樣性的降低，進一步惡化了土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

2、現(xiàn)有技術(shù)嘗試通過添加有機肥或生物制劑改善土壤，但在實際應(yīng)用中存在多種問題。一方面，有機肥的腐熟度和功能菌的適應(yīng)性不足，常常導(dǎo)致其在土壤中的利用效率較低，難以實現(xiàn)對土壤結(jié)構(gòu)的深度改良。另一方面，在干熱河谷地區(qū)高溫、低水分的環(huán)境條件下，功能菌的存活率和活性往往受到限制，難以維持長時間的作用。同時，現(xiàn)有技術(shù)缺乏有效的協(xié)同機制來將功能菌的代謝產(chǎn)物與土壤顆粒結(jié)合形成穩(wěn)定的土壤團聚體，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)的優(yōu)化效果有限，且持續(xù)性較差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于微生物改良的干熱河谷土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)化培肥方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、有機質(zhì)含量低、功能菌活性不足以及改良效果持續(xù)性較差的問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：基于微生物改良的干熱河谷土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)化培肥方法，包括以下步驟：

3、(1)篩選功能微生物菌株，所述功能微生物菌株包括胞外聚合物高產(chǎn)菌、碳循環(huán)強化菌和抗逆性菌株，菌株活性為1×108～1×109cfu/ml；

4、(2)制備生物有機肥，所述生物有機肥由粉碎秸稈、畜禽糞便和輔料組成，秸稈占基質(zhì)總量的50％～70％，畜禽糞便占基質(zhì)總量的20％～30％，輔料占基質(zhì)總量的10％～20％，發(fā)酵時碳氮比為25:1～35:1，發(fā)酵溫度為45-55℃，發(fā)酵時間為20～30天；

5、(3)施入基肥，所述基肥由生物有機肥與功能菌劑按比例10:1～20:1混合，基肥施用量為800～1200kg/畝，通過深翻至土壤深度20～30cm后覆蓋；

6、(4)追施功能菌液，所述菌液濃度為106～107cfu/ml，通過滴灌施用，滴灌施用量為200～300l/畝。

7、優(yōu)選的，所述胞外聚合物高產(chǎn)菌為地衣芽孢桿菌，碳循環(huán)強化菌為擬桿菌屬，抗逆性菌株為耐高溫放線菌。

8、優(yōu)選的，所述生物有機肥的制備過程中，堆肥基質(zhì)的初始含水量為55％～65％，發(fā)酵中期加入功能菌劑，接種量為基質(zhì)濕重的1％～2％，并在發(fā)酵完成后將基質(zhì)顆?；幚恚w粒直徑為3～5mm。

9、優(yōu)選的，所述功能菌劑由復(fù)配的功能菌株與載體材料混合制備，所述載體為膨潤土或腐殖酸顆粒，功能菌株與載體的混合比例為1:5～1:10，菌劑制備過程中控制含水量為10％～15％。

10、優(yōu)選的，所述施入基肥之前，通過土壤深翻處理，將土壤深翻至20～30cm，并施入粉碎秸稈作為外源有機碳源，秸稈粉碎至長度2～5cm，施用量為400～600kg/畝。

11、優(yōu)選的，所述追施的功能菌液中，菌液濃度調(diào)整為1％～3％，滴灌持續(xù)時間為2～3小時，施用時結(jié)合土壤濕度控制在20％～25％。

12、優(yōu)選的，所述功能菌分泌的胞外聚合物通過與土壤顆粒及外源有機質(zhì)的相互作用，形成網(wǎng)狀膠體結(jié)構(gòu)；所述膠體結(jié)構(gòu)將土壤顆粒結(jié)合為團聚體，結(jié)合方式包括多糖與土壤顆粒表面活性基團的化學(xué)結(jié)合和物理吸附，所述團聚體粒徑為0.25～2mm。

13、優(yōu)選的，所述功能菌分泌的胞外聚合物中的多糖組分與土壤中的礦物元素通過配位鍵作用結(jié)合，形成有機-無機復(fù)合結(jié)合體；所述結(jié)合體通過化學(xué)鍵的穩(wěn)定性提升團聚體的耐水解性能，且進一步增強土壤顆粒的粘附能力。

14、本發(fā)明提供了基于微生物改良的干熱河谷土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)化培肥方法。具備以下有益效果：

15、1、本發(fā)明通過功能菌分泌的胞外聚合物(如多糖、蛋白質(zhì))與土壤顆粒的物理吸附和化學(xué)結(jié)合，形成穩(wěn)定的土壤團聚體，顯著提高土壤的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有效減少了干熱河谷區(qū)域土壤的侵蝕和板結(jié)問題，改善了土壤的長期耕作性能。

16、2、本發(fā)明通過功能菌的代謝作用，將土壤中的有機物分解為可利用的小分子養(yǎng)分，同時促進養(yǎng)分的有效釋放和長效供應(yīng)。生物有機肥和功能菌液的協(xié)同作用使土壤有機質(zhì)含量提升至1.8％～2.0％，顯著高于未處理土壤。土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分的有效性增加，為作物生長提供了穩(wěn)定的營養(yǎng)來源。

17、3、本發(fā)明通過優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)和提升土壤肥力，為作物根系生長提供了優(yōu)越條件。田間試驗結(jié)果表明，改良土壤后作物產(chǎn)量顯著提升，玉米產(chǎn)量提高了24％～30％，小麥產(chǎn)量提高了50％～63％。同時，改良土壤的長期效應(yīng)可降低化肥和灌溉水的使用量，提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益和可持續(xù)性。

技術(shù)特征：

1.基于微生物改良的干熱河谷土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)化培肥方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微生物改良的干熱河谷土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)化培肥方法，其特征在于，所述胞外聚合物高產(chǎn)菌為地衣芽孢桿菌，碳循環(huán)強化菌為擬桿菌屬，抗逆性菌株為耐高溫放線菌。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微生物改良的干熱河谷土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)化培肥方法，其特征在于，所述生物有機肥的制備過程中，堆肥基質(zhì)的初始含水量為55％～65％，發(fā)酵中期加入功能菌劑，接種量為基質(zhì)濕重的1％～2％，并在發(fā)酵完成后將基質(zhì)顆粒化處理，顆粒直徑為3～5mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微生物改良的干熱河谷土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)化培肥方法，其特征在于，所述功能菌劑由復(fù)配的功能菌株與載體材料混合制備，所述載體為膨潤土或腐殖酸顆粒，功能菌株與載體的混合比例為1:5～1:10，菌劑制備過程中控制含水量為10％～15％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微生物改良的干熱河谷土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)化培肥方法，其特征在于，所述施入基肥之前，通過土壤深翻處理，將土壤深翻至20～30cm，并施入粉碎秸稈作為外源有機碳源，秸稈粉碎至長度2～5cm，施用量為400～600kg/畝。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微生物改良的干熱河谷土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)化培肥方法，其特征在于，所述追施的功能菌液中，菌液濃度調(diào)整為1％～3％，滴灌持續(xù)時間為2～3小時，施用時結(jié)合土壤濕度控制在20％～25％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微生物改良的干熱河谷土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)化培肥方法，其特征在于，所述功能菌分泌的胞外聚合物通過與土壤顆粒及外源有機質(zhì)的相互作用，形成網(wǎng)狀膠體結(jié)構(gòu)；所述膠體結(jié)構(gòu)將土壤顆粒結(jié)合為團聚體，結(jié)合方式包括多糖與土壤顆粒表面活性基團的化學(xué)結(jié)合和物理吸附，所述團聚體粒徑為0.25～2mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于微生物改良的干熱河谷土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)化培肥方法，其特征在于，所述功能菌分泌的胞外聚合物中的多糖組分與土壤中的礦物元素通過配位鍵作用結(jié)合，形成有機-無機復(fù)合結(jié)合體；所述結(jié)合體通過化學(xué)鍵的穩(wěn)定性提升團聚體的耐水解性能，且進一步增強土壤顆粒的粘附能力。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)土壤改良與生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域，公開了基于微生物改良的干熱河谷土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)化培肥方法，包括以下步驟：篩選功能微生物菌株，所述功能菌株包括地衣芽孢桿菌、假單胞菌和耐高溫放線菌；制備生物有機肥，所述生物有機肥由粉碎秸稈、畜禽糞便和輔料組成，通過發(fā)酵完成；施入基肥，將生物有機肥與功能菌劑按比例混合后，均勻撒施并深翻至土壤深度20～30cm；追施功能菌液，通過滴灌施用；通過功能菌代謝產(chǎn)物與土壤顆粒的協(xié)同作用，形成穩(wěn)定的土壤團聚體。本發(fā)明顯著提升了土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、養(yǎng)分含量、保水保肥能力及作物產(chǎn)量，為干熱河谷區(qū)域的土壤改良提供了一種高效、可持續(xù)的解決方案。

技術(shù)研發(fā)人員：張慶,朱紅業(yè),楊濟達,伏成秀,鄧思合,余順平,趙定云,楊佩文,施竹鳳,普特
受保護的技術(shù)使用者：云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15