一种尿素碱复合药剂促进还田秸秆分解的方法技术

本发明专利技术属于秸秆生物质资源化利用技术领域，提供一种尿素碱复合药剂促进还田秸秆分解的方法。本发明专利技术针对还田秸秆分解缓慢的问题，利用尿素碱复合药剂促进还田秸秆的分解，开展了不同配比和用量的复合药剂对秸秆分解影响的研究，筛选了复合药剂的最佳配比和用量，同时考查了复合药剂施加后对土壤pH、脱氢酶活性等的影响。该复合药剂可以打破秸秆纤维致密的结晶区域，促进还田秸秆的分解，这对秸秆还田的推广及应用具有一定的指导意义。

A method of promoting decomposition of returning straw by urea alkali compound medicament

【技术实现步骤摘要】
一种尿素碱复合药剂促进还田秸秆分解的方法
本专利技术属于秸秆生物质资源化利用
，具体涉及一种尿素碱复合药剂促进还田秸秆分解的方法。
技术介绍
秸秆作为一种生物质资源，含有90％以上的有机组分，包括30-50％纤维素，15-35％半纤维素，10-30％木质素，这些组分还田后会分解成植物生长所需的各种养分，专利CN109328522A公布了一种秸秆还田增加土壤肥力的方法。目前，随着我国粮食产量的逐年增加，据官方估计秸秆的产量也达到了近10亿吨，秸秆还田不但可以解决大部分秸秆的资源化利用问题，同时还可以增加土壤有机质含量，改善土壤微生态，专利CN106105468A也公布了一种秸秆直接还田培肥土壤的方法。在东北农业区，秸秆还田后往往进入漫长的冬季，冷凉气候条件下限制了秸秆的生物腐解，影响次年作物的播种和出苗，造成种子出苗不齐，甚至死苗的现象。因此，如何在冷凉气候或常温条件下提高还田秸秆分解速率，是解决秸秆还田难的一个重要问题。由于秸秆纤维素类物质本身具有的刚性结构，使土壤微生物产生的分解酶类物质较难进入秸秆内部，限制了秸秆与分解酶的接触，因此如何打破秸秆固有的致密刚性结构，增加分解酶类物质的生物可及性，是加快秸秆分解的关键步骤。专利CN107502548A公布了一种耐低温秸秆降解菌株的筛选方法，专利CN109328522A公布了一株高温秸秆降解细菌B-8及其菌剂与应用，专利CN106119240A公布了一种促进秸秆降解的微生态制剂的制备方法，专利CN101898907A也公布了复合微生物制剂及其在作物秸秆的微生物降解中的应用，目前促进秸秆分解的方法主要集中在生物菌剂和酶制剂方面，这些方法受农田自然环境的影响，往往停留在实验室阶段，生物降解菌剂的活性也因土壤理化性质的变化具有一定的波动性，同时农田应用的成本也限制了其推广应用。本专利技术利用尿素碱复合药剂在低温或常温下破坏秸秆纤维的致密刚性结构，同时借助土著微生物的生物降解功能，协同破坏秸秆纤维的刚性结晶区域，增加秸秆分解酶类的生物可及性，在不改变土壤理化性质的条件下促进秸秆的降解，从化学强化的角度协同促进了秸秆的分解。该复合药剂可以和普通肥料混施，降低了劳动生产成本，具有现实推广意义。
技术实现思路
本专利技术针对还田秸秆分解缓慢的问题，提供了一种尿素碱复合药剂促进还田秸秆分解的方法。该方法筛选了药剂的最佳配比和施加量，同时考查了药剂对土壤pH、脱氢酶活性等土壤理化性质的影响，这对秸秆还田的推广及应用具有一定的指导意义。本专利技术的技术方案：一种尿素碱复合药剂促进还田秸秆分解的方法，步骤如下：(1)复合药剂的制备：先将尿素药剂配制成尿素溶液，然后把碱缓慢加入，经充分溶解后密封保存，得到尿素碱复合药剂混合溶液；尿素的用量为秸秆质量的1-10％，碱的用量为秸秆质量的0.1-1.5％，水的用量为秸秆质量的2-5倍；(2)复合药剂的施用：将步骤(1)得到的尿素碱复合药剂混合溶液均匀喷施到粉碎好的1-8cm的秸秆表面，然后把预处理好的秸秆定量后装入尼龙袋子中，按照秸秆还田比例进行还田，一亩地还田量为300-800kg，把秸秆埋入深度为10-20cm的农田土壤中，其余田间管理正常进行；培养一周以后按期取出秸秆，先取秸秆尼龙袋子上留存的土壤后测量土壤的pH和脱氢酶活性；再清洗去除秸秆表面黏附的土壤，60°烘干后密封保存，测定秸秆的质量，根据秸秆质量残留评估药剂效果。所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水中的一种或两种以上混合。本专利技术的有益效果：本专利技术通过外源施加尿素碱复合药剂促进秸秆的分解，考虑了药剂施用后对土壤理化性质的影响，筛选了复合药剂的最佳用量，这对秸秆还田的推广及应用具有一定的指导意义。附图说明图1不同比例复合药剂对秸秆分解的影响。图2低剂量复合药剂对秸秆分解的影响。图3不同比例复合药剂作用下土壤的pH变化。图4药剂长期作用下对土壤pH的影响。图5不同比例复合药剂作用下土壤脱氢酶活性的变化。图6药剂长期作用下对土壤脱氢酶的影响。具体实施方式以下结合附图和技术方案，进一步说明本专利技术的具体实施方式。实施例1复合药剂对秸秆分解的促进作用通过对配置不同比例的尿素碱复合药剂溶液，均匀喷施于秸秆表面，装入尼龙网带，每袋装秸秆15或20g，把袋子埋入深度为10-20cm的农田土壤中，其余田间管理正常进行；按设定的日期分别取出尼龙袋子，每次至少取5袋，用清水小心清洗去除秸秆表面黏附的土壤，60°烘干后密封保存，测定秸秆的质量。43d的试验结果表明不同比例的尿素碱复合药剂对秸秆的分解都有不同程度的促进(图1)。培养前15d10％尿素+0.5％碱和10％尿素+0.1％碱(秸秆用量的占比)两种复合药剂对秸秆的分解促进作用明显，与空白组相比秸秆的质量残留量分解减小了9.61％和10.96％；10％尿素+1％碱比例的复合药剂出现抑制分解现象，秸秆的质量残留量提高了16.48％。27d时三个比例的复合药剂对秸秆的分解都出现了促进作用，秸秆的质量残留量减少了5.08-17.67％。43d时10％尿素+0.1％碱复合药剂的秸秆质量残留与空白相比无显著差异，10％尿素+1％碱和10％尿素+0.5％碱比例的复合药剂与空白相比秸秆质量残留分别减小了11.24％和10.67％，说明尿素与碱复配后对秸秆的分解过程均有不同程度的促进作用。通过降低碱药剂的用量，考察低剂量碱用量下复合药剂对秸秆分解的影响。图2显示了0.05％低剂量碱用量下复合药剂对秸秆质量残留的影响，181d田间实验结果表明，复合药剂可以促进秸秆的分解，第35d和181d秸秆的质量残留量与空白组相比分解减小了10.43％和26.91％，说明低剂量碱复合药剂对秸秆的分解同样具有促进作用。实施例2复合药剂对土壤pH的影响把实施例1取回的秸秆尼龙袋子经过振动和拍打获得还田秸秆周围的土壤，测试鲜土的pH，考察药剂施用后对土壤pH的影响，采用水土比2.5：1的方法测试土壤pH。图3结果显示，与空白对照相比，复合药剂施用15d时土壤的pH提高了10.26-22.10％,但都在7.79以下，没有出现偏碱性；随着秸秆的分解，各组土壤的pH与15d相比都相应减小，药剂处理组和对照组的pH无显著性差异，说明复合药剂的施用不会改变普通秸秆还田土壤的pH。181d大田试验结果表明，复合药剂10％尿素+0.05％碱处理组与空白对照组相比无显著差异(图4)，说明该复合药剂不会影响土壤的pH。实施例3复合药剂对土壤脱氢酶的影响把实施例1取回的秸秆尼龙袋子经过振动和拍打获得还田秸秆周围的土壤，测试鲜土脱氢酶的活性，考察药剂施用后对土壤脱氢酶活性的影响。采用氯化三苯基四氮唑(TTC)还原法测定土壤脱氢酶活性，取鲜土5.0g，与5mL0.5％TTC-Tris-HCl溶液37℃暗反应20h，培养结束后，加入5mL甲醛终止反应，25℃，200r/min振荡1h，过滤至50mL比色管，根据颜色深浅，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尿素碱复合药剂促进还田秸秆分解的方法，其特征在于，步骤如下：/n(1)复合药剂的制备：先将尿素药剂配制成尿素溶液，然后把碱缓慢加入，经充分溶解后密封保存，得到尿素碱复合药剂混合溶液；尿素的用量为秸秆质量的1-10％，碱的用量为秸秆质量的0.1-1.5％，水的用量为秸秆质量的2-5倍；/n(2)复合药剂的施用：将步骤(1)得到的尿素碱复合药剂混合溶液均匀喷施到粉碎好的1-8cm的秸秆表面，然后把预处理好的秸秆定量后装入尼龙袋子中，按照秸秆还田比例进行还田，一亩地还田量为300-800kg，把秸秆埋入深度为10-20cm的农田土壤中，其余田间管理正常进行；培养一周以后按期取出秸秆，先取秸秆尼龙袋子上留存的土壤后测量土壤的pH和脱氢酶活性；再清洗去除秸秆表面黏附的土壤，60°烘干后密封保存，测定秸秆的质量，根据秸秆质量残留评估药剂效果。/n

【技术特征摘要】
1.一种尿素碱复合药剂促进还田秸秆分解的方法，其特征在于，步骤如下：
(1)复合药剂的制备：先将尿素药剂配制成尿素溶液，然后把碱缓慢加入，经充分溶解后密封保存，得到尿素碱复合药剂混合溶液；尿素的用量为秸秆质量的1-10％，碱的用量为秸秆质量的0.1-1.5％，水的用量为秸秆质量的2-5倍；
(2)复合药剂的施用：将步骤(1)得到的尿素碱复合药剂混合溶液均匀喷施到粉碎好的1-8cm的秸秆表面，然后把预处理好的秸秆定量后装入尼龙袋子中，按照秸秆还田...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡喜运，柴旭辉，景旭东，龙诗琴，陈景文，刘新刚，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21