一种秸秆浅埋阻盐层配施复合菌剂改良盐碱地的方法

本发明属于盐碱地改良与农业微生物应用，具体涉及一种以作物秸秆在耕层之下浅埋构建连续阻盐层并配施耐盐碱复合菌剂改良盐碱地的方法。

背景技术：

1、盐碱土含盐量高、碱化度高、结构分散、有机质匮乏，作物难以立苗、产量低而不稳。在地下水位浅、蒸发强烈的灌区，深层土壤与地下水中的可溶性盐随毛管水持续上升并在表土聚积，形成“盐随水来、水散盐留”的表聚型积盐过程，这是盐碱耕地反复返盐、改良效果难以巩固的根本原因。

2、利用作物秸秆改良盐碱地是近年来的研究热点。秸秆还田能够增加土壤有机质、改善孔隙结构并提供氮磷钾及中微量元素；将秸秆在土壤剖面中集中铺设形成隔层，还可直接切断土壤毛管、阻断盐分上行。但实践表明，现有秸秆还田方式仍存在明显缺陷：其一，秸秆与耕层土壤混合后，腐解过程与作物争夺氮素与水分，并产生有机酸等中间产物，造成烧苗、黄苗、出苗率下降；其二，秸秆散混于耕层无法形成连续结构层次，对毛管水的阻断作用有限；其三，高盐碱环境抑制土著微生物活性，秸秆自然腐解慢、碳氮比高、肥效释放滞后。

3、已见报道的秸秆浅翻还田阻隔盐碱改良耕地土壤的方法，将粉碎至 4 cm~5 cm的秸秆按 5 t/ha 均匀铺于地表，用犁地机翻埋至地表下 15 cm~18 cm 处构建 2 cm~4cm 阻盐层，再以旋地机疏松阻盐层以上土壤后起垄种植。该方法用少量秸秆即阻断了耕层与深层之间的毛管联系，且不必深翻、不扰动深层盐碱土，操作简便。但其仍存在三点不足：（1）阻盐层位于根系密集层，秸秆腐解与作物争水争氮的矛盾突出，未接种功能微生物时腐解缓慢，出苗与苗期生长受抑，增产幅度很小；（2）秸秆未经微生物强化，腐解率低、阻盐层结构易在腐解塌陷后失去连续性，抑盐效果年际衰减快；（3）仅依靠秸秆自身的养分归还，改土培肥与供肥能力有限，土壤碱化度下降不明显。此外，砂石、炉渣、土工膜等工程隔层虽能阻断毛管，但成本高、不可降解、破坏土壤剖面连续性。因此，亟需一种当年即可种植作物、抑盐持久、改土培肥兼顾且成本低廉的盐碱地改良方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有秸秆浅翻还田阻盐层中秸秆腐解缓慢、与作物争水争氮导致出苗率低和增产幅度有限，以及阻盐层结构不连续、改土培肥效果弱、抑盐效果年际衰减快的技术问题，提供一种耐盐碱秸秆腐解复合菌剂，以及秸秆浅埋阻盐层配施复合菌剂改良盐碱地的方法。

2、为实现其目的，本发明采用如下技术方案：

3、作为本发明技术方案的第一方面，本发明提供了一种用于耐盐碱秸秆腐解的复合菌剂，所述复合菌剂由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、哈茨木霉、胶冻样类芽孢杆菌、圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌按体积比 (25~35):(15~25):(15~20):(10~15):(10~15):(10~15) 复配而成，复合菌剂的有效活菌数不低于 5.0×109cfu/ml，ph 为 6.5~7.5，在含盐量 8 g/kg、ph 9.5 的盐碱土壤条件下培养 30 天的秸秆纤维素降解率不低于 45%。

4、作为本发明技术方案的第二方面，本发明提供了一种秸秆浅埋阻盐层配施复合菌剂改良盐碱地的方法，所述方法包括以下步骤：

5、步骤一、于秋季作物收获后收集秸秆，粉碎至长度为 4 cm~6 cm，备用；

6、步骤二、测定待改良盐碱地 0 cm~20 cm 土层的含盐量，按含盐量确定秸秆阻盐层的顶面埋设深度：含盐量为 3 g/kg~5 g/kg 时阻盐层埋深为 12 cm~15 cm，含盐量为 5g/kg~8 g/kg 时埋深为 15 cm~18 cm，含盐量＞ 8 g/kg 时埋深为 18 cm~22 cm；

7、步骤三、将步骤一所得秸秆全地面均匀铺设于地表，铺设量以干基计为 5 t/ha~15 t/ha；随后向秸秆表面均匀喷施复合菌剂稀释液，静置 2 h~6 h 使菌液渗入秸秆，得到接种秸秆；

8、步骤四、将步骤三所得接种秸秆翻埋至步骤二确定的深度，在土层中构建厚度为2 cm~5 cm 的连续秸秆阻盐层；翻埋后随即旋耕疏松阻盐层顶面以上至地表的土壤，疏松深度不小于 10cm，并使阻盐层之上保留厚度不小于 8 cm 的疏松土层；

9、步骤五、次年春季起垄，一次性完成底肥施用与播种，播种深度为 4 cm~5 cm，之后进行常规田间管理。

10、优选地，步骤一中，所述秸秆为玉米秸秆、向日葵秸秆、甜高粱秸秆、小麦秸秆或水稻秸秆中的一种或几种的混合物。

11、优选地，步骤三中，所述复合菌剂的用量为 15 l/ha~45 l/ha，喷施前加水稀释80~120 倍，得到所述复合菌剂稀释液。

12、优选地，步骤五中，底肥为复合肥 15-15-15，用量为 450 kg/ha~600 kg/ha。

13、优选地，播种作物为玉米、向日葵或甜高粱。

14、优选地，步骤五中，作物播种行距为 60 cm~65 cm、株距为 25 cm~30 cm，种植密度为 5.5 万株/公顷~6.5 万株/公顷。

15、优选地，步骤四中，所述连续秸秆阻盐层每 2 年~3 年补充铺设一次。

16、本发明的技术原理为：其一，阻盐层连续铺满整个地块的完整层状结构而非现有的条带式铺设，其大孔隙使土壤毛管在此中断，下层含盐水分的毛管上升通道被物理切断，盐分无法随蒸发进入耕层与地表，从而从源头抑制返盐；阻盐层埋深按耕层含盐量分级设定，含盐量越高埋深越大，使阻盐层始终位于主要积盐层之下。其二，复合菌剂中的圆褐固氮菌自生固氮、巨大芽孢杆菌与胶冻样类芽孢杆菌解磷解钾，向阻盐层及其上耕层持续补充氮磷钾，抵消了秸秆腐解对土壤氮素的争用，这是浅埋阻盐层得以实现当年种植且不减产的关键；同时微生物分泌的胞外多糖与菌丝缠绕促进水稳性团聚体形成，加之旋地机疏松阻盐层以上土层，使耕层通透性与种床条件显著改善。其三，阻盐层之上保留不少于 8cm 的疏松土层，使种子与秸秆层物理隔离，进一步避免腐解产物对萌发的不利影响。

17、基于上述技术原理，本发明的有益效果在于：

18、（1）抑盐显著且持久。改良一年后 0 cm~20 cm 土层含盐量由对照 5.62 g/kg 降至 2.08 g/kg~2.42 g/kg（降幅 56.9%~63.0%），ph 由 9.35 降至 8.25~8.46，碱化度由33.1% 降至 15.6%~18.2%；连续两年定位观测年均返盐速率约 0.14 g/kg，仅为未接菌浅翻处理（0.52g/kg/年）的 27%。

19、（2）秸秆腐解快、培肥效果好。接种复合菌剂后阻盐层秸秆一年腐解率达70.1%~76.2%，较未接菌浅翻处理（41.3%）提高 28.8~34.9 个百分点；0 cm~20 cm 土层有机质由7.3 g/kg 增至 9.1g/kg~10.2 g/kg，大于0.25 mm 的水稳性团聚体由 28.6% 提高至49.6%~54.1%。

20、（3）当年种植、增产幅度大。菌剂固氮解磷与阻盐层物理隔离共同克服了秸秆腐解争氮的弊端，玉米出苗率由 53.6% 提高至 86.5%~90.8%，产量由 3150 kg/ha 提高至7593kg/ha~8443 kg/ha，较对照增产 141.0%~168.0%，较未接菌的浅翻处理（4799 kg/ha）增产 58.2%~75.9%。

21、（4）秸秆成本低、易推广。秸秆用量仅 5 t/ha~15 t/ha，亩投入 162 元~242 元，当年增产收益约 711 元/亩即可收回成本，净增 469 元~549 元/亩；所用机械为常规犁地机、旋地机与喷雾装置的组合，无需专用设备，适合大面积推广。

22、（5）生态友好。阻盐层为可降解生物质材料，腐解后转化为土壤有机质，不产生二次污染，同时实现秸秆资源化利用。