一种基于次氯酸的土壤改良剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及土壤改良剂技术领域，尤其涉及一种基于次氯酸的土壤改良剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.随着现代农业的发展，土壤污染已经成为世界性的问题，随着现代农业的发展，我国现有耕地的土壤被过度开发和使用，土壤污染可影响农作物的产量和质量，并可通过食物链危害人类的健康，也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化，土壤污染的治理已经是刻不容缓。
3.为改善现代农业带来的土地负担，人们做出了大量的努力，通过各种途径杀灭土壤中的病毒和修复土壤性状，但总体效果并不明显，各种病菌的抗药能力不断增强，严重威胁植物生长，而过量农药、化肥的施用，严重破坏土壤结构，甚至使其丧失原有的修复能力。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种能减轻土壤毒性，并促进土壤生态恢复的土壤改良剂。
5.为实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于次氯酸的土壤改良剂，包括次氯酸、活性多肽、复合微生物菌剂和水，所述次氯酸的浓度为200～800mg/l，所述活性多肽的浓度为100～1000mg/l，所述复合微生物菌剂的浓度为100～1000mg/l。
6.进一步地，所述土壤改良剂的ph为6.5～7。
7.进一步地，所述复合微生物菌剂中含有微生物菌107～108/ml。
8.进一步地，所述复合微生物菌剂包括以下微生物菌中的至少三种：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、固氮菌和硅酸盐菌。
9.本发明土壤改良剂由次氯酸进行杀菌消毒，次氯酸分子能够穿透细菌细胞膜和芽孢壳，杀菌效率非常高，且次氯酸含量很低，无毒、无害、无二次污染，保证土壤中的动植物的安全性；次氯酸、活性多肽和复合微生物菌剂发挥协同作用，可以快速改善土壤ec值，调节土壤的ph值，可防止土壤盐渍化；还能有效促进土壤中氮素转化，增加土壤有机质含量，提高土壤保肥性和缓冲性，进而有提高农作物产量、改善作物品质的效果；还能提高土壤氧化还原电位，降低土壤还原性物质总量，减轻了土壤毒性，使土壤微生物多样性增加，促进土壤生态恢复。
10.土壤改良剂的杀菌效果不取决于游离氯的总有效氯浓度，而是取决于次氯酸分子的浓度，这是因为次氯酸根只能对细胞壁表面起到破坏作用，不能进入到细胞内部，而次氯酸在杀菌、杀病毒过程中，不仅可作用于细胞壁、病毒外壳，而且因次氯酸分子小，不带电荷，能通过细胞壁，可渗透入菌(病毒)体内与菌(病毒)体蛋白、核酸、酶等发生氧化反应，破坏细菌的酶系统，阻碍细菌的新陈代谢，从而杀死病原微生物，溶液中次氯酸的浓度越高，杀菌作用越强，该土壤改良剂通过控制ph值，使次氯酸保持在设计浓度，起到很好的杀菌效果。同时次氯酸也是一种氧化性较强的物质，其标准氧化电位为1.36v，对农药具有很好的
降解作用。
11.本发明第二方面提供一种上述基于次氯酸的土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：将活性多肽和复合微生物菌剂溶于盐酸得到混合药液，用两个计量泵分别输送次氯酸钠和混合药液至混合器，净水通过稳定器后进入混合器，混合器内液体混合后从出液管路排出，得到土壤改良剂。
12.进一步地，所述出液管路上设有ph计，控制土壤改良剂的ph为6.5～7。
13.本发明原料来源广、价格低廉，既提高了资源利用率，又无二次污染；生产所需设备简单，操作方便；生产运行成本低，节约水资源，易于工业化应用。
14.本发明第三方面提供一种上述基于次氯酸的土壤改良剂的应用，将所述土壤改良剂喷洒在土壤中，喷洒量为100～1000g/亩。
15.土壤改良剂中的药剂含量低，适于进行喷洒，操作简单，无需手套和护目镜，不损害喷施者的健康；在温室使用不影响蜜蜂采食授粉。
16.进一步地，所述土壤改良剂的喷洒量为100～1000g/亩。
17.该土壤改良剂对土壤中良性微生态环境起到正向促进作用，使有机养分向无机养分转化，促进作物的吸收转化，同时抑制了有害病原菌的滋生，一定程度上还可分解土壤的农残危害，可实现土壤修复的部分目标；土壤改良剂的土壤改良效应适用于各种农作物，仅需考虑不同种类农作物特点而施用不同的剂量，适于大范围推广应用。
附图说明
18.图1是实施例6中试验组2和对照组2的对照照片。
具体实施方式
19.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
20.应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
21.除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
22.在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本技术说明书和实施例仅是示例性的。
23.以下将通过具体实施例对本发明进行详细描述。
24.实施例1
25.本实施例提供一种基于次氯酸的土壤改良剂，制备方法如下：将活性多肽和复合微生物菌剂溶于dmso得到混合药液，复合微生物菌剂包括107/ml枯草芽孢杆菌、107/ml地衣芽孢杆菌、107/ml巨大芽孢杆菌和107/m l固氮菌；用两个计量泵分别输送次氯酸钠和混合药液至混合器，净水通过稳定器后进入混合器，混合器内液体混合后从出液管路排出，得到土壤改良剂，出液管路上设有ph计，控制土壤改良剂的ph为6.8。
26.土壤改良剂中次氯酸的浓度为500mg/l，活性多肽的浓度为500mg/l，复合微生物菌剂的浓度为500mg/l。
27.实施例2
28.本实施例提供一种基于次氯酸的土壤改良剂，制备方法如下：将活性多肽和复合微生物菌剂溶于甲醇得到混合药液，复合微生物菌剂包括107/ml枯草芽孢杆菌、107/ml地衣芽孢杆菌、107/ml凝结芽孢杆菌、107/ml巨大芽孢杆菌和107/ml硅酸盐菌；用两个计量泵分别输送次氯酸钠和混合药液至混合器，净水通过稳定器后进入混合器，混合器内液体混合后从出液管路排出，得到土壤改良剂，出液管路上设有ph计，控制土壤改良剂的ph为6.5。
29.土壤改良剂中次氯酸的浓度为400mg/l，活性多肽的浓度为600mg/l，复合微生物菌剂的浓度为600mg/l。
30.实施例3
31.本实施例提供一种基于次氯酸的土壤改良剂，制备方法如下：将活性多肽和复合微生物菌剂溶于异丙醇得到混合药液，复合微生物菌剂包括107/ml枯草芽孢杆菌、107/ml硅酸盐菌和1.5
×
107/ml硅酸盐菌；用两个计量泵分别输送次氯酸钠和混合药液至混合器，净水通过稳定器后进入混合器，混合器内液体混合后从出液管路排出，得到土壤改良剂，出液管路上设有p h计，控制土壤改良剂的ph为7。
32.土壤改良剂中次氯酸的浓度为200mg/l，活性多肽的浓度为800mg/l，复合微生物菌剂的浓度为1000mg/l。
33.实施例4
34.本实施例提供一种基于次氯酸的土壤改良剂，制备方法如下：将活性多肽和复合微生物菌剂溶于dmf得到混合药液，复合微生物菌剂包括107/ml枯草芽孢杆菌、107/ml地衣芽孢杆菌、107/ml巨大芽孢杆菌、107/ml凝结芽孢杆菌、1.5
×
107/ml硅酸盐菌和1.5
×
107/ml硅酸盐菌；用两个计量泵分别输送次氯酸钠和混合药液至混合器，净水通过稳定器后进入混合器，混合器内液体混合后从出液管路排出，得到土壤改良剂，出液管路上设有p h计，控制土壤改良剂的ph为6.6。
35.土壤改良剂中次氯酸的浓度为800mg/l，活性多肽的浓度为500mg/l，复合微生物菌剂的浓度为500mg/l。
36.实施例5
37.本实施例提供一种基于次氯酸的土壤改良剂，制备方法如下：将活性多肽和复合微生物菌剂溶于甲醇得到混合药液，复合微生物菌剂包括107/ml枯草芽孢杆菌、107/ml地衣芽孢杆菌、107/ml巨大芽孢杆菌、107/ml凝结芽孢杆菌；用两个计量泵分别输送次氯酸钠和混合药液至混合器，净水通过稳定器后进入混合器，混合器内液体混合后从出液管路排出，得到土壤改良剂，出液管路上设有ph计，控制土壤改良剂的ph为6.6。
38.土壤改良剂中次氯酸的浓度为800mg/l，活性多肽的浓度为100mg/l，复合微生物
菌剂的浓度为100mg/l。
39.实施例6
40.土壤改良剂在白菜上的应用试验
41.1.试验材料：
42.白菜品种甬青3号(普通白菜)和早熟5号(大白菜)，分别由宁波丰登种业科技有限公司和宁波市江东绿野蔬菜种子有限公司提供。
43.2.试验方法：
44.试验在宁波市高新农业技术实验园区大棚内进行，前茬作物为西瓜。
45.试验设2个试验组和2个对照组：试验组1、种植甬青3号，施50kg/亩精制有机肥，喷洒100g/亩实施例1的土壤改良剂；对照组1、种植甬青3号，施50kg/亩精制有机肥；试验组2、种植早熟5号，施50kg/亩精制有机肥，喷洒500g/亩实施例2的土壤改良剂；对照组2、种植早熟5号，施50kg/亩精制有机肥。
46.在棚的四周各设2米宽的保护行，保护行施肥同常规施肥。各处理随机区组排列，4次重复。每个小区面积为12m2，小区的长边和短边之间都有0.5m间隔，供操作人员走动。
47.委托农业农村部农产品质量安全监督检验测试中心(宁波)对试验前后土壤检测ph值、ec值、水解性氮、有效磷、电导率等指标。委托上海元莘生物医药科技有限公司对试验前后土壤中的微生物细菌总量进行检测。
48.3.试验结果
49.对试验前土壤和试验后各组土壤进行检测，结果如下表1所示。
50.表1试验前后土壤检测结果
[0051][0052]
表1结果显示，试验组1和试验组2处理后土壤ph值略有升高，接近中性；水解性氮略低于种植前，试验组高于对照组，有效磷相较于试验前大幅度上升，且试验组高于对照组，这说明本发明土壤改良剂能促进土壤中有效磷和水解性氮的转化，提高了土壤肥力的利用率；试验组土壤中阳离子交换量(cec)增加，说明土壤中有机、无机物质的转化速度提高，土壤缓冲能力和保肥能力增强；试验组土壤电导率下降，说明土壤中含盐量的降低，有利于防止土壤的盐碱化。试验组和对照组土壤的重金属离子镉和砷均略低于处理前，相差不大。
[0053]
对试验组2和对照组2土壤进行微生物多样性测序及分析，结果见下表2。
[0054]
表2试验组2和对照组2土壤细菌群落多样性分析(97％相似水平)
[0055]
组别有效序列otu数量chao1指数试验组210946512411292对照组251976572573
[0056]
对试验组2样品土壤中细菌16s rdna序列分析，共获得109465条有效序列，基于序
列97％的相似性进行otu聚类，共得到1241个out，ch ao1指数为1292。在群体遗传学研究中，每一个otu通常被视为一个微生物物种，用chao1指数是指按照chao1算法估计群落中含otu数目的指数，chao1在生态学中常用来估计物种总数。因此，从otu数量看，试验组2土壤的otu数量比对照组2多一倍以上，表明经过本发明土壤改良剂处理的土壤中菌群更加丰富，微生物物群更多样化。
[0057]
检测发现对照组2土壤细菌群落中丰度较高的为变形菌门(proteobact eria)34.59％，绿弯菌门(firmicutes)24.27％，放线菌门(actinobacteria)13.87％，芽单胞菌门(gemmatimonadetes)9.06％；试验组2土壤细菌群落中丰度较高的为变形菌门(proteobacteria)28.1％、绿弯菌门(chloroflexi)27.19％、酸杆菌门(acidobacteria)19.61％、厚壁菌门(firmicutes)6.87％。与对照组2土壤相较而言，试验组2土壤中酸杆菌门丰度有巨大的提升(19.6％)。酸杆菌门是土壤中最常见细菌门类之一，在土壤生态过程中起到非常重要的作用，通常酸杆菌绝对含量与土壤有机质含量呈正相关，而与土壤ph值呈负相关关系，与土壤有机碳含量和土壤c/n比呈显著的正相关关系，这说明经过本发明土壤改良剂处理的土壤有机质含量升高。
[0058]
对试验组和对照组的白菜长势进行统计比较，结果如下表3所示。
[0059]
表3试验组和对照组白菜株高、开展度比较
[0060][0061][0062]
根据比较结果可知，试验组的白菜株高比对照组高，生长前期开展度较对照组大，表明试验组的苗期生长速度较对照组快。
[0063]
对试验组和对照组的白菜植物性状进行比较，结果如下表4所示。
[0064]
表4试验组和对照组白菜长势比较
[0065]
组别株高(cm)开展度(cm
×
cm)叶数叶绿素含量(％)单株重(g)试验组116.1315.74
×
10.916.4234.034.89对照组114.0515.36
×
11.206.2533.744.25试验组222.7521.59
×
18.236.6722.8413.32对照组218.5321.12
×
16.816.1722.0212.80
[0066]
由表4可知，试验组1平均株高为16.13cm，对照组1平均株高为14.05cm，试验组2平均株高为22.75cm，对照组2平均株高为18.53cm；试验组比对照组的叶片数增加；试验组比对照组的叶绿素含量较对照增加；试验组单株重高于对照组，试验组1单株重平均为4.89g，对照组1为4.25g，试验组2单株重平均为13.32g，对照组2为12.8g。可见用本发明土壤改良剂处理土壤后，白菜生长速度有所提高，表现为株高高、开展大、叶数多、单株重。
[0067]
在病害方面，调查发现主要以软腐病为主，试验组1的软腐病发病率为2.00％，病情指数1.56，均低于对照组1。试验组2发病率为5.33％，病情指数为2.44，均低于其对照组2。在虫害率方面，试验组1和试验组2虫害率分别为12.33％和2.67％，均低于其对照组。试验组2和对照组2的白菜照片如图1所示。
[0068]
虽然本发明公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。