[发明专利]一种非粮化耕地土壤耕层构建材料及其配置方法和应用

说明书

本发明公开了一种非粮化耕地土壤耕层构建材料及其配置方法和应用，涉及农业技术领域。本发明耕层构建材料包括难降解碳组分、易降解碳组分、功能微生物菌剂以及土壤改良剂。本发明有效实现了农林废弃物资源化利用，有利于农业可持续发展，同时实现了优质耕层构建、固碳增汇功能提升的效果。

技术领域

本发明属于农业技术领域，具体涉及一种非粮化耕地土壤耕层构建材料及其配置方法和应用。

背景技术

近年来农业种植结构调整导致我国耕地呈“非粮化”经营趋势，全国耕地“非粮化”率达到27％，耕地长期“非粮化”经营对土壤物理、化学、生物性质等产生多方面负面影响。其中大规模种植苗木、花卉园林植物产生大量耕层剥离型“非粮化”土壤，此类植物带土移苗栽培措施导致耕地土壤表层剥离，耕层、犁地层变浅甚至消失，原有土体结构遭到破坏，物理性质恶化，土壤肥力退化，营养元素失衡等问题，短期尚不可恢复。若利用这些耕层剥离型“非粮化”土壤残留的贫瘠土层进行复耕复种，将严重影响后续复耕过程的粮食生产。因此，亟需研发优质耕层构建技术满足此类型耕地复耕要求。

以往耕层构建技术主要包括客土措施和人工定向培肥两种方法。前者指将适宜耕种的表层土壤覆盖于贫瘠土层实现耕层重构及肥力提升，该方法价格昂贵，工程量大，不利于推广应用。后者指人工对贫瘠耕地进行培育改造，如增施有机肥、种植绿肥、秸秆还田、增施微生物肥、深耕改土等，但传统培肥措施耗时长、见效慢，不利于产能提升。近年来为快速实现土壤养分与土体结构的协同改善，应用新型工程材料实现土壤耕层构建效率的提升受到广泛关注，如针对新垦土壤的耕层构建主体材料主要包括：泥炭、新鲜秸秆、生物激发剂、促土壤结构形成改善类物质(沸石、蛭石等)。但是，目前这方面研究也存在一些问题。一方面，对泥炭类原料倚重过大，而我国泥炭资源缺乏，因此现有材料多采用进口的木本泥炭，成本高，同时不利于我国农业废弃物的资源化利用。另一方面，目前的工程材料，针对酸性土壤、盐化土壤等有障碍因子的土壤而言，需要先将障碍因子消减之后才能使用，缺乏兼具协同改良效果的综合类工程材料。如何寻找合适的替代原料优化耕层构建材料质量和性能是当前亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明围绕目前耕层剥离型“非粮化”土壤复耕技术需求，结合耕层构建材料现状，在原料选择上进行拓展优化。研究发现农林废弃物制备的生物炭是一种很好的难降解碳组分，可以实现耕层构建材料中泥炭的部分替代，同时提高材料的固碳增汇功能。此外，玉米壳也是优质的易降解碳组分，相较秸秆其活性养分释放更快。上述两类农林废弃物均是理想耕层构建材料的原料，基于此，本发明提出了一种能协同改善耕层剥离型“非粮化”土壤有机质含量低、土地结构紧实等问题的新型耕层构建材料，该材料以农林废弃物生物炭、果蔬残体为主体，能同时实现优质耕层构建、固碳增汇功能提升以及农业废弃物资源化利用的目标。

本发明是采用以下技术方案实现的：

一种非粮化耕地土壤耕层构建材料，包括难降解碳组分、易降解碳组分、功能微生物菌剂以及土壤改良剂；

所述难降解碳组分中有机质含量大于55％且有机碳难降解指数大于70％；

所述易降解碳组分包括但不限于新鲜蔬菜或玉米壳，其中有机质含量大于10％；

所述功能微生物菌剂包括但不限于枯草芽孢杆菌菌剂、嗜热性芽孢杆菌菌剂、木霉菌菌剂剂；

所述土壤改良剂包括但不限于氧化钙、过磷酸钙、脱硫石膏。

优选的，所述难降解碳组分是由泥炭和生物炭混合而成。

优选的，所述泥炭包括但不限于苔藓泥炭(购于俄罗斯远东泥炭有限公司)或草本泥炭(购于敦化市吉祥泥炭开发有限公司)，所述生物炭包括但不限于稻壳生物炭或木屑生物炭。

更优选的，所述难降解碳组分中泥炭与生物炭质量比在1～3：1。