(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111670627 A(43)申请公布日 2020.09.18
(21)申请号 202010225118.X(22)申请日 2020.03.26
(71)申请人 贵州省蚕业研究所（贵州省辣椒研
究所）
地址 550006 贵州省贵阳市花溪区金竹镇
贵州省农业科学院内(72)发明人 王岩 邢丹 牟玉梅 吴康云
张爱民 周鹏 (74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569
代理人 董大媛(51)Int.Cl.
A01B 79/02(2006.01)C09K 17/40(2006.01)C09K 101/00(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页
CN 111670627 A(54)发明名称
一种连作辣椒土壤改良的方法(57)摘要
本发明提供了一种连作辣椒土壤改良的方法，属于土壤改良技术领域，所述方法包括以下步骤：1)将生物炭与连作辣椒土地的耕作层土壤混合获得含生物炭的土壤；2)在所述含生物炭的土壤进行包沟开厢，将根内根孢囊霉菌剂层铺至厢面形成菌剂层；3)在所述菌剂层上覆盖所述含生物炭的土壤后，覆盖地膜；所述根内根孢囊霉包括宿主根段、孢子和菌丝；所述孢子的密度为20～40个/g。利用本发明所述方法改良连作辣椒的土壤，能够明显改善土壤特性，增加土壤pH值，降低大粒径土块的比例，增加小粒径土块的比例，反映土壤稳定性的平均重量直径增加，提高土壤中的土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性。
CN 111670627 A
权 利 要 求 书
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1.一种连作辣椒土壤改良的方法，包括以下步骤：
1)将生物炭与连作辣椒土地的耕作层土壤混合获得含生物炭的土壤；2)在所述含生物炭的土壤上进行包沟开厢，将根内根孢囊霉菌剂层铺至厢面形成菌剂层；
3)在所述菌剂层上覆盖所述含生物炭的土壤后，覆盖地膜；所述根内根孢囊霉包括宿主根段、孢子和菌丝；所述孢子的密度为20～40个/g。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中菌剂层上覆盖的所述含生物炭的土壤的厚度为5～6cm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)所述包沟开厢的沟宽为1.2～1.3m。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述厢面的宽为70～80cm，所述厢面的高度为14～16cm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述根内根孢囊霉菌剂与连作辣椒土地的耕作层土壤的质量比为10～20:100。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述生物炭与连作辣椒土地的耕作层土壤的质量比为1～5:100。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述连作辣椒土地为连续种植辣椒5年以上的土地。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述生物炭为水稻秸秆生物炭。9.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述水稻秸秆生物炭通过将水稻壳和水稻秸秆废弃物在440～460℃下恒温厌氧热裂解85～95min获得。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根内根孢囊霉的宿主包括玉米和三叶草。
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说 明 书
一种连作辣椒土壤改良的方法
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技术领域
[0001]本发明属于土壤改良技术领域，尤其涉及一种连作辣椒土壤改良的方法。背景技术
[0002]长期连作导致土壤物理性状恶化，主要表现为不同程度的土壤板结、土壤容重增大、通气透水性变差以及耕层变浅等；同时，连作导致土壤耕层的酸性逐渐增强，甚至严重超过蔬菜作物对土壤酸性忍耐的极限值。土壤物理性状恶化和土壤酸化必然会造成土壤中一种或几种养分的匮乏，而另一些养分富集，这就导致了土壤的养分失衡。除此之外，不同作物的根系分布特性不同，有的为深根系，有的为浅根系，连续种植一种作物会导致同一区系土壤养分比例失调。连作障碍严重的土壤会因某一种元素的过度消耗，甚至失去种植这种作物的可能性，即“土壤衰竭”。
[0003]生物炭作为近几年新兴的集肥料、吸附剂和改良剂于一体的新型材料，因其独特的结构特征和理化性状而被广泛应用于农业生产中。生物炭能够增加土壤有机物质含量，提高土壤保肥、持水能力，促进作物对营养物质的吸收。丛枝菌根真菌是一种能够与80％以上的陆生植物形成共生体的根际微生物。大量存在于农田土壤及各种逆境环境中，能够增强宿主植物在逆境中的耐受性，改善宿主植物的矿质营养，尤其是磷元素。AM真菌与作物共生不但可以增加宿主对无机磷的吸收，还可以与解磷细菌互作提高有机磷的利用效率。此外，在连作土壤中，AM真菌可改善连作土壤环境，诱导植物增强对连作土传病害的抗病性，并与其他有益土壤微生物互作缓解连作障碍。
[0004]生物炭的施用可以改善土壤微生物性状，促进有益微生物的生长。目前针对辣椒等茄科作物连作土壤生境劣变的改良技术包括深翻晒垡、喷洒使用化学改良剂等方法；但是上述方法容易造成环境和作物的污染，对缓解连作障碍的效果很不稳定。目前针对我国辣椒等茄科作物连作地的土壤的改善还没有一种简单高效的方法。
发明内容
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种针对我国辣椒等茄科作物连作地土壤的方法；所述方法简单，使用方便，改良效果好。
[0006]本发明提供了一种连作辣椒土壤改良的方法，包括以下步骤：
[0007]1)将生物炭与连作辣椒土地的耕作层土壤混合获得含生物炭的土壤；[0008]2)在所述含生物炭的土壤进行包沟开厢，将根内根孢囊霉菌剂层铺至厢面形成菌剂层；
[0009]3)在所述菌剂层上覆盖所述含生物炭的土壤后，覆盖地膜；[0010]所述根内根孢囊霉包括宿主根段、孢子和菌丝；所述孢子的密度为20～40个/g。[0011]优选的，步骤3)中菌剂层上覆盖的所述含生物炭的土壤的厚度为5～6cm。[0012]优选的，步骤2)所述包沟开厢的沟宽为1.2～1.3m。[0013]优选的，步骤2)中所述厢面的宽为70～80cm，所述厢面的高度为14～16cm。
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说 明 书
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优选的，步骤2)中所述根内根孢囊霉菌剂与连作辣椒土地的耕作层土壤的质量比
为10～20:100。[0015]优选的，步骤1)中所述生物炭与连作辣椒土地的耕作层土壤的质量比为1～5:100。
[0016]优选的，步骤1)中所述连作辣椒土地为连续种植辣椒5年以上的土地。[0017]优选的，步骤1)中所述生物炭为水稻秸秆生物炭。[0018]优选的，所述水稻秸秆生物炭通过将水稻壳和水稻秸秆废弃物在440～460℃下恒温厌氧热裂解85～95min获得。[0019]优选的，所述根内根孢囊霉的宿主包括玉米和三叶草。[0020]本发明的有益效果：本发明提供的连作辣椒土壤改良的方法，通过将生物炭与连作辣椒土地的耕作层土壤混合、包沟开厢铺设菌剂层和覆盖地膜等步骤，能够改善连作地土壤结构、提高土壤酶活性和增强辣椒光合特性；其中的生物炭和根内根孢囊霉菌剂在促进养分吸收等方面有着显著的协同增效作用。利用本发明所述方法改良连作辣椒的土壤，能够明显改善土壤特性，增加土壤pH值，降低大粒径土块的比例，增加小粒径土块的比例，反映土壤稳定性的平均重量直径增加，提高土壤中的土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性。具体实施方式
[0021]本发明提供了一种连作辣椒土壤改良的方法，包括以下步骤：1)将生物炭与连作辣椒土地的耕作层土壤混合获得含生物炭的土壤；2)在所述含生物炭的土壤进行包沟开厢，将根内根孢囊霉菌剂层铺至厢面形成菌剂层；3)在所述菌剂层上覆盖所述含生物炭的土壤后，覆盖地膜；所述根内根孢囊霉包括宿主根段、孢子和菌丝；所述孢子的密度为20～40个/g。
[0022]在本发明中，将生物炭与连作辣椒土地的耕作层土壤混合获得含生物炭的土壤。在本发明中，所述生物炭优选为水稻秸秆生物炭；所述水稻秸秆生物炭优选的通过将水稻壳和水稻秸秆废弃物在440～460℃下恒温厌氧热裂解85～95min获得，所述恒温厌氧热裂解的温度更优选为450℃，所述恒温厌氧热裂解的时间优选为90min。在本发明中，所述水稻秸秆优选的在厌氧热裂解前进行粉碎，所述粉碎采用本领域常规的秸秆粉碎机即可；在本发明中，所述粉碎后的水稻秸秆大小优选为1.5～2.5mm，更优选为2mm。在本发明中，所述连作辣椒土地优选为连续种植辣椒5年以上的土地。在本发明中，所述生物炭和连作辣椒土地的耕作层土壤混合优选的通过农机实现，混合均匀即可。在本发明中，所述生物炭与连作辣椒土地的耕作层土壤的质量比优选为1～5:100，更优选为2～3:100。[0023]本发明在获得所述含生物炭的土壤后，在所述含生物炭的土壤进行包沟开厢，将根内根孢囊霉菌剂层铺至厢面形成菌剂层。在本发明中，所述包沟开厢的沟宽优选为1.2～1.3m；所述厢面的宽优选为70～80cm，所述厢面的高度优选为14～16cm，更优选为15cm。在本发明中，所述根内根孢囊霉菌剂优选的包括宿主根段、孢子和菌丝；所述孢子的密度优选为20～40个/g，更优选为30个/g。本发明对所述根内根孢囊霉菌剂的来源没有特殊限定，采用本领域常规的根内根孢囊霉菌扩繁获得。在本发明中，所述根内根孢囊霉优选的分离自茄科植物根围。在本发明中，所述根内根孢囊霉分离后，优选的通过白三叶草和玉米联合扩繁获得。在本发明中，所述白三叶草和玉米联合扩繁的具体步骤如下：将获得的根内根孢囊
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说 明 书
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霉孢子(孢子的密度为20～40个/g)添加至灭菌的土壤中，同时撒播用10％次氯酸钠溶液表面消毒后的白三草和玉米种子，培养4个月后去除地上部分，收获含有菌丝、孢子的宿主根段，即得根内根孢囊霉菌剂。在本发明中，优选的每千克土播8颗三叶草、2颗玉米种子，然后置于植物生长室中进行培养，光照条件优选为光照10h/d，培养温度优选为28℃，在培养过程中采用称重法补充水分，确保持水量达70％。[0024]在本发明中，所述根内根孢囊霉菌剂与连作辣椒土地的耕作层土壤的质量比优选为10～20:100，更优选为14:100。[0025]本发明在形成菌剂层后，在所述菌剂层上覆盖所述含生物炭的土壤后，覆盖地膜。在本发明中，所述菌剂层上覆盖所述含生物炭的土壤的厚度优选为5～6cm。在本发明中，所述覆盖地膜的作用为提高地温，并抑制杂草生长。本发明所述方法能够显著改善连作地土壤结构、提高土壤酶活性、增强辣椒光合特性、促进养分吸收等。
[0026]下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。[0027]实施例1[0028]S1：采集连续种植5年以上的辣椒耕地土壤，获得土壤pH为6.20，速效钾含量112.33mg/kg，速效磷含量29.68mg/kg，土壤硝态氮含量11.56mg/kg，铵态氮含量4.32mg/kg，有机质含量9.45g/kg。[0029]S2：收集水稻壳与水稻秸秆废弃物，粉碎装入制炭设备，于450℃下恒温厌氧热裂解反应90min，获得生物炭材料。[0030]S3：以河砂和土壤的混合物作为基质，以三叶草和玉米为宿主扩繁获得根内根孢囊霉菌剂，菌剂含有宿主植物根段、孢子及菌丝体。[0031]S4：将S2获得的生物炭材料称取75份后与2500份连作地土壤混匀。[0032]S5：模拟辣椒大田种植方式，在温室大棚将S4获得的炭土装盆，高约15cm，随后将S3获得的菌剂350份均匀铺在该高度处形成菌剂层，最后装入S4剩余的炭土。[0033]S6：移栽辣椒幼苗，待生长60天后，调查辣椒光合特性和果实养分积累情况(表1)，连作地添加菌炭材料后辣椒净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶面指数、叶绿素分别比对照(对照指灭菌土壤不添加菌剂和生物炭)提高145.7％、272.7％、218.4％、620.0％和32.4％，辣椒果实氮、磷、钾积累分别增加129.8％、65.4％和26.3％。同时分析土壤特性(表2)，其中pH增加40.3％，粒级>5mm土块降低26.2％，2-5mm、0.25-2mm和<0.25mm粒级土块分别增加11.0％、50.8％和94.0％，反映土壤稳定性的平均重量直径增加3.87％，土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性分别提高228.6％、111.6％和66.1％。
[0034]表1本实施例实验组和对照组辣椒叶片光合与果实养分变化情况
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表2本实施例实验组和对照组连作地土壤质量变化情况
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实施例2
[0039]S1：采集连续种植5年以上的辣椒耕地土壤。[0040]S2：收集水稻壳与水稻秸秆废弃物后于450℃下恒温厌氧热裂解反应90min制备获得生物炭材料。[0041]S3：以河砂和土壤的混合物作为基质，以三叶草和玉米为宿主扩繁获得根内根孢囊霉菌剂，菌剂含有宿主植物根段、孢子及菌丝体。[0042]S4：将S2获得的生物炭材料称取50份后与2500份连作地土壤混匀。[0043]S5：模拟辣椒大田种植方式，在温室大棚将S4获得的炭土装盆，高约15cm，随后将S3获得的菌剂350份均匀铺在该高度处形成菌剂层，最后装入S4剩余的炭土。[0044]S6：移栽辣椒幼苗，待生长60天后，调查辣椒光合特性和果实养分积累情况(表3)，连作地添加菌炭材料后辣椒净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶面指数、叶绿素分别比对着提高101.5％、181.8％、116.1％、310.0％和22.1％，辣椒果实氮、磷、钾积累分别增加94.7％、49.0％和17.9％。同时分析土壤特性(表4)，其中pH增加25.8％，粒级>5mm和<0.25mm土块降低33.6％和32.1％，2-5mm、0.25-2mm粒级土块分别增加19.7％、62.7％，土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性分别提高200％、55.8％和55.4％。
[0045]表3本实施例实验组和对照组辣椒叶片光合与果实养分变化情况
[0038]
[0046]
[0047]
表4本实施例实验组和对照组连作地土壤质量变化情况
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[0049][0050]
由上述实施例可知，本发明提供的方法能够显著的改善连作种植辣椒土壤的特
性，增加土壤pH值，降低大粒径土块的比例，增加小粒径土块的比例，反映土壤稳定性的平均重量直径增加，提高土壤中的土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性。[0051]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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