[發明專利]利用生物化學材料與經濟作物種植相結合改良荒漠化土地的方法

有效

• 申請號: 202010049357.4
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111149460B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 雷自強;程莎;熊紅冉;李新雪;劉曉梅;葉喜娥;仇雪雁;楊堯霞
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: A01B79/00
• 分類號: A01B79/00;A01B79/02
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明公開了一種利用生物化學材料與經濟作物種植相結合改良荒漠化土地的方法，包括（1）生物化學土地改良材料的制備：將混合土、改性纖維素、植物秸稈粉末、腐熟的動物糞便混合均勻，即得荒漠化土地改良材料；（2）經濟作物的種植：先在荒漠化土地表面撒入肥料，再將上述制備的荒漠化土地改良材料鋪在地面，用旋耕機旋耕后在播種經濟作物的種子，灌溉，使土壤保持濕潤以保證種子發芽、出苗、生長。本發明在甘肅蘭州、酒泉、張掖、敦煌，新疆哈密等地實施后，可以有效防止水肥滲漏，澆水施肥次數和用量明顯下降，水肥利用率提高25～52%，且土壤有機質、微生物種類和數量顯著增加，土壤生態功能明顯提高。

技術領域

本發明涉及一種改良荒漠化土地的方法，尤其涉及一種利用生物化學材料與經濟作物種植相結合改良荒漠化土地的方法，屬于水土保持領域和農業種植領域。

背景技術

荒漠化的定義由“荒漠化公約”（UNCCD） 提出：在脆弱環境（干旱、半干旱和亞濕潤干旱地區）主要因過度人類活動和氣候變化引起的土地退化。土壤侵蝕退化的誘因是流體（例如風或水）拖曳與土壤顆粒間抗剪切力之間的相互作用。而水侵蝕引起的水土流失是全球土壤侵蝕的最大來源。荒漠化是全球最為嚴峻的環境和社會經濟問題，主要威脅著農業和經濟的可持續發展，其中，沙漠化是荒漠化的主要類型，因此土地荒漠化的防治是重中之重。在荒漠化防治過程中，逐漸形成了生物、工程和化學三種主要防治方式。然而，采用工程方法在成本、時效性和施工等方面具有諸多局限，而使用高分子材料的化學方式由于具有施工簡便、成本低、見效快等優點。因此，將化學-生物手段相結合，不僅可迅速改良荒漠化土地，還可為植物生長創造良好的水土條件，對于沙化土地的治理、農作物種植、生態環境改善有及其重大而深遠的現實意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用生物化學材料與經濟作物種植相結合改良荒漠化土地的方法，可以有效防止水肥滲漏，提高土地水肥利用率，土壤有機質、微生物種類和數量，從而提高土壤生態功能。

（1）生物化學土地改良材料的制備

將混合土、改性纖維素、植物秸稈粉末、腐熟的動物糞便混合均勻，即得荒漠化土地改良材料。

改性纖維素的制備，是在濃硫酸催化作用下，纖維素與含多親水基團化合物在70~140℃，反應2.5~12時間而得；其中，纖維素為羧甲基纖維素鈉、羥甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素和乙基纖維素中的至少一種；含多親水基團化合物為多元羥基化合物（如乙二醇、丙三醇、聚乙二醇）或多元羧基化合物（草酸、檸檬酸、蘋果酸、腐殖酸、氨基酸），且纖維素與含多親水基團化合物的摩爾比在1:1~1:8的范圍內；濃硫酸的用量為纖維素質量的2~10%。

纖維素和多元羥基化合物的反應方程式如下：

纖維素和多元羧基化合物的反應方程式如下：

纖維素作為一種天然高分子材料，和含多親水基團的化合物反應，生成的改性纖維素具有很強的粘聚作用，不僅能防止水土流失、較好的抑制土壤水分蒸發性能，而且具有保水、保肥、增產等效用。改性纖維素用量為混合土質量的0.05~2 wt%。 另外，纖維素具有來源廣泛、可再生、生物可降解、無毒無害等優點，避免了對土壤的二次污染。

混合土為黏土（紅土、蒙脫土、高嶺土、凹凸棒黏土）和黃土的混合物，且黏土與黃土的質量比1:1~1:5。混合土的作用是為沙地增加各種植物生長所需的微量元素及礦物質。

植物秸稈粉末的主要作用是引進微生物并促進微生物的繁殖。植物秸稈為小麥秸稈、玉米秸稈、棉花秸稈、高粱秸稈中的一種，植物秸稈粉末用量為混合土質量的3~15 wt%。