一种用于改善果园土壤透气性的组合物及其使用方法与流程

本发明属于果园栽培技术领域，具体涉及一种用于改善果园土壤透气性的组合物及其使用方法。

背景技术：

土壤是植物生长的根基，植物植根于土壤中，根系生长需要土壤提供充足的矿质营养和水分外，还需要具有良好的透气性，以保证植物根系正常的呼吸所用。土壤氧气含量也是评价土壤肥力的一项指标。

目前，在果树生产中，由于栽培管理措施不当导致土壤板结，土壤通透性变差。在土壤黏重的地段，土壤透气性更差。加之植物根系和土壤微生物等呼吸作用的影响，造成土壤co2浓度很高，而o2浓度却较少，引起根系土壤通气不良或氧气不足。果园土壤透气性不良，抑制了果树根系的有氧呼吸，进而对植株产生毒害，影响植株的生长发育。这种影响对根系需氧量较高的果树更为明显。生产中发现，土壤透气性好的果园，果实含糖量高，品质优。土壤透气性显著影响果实品质。因此，如何改善果树根区土壤透气性，是保证果树正常生长发育和果实优质丰产的关键。

传统的改善土壤透气性的方法，多通过增施有机肥的方法来改善土壤结构，提高土壤透气性，如专利“提高土壤透气性的复合肥”(申请号：2016105319597)公开了一种以十二烷基苯磺酸钠、硼酸、三聚磷酸钠、氢氧化钠等多种化合物为原料制备得到的一种复合肥，该复合肥对土壤团粒结构具有改善作用，能够增加土壤的透气性，对植株的生长有促进作用；然而此种方法需要耗费大量的人力物力，成本较高，并且需要连年施用有机肥才能保持效果；同时在土壤中施加如此多种化合物，可能导致土壤ph、微生物群落等生理生化指标的改变，带来潜在的负面影响；或者通过园区深翻的方式改善土壤通透性，这种方法最为传统简单，但是由于对土壤本身性质未作出任何改变，因此需要长期连年深翻才能保持效果，人力物力耗费大。因此急需研发一种省工、易于操作、效果持久的改善果园土壤透气性的新方法。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种用于改善果园土壤透气性的组合物。该组合物无毒无污染，能够有效改善果园土壤透气性，改善土壤团粒结构，促进土壤中好气微生物活动，从而达到提高果树根系活力，促进果树根系生长和树体生长发育之目的。

具体的，本发明的第一个方面，公开了一种用于改善果园土壤透气性的组合物，所述组合物为颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣的混合物；所述颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣的体积比为3-6:3:2；进一步优选的，所述颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣的体积比为5:3:2；

本发明中，聚丙烯酰胺(pam)具有较强的吸水性，且具有反复吸水、缓慢释放吸持水分的特性，在农业生产中常作为保水剂与土壤混合使用以达到保水之目的；

玉米芯颗粒来源丰富，在农业生产中大量存在，由于玉米芯具有较高的比表面积，同时内部结构具有多孔性特征，因此同样具有较强的吸水性能；

碳渣作为一种煤炭燃烧废弃物，现有研究发现碳渣施加在土壤中可保持土壤持久的松散状态，改善土壤透气性和透水性，提高土壤通透性；

发明人通过研究发现，将上述三种廉价易得材料按一定比例混合后，利用颗粒状聚丙烯酰胺较强的吸水性，膨胀性，且具有反复吸水、缓慢释放吸收水分的特性，在其吸收和放水过程中，其膨胀与收缩增大了土壤空隙，从而使得土壤由紧实变疏松；另外，通过聚丙烯酰胺吸水特性，吸收保持住土壤空隙中的水分，进而提高土壤空隙中空气含量，达到改善土壤通透性之目的；同时利用质地较硬的玉米芯颗粒和碳渣的吸水和支撑作用，在颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣集中施用层，形成一层“蓄水透气层”，从而促进根区“蓄水透气层”上下部土壤中气体的流通，改善根区透气性，提高土壤氧气含量。

进一步的，所述颗粒状聚丙烯酰胺的粒径为3-6mm；所述玉米芯颗粒的粒径为8-12mm；所述碳渣的粒径为5-10mm；更进一步优选的，所述颗粒状聚丙烯酰胺的粒径为5mm；所述玉米芯颗粒的粒径为10mm；所述碳渣的粒径为10mm；采用上述粒径分布，使得聚丙烯酰胺能够均匀分散至玉米芯颗粒、碳渣的孔隙之间并进行填充，由于聚丙烯酰胺的强吸水膨胀性和失水收缩性，从而带动质地较硬的玉米芯颗粒和碳渣的运动，从而有效增大土壤孔隙；改善土壤通透性；同时，由于聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣的吸水性能不同，三者形成不同步的吸水和失水过程，从而使得因吸水和失水导致的相对运动时间得以延长，从而极大延长组合物发挥作用时间，进一步提高土壤通气性。

本发明的第二个方面，公开了上述用于改善果园土壤透气性的组合物的使用方法，具体的，使用方法如下：

(1)在果树树盘内开挖若干个均匀分布的土穴，将混匀后的颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣填放在土穴底部，形成一层“蓄水透气层”；

(2)向土穴内加水，待水浸透组合物，土穴内不见明水后，将园土回填至土穴内，并浇透水。

进一步的，所述土穴直径为40-60cm，深度为30-40cm，土穴数量为4-8个；

进一步的，所述颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣的体积比为3-6:3:2；进一步优选的，所述颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣的体积比为5:3:2；

进一步的，所述颗粒状聚丙烯酰胺的粒径为3-6mm；所述玉米芯颗粒的粒径为8-12mm；所述碳渣的粒径为5-10mm；

更进一步优选的，所述颗粒状聚丙烯酰胺的粒径为5mm；所述玉米芯颗粒的粒径为10mm；所述碳渣的粒径为10mm；

进一步的，所述颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣混合物的填放厚度为3-5cm；

进一步的，所述改善果园土壤透气性的组合物的使用方法如下：

在果树树盘内，距树干60cm处，挖挖均匀分布的，直径为50cm、深度为35cm的土穴4个，然后将按体积比为5:3:2，混合均匀的颗粒状聚丙烯酰胺(粒径5mm)、玉米芯颗粒(粒径10mm)和碳渣混合物(粒径10mm)，均匀集中填放在土穴底部，形成一层“蓄水透气层”，填放厚度为3cm，然后灌水5升，然后将园土填满土穴，最后浇透水。

在上述使用方法中，发明人并非采用传统将组合物与土壤混合的方式，而是采用集中填放的方式，将用于改善果园土壤透气性的组合物填放至靠近树盘的土穴中，形成一层“蓄水透气层”，在涵养水源并能有效贮存一定量气体的同时，因颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣的吸水失水效应，从而松动果树根系土壤，增加土壤透气性，改善根区透气性，提高了根区土壤氧气含量；从而提高果树根系活力，促进植株的生长发育。

本发明的第三个方面，公开了上述使用方法在改善果园土壤透气性中的应用。

本发明的有益效果：

本发明利用聚丙烯酰胺较强的吸水性，膨胀性，且具有反复吸水、缓慢释放吸收水分的特性，其膨胀与收缩增大了土壤空隙，从而土壤由紧实变疏松，改善土壤通透性。同时利用玉米芯颗粒和碳渣的吸水和支撑作用，在颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣集中施用层，形成一层“蓄水透气层”。该方法可促进根区“蓄水透气层”上下部土壤中气体的流通，改善根区透气性，提高土壤氧气含量。通过使用该方法可达到稳定果树根区土壤水气环境，提高果树根系活力，促进根系和植株生长发育的目的。

本发明采用的原料即聚丙烯酰胺、玉米芯和碳渣廉价易得，其中玉米芯和碳渣为农业、工业废弃物，本发明将其变废为宝，实现了资源二次利用；同时本发明方法简便有效，易于操作，效果持久，克服了传统施用有机肥或深翻需要连年施用的弊端，便于在果树生产实践中推广应用。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，传统的改善土壤透气性的方法，多通过增施有机肥的方法来改善土壤结构，提高土壤透气性。或通过园区深翻的方式改善土壤通透性，取得了一定的效果，但这种方式需要耗费大量的人力物力，成本较高，并且需要连年施用有机肥或连年深翻才能保持效果。

有鉴于此，本发明的一种典型的实施方式中，提供一种用于改善果园土壤透气性的组合物，所述组合物为颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣的混合物；所述颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣的体积比为3-6:3:2；进一步所述颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣的体积比为5:3:2；

本发明的又一典型实施方式中，所述颗粒状聚丙烯酰胺的粒径为3-6mm；所述玉米芯颗粒的粒径为8-12mm；所述碳渣的粒径为5-10mm；更进一步的，所述颗粒状聚丙烯酰胺的粒径为5mm；所述玉米芯颗粒的粒径为10mm；所述碳渣的粒径为10mm；

本发明的又一典型实施方式中，提供了上述用于改善果园土壤透气性的组合物的使用方法，具体的，使用方法如下：

(1)在果树树盘内开挖若干个均匀分布的土穴，将混匀后的颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣填放在土穴底部，形成一层“蓄水透气层”；

(2)向土穴内加水，待水浸透组合物，土穴内不见明水后，将园土回填至土穴内，并浇透水。

所述土穴直径为40-60cm，深度为30-40cm，土穴数量为4-8个；

所述颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣的体积比为3-6:3:2；进一步优选的，所述颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣的体积比为5:3:2；

所述颗粒状聚丙烯酰胺的粒径为3-6mm；所述玉米芯颗粒的粒径为8-12mm；所述碳渣的粒径为5-10mm；

进一步的，所述颗粒状聚丙烯酰胺的粒径为5mm；所述玉米芯颗粒的粒径为10mm；所述碳渣的粒径为10mm；

所述颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣混合物的填放厚度为3-5cm；

本发明的又一典型实施方式中，提供所述改善果园土壤透气性的组合物的使用方法如下：

在果树树盘内，距树干60cm处，挖挖均匀分布的，直径为50cm、深度为35cm的土穴4个，然后将按体积比为5:3:2，混合均匀的颗粒状聚丙烯酰胺(粒径5mm)、玉米芯颗粒(粒径10mm)和碳渣混合物(粒径10mm)，均匀集中填放在土穴底部，形成一层“蓄水透气层”，填放厚度为3cm，然后灌水5升，然后将园土填满土穴，最后浇透水。

本发明的又一典型实施方式中，公开了上述使用方法在改善果园土壤透气性中的应用。

为了进一步对本发明进行解释说明，提供如下实施例和对比例。

实施例1

在2015年3月中旬，在山东农业大学园艺试验站，2年生“春美”桃园内，随机选定50株果树，在树盘内，距树干60cm处，挖挖均匀分布的，直径为50cm、深度为35cm的土穴4个，然后将按体积比为5:3:2，混合均匀的颗粒状聚丙烯酰胺(粒径5mm)、玉米芯颗粒(粒径10mm)和碳渣(粒径10mm)混合物，均匀的、集中填放在土穴底部，形成一层“蓄水透气层”，填放厚度为3cm，然后灌水5升，然后将园土填满土穴，最后浇透水。

通过采用该方法，可在根区聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣集中施用土层，形成一层“蓄水透气层”，即能保持住水分，又可贮存一部分气体，为周边土壤提供气体供应。该蓄水透气层可促进桃树根区深层土壤与表层土壤及大气中气体的流通和交换，改善根区透气性，提高了根区土壤氧气含量；稳定根区土壤水分状况，提高桃树根系活力，促进植株的生长发育。并可显著提高桃幼树生长中后期叶片叶绿素含量，叶面积和净光合速率；提高了桃幼树生长后期叶片保护性酶活性，延缓叶片衰老，促进根系生长，并可有效提高养分利用效率，其中氮肥吸收利用率较未施用前提高24％；当年采摘桃果实含糖量提高5.2％；在第二年即2016年测定，氮肥吸收利用率较未施用前提高22％；采摘桃果实含糖量较2014年果实提高5.6％；

可见，该方法可有效提高桃树根区土壤氧气含量，稳定根区土壤水气状况，促进植株生长发育，提高果实含糖量，改善果实品质，同时具有较好的效果持久性，从而降低生产成本。

对比例1

方法同实施例1，唯一区别之处在于将颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣三者的体积比定为1:1:1。

对比例2

方法同实施例1，唯一区别之处在于将颗粒状聚丙烯酰胺、玉米芯颗粒和碳渣三者的粒径积均为10mm。

经统计，对比例1和对比例2实施效果远低于实施例1，其中对比例1当年氮肥吸收利用率较未施用前提高4％；当年采摘桃果实含糖量提高2.2％；次年氮肥吸收利用率较未施用前提高2.3％；次年采摘桃果实含糖量仅提高1.3％；其中对比例2当年氮肥吸收利用率较未施用前提高6％；当年采摘桃果实含糖量提高1.9％；次年氮肥吸收利用率较未施用前提高4％；次年采摘桃果实含糖量仅提高1.5％。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。