一种利用固氮蓝藻改良酸化土壤和提升地力的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用固氮蓝藻改良酸化土壤和提升地力的方法，包括以下步骤：1）选择鱼腥藻属作为固氮蓝藻施用藻种，逐级扩大培养；2）双季稻模式下，早稻插秧前期先深耕15cm‑20cm，插秧后施氮磷钾肥并按照每亩3kg‑5kg鲜藻的量接种固氮蓝藻，早稻收割后将茬口田进行浅耕，浅耕深度为5cm‑10cm，种植晚稻并按照同样方法施用固氮蓝藻及氮磷钾肥；单季稻模式下，在水稻插秧前期先深耕15cm‑20cm，插秧后施氮磷钾肥，并按照每亩5kg‑7kg鲜藻的量接种固氮蓝藻。该方法可以减少氮肥的施用量50%，同时固氮蓝藻可随着深耕或浅耕进入红壤，腐解后增加红壤有机质含量，综合提升红壤的地力水平。

A method of using nitrogen fixing cyanobacteria to improve the acidified soil and enhance the soil fertility

The invention discloses a method using a modified cyanobacteria acidified soil and enhance the fertility of the method comprises the following steps: 1) select Anabeana as application of cyanobacteria algae, step by step training; 2) double cropping rice planting mode, the early stage of deep 15cm 20cm after transplanting, nitrogen phosphorus potassium fertilizer and in accordance with the 3kg 5kg per mu of fresh algae inoculated cyanobacteria, rice harvest after stubble fields were shallow, shallow depth of 5cm 10cm, planting rice and in accordance with the application of nitrogen fixing cyanobacteria and NPK fertilizer in the same method; mode, in the early planting of rice roots in 15cm 20cm after transplanting, nitrogen phosphorus and potassium fertilizer, and according to 5kg 7kg per mu of fresh algae inoculated cyanobacteria. The method can reduce the application amount of nitrogen fertilizer 50%, while cyanobacteria with deep or shallow into the red soil, red soil increased after the decomposition of organic matter content, improve soil fertility level.

【技术实现步骤摘要】
一种利用固氮蓝藻改良酸化土壤和提升地力的方法
本专利技术属于藻类生物技术及培肥地力
，具体涉及利用固氮蓝藻改良酸化土壤和提升地力的方法。
技术介绍
我国是世界上最大的水稻生产国，产量位居第一，生产面积世界第二。在我国水稻、小麦和玉米三大粮食作物中，水稻是种植面积最大的作物，占我国粮食种植面积的35％。随着我国人口数量的快速增长和耕地面积的持续减少，粮食安全和资源消耗与环境保护之间的矛盾日益尖锐。近年来，我国化肥用量持续高速增长，但粮食作物的产量却增速缓慢，这表明化肥利用效率低下。化肥的长期和大量施用不仅引起了土壤退化、地力降低，同时带来的资源浪费与农业面源污染增加成了摆在业界面前的一大难题。我国南方红壤地区面积广阔，是水稻的主要产区之一。红壤地区不仅同样面临着土壤退化的难题，同时，现代工业化的飞速发展和化肥的大量施用等人为活动也增加了土壤中的氢、铝离子，加速了钙、镁、磷等元素的流失，加剧了土壤酸化。在应对土壤退化的难题中，增加土壤有机质被认为是行之有效的手段之一。尽管土壤有机质的含量只占土壤总量的很小一部分，但它在改善土壤物理结构、调节土壤pH值、提升土壤肥力、保护环境及促进农林业可持续发展等方面都有着极其重要的作用和意义。有机质在改善土壤物理性质中的作用是多方面的，其中最主要、最直接的作用是改良土壤结构，促进团粒状结构的形成，从而增加土壤的疏松性，改善土壤的通气性和透水性。增加土壤有机质的传统方法主要包括增施腐熟的有机肥、秸秆还田和绿肥种植还田，但这些方法存在各自的缺点应用限制，如腐熟的有机肥来源不够广泛；而大面积的农业机械作业秸秆还田推广不开，小面积的秸秆机械还田成本高；绿肥种植还田会间接增加农民的投入成本。固氮蓝藻是一种能将空气中的分子态氮转化为氮素化合物的低等藻类植物，其结构简单，个体微小，适应性强，从沙漠到冰原均能生存。将固氮蓝藻施用于稻田，一方面能作为稻田氮肥来源，减少化学氮肥的施用量；另一方面，藻体死亡腐解后能够增加土壤有机质，综合提升土壤质量；再者，固氮蓝藻个体微小，可以随翻耕还田，不需要额外的措施与成本投入。将固氮蓝藻施用与大田管理措施进行有机的结合，不仅有助于缓解土壤退化，提升化肥利用率，同时在一定程度上能够降低农民投入成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于提供一种利用固氮蓝藻改良酸化土壤并提升地力的方法，解决南方红壤稻田因长期施用化肥而造成的土壤退化问题，同时改良土壤结构、缓解红壤酸化，该技术管理简便，成本低廉，长期受益。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种利用固氮蓝藻改良酸化土壤和提升地力的方法，包括以下步骤：1)固氮蓝藻扩繁：选择鱼腥藻属中任意一种固氮种类作为固氮蓝藻施用藻种，逐级扩大培养；2)固氮蓝藻施用：双季稻模式下，在早稻插秧前期先进行深耕，耕层深度为15cm-20cm，水稻插秧后施氮磷钾肥，并在晴天上午接种固氮蓝藻，每亩施用量为3kg-5kg的鲜藻，按干重计算；早稻收割后将茬口田进行浅耕，浅耕深度为5cm-10cm，种植晚稻并施用氮磷钾肥、固氮蓝藻，施用方法和用量与早稻相同；单季稻模式下，在水稻插秧前期先进行深耕，耕层深度为15cm-20cm，水稻插秧后，施氮磷钾肥，并在晴天上午接种固氮蓝藻，每亩施用量为5kg-7kg的鲜藻，按干重计算；3)大田管理：双季稻的早稻时期，保持田间水深5cm-7cm，晚稻时期保持水深7cm-12cm；单季稻保持田间水深5cm-10cm。优选的，所述的固氮蓝藻扩繁按照原种、一级藻种、二级藻种、三级藻种逐级扩大培养，具体步骤为：1)将原种接种至BG110液体培养基中，通气培养至对数生长期，获得一级藻种；2)将一级藻种接种到BG110液体培养基中通气培养至对数生长期，获得二级藻种；3)将二级藻种接种到田头简易土池中，用简易培养基在自然光照下培养7至10天，获得三级藻种，所述的简易培养基为：市售钙镁磷肥1.12g·L-1、硼酸1.43mg·L-1、四水氯化锰0.93mg·L-1、二水钼酸钠0.195mg·L-1、七水硫酸锌0.11mg·L-1、五水硫酸铜0.04mg·L-1、六水硝酸钴0.025mg·L-1。优选的，水稻插秧后，氮肥施用量为5kg/亩-10kg/亩，分基肥和追肥两次施用，磷肥施用量为5kg/亩-10kg/亩，钾肥施用量为10kg/亩-15kg/亩，磷肥和钾肥在接种固氮蓝藻时一次性施用。优选的，所述的固氮蓝藻为固氮鱼腥藻或多变鱼腥藻。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和效果：1.固氮蓝藻培养方法简单，成本低廉，且生长速度较快，能适应多种生境，在红壤性水稻田中能够较好的生长，其生长过程中可以降低稻田泥水界面所接受的光照，抑制稻田杂草的大量繁殖。2.红壤性稻田施用固氮蓝藻，一方面能够增加稻田中的氮素来源，减少化学氮肥的施用量，另一方面固氮蓝藻可随着深耕和浅耕的合理应用而进入不同深度的红壤，腐解后增加红壤有机质含量，综合提升红壤的地力水平。同时，合理的深耕与浅耕能降低农民的成本投入。3.红壤性水稻田施用一次固氮蓝藻就能够使种源长年存在于土壤，后续仅需适当的补充接种固氮蓝藻即可，从而实现土壤地力的持续提升，长期受益。附图说明图1为多种固氮蓝藻在红壤土中的比生长速率。具体实施方式实施例1：双季稻模式下改良酸化土壤和提升地力的方法为了实践专利技术方法，以下结合具体实施方式来对本专利技术作进一步的说明。试验选择在江西省鹰潭市某水稻种植区。其步骤是：1.固氮蓝藻藻种选择：从中国科学院淡水藻种库获得能够固氮的固氮鱼腥藻(FACHB-119)、小单歧藻(FACHB-129)、念珠藻(FACHB-148)、多变鱼腥藻(FACHB-176)，经过酸性红壤土(采集自江西省鹰潭市的水稻种植区)培养筛选，其结果如图1，根据各个藻种在红壤中的比生长速率优选鱼腥藻属的固氮鱼腥藻FACHB-119(Anabaenaazotica)和多变鱼腥藻FACHB-176(Anabaenavariabilis)作为应用藻种。本实施例中选用固氮鱼腥藻FACHB-119进行应用。2.固氮蓝藻大规模培养：按照原种、一级藻种、二级藻种、三级藻种逐级扩大培养。首先，将原种接种到250mLBG110液体培养基中通气培养至对数生长期，获得一级藻种。其次，将一级藻种接种到5LBG110液体培养基中通气培养至对数生长期，获得二级藻种。最后，将二级藻种接种到田头简易土池中，用简易培养基在自然光照下培养7至10天，获得三级藻种。其中简易土池长5m，宽1m，四周覆盖农用薄膜的长方形土池。底部相对平整，储水深度为10cm-15cm，土池上方用竹子或木条搭建高度约50cm简易大棚并覆盖遮阳网，覆盖的遮阳网要便于调节光照。固氮蓝藻适宜的温度范围为28℃-38℃，光照强度范围是200-800μmol·m-2·s-1。夏季高温季节要密切注意水温，当水温高于38℃或光照强度大于800μmol·m-2·s-1时，覆盖遮阳网减少光照并揭膜通风。所述的BG110液体培养基其配方为：75mg·L-1七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)、40mg·L-1三水磷酸氢二钾(K2HPO3·3H2O)、36mg·L-1二水氯化钙(CaCl2·2H2O)、20mg·L-1碳酸钠(Na2CO3)、6mg·L-1柠檬酸(C6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用固氮蓝藻改良酸化土壤和提升地力的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)固氮蓝藻扩繁：选择鱼腥藻属作为固氮蓝藻施用藻种，逐级扩大培养；2)固氮蓝藻施用：双季稻模式下，在早稻插秧前期先进行深耕，耕层深度为15cm‑20cm，水稻插秧后施氮磷钾肥，并在晴天上午接种固氮蓝藻，每亩施用量为3kg‑5kg的鲜藻，按干重计算；早稻收割后将茬口田进行浅耕，浅耕深度为5cm‑10cm，种植晚稻并施用氮磷钾肥、固氮蓝藻，施用方法和用量与早稻相同；单季稻模式下，在水稻插秧前期先进行深耕，耕层深度为15cm‑20cm，水稻插秧后，施氮磷钾肥，并在晴天上午接种固氮蓝藻，每亩施用量为5kg‑7kg的鲜藻，按干重计算；3)大田管理：双季稻的早稻时期，保持田间水深5cm‑7cm，晚稻时期保持水深7cm‑12cm；单季稻保持田间水深5cm‑10cm。

【技术特征摘要】
1.一种利用固氮蓝藻改良酸化土壤和提升地力的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)固氮蓝藻扩繁：选择鱼腥藻属作为固氮蓝藻施用藻种，逐级扩大培养；2)固氮蓝藻施用：双季稻模式下，在早稻插秧前期先进行深耕，耕层深度为15cm-20cm，水稻插秧后施氮磷钾肥，并在晴天上午接种固氮蓝藻，每亩施用量为3kg-5kg的鲜藻，按干重计算；早稻收割后将茬口田进行浅耕，浅耕深度为5cm-10cm，种植晚稻并施用氮磷钾肥、固氮蓝藻，施用方法和用量与早稻相同；单季稻模式下，在水稻插秧前期先进行深耕，耕层深度为15cm-20cm，水稻插秧后，施氮磷钾肥，并在晴天上午接种固氮蓝藻，每亩施用量为5kg-7kg的鲜藻，按干重计算；3)大田管理：双季稻的早稻时期，保持田间水深5cm-7cm，晚稻时期保持水深7cm-12cm；单季稻保持田间水深5cm-10cm。2.根据权利要求1所述的利用固氮蓝藻改良酸化土壤和提升地力的方法，其特征在于，所述的固氮蓝藻扩繁按照原种、一级藻种、二级藻种、三级藻种逐级扩大培养，具...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敦海，张金丽，彭成荣，宋学宁，张云，黄顺，
申请(专利权)人：中国科学院水生生物研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42