CN105384579A

CN105384579A - 一种盐碱土水稻专用炭基有机肥及其应用

Info

Publication number: CN105384579A
Application number: CN201510939500.6A
Authority: CN
Inventors: 王宏燕; 赵伟; 李传宝; 范金霞; 赵朋成; 赵承森; 孙泰朋; 李晓庆
Original assignee: Northeast Agricultural University
Current assignee: Northeast Agricultural University
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2015-12-11
Publication date: 2016-03-09

Abstract

本发明涉及一种盐碱土水稻专用炭基有机肥，其目的在于提供一种成本低廉、肥效高、经济环保、提高土壤持水性、透气性、持肥缓释和缓解水稻盐碱化等功能的盐碱土水稻专用炭基有机肥。本发明所述盐碱土水稻专用炭基有机肥包括生物质炭、鸡粪、木醋液、发酵豆粕、腐植酸钾，其中所述生物质炭由生物质原料在无氧条件下进行热裂解炭化后制得，将所述盐碱土水稻专用炭基有机肥在水稻种植中施用，能够改善盐碱土土壤环境，提高有机水稻产量。

Description

一种盐碱土水稻专用炭基有机肥及其应用

技术领域

本发明涉及一种炭基有机肥，特别是涉及一种盐碱土水稻专用炭基有机肥及其应用，属于有机肥料领域。

背景技术

我国耕种历史长，人多地少，种植指数高，土壤肥力低，为了得到高产，必然增加化肥施用量，并且肥料施用方法不当，采用“一炮轰”、表面撒施等，造成肥料利用率低，过量化肥的施用，造成水体富营养化，污染环境。

早在数千年前，木炭曾被南美亚马逊地区古印第安人用作土壤改良剂，改良南美热带强风化、强淋溶土壤，形成当地至今土壤肥力仍是当地未改良土壤肥力2～3倍的黑土(terrapreta)，上世纪90年代以来，全球气候变暖问题成为全球关注的问题，在寻求降低全球碳排放的技术的过程中，科学家从TerraPreta及土壤黑炭研究中认识到生物炭的固碳及碳减排作用，从而在全球引发了重新认识生物炭，并用热裂解生产生物炭的研究热潮。

在日本1957～1978年，广岛官本先生用焦木酸液防止蔬菜根腐病，在巴西有人用木炭处理土壤种植桉树，在印度有人用木炭做为豆科固氮菌接种物的报导。国内外研究人员探索将生物炭与有机肥进行复合，以有机肥肥料养分弥补生物炭所含养分不足的缺陷。由于生物炭基肥料具有养分缓释作用，能够延缓释放、降低养分损失，提高肥料养分利用率，生物炭在其负载养分释放后，仍能交换吸附土壤水肥，起到改善土壤保水保肥能力，促进土壤有益微生物繁殖和活动，发挥其土壤改良剂功能，难降解生物炭可以在土壤中固碳。生物炭与有机肥料复合可以通过每季施肥给土壤带入生物炭,减少一次向土壤中施用大量生物炭所带来的需求压力，生物炭与有机肥料复合还可增加生物炭的质量密度，降低生物炭粉尘损失，特别是当生物炭与有机肥料复合造粒可极大降低生物炭施用作业困难和损失。

松嫩平原是我国最大的平原之一，也是我国土地盐碱化发展最迅速、对农牧业危害最严重的地区之一，同时也是世界上三大片苏打盐渍土集中分布区之一。中国东北的松嫩平原，盐碱化土地面积约327万hm²，占该平原面积的21％，是我国苏打盐碱化土壤的最大分布区。

土壤盐碱化是一种渐进性环境地质灾害。它是土壤在自然和人为因素作用下富集盐、碱含量达到抑制农作物正常生长的水平，危害农作物生长，并加剧生态环境恶化的现象。此外，盐碱土填筑路基时，使路基变松、透水性减弱、膨胀性增大，降低路基的稳定性，其中的易溶盐腐蚀建筑材料会破坏工程设施等。

目前盐碱化土地的治理措施可分为两大类：一类是非生物学措施，主要包括：水利工程，建立完善的灌溉和排水***。二是生物学措施，主要包括：加强防护林建设及草原的管理和建设，如植树种草、围栏封育等；引种先锋植物或耐盐碱植物；根茬培肥，秸秆覆盖，人工建立枯草层，增施有机肥和有机物料(如有机复合肥、厩肥、绿肥和秸秆等)。以往改良盐碱土的措施具有一定的改善作用，但这些措施和技术均未真正触及障碍性水稻盐碱土，并未从根本上改善水稻盐碱土的理化性质。

本发明通过盐碱土水稻专用炭基有机肥的施用，改良水稻盐碱土不良的理化性质，通过生物质炭的特殊结构降低盐碱土的容重，提高盐碱土的持水、透水和透气性，增加土壤微生物含量和保水保肥能力，从根本上改良水稻盐碱土较差的理化性质，为促进农业可持续发展达到增产增效目的。

发明内容

本发明的目的是要提供一种盐碱土水稻专用炭基有机肥，具有成本低、肥效高、使用方便、环保等特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种盐碱土水稻专用炭基有机肥，包括以下各组分：生物质炭、鸡粪、木醋液、发酵豆粕、腐植酸钾。

其中，所述生物质炭由生物质原料在无氧条件下进行热裂解炭化后制得。

其中，所述生物质原料包括玉米秸秆、水稻秸秆、大豆秸秆。

其中，所述热裂解炭化温度为500～700℃。

其中，所述热裂解炭化时间为2～3小时。

其中，所述各组分的重量份为：生物质炭250～350份、鸡粪350～400份、木醋液75～150份、发酵豆粕75～150份、腐植酸钾75～150份。

优选地，所述各组分的重量份为：生物质炭300份、鸡粪400份、木醋液150份、发酵豆粕75份、腐植酸钾75份。

一种制备所述的盐碱土水稻专用炭基有机肥的方法，包括以下步骤：

1)生物质原料在500～700℃和无氧条件下进行高温热裂解炭化2～3小时，获得生物质炭；

2)生物质炭、鸡粪、木醋液、发酵豆粕、腐植酸钾按所述重量份混合，经粉碎、搅拌、制粒、烘干，制成颗粒有机肥。

所述的盐碱土水稻专用炭基有机肥在改良水稻盐碱土方面的应用。

其中，所述的盐碱土水稻专用炭基有机肥在改良水稻盐碱土方面的应用方法是：在水稻种植前，按水稻种植中同等常规化肥的含氮量，即与水稻种植中常规施用化肥的含氮量相同，施于土壤中。

本发明与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：

(1)“深翻混施”：通过大马力机械耕作深翻混施，将盐碱土水稻专用炭基有机肥直接施入到盐碱土土层中，从根本上改善盐碱土的不良的物理性质，提高其通气、持水性，生物质炭本身为黑色，具有吸光增温等特性，对于解决早春地温偏低出苗和生长缓慢等问题具有重要作用。

(2)“持肥缓释”：本发明以生物质炭为原料，比表面积大，孔隙丰富等特点，对水、肥等有极强的吸附能力，施入土壤后，不但可以显著降低肥料的淋失现象，延长肥效和提高肥料利用率，同时可增加土壤的透水、透气性，降低土壤容重，其丰富的孔隙可有效增加土壤微生物生存环境和数量。

(3)“缓解盐碱化”：盐碱土水稻专用炭基有机肥呈酸性，施入土壤后可有效解决并抑制土壤盐碱化现象，改良盐碱土的化学性质。

(4)“经济环保”：生物质炭的原料主要是农林废弃物，是生物质热裂解的产物之一，原料来源广，成本低廉，生物质炭在无氧高温热裂解过程中，可显著减少因秸秆等农业废弃物燃烧产生的污染气体，降低温室气体的排放和“雾霾”等现象的发生，同时可将碳长期固定在土壤中，有效降低大气中二氧化碳浓度。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

一、生物质炭的制备

实施例1

将玉米秸秆干燥、粉碎处理后，在500℃的XN-II型秸秆热解炭化炉进行无氧高温热裂解炭化处理3小时，炭化经冷却、粉碎后，过2mm筛得到生物质炭原料。

实施例2

将水稻秸秆干燥、粉碎处理后，在600℃的XN-II型秸秆热解炭化炉进行无氧高温热裂解炭化处理2.5小时，炭化经冷却、粉碎后，过2mm筛得到生物质炭原料。

实施例3

将大豆秸秆干燥、粉碎处理后，在700℃的XN-II型秸秆热解炭化炉进行无氧高温热裂解炭化处理2小时，炭化经冷却、粉碎后，过2mm筛得到生物质炭原料。

二、盐碱土水稻专用炭基有机肥的制备

实施例4

上述生物质炭250kg、鸡粪375kg、木醋液75kg、发酵豆粕150kg、腐植酸钾150kg混合，经13SFS-401型粉碎机粉碎(粉碎时间2吨/小时、粉碎粒径0.3～0.5mm)、PJ16001型搅拌机搅拌(搅拌时间10mim～15min)、KHL-500型造粒机制粒(1吨/小时～2.5吨/小时、粒径大小5mm)、型烘干机烘干(烘干后含水量为17％)，制成颗粒有机肥。在水稻种植前，按水稻种植中同等常规化肥的含氮量，即与水稻种植中常规施用化肥的含氮量相同，施于土壤中。

经过试验测试，本发明与水稻种植中单施鸡粪处理比较，0～20cm耕层土壤细菌数量增加8.14％，放线菌数量增加6.11％，微生物量氮增加1.79％，土壤有机质提高0.01％，微生物量碳增加21.87％，水溶性碳提高14.35％，土壤脲酶提高5.61％，过氧化氢酶提高6.59％，耕层土壤容重减少0.15％，pH值由8.33到8.03，阳离子交换量增加0.1％，水稻产量比对照提高11％。

实施例5

上述生物质炭300kg、鸡粪400kg、木醋液150kg、发酵豆粕75kg、腐植酸钾75kg混合，经13SFS-401型粉碎机粉碎(粉碎时间2吨/小时、粉碎粒径0.3～0.5mm)、PJ16001型搅拌机搅拌(搅拌时间10mim～15min)、KHL-500型造粒机制粒(1吨/小时～2.5吨/小时、粒径大小5mm)、型烘干机烘干(烘干后含水量为17％)，制成颗粒有机肥。在水稻种植前，按水稻种植中同等常规化肥的含氮量，即与水稻种植中常规施用化肥的含氮量相同，施于土壤中。

经过试验测试，本发明与水稻种植中单施鸡粪处理比较，0～20cm耕层土壤细菌数量增加10.93％，放线菌数量增加7.75％，微生物量氮增加2.38％，土壤有机质提高0.01％，微生物量碳增加24.65％，水溶性碳提高16.96％，土壤脲酶提高6.95％，过氧化氢酶提高7.14％，耕层土壤容重减少0.16％，pH值由8.33到7.95，阳离子交换量增加0.1％，水稻产量比对照提高15％。

实施例6

上述生物质炭350kg、鸡粪350kg、木醋液100kg、发酵豆粕100kg、腐植酸钾100kg混合，经13SFS-401型粉碎机粉碎(粉碎时间2吨/小时、粉碎粒径0.3～0.5mm)、PJ16001型搅拌机搅拌(搅拌时间10mim～15min)、KHL-500型造粒机制粒(1吨/小时～2.5吨/小时、粒径大小5mm)、型烘干机烘干(烘干后含水量为17％)，制成颗粒有机肥。在水稻种植前，按水稻种植中同等常规化肥的含氮量，即与水稻种植中常规施用化肥的含氮量相同，施于土壤中。

经过试验测试，本发明与水稻种植中常规化肥处理比较，0～20cm耕层土壤细菌数量增加10.03％，放线菌数量增加7.37％，微生物量氮增加2.12％，土壤有机质提高0.01％，微生物量碳增加23.44％，水溶性碳提高15.98％，土壤脲酶提高6.29％，过氧化氢酶提高6.85％，耕层土壤容重减少0.15％，pH值由8.33到7.99，阳离子交换量增加0.15％，水稻产量比对照提高15％。

以上这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种盐碱土水稻专用炭基有机肥，其特征在于，包括以下各组分：生物质炭、鸡粪、木醋液、发酵豆粕、腐植酸钾。

2.根据权利要求1所述的盐碱土水稻专用炭基有机肥，其特征在于，所述生物质炭由生物质原料在无氧条件下进行热裂解炭化后制得。

3.根据权利要求2所述的盐碱土水稻专用炭基有机肥，其特征在于，所述生物质原料包括玉米秸秆、水稻秸秆、大豆秸秆。

4.根据权利要求2所述的盐碱土水稻专用炭基有机肥，其特征在于，所述热裂解炭化温度为500～700℃。

5.根据权利要求2所述的盐碱土水稻专用炭基有机肥，其特征在于，所述热裂解炭化时间为2～3小时。

6.根据权利要求1所述的盐碱土水稻专用炭基有机肥，其特征在于，所述各组分的重量份为：生物质炭250～350份、鸡粪350～400份、木醋液75～150份、发酵豆粕75～150份、腐植酸钾75～150份。

7.根据权利要求6所述的盐碱土水稻专用炭基有机肥，其特征在于，所述各组分的重量份为：生物质炭300份、鸡粪400份、木醋液150份、发酵豆粕75份、腐植酸钾75份。

8.一种制备根据权利要求1～7中任一项所述的盐碱土水稻专用炭基有机肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求1所述的盐碱土水稻专用炭基有机肥在改良水稻盐碱土方面的应用。

10.一种根据权利要求9所述的盐碱土水稻专用炭基有机肥在改良水稻盐碱土方面的应用方法，其特征在于，在水稻种植前，按水稻种植中同等常规化肥的含氮量，施于土壤中。