CN105418316A - 一种适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂及其制备方法和施用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂及其制备方法和施用方法,解决现有生物炭肥由于其本身呈碱性限制了在盐碱化土壤中使用的技术问题。该生物炭肥改良剂是由生物炭、农家肥和含有乳酸菌的调节剂组成;其中生物炭与农家肥的质量比为1:1~4,含有乳酸菌的调节剂的质量为生物炭与农家肥总质量的5%~10%。本发明提供的制备方法是以农业废弃物玉米秸秆作为原料进行裂解,再按上述比例混合后发酵,调整湿度,密封发酵后制得生物炭肥改良剂。对盐碱化土壤施加比例为:5~10T/ha生物炭+20T/ha农家肥,土壤性状得到很好改善。本发明提供的生物炭肥改良剂适合用于pH较高的盐碱化土壤中作为改良剂,能够改善土壤结构,增加土壤养分含量以及提高作物产量。
Description
技术领域
本发明涉及一种土壤改良剂,具体涉及一种适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂及其制备方法和施用方法。
背景技术
土壤退化(沙化,碱化等)是制约经济和环境发展的一大限制因素,对于退化土壤的修复和改良也是实现土壤可持续利用的必由之路。现有土壤改良剂以及土壤肥料多以农业土壤为研究对象,以增加土壤肥力,提高作物产量为主要目的,很少有针对退化土壤改良的生物炭肥或者改良剂。
现有的生物炭肥的生产方法大多将粉碎后的人畜粪便以及农林废弃物残渣以及活化剂按照一定比例进行充分混匀,干燥,高温厌氧炭化,制成生物炭肥或生物炭基肥。但由于生物炭本身呈碱性,在盐碱化土壤中使用会受到限制。因此急需研制一种适用于盐碱化土壤的改良剂。
发明内容
本发明要解决现有生物炭肥由于其本身呈碱性限制了在盐碱化土壤中使用的技术问题,提供一种适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂及其制备方法和施用方法。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案具体如下:
一种适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂,该生物炭肥改良剂是由生物炭、农家肥和含有乳酸菌的调节剂组成;
所述生物炭与农家肥的质量比为1:1~4;
所述含有乳酸菌的调节剂的质量为所述生物炭与农家肥总质量的5%~10%。
在上述技术方案中,所述含有乳酸菌的调节剂为青贮饲料。
在上述技术方案中,所述生物炭肥改良剂中生物炭与农家肥的质量比为1:2。
在上述技术方案中,所述生物炭肥改良剂中生物炭与农家肥的质量比为1:4。
一种适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)选取农业废弃物玉米秸秆作为原料,于300~500℃高温缺氧裂解3~5小时后制备得到生物炭,粉碎后过4mm土壤筛备用;
(2)按照生物炭与农家肥的质量比为1:1~4称取生物炭与农家肥混合,再加入质量为所述生物炭与农家肥总质量的5%~10%的含有乳酸菌的调节剂,进行共发酵后调整湿度,密封后发酵,得到适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂。
在上述技术方案中,所述湿度为60%~70%。
在上述技术方案中,所述发酵的时间为1~2个月。
一种适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂的施用方法,包括以下步骤:
对盐碱化土壤施加所述的生物炭肥改良剂,施加比例为:5~10T/ha生物炭+20T/ha农家肥。
在上述技术方案中,所述施加比例为:5T/ha生物炭+20T/ha农家肥。
在上述技术方案中,所述施加比例为:10T/ha生物炭+20T/ha农家肥。
本发明的有益效果是:
本发明提供的适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂,是将生物炭与农家肥混合,同时加入含有乳酸菌的调节剂进行共发酵后,可以使pH降低,达到中性或弱酸性,适合用于pH较高的盐碱化土壤中作为改良剂,能够改善土壤结构,增加土壤养分含量以及提高作物产量。
本发明提供的适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂的制备方法,制法简单,并且制备得到的生物炭肥改良剂适合用于pH较高的盐碱化土壤,能够很好的改善土壤结构。
本发明提供的适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂的施用方法,该方法对盐碱化土壤按照施加比例为:5~10T/ha生物炭+20T/ha农家肥,优选5T/ha生物炭+20T/ha农家肥或10T/ha生物炭+20T/ha农家肥进行施加,能够使土壤的总有机碳、有机氮、土壤持水量均有所增加,同时土壤容重和pH均降低。土壤性状得到改善,同时作物生长以及产量均得到正面促进作用。
具体实施方式
本发明的发明思想为:由于生物炭本身呈碱性,在盐碱化土壤中使用会受到限制,目前很少有针对盐碱化土壤的生物炭肥的研制。本发明试图探索一种适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂。由于生物炭本身呈碱性,如果直接单独施加到偏碱性的土壤中,会增加土壤对植物的盐碱胁迫程度,削弱改良效果,同时生物炭本身的肥效较低,如果与农家肥混合,同时加入含有乳酸菌的调节剂进行共发酵后,可使pH降低,适合用于pH较高的盐碱化土壤中作为改良剂或者炭肥,能够改善土壤结构,增加土壤养分含量以及提高作物产量。
本发明以盐碱化土壤的改良为主要研究目的,通过室内控制实验和野外大田实验来探究并验证此改良剂生产和应用的可行性。
选取当地大量的农业废弃物玉米秸秆作为原料,300~500℃高温缺氧裂解3~5小时后制备生物炭,粉碎后过4mm土壤筛备用。
选取生物炭与农家肥(牲畜粪便)按照1:1,1:2,1:4,三种比例混合,加入一定比例(5%或10%)含有乳酸菌的调节剂,进行发酵后调整湿度,密封后发酵,得到供试生物炭肥。
室内控制实验:设置6个生物炭肥施加梯度,以绿豆为受试植物进行室内盆栽实验,通过绿豆种子发芽率,幼苗生长指标,叶片叶绿素含量等为评价指标,初步筛选出较适宜的生物炭和农家肥施加比例,以及含有乳酸菌的调节剂的添加量。根据实验结果,生物炭施加比例在5.0T/ha-15.0T/ha之间,对作物生物量的积累和生长促进作用最明显,农家肥的施用量在15.0T/ha以上促使效果开始明显,而且施加浓度越高效果越显著。生物炭与农家肥在施加前预混合和发酵,能降低肥料的pH,并且生物炭的多孔结构可以吸附住农家肥中的易淋失养分,起到缓释剂的作用,也弥补了生物炭本身肥力较低的不足。
实施例1
(1)选取农业废弃物玉米秸秆作为原料,300℃高温缺氧裂解5小时后制备得到生物炭,粉碎后过4mm土壤筛备用;
(2)选取生物炭与农家肥(牲畜粪便)按照质量比1:1比例混合,再加入质量为生物炭与农家肥总质量的5%的青贮饲料,进行发酵后调整湿度为60%,密封后发酵1个月,得到适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂。
实施例2
(1)选取农业废弃物玉米秸秆作为原料,500℃高温缺氧裂解3小时后制备得到生物炭,粉碎后过4mm土壤筛备用;
(2)选取生物炭与农家肥(牲畜粪便)按照质量比1:2的比例混合,再加入质量为生物炭与农家肥总质量的10%的青贮饲料,进行发酵后调整湿度为70%,密封后发酵2个月,得到适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂。
实施例3
(1)选取农业废弃物玉米秸秆作为原料,300℃高温缺氧裂解5小时后制备得到生物炭,粉碎后过4mm土壤筛备用;
(2)选取生物炭与农家肥(牲畜粪便)按照质量比1:4比例混合,再加入质量为生物炭与农家肥总质量的8%的青贮饲料,进行发酵后调整湿度为60%,密封后发酵1.5个月,得到适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂。
上述实施例1-3中使用的含有乳酸菌的调节剂具体为青贮饲料,本领域技术人员还可以根据实际需要选择使用其他的含有乳酸菌的调节剂,这里不再一一列举。
大田实验:选取吉林西部盐碱化地区作为实验基地,进行大田实验,根据盆栽实验筛选的施加配比进行中试。施加浓度为5.0T/ha生物炭+5.0T/ha农家肥,5.0T/ha生物炭+10.0T/ha农家肥,5.0T/ha生物炭+20.0T/ha农家肥,10.0T/ha生物炭+20.0T/ha农家肥,以不施加改良剂作为对照。根据结果分析评价生物炭和农家肥施加后对吉林西部盐碱化土壤养分元素含量、持水量、pH,土壤容重以及植物生物量和作物产量的影响。
结合当地生态条件以及运行成本等因素,提出对当地碱性土壤改良效果最佳以及对植物生长和产量提高最有效的经济可行,生态友好的改良剂施加配比。从结果看,生物炭与农家肥比例为1:2和1:4时,经过孵化后,混合改良剂的pH可以稳定在中性水平(6.7-7.2),中试实验结果看,5.0T/ha生物炭+20.0T/ha农家肥,10.0T/ha生物炭+20.0T/ha农家肥两个施加比例作物产量分别增加了127.97%和96.17%,植株生物量增加了38.5%和35.7%,叶片叶绿素含量比对照高7%到37%不等。绿豆的千粒重分别增加了9%和8%,土壤总有机碳、有机氮,速效磷含量,孔隙度以及土壤持水量均有所增加,土壤容重(1%-5%)和pH均有所降低。土壤性状得到改善,作物生长以及产量均得到正面促进作用。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂,其特征在于,该生物炭肥改良剂是由生物炭、农家肥和含有乳酸菌的调节剂组成;
所述生物炭与农家肥的质量比为1:1~4;
所述含有乳酸菌的调节剂的质量为所述生物炭与农家肥总质量的5%~10%。
2.根据权利要求1所述的适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂,其特征在于,所述含有乳酸菌的调节剂为青贮饲料。
3.根据权利要求1或2所述的适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂,其特征在于,所述生物炭肥改良剂中生物炭与农家肥的质量比为1:2。
4.根据权利要求1或2所述的适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂,其特征在于,所述生物炭肥改良剂中生物炭与农家肥的质量比为1:4。
5.根据权利要求1所述的适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)选取农业废弃物玉米秸秆作为原料,于300~500℃高温缺氧裂解3~5小时后制备得到生物炭,粉碎后过4mm土壤筛备用;
(2)按照生物炭与农家肥的质量比为1:1~4称取生物炭与农家肥混合,再加入质量为所述生物炭与农家肥总质量的5%~10%的含有乳酸菌的调节剂,进行共发酵后调整湿度,密封后发酵,得到适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂。
6.根据权利要求5所述的适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂的制备方法,其特征在于,所述湿度为60%~70%。
7.根据权利要求5所述的适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂的制备方法,其特征在于,所述发酵的时间为1~2个月。
8.根据权利要求1所述的适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂的施用方法,其特征在于,包括以下步骤:
对盐碱化土壤施加所述的生物炭肥改良剂,施加比例为:5~10T/ha生物炭+20T/ha农家肥。
9.根据权利要求8所述的适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂的施用方法,其特征在于,所述施加比例为:5T/ha生物炭+20T/ha农家肥。
10.根据权利要求8所述的适用于盐碱化土壤的生物炭肥改良剂的施用方法,其特征在于,所述施加比例为:10T/ha生物炭+20T/ha农家肥。
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Application publication date: 20160323 |
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