CN114456000A

CN114456000A - 一种水田土壤固碳剂及其应用

Info

Publication number: CN114456000A
Application number: CN202210128446.7A
Authority: CN
Inventors: 冯良山; 杨宁; 李婷婷; 冯晨; 宋丹; 李开宇; 李颖; 孙翔龙
Original assignee: Liaoning Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Liaoning Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2022-02-11
Filing date: 2022-02-11
Publication date: 2022-05-10

Abstract

本发明属于土壤改性剂技术领域，尤其涉及一种水田土壤固碳剂及其应用。本发明制备了一种由20～40份钙固碳剂、6～10份氧化铁、5～10份氧化铝、4～8份硫酸铝、1～2份表面活性剂、1～3份胶体材料组成的水田土壤固碳剂，其中，钙固碳剂为硅酸钙与磷酸二氢钙的混合物。本发明通过水田土壤固碳剂的添加，使水田土壤中形成大量的土壤团聚体，起到固碳作用，减少了土壤碳排放，有利于环境保护。

Description

一种水田土壤固碳剂及其应用

技术领域

本发明涉及土壤改性剂技术领域，尤其涉及一种水田土壤固碳剂及其应用。

背景技术

目前，环境问题日益严峻，问题集中体现在二氧化碳等温室气体的排放。空气中二氧化碳气体浓度的升高将会导致全球变暖，在过去的40年中，平均气温上升约0.2～0.3℃，如果平均气温持续上升将会导致海平面上升、极端天气频繁、生物多样性丧失、生态***遭到破坏等种种问题。

土壤每年会对大气释放大量的二氧化碳，相关研究表示：随着气候变暖，土壤中的碳并不稳定，较之预期，土壤将释放更多的二氧化碳，造成恶性循环。每年土壤中释放的二氧化碳含量远远超过化石燃料燃烧每年向大气排放的二氧化碳。因此，农业土壤固碳减排是全球气候变化研究热点之一。利用土壤抑制温室气体含量具有重大的意义，减少土壤中碳的释放，让大气中碳回到土壤中，重新构建土壤碳库。

碳元素是植物生长所依赖的重要元素，植物生长过程中所需的碳元素除了空气中的CO₂，还包括土壤中的有机碳和无机碳。因此，农田土壤有机碳库的重建将有利于作物的生产，同时还能缓解大气中高浓度二氧化碳带来的压力。

在我国农业结构中，水田农业占到很大比重，水田农业中的水田土壤是一种有机质含量较高，固碳的潜力较大的土壤。因此如何提供一种水田土壤固碳剂及其应用，实现水田土壤的固碳是本领域亟待解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种水田土壤固碳剂及其应用，解决了土壤释放二氧化碳含量大的问题，实现了碳的固定，有利于重新构建土壤碳库。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水田土壤固碳剂，由包括如下质量份数的原料制备而成：

钙固碳剂20～40份、氧化铁6～10份、氧化铝5～10份、硫酸铝4～8份、表面活性剂1～2份、胶体材料1～3份。

优选的，所述钙固碳剂为硅酸钙与磷酸二氢钙的混合物。

优选的，所述硅酸钙与磷酸二氢钙的质量比为3～5:1。

优选的，所述氧化铁的粒径为5～100μm；所述氧化铝的粒径为5～100μm。

优选的，所述表面活性剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺和乙基纤维素中的一种或几种。

优选的，所述胶体材料为卡拉胶、黄原胶和瓜尔胶中的一种或几种。

本发明的另一目的是提供一种水田土壤固碳剂在水田中的应用。

优选的，所述水田土壤固碳剂的施用量为25～40g/m²。

本发明的固碳原理为：在水田土壤中施用水田土壤固碳剂后，水田土壤在钙固碳剂、氧化铁、氧化铝、硫酸铝、表面活性剂、胶体材料的作用下，增大了水田土壤的稠度，还具有一定的胶粘效应，能够形成大量土壤团聚体，在形成土壤团聚体的过程中实现碳的固定，表面活性剂施加还能防止碳的逃逸；形成的土壤团聚体中含有孔洞结构，有利于微生物的附着，进而形成一种土壤团聚体-微生物***，对游离的二氧化碳和有机碳均有固定作用，具有长期固碳作用。

粒径适中的氧化铁、氧化铝会存在于水田土壤的近表层，更有利于实现有机碳的固定。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)钙固碳剂和硫酸铝相配合具有胶粘效应，有利于土壤团聚体的形成，进行碳元素的固定。

(2)本发明实现了碳元素的固定，有效减少了土壤的二氧化碳释放量，对环境保护具有十分重要的意义。

(3)本发明将碳固定在水田土壤中，提高了土壤中的有机碳和无机碳的含量，增加了土壤肥力，促进了农作物的生产。

具体实施方式

本发明提供了一种水田土壤固碳剂，包括如下质量份数的原料：

钙固碳剂20～40份、氧化铁6～10份、氧化铝5～10份、硫酸铝4～8份、表面活性剂1～2份、胶体材料1～3份；优选为钙固碳剂28～35份、氧化铁7～9份、氧化铝6～10份、硫酸铝5～7份、表面活性剂1.2～1.5份、胶体材料2～3份；进一步优选为钙固碳剂30份、氧化铁9份、氧化铝7份、硫酸铝6份、表面活性剂1.5份、胶体材料2份。

在本发明中，所述钙固碳剂为硅酸钙与磷酸二氢钙的混合物。

在本发明中，所述硅酸钙与磷酸二氢钙的质量比为3～5:1，优选为4:1。

在本发明中，所述氧化铁的粒径为5～100μm，优选为20～80μm，进一步优选为50μm。

在本发明中，所述氧化铝的粒径为5～100μm，优选为20～80μm，进一步优选为50μm。

在本发明中，所述表面活性剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺和乙基纤维素中的一种或几种。

在本发明中，所述胶体材料为卡拉胶、黄原胶和瓜尔胶中的一种或几种。

本发明还提供了一种水田土壤固碳剂在水田中的应用。

在本发明中，所述水田土壤固碳剂的施用量为25～40g/m²，优选为30g/m²。

在本发明中，施用水田土壤固碳剂时，优选为均匀泼撒于水面。在沉降过程中和完成沉降时，形成土壤团聚体。

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

称取硅酸钙20份、磷酸二氢钙6份、80μm氧化铁9份、50μm氧化铝7份、硫酸铝6份、羧甲基纤维素1份、卡拉胶2份，混合均匀，制备得到水田土壤固碳剂。设置两块面积均为1亩的水稻田，分别标记为实验组1和对照组1；其中，实验组1在播种水稻时施加20kg/亩实施例1制备的水田土壤固碳剂，对照组1不添加固碳剂。采用相同的水肥管理，水稻收成后进行统计，统计结果见表1。

实施例2

称取硅酸钙25份、磷酸二氢钙8份、30μm氧化铁9份、100μm氧化铝5份、硫酸铝8份、乙基纤维素1份、黄原胶3份，混合均匀，制备得到水田土壤固碳剂。设置两块面积均为1亩的水稻田，分别标记为实验组2和对照组2；其中，实验组2在播种水稻时施加20kg/亩实施例2制备的水田土壤固碳剂，对照组2不添加固碳剂。采用相同的水肥管理，水稻收成后进行统计，统计结果见表1。

实施例3

称取硅酸钙32份、磷酸二氢钙8份、50μm氧化铁6份、20μm氧化铝10份、硫酸铝4份、羧甲基纤维素2份、瓜尔胶1份，混合均匀，制备得到水田土壤固碳剂。设置两块面积均为1亩的水稻田，分别标记为实验组3和对照组3；其中，实验组3在播种水稻时施加20kg/亩实施例3制备的水田土壤固碳剂，对照组3不添加固碳剂。采用相同的水肥管理，水稻收成后进行统计，统计结果见表1。

表1统计结果

从表1中可以得到，施用本发明水田土壤固碳剂的实验组具有显著的固碳效果，尤其是施用有机肥后对有机碳具有显著的固定效果，减小了水田土壤的碳排放。施用水田土壤固碳剂的实验组水稻产量也存在明显升高，证明水田土壤固碳剂能够提高土壤肥力。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种水田土壤固碳剂，其特征在于，由包括如下质量份数的原料制备而成：

2.根据权利要求1所述的一种水田土壤固碳剂，其特征在于，所述钙固碳剂为硅酸钙与磷酸二氢钙的混合物。

3.根据权利要求2所述的一种水田土壤固碳剂，其特征在于，所述硅酸钙与磷酸二氢钙的质量比为3～5:1。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种水田土壤固碳剂，其特征在于，所述氧化铁的粒径为5～100μm；所述氧化铝的粒径为5～100μm。

5.根据权利要求4所述的一种水田土壤固碳剂，其特征在于，所述表面活性剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺和乙基纤维素中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的一种水田土壤固碳剂，其特征在于，所述胶体材料为卡拉胶、黄原胶和瓜尔胶中的一种或几种。

7.权利要求1～6任一项所述的一种水田土壤固碳剂在水田中的应用。

8.根据权利要求7所述的一种水田土壤固碳剂的应用，其特征在于，所述水田土壤固碳剂的施用量为25～40g/m²。