一种生物炭改良盐碱土壤的方法

摘要

本发明公开了一种生物炭改良盐碱土壤的方法，包括以下步骤：S1、将生物炭、腐殖酸与牛粪混合均匀，得到混合物；S2、将S1得到的混合物在30～70℃下进行堆肥发酵，得到改良生物炭；S3、将S2得到的改良生物炭与尿素、氨基酸和粉煤灰混合均匀，得到土壤改良剂；S4、将S3得到的土壤改良剂均匀撒施在盐碱土壤表面，然后交叉旋耕1～3遍，旋耕深度为16～20cm，旋耕后立即镇压，即得到改良的盐碱土壤。本发明提供的改良方法可降低盐碱地耕层土壤含盐量和pH值，显著降低土壤容重，改善土壤结构，增加土壤保水能力，促使作物根系健康生长。

权利要求

1.一种生物炭改良盐碱土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将生物炭、腐殖酸与牛粪混合均匀，得到混合物；

S2、将S1得到的混合物在30～70℃下进行堆肥发酵，得到改良生物炭；

S3、将S2得到的改良生物炭与尿素、氨基酸和粉煤灰混合均匀，得到土壤改良剂；

S4、将S3得到的土壤改良剂均匀撒施在盐碱土壤表面，然后交叉旋耕1～3遍，旋耕深度为16～20cm，旋耕后立即镇压，即得到改良的盐碱土壤。

2.根据权利要求1所述的生物炭改良盐碱土壤的方法，其特征在于，步骤S1中，所述生物炭通过以下方法制备得到：对农作物秸秆进行收集、晾晒并粉碎至2～3cm，接着在550～

650℃下炭化5～10s，然后粉碎、过筛，得到生物炭。

3.根据权利要求2所述的生物炭改良盐碱土壤的方法，其特征在于，所述生物炭的粒径为0.1～0.2mm。

4.根据权利要求2所述的生物炭改良盐碱土壤的方法，其特征在于，所述农作物秸秆为玉米秸秆、水稻秸秆、棉花秸秆中的一种。

5.根据权利要求1所述的生物炭改良盐碱土壤的方法，其特征在于，步骤S1中，所述生物炭、腐殖酸与牛粪的重量比例为10:1～5:2～6。

6.根据权利要求1所述的生物炭改良盐碱土壤的方法，其特征在于，步骤S2中，所述堆肥发酵的时间为10～20天。

7.根据权利要求1所述的生物炭改良盐碱土壤的方法，其特征在于，步骤S3中，所述改良生物炭与尿素、氨基酸和粉煤灰的重量比例为5: 2:1～3:1～3。

8.根据权利要求1所述的生物炭改良盐碱土壤的方法，其特征在于，步骤S3中，所述氨基酸为苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、色氨酸中的一种。

9.根据权利要求1所述的生物炭改良盐碱土壤的方法，其特征在于，步骤S4中，所述土壤改良剂的施用量为1200～1800kg/亩。

说明书

一种生物炭改良盐碱土壤的方法

技术领域

[0001] 本发明属于盐碱土改良技术领域，具体涉及一种生物炭改良盐碱土壤的方法。

背景技术

[0002] 盐碱土壤是分布广泛的一种土壤类型，盐碱地是盐类集积的一个种类，是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长，根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成，大部分与土壤中碳酸盐的累计有关，因而碱化度普遍较高，盐碱土的物理和化学性状都较差，孔隙度小，土壤易于板结，透气透水性变差，土壤中酶的活性受抑制，影响土壤微生物的活动和有机质转化，土壤养分利用率低，有机质含量下降，土壤肥力下降。土壤中过量的盐分离子对植物的生殖生长和营养生长都有抑制作用，一些离子还可对植物进行直接毒害，引起植物的形态和结构发生变化，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。

[0003] 盐碱土治理一般要历经隔离-洗盐-改土-种植等几个阶段，首先围坝或开沟，断开盐分的来源；其次洗盐，采用降水淋洗和化学技术将土壤(至少是表土)盐分洗脱；再次改土，采用改良剂改造土壤物理和化学性质，一般采用石膏，客土等方法。传统的盐碱土改良方法成本高，费时长，不能适合大规模改造盐碱土。

[0004] 生物炭是一种作为土壤改良剂的木炭，生物炭含碳量高，且碳结构呈芳香环状，与土壤中腐殖质结构相似，研究表明，生物炭可以提高土壤有机碳含量水平，具有改良培肥土壤效果，能帮助植物生长。目前也有将生物质炭运用到盐碱土壤中对土壤性能进行改良，但是其改良效果并不是很好。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生物炭改良盐碱土壤的方法。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

[0007] 一种生物炭改良盐碱土壤的方法，包括以下步骤：

[0008] S1、将生物炭、腐殖酸与牛粪混合均匀，得到混合物；

[0009] S2、将S1得到的混合物在30～70℃下进行堆肥发酵，得到改良生物炭；

[0010] S3、将S2得到的改良生物炭与尿素、氨基酸和粉煤灰混合均匀，得到土壤改良剂；

[0011] S4、将S3得到的土壤改良剂均匀撒施在盐碱土壤表面，然后交叉旋耕1～3遍，旋耕深度为16～20cm，旋耕后立即镇压，即得到改良的盐碱土壤。

[0012] 优选的，步骤S1中，所述生物炭通过以下方法制备得到：对农作物秸秆进行收集、晾晒并粉碎至2～3cm，接着在550～650℃下炭化5～10s，然后粉碎、过筛，得到生物炭。

[0013] 优选的，所述生物炭的粒径为0.1～0.2mm。

[0014] 优选的，所述农作物秸秆为玉米秸秆、水稻秸秆、棉花秸秆中的一种。

[0015] 优选的，步骤S1中，所述生物炭、腐殖酸与牛粪的重量比例为10:1～5:2～6。

[0016] 优选的，步骤S2中，所述堆肥发酵的时间为10～20天。

[0017] 优选的，步骤S3中，所述改良生物炭与尿素、氨基酸和粉煤灰的重量比例为5：2:1～3:1～3。

[0018] 优选的，步骤S3中，所述氨基酸为苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、色氨酸中的一种。

[0019] 优选的，步骤S4中，所述土壤改良剂的施用量为1200～1800kg/亩。

[0020] 本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

[0021] 本发明提供方法中，通过在盐碱土壤中加入生物炭、牛粪和腐殖酸等组分，使各组分在盐碱土壤中起相互协同作用，能够有效改善土壤结构和质地，大幅度降低盐碱地耕层土壤含盐量和pH值；显著降低土壤容重；且通过在盐碱土壤中加入尿素和氨基酸，能够为植物生长提供必要的营养养分，同时腐殖酸、生物炭和粉煤灰相匹配使用，能够在土壤水分多时，吸水保存水分，提高单位面积内的土壤储水能力，并能够在周围水分含量下降或干旱时产生蒸腾效应将储存的水分缓慢挥发或渗入到周围的土壤中，增加土壤持续抗旱能力，促进作物根系健康生长，达到提高作物产量的目的。本发明中原料价格低廉、易得，且方法操作简单。

具体实施方式

[0022] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。

[0023] 下面各实施例中未注明具体条件的试验方法，均按照本领域的常规方法和条件进行，所用原料均为市售。

[0024] 实施例1

[0025] 一种生物炭改良盐碱土壤的方法，包括以下步骤：

[0026] S1、对玉米秸秆进行收集、晾晒并粉碎至2cm，接着在550℃下炭化10s，然后粉碎、过筛，得到粒径为0.2mm的生物炭

[0027] S2、将生物炭、腐殖酸与牛粪按重量比为10:2:3的比例混合均匀，得到混合物；

[0028] S3、将S1得到的混合物在50℃下进行堆肥发酵15天，得到改良生物炭；

[0029] S4、将S2得到的改良生物炭与尿素、苏氨酸和粉煤灰按照重量比为5：2:1:2的比例混合均匀，得到土壤改良剂；

[0030] S5、将S3得到的土壤改良剂均匀撒施在盐碱土壤表面，每亩施用量为1500kg/亩，然后交叉旋耕3遍，旋耕深度为16cm，旋耕后立即镇压，即得到改良的盐碱土壤。

[0031] 实施例2

[0032] 一种生物炭改良盐碱土壤的方法，包括以下步骤：

[0033] S1、对水稻秸秆进行收集、晾晒并粉碎至3cm，接着在600℃下炭化8s，然后粉碎、过筛，得到粒径为0.1mm的生物炭

[0034] S2、将生物炭、腐殖酸与牛粪按重量比为10:1:6的比例混合均匀，得到混合物；

[0035] S3、将S1得到的混合物在30℃下进行堆肥发酵20天，得到改良生物炭；

[0036] S4、将S2得到的改良生物炭与尿素、亮氨酸和粉煤灰按照重量比为5：2:2:3的比例混合均匀，得到土壤改良剂；

[0037] S5、将S3得到的土壤改良剂均匀撒施在盐碱土壤表面，每亩施用量为1200kg/亩，然后交叉旋耕1遍，旋耕深度为18cm，旋耕后立即镇压，即得到改良的盐碱土壤。

[0038] 实施例3

[0039] 一种生物炭改良盐碱土壤的方法，包括以下步骤：

[0040] S1、对棉花秸秆进行收集、晾晒并粉碎至3cm，接着在650℃下炭化5s，然后粉碎、过筛，得到粒径为0.2mm的生物炭

[0041] S2、将生物炭、腐殖酸与牛粪按重量比为10:5:2的比例混合均匀，得到混合物；

[0042] S3、将S1得到的混合物在70℃下进行堆肥发酵10天，得到改良生物炭；

[0043] S4、将S2得到的改良生物炭与尿素、色氨酸和粉煤灰按照重量比为5：2:3:1的比例混合均匀，得到土壤改良剂；

[0044] S5、将S3得到的土壤改良剂均匀撒施在盐碱土壤表面，每亩施用量为1800kg/亩，然后交叉旋耕2遍，旋耕深度为20cm，旋耕后立即镇压，即得到改良的盐碱土壤。

[0045] 对比例1

[0046] 对比例1提供的改良盐碱土壤的方法具体步骤与实施例1相同，区别仅在于步骤S2中不加入腐殖酸。

[0047] 对比例2

[0048] 对比例2提供的改良盐碱土壤的方法具体步骤与实施例1相同，区别仅在于步骤S4中不加入粉煤灰。

[0049] 对比例3

[0050] 对比例2提供的改良盐碱土壤的方法具体步骤与实施例1相同，区别仅在于没有经过步骤S3发酵处理。

[0051] 下面以实施例1改良的土壤为例，对土壤的理化性质及种植作物的产量进行研究[0052] 1、试验设计

[0053] 选择盐碱土壤进行改良试验，该盐碱土壤的pH值为9.5，为典型盐碱土壤，改良前土壤生长的植被为自然生长的碱蓬，部分地块寸草不生，无法种植作物。通过实施例1提供的方法对该盐碱土壤进行改良，然后在改良后的土壤上通过机播种植稷子，条距25cm，播种深度3～5cm，播种量15kg/亩，出苗至采收前半个月，每15天灌水1次，出苗至封垄中耕除草2～3次，并以对比例1～3提供的方法改良土壤并种植稷子作为对照，稷子种植以及田间管理与实施例1改良土壤的施用条件相同。

[0054] 2、调查结果及分析

[0055] 表1改良效果监测分析表

[0056]

[0057] 通过表1结果可知，相对于对比例1～3，本发明实施例1提供的改良方法对盐碱土壤进行改良后，土壤的理化性质均更好的得到了改善，大幅度降低盐碱地耕层土壤含盐量、pH值以及土壤容重，且使得作物的产量得到了提高。

[0058] 综上所述，本发明提供的方法中通过在盐碱土壤中加入生物炭、牛粪和腐殖酸等组分，使各组分在盐碱土壤中起相互协同作用，缺一不可，同时本发明提供的改良方法中各环节之间相互联系，缺任一一个环节均会影响土壤改良的效果，因此，本发明提供的改良盐碱土壤的方法能够有效改善土壤结构和质地，大幅度降低盐碱地耕层土壤含盐量和pH值；显著降低土壤容重，促进植物的生长。

[0059] 需要说明的是，本发明中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

[0060] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。