CN101843186A - 用竹材废弃物改良土壤的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用竹材废弃物改良土壤的方法，包括将竹材废弃物直接施用于土壤，或将竹材废弃物炭化成竹炭后再施用于土壤，将竹材废弃物原料，包括竹叶、竹屑、竹条、竹节粉碎成粉末或炭化成竹炭施在作物根部，施用方式可以是单施，或与基肥、化肥混施。本发明使用方法简单，价格低廉，具有减少化肥农药流失，保肥增肥，提高土壤的通气性、保水性，缓解土壤酸化之效能，无二次污染，属于废物资源化利用，具有较为明显的生态效益和环境效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种竹材废弃物在土壤改良中的应用，属于无公害多功能土壤改良剂制造方法技术领域，所述的无公害多功能为：可节约农药和化肥用量，保肥增肥，提高土壤的通气性、保水性，缓解土壤酸化现象。
背景技术
目前在世界范围内为使粮食、果蔬等农业作物增产，在其生长过程中都大量广泛使用化肥、农药、除草剂，在人们一味追求农业经济单纯的生产性增长的同时，却导致了土壤酸化，严重破坏了自然生态环境，并且给粮食果蔬等农作物带来了大量的有害物质残留，因此，不仅造成了农业的严重污染，而且损害人类健康。
当前国内外使用的土壤改良剂多为土壤保湿剂，松土剂，固沙剂，增肥剂、酸碱调节剂和消毒剂，功能较为单一。其中，最广泛使用是微生物制剂或堆肥产品、粉煤灰、炉渣、燃烧灰、钢渣等工业固体废弃物(王培武，2005)，以及沸石(张学英，2003年)、膨润土、麦饭石、硅藻土、风化煤(焉博，2004年)等矿物质。其中，粉煤灰等固体废弃物具有二次污染的可能，而沸石等矿物质是不可再生自然资源，两者的使用都有一定的局限性。因而，开发生态友好型土壤改良剂成为大势所趋，例如，崔亨吉(2004)发明了一种由木炭面与花生皮混合，经过发酵、粉碎、干燥、过筛、压缩制成的土壤改良剂，其中木炭面包含有多种菌混合体，郑长义(1995年)发明了用树皮干馏热分解，添加腐殖酸制成土壤改良剂。而将竹材废弃物应用到土壤改良和土壤增肥中至今尚无相关专利报道。
我国竹材资源在传统制作和工业加工过程中的重量利用率低于40％，有60％以上的竹材成为竹屑、竹节、竹条等加工剩余物，我国竹材生物资源量巨大，生产加工过程中大量的废弃物如大量的废弃物被抛弃，严重污染环境。
发明内容
本发明的目的是提供一种用竹材废弃物改良土壤的方法，将竹材废弃物应用到土壤改良中，不但可以减少竹材加工厂对竹材废弃物的处理成本，而且可以提高土壤质量和作物品质，具有较好的环境效益和生态效益。
本发明提供的用竹材废弃物改良土壤的方法，包括将竹材废弃物直接施用于土壤，或将竹材废弃物炭化成竹炭后再施用于土壤，施用方式包括单施，或与基肥、化肥混施；竹材废弃物直接施用于土壤的步骤是将竹材生产或加工过程中出现竹材废弃物的原料竹叶、竹屑(也可称为竹材锯末)、竹条、竹节粉碎成粉末，将竹材废弃物粉末施在作物根部；竹材废弃物炭化成竹炭后再施用于土壤的步骤是：将竹材生产或加工过程中出现的竹叶、竹屑、竹条、竹节等的竹材废弃物原料，在300-800℃和限氧条件下进行炭化1-4小时，300-1200℃下通水蒸汽活化0.5-3小时，获竹炭，将竹炭施在作物根部。
本发明所述的竹材废弃物粉末在作物根部单施用量为0.05-10吨/公顷土壤。
本发明所述的竹炭在作物根部单施用量为0.05-5吨/公顷土壤。
本发明所述的混施中的竹材废弃物粉末：基肥、化肥的重量比为1∶0.01-2。
本发明所述的混施中的竹炭：基肥、化肥的重量比为1∶0.01-1。
本发明将竹屑、竹炭等竹材废弃物或其加工产品运用到土壤改良中是一项改善土壤性质，提高作物品质的重要方法，该方法可以应用于各类土壤，尤其是酸化土壤。它的应用使土壤在以下几方面的性能得到了提高：
1)减少了化肥、农药的流失：竹屑、竹炭等竹材废弃物具有强吸附性，可以提高土壤吸附营养盐和农业化学物质的能力，减少了土壤表面的营养物质流失至水体中，可节约化肥和农药用量。
2)提供养分：竹屑、竹炭等竹材废弃物含有大量的营养物质可供植物吸收。
3)提高土壤的通气性、保肥保水及透气性：竹屑、竹炭等竹材废弃物是一种密度较低、孔容较大的物质，可以降低土壤容重，增加砂土的保持水分和营养盐的能力；竹屑皮中含有硬纤维成分、竹炭硬度较大，可以长时间保持其性状；加上其表面为网状，具有多孔性，因而可以提高土壤的通气性、保肥性及保水性。
4)缓解土壤酸化现象：竹炭是碱性物质，可以帮助解决土壤的酸化的现象，减少石灰的用量。而且施入到土壤中的炭将对提高土壤质量长期地起到作用，对于大气中的二氧化碳的固定起到了长期的作用，从而有利于大气中碳的减少。
竹屑、竹炭等竹材废弃物及其加工产品的施用不会引起土壤的污染，因为一方面，竹屑等废弃物是完全生态的，可以被土壤降解变成肥料，另外土壤中本身也有很多的炭，竹炭的半衰期超过了1000年，可以吸附农药等有机污染物，减少农药的淋失，延长农药的有效性，不会引起土壤污染，而且有利于农产品安全。本发明土壤改良剂制作方法简单，价格低廉，尤其适用于酸性土壤的改良。
附图说明
图1为竹材废弃物扫描电镜图：a：竹炭；b：竹屑；
图2为竹材废弃物红外光谱图：a：竹炭；b：竹屑；
图3为竹材废弃物的添加对径流液总氮浓度的影响变化图；
图4为竹材废弃物的添加对径流液硝态氮浓度的影响变化图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
将竹屑(即粉未状的竹材锯末)直接施用于土壤，可按0.05-10吨/公顷土壤的量在作物根部单施。利用废弃的竹材锯末，试验得出，竹材锯末能够释放出0.34mg/g的NH4-N，0.063mg/g的NO3-N和0.031mg/g的PO4 3-P。
实施例2
将竹材生产或加工过程中出现竹材废弃物的原料竹叶、竹屑、竹条、竹节粉碎成粉末，将竹材废弃物粉末与基肥和化肥混合，竹材废弃物粉末：基肥、化肥的重量比为1∶0.01-2混合，混合物按通常基肥和化肥用量施在作物根部。可减少基肥、化肥的用量。
实施例3
竹材废弃物炭化后再施用于土壤方法，将废弃的竹屑，风干后投加于反应器中，于600℃限氧条件下炭化1小时，并于650℃下通水蒸汽活化0.5小时，制得竹炭，竹炭表面的形貌见图1-a，产率为17％，其C元素含量高达96.61％。试验得出，该竹炭能够释放出0.34mg/g的NH4-N，0.063mg/g的NO3-N和0.031mg/g的PO4 3-P。可按0.05-5吨/公顷土壤的量在作物根部单施。
实施例4
竹炭与基肥混施效果试验：以梨园土壤秋季田间科学施肥作为试验对象，200g土壤中添加+有机肥鸡粪1.73g，竹炭设置五个处理分别为空白对照(0％)，0.1％，0.3％，0.5％，1.0％，经过为期四周的淋溶试验，0.1％，0.3％，0.5％，1.0％竹炭添加量的样品的NH4-N的流失总量分别比对照减少37.56％、29.91％、38.94％、39.34％。
竹炭与化肥混施效果试验：以梨园土壤春季田间科学施肥作为试验对象，200g土壤+尿素0.09g+硫酸钾0.078g+过磷酸钙0.052g，竹炭设置五个处理分别为空白对照(0％)，0.1％，0.3％，0.5％，1.0％，经过为期四周的淋溶试验，0.1％，0.3％，0.5％，1.0％竹炭添加量的样品的NH4-N的流失总量分别比对照减少42.82％、47.50％、35.24％、25.55％。
实施例5
竹材废弃物的添加对养分流失的影响的对比淋溶实验：
以梨园土壤为对象，试验设置两个处理：200g土壤+有机肥鸡粪1.73g+尿素0.024g+过磷酸钙0.048g(对照：CK)；200g土壤+有机肥鸡粪1.73g+尿素0.024g+过磷酸钙0.048g+竹炭0.9g+竹屑0.9g(处理：CK+竹材废弃物)。其中，竹炭为实施例3所得竹炭，竹屑表面的形貌见图1-b，红外图谱见图2-b。
混匀后室温静态培养40天，开始做淋溶实验，每次加75ml的蒸馏水收集下渗水样，测营养盐浓度。根据十次间歇淋溶试验水样的测定可知，竹材废弃物的添加明显地减少了径流总量和径流中营养盐的浓度(见图3)，竹材废弃物添加后，表层土壤的径流水量的减少率达到8％-10％，总氮流失减少24.61％，硝态氮流失减少23.12％。土壤容重由对照的1.30g/cm3降至1.22g/cm3，土壤的pH性由对照的4.60增加到4.64，阳离子交换量由对照的3.52cmol/kg增加至3.61cmol/kg。结果对证实了竹材废弃物在保肥增肥，提高土壤的通气性、保水性，缓解土壤酸化之效能。
Claims (5)
1.一种用竹材废弃物改良土壤的方法，其特征是：包括将竹材废弃物直接施用于土壤，或将竹材废弃物炭化成竹炭后再施用于土壤，施用方式包括单施，或与基肥、化肥混施；所述竹材废弃物直接施用于土壤的步骤是：将竹材废弃物原料，包括竹叶、竹屑、竹条、竹节粉碎成粉末，将竹材废弃物粉末施在作物根部；所述竹材废弃物炭化成竹炭后再施用于土壤的步骤是：将竹材废弃物原料，包括竹叶、竹屑、竹条、竹节在300-800℃和限氧条件下进行炭化1-4小时，300-1200℃下通水蒸汽活化0.5-3小时，获竹炭，将竹炭施在作物根部。
2.根据权利要求1用竹材废弃物改良土壤的方法，其特征是：所述的竹材废弃物粉末在作物根部单施用量为0.05-10吨/公顷土壤。
3.根据权利要求1用竹材废弃物改良土壤的方法，其特征是：所述的竹炭在作物根部单施用量为0.05-5吨/公顷土壤。
4.根据权利要求1用竹材废弃物改良土壤的方法，其特征是：所述的混施中的竹材废弃物粉末∶基肥、化肥的重量比为1∶0.01-2。
5.根据权利要求1用竹材废弃物改良土壤的方法，其特征是：所述的混施中的竹炭∶基肥、化肥的重量比为1∶0.01-1。
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