CN103611722A - 一种酸化土壤改良的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酸化土壤的改良方法。本发明通过在碱性农业废弃物中土壤动物和微生物来改良酸性土壤，是一种物理、化学、生物联合的土壤复合修复技术。本发明利用农闲田堆制茶叶废弃物、牛粪、草木灰等碱性农业废弃物，原料来源广泛，成本低廉，无毒无害，能避免化学修复剂对土壤造成的二次伤害问题。堆置场地选择作物行间、果园林下、冬闲田等农闲田，使农业废弃物得到有效处理，又避免了传统堆肥大量占用地面空间的弊端，并可实现边修复边生产。添加蚯蚓加快了农业废弃物腐熟速度，缓解了传统堆肥堆置时间较长的问题，土壤生物多样性的提高还可有效提高土壤生态系统自身的活力，增强土壤自身抗酸能力，有利于土壤生态系统的可持续发展。

Description

一种酸化土壤改良的方法

技术领域

本发明涉及一种土壤酸化改良的生物、物理、化学联合修复方法，属于土壤质量改良技术领域。

背景技术

我国长江以南广泛分布着大面积酸性土壤,主要集中在浙江、江西、湖南、广东、广西、云南和贵州等南方省份，总面积约为2亿hm²，其中很大一部分土壤pH值小于5.0，甚至更低。随着社会经济进一步发展，我国酸性土壤面积和土壤酸化程度还有进一步增加的趋势。土壤酸化已成为影响农业生产和生态环境，进而影响社会经济的一个重要因素，酸化土壤的改良越来越受到关注。运用石灰或石灰石粉是传统的改良方法，该方法能明显降低土壤的酸度，但大量或长期施用石灰不但会引起土壤板结而形成“石灰板结田”，而且会引起土壤钙、钾、镁3种元素的平衡失调，使酸化程度加强而导致减产。施用石灰还可能引起酸性土壤镁与铝水化氧化物的共沉淀，降低土壤溶液中的Mg²⁺的活度及其植物有效性。

近十几年来，人们将许多化学改良剂比如白云石、磷石膏、粉煤灰、磷矿粉、碱渣和工业废弃物等应用到酸性土壤改良中。这些物质本身具有较强的碱性，能中和土壤的酸性物质，且廉价、便捷，但由于是工业副产品，其中大多含有一定量有毒重金属，如磷石膏中含有少量的Pb、Cd、Hg、As、Cr，粉煤灰中也含有少量的Pb、Cd、As、Cr等，重金属的滤出造成了土壤、水体与生物污染，长期施用会导致污染环境的风险增加。

采用不含有害物质农业有机废弃物改良酸性土壤可最大限度地降低或减少改良剂带来的潜在危害，同时成本低廉，原料来源丰富，不会对环境造成危害。如牛粪、茶叶废弃物等碱性有机物料本身具有较高pH值，对酸性土壤的改良具有良好效果。草木灰也可在土壤中产生石灰效应，使土壤的pH值大幅度升高。

土壤生物种群的丰富也有利于改良酸性土壤。如种植绿肥会增加铝在土壤固相表面的吸附，绿肥分解产生的有机阴离子与土壤表面羟基的配位交换反应将OH-释放至土壤溶液中，可以中和土壤酸度，降低土壤铝的活性。另外，植物物料含有一定量的灰化碱，可在短期内直接中和土壤酸度。在一定条件下，豆科类植物物料比非豆科类植物物料的改良效果更佳。而土壤中蚯蚓、土壤微生物等土壤生物数量的增加将进一步增强土壤活力和自身抵抗力，经蚯蚓消化后的有机质颗粒渺小，表面面积比消化前提高100倍以上，让土壤与空气更充分接触，缓解土壤板结问题。蚯蚓活动产生的蚯蚓粪可提高土壤通透性、保水性、保肥力，增进土壤团粒结构的形成，利于微生物的繁殖和增加。

发明内容

1.场地选择：选择农闲田，如柑橘树下、玉米行间、冬闲田等。

2.堆料配置：堆料主要由以下原料组成，按各组分的质量百分比分别为：茶叶废弃物35-45%，牛粪30-40%，草木灰10-20%，豆科作物秸秆10-20%，蛭石1-2%，钙镁磷肥1-2%。各种原料混合均匀而成。

3.堆置方法：堆置前先夯实地面，铺上一层豆科植物秸秆，或套种豆科作物后刈割地上部铺平。根据农田地势堆上混合料，作物行间宜堆高50cm左右，果园林下、冬闲田可堆高100cm左右，堆顶再覆盖一层豆科植物秸秆遮光，以减少水分蒸发和氨的挥发损失。堆置约5天左右，翻捣一次，根据堆肥的干湿程度适量加水，堆置15天左右，再加水翻捣一次。

4.蚯蚓接种：堆肥20天后接种蚯蚓，蚯蚓放养密度50-100条/平方米左右，顶层添加覆盖豆科作物秸秆以更好地避光。

5.堆置过程养护：视天气温度定期浇水保湿，保持湿度50-80%。夏季可采用塑料管插入堆料中，形成通气孔，将温度控制在3030℃以内，以免高温烧死蚯蚓。

6.堆置产物的应用：堆置2个月左右后，由于蚯蚓腐解牛粪等有机物产生蚯蚓粪，混合物组成为蚯蚓粪与茶叶废弃物、牛粪、草木灰等，翻搅混匀。挖沟，将堆置产物作为有机肥施入田间。

本发明优势与特色：

1.利用作物行间、冬闲田、果园林下等农闲田，避免传统有机物料堆肥占用大量空间堆放的弊端，并可对酸性土壤开展边修复边生产。

2.主要原料采用茶叶废弃物、牛粪、草木灰等碱性有机废弃物，来源广泛，成本低廉，无毒无害，使农业废弃物得到有效处理，又避免了化学修复剂对土壤的二次伤害。

3.修复过程中添加蚯蚓，增加了土壤微生物多样性，也使土壤吸收营养和储存营养的能力加强，土壤自身抗酸能力提高。并加快了有机物腐熟的速度，节省了堆置时间。

4.堆置的副产物蚯蚓粪团粒结构优良，富含有机质及多种微量元素，可增进土壤团粒结构的形成，提高土壤通透性、保水性、保肥力，有利于土壤微生物的繁殖和增加，提高土壤自身活力，使土壤质量的改良得到可持续发展。

具体实施方式

实施例1：

水稻田土壤酸化改良，具体步骤如下：

1.场地选择：如湘北双季稻冬闲田。

2.堆料组分：堆料成分为：茶渣35%，牛粪35%，草木灰8%，紫云英秸秆20%，蛭石1%，钙镁磷肥1%。各种原料混合均匀而成。

3.堆置：于10月初晚稻收割前套种紫云英，晚稻收获后，选择地面较湿润但不积水时，堆积茶渣、牛粪、草木灰等，组成混合料，宜堆高80cm左右，刈割部分紫云英秸秆后在堆顶再覆盖一层以遮光，以减少水分蒸发和氨的挥发损失。堆置约5天左右，翻捣一次，根据堆肥的干湿程度适量加水，堆置15天左右，再加水翻捣一次。

4.蚯蚓接种：堆肥20天后接种蚯蚓，蚯蚓放养密度100条/平方米左右，蚯蚓品种选择太平二号，顶层添加覆盖紫云英秸秆避光。

5.堆置过程养护：定期浇水保湿，保持湿度50-80%。冬季气温较低，可增加塑料膜覆盖保温。

6.早稻田灌水前1个月（3月初），将茶渣、蚯蚓粪、蚯蚓、牛粪等混合而成的堆置产物翻搅混匀，施入稻田作为底肥。

附表为实施该方案3年后土壤质量改良效果，可见该方法能有效提高水稻土pH,提高土壤有机质含量,提高微生物活性。

实施例2

柑橘园酸化土壤改良，具体步骤如下：

1.场地选择：严重酸化的柑橘园。

2.堆料配置：堆料成分为：茶渣45%，牛粪30%，草木灰8%，花生秸秆15%，蛭石1%，钙镁磷肥1%。各种原料混合均匀而成。

3.堆置：于当年4月在柑橘树下空地种植花生，6月，将茶渣、牛粪、草木灰混合堆积在空地上，花生地上部刈割后将秸秆混入混合料中，宜堆高50-80cm，堆顶再覆盖一层花生秸秆以遮光，以减少水分蒸发和氨的挥发损失。堆置约10天后，翻捣一次，根据堆肥的干湿程度适量加水，堆置20天左右，再加水翻捣一次。

4.蚯蚓接种：堆肥20天后接种蚯蚓，蚯蚓放养密度100条/平方米左右，顶层添加覆盖花生秸秆避光。

5.堆置过程养护：定期浇水保湿，保持湿度50-80%。夏季高温期间可采用塑料管插入堆料中，形成通气孔，使温度控制在30℃以内，以免高温烧死蚯蚓。

6.堆置产物利用：堆置3个月左右后，将茶渣、蚯蚓粪、草木灰、牛粪等混合而成的堆置产物翻搅混匀，果树滴水线旁挖沟施入作为追肥。

附表为实施该方法18个月后土壤质量改良状况，可见该方法能有效提高土壤质量，降低土壤酸化对土壤的危害。

实施例3

玉米地酸化土壤改良，具体步骤如下：

1.场地选择：玉米地；玉米行间。

2.堆料配置：堆料成分为：茶渣40%，牛粪30%，草木灰20%，花生秸秆8%，蛭石1%，钙镁磷肥1%。各种原料混合均匀而成。

3.堆置：于当年4月在玉米行间间种花生，6月开始，在玉米行间空闲地堆积茶渣、牛粪，花生地上部刈割后将秸秆混入混合料中，宜堆高30cm左右，堆顶再覆盖一层花生秸秆以遮光，以减少水分蒸发和氨的挥发损失。堆置约5天左右，翻捣一次，根据堆肥的干湿程度适量加水，堆置20天左右，再加水翻捣一次。

4.蚯蚓接种：堆肥25天后接种蚯蚓，蚯蚓放养密度50条/平方米左右，顶层添加覆盖花生秸秆避光。

5.堆置过程养护：定期浇水保湿，保持湿度80%。堆置过程中可添加部分玉米秸秆。夏季高温期间可采用塑料管插入堆料中，形成通气孔，使温度控制在30℃以内，以免高温烧死蚯蚓。

6.堆置3个月左右后，将茶渣、蚯蚓粪、蚯蚓、牛粪等混合而成的堆置产物翻搅混匀，玉米行间施入作为追肥。

由附表可见，实施本方案两年后土壤pH值增高，土壤容重降低，有机质增加，微生物活性增加，改善了土壤质量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种土壤酸化改良方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）利用农闲田（如柑橘园树下空地，幼龄茶园行间、玉米田行间、水稻冬闲田等）在田间原位堆放；

（2）堆料成分为茶叶废弃物35-45%，牛粪35-45%,草木灰10-20%，豆科作物秸秆10-20%，蛭石1-2%，钙镁磷肥1-2%，各组分质量比之和为100%，混合物pH在9.0-10.0；

（3）堆置：将混合物堆放高30-100cm左右，堆顶再覆盖一层秸秆以遮光，；堆置5-10天左右，翻捣一次，适量加水，再堆置15-25天左右，再加水翻捣一次；

（4）蚯蚓接种：堆置22-28天后接种蚯蚓，蚯蚓放养密度50-100条/平方米，顶层添加覆盖秸秆避光；

（5）堆置过程养护：定期浇水保湿，保持湿度70-90%；堆置过程中可添加部分秸秆；夏季高温期间可采用塑料管插入堆料中，形成通气孔，使温度控制在30℃以内，以免高温烧死蚯蚓；

（6）堆置80-100天左右后，将堆置产物翻搅混匀，挖沟将混合物作为肥料施入田中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的茶叶废弃物包括黑茶、绿茶和红茶加工过程中产生的废弃物。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的秸秆为豆科作物秸秆，选自大豆、紫云英或花生的地上部秸秆。