CN105794351A - 一种生物炭在南北方稻田系统中的固碳减排方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物炭在南北方稻田系统中的固碳减排方法,属于生物炭应用技术领域。本发明针对目前我国稻田排放温室气体严重,处理效果差,且稻田残留养分过高的问题,本发明提供一种生物炭在南北方稻田系统中的固碳减排方法。经检测本发明有效的抑制了温室气体的释放,抑制率达到60%以上,累计矿化率达到20%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物炭在南北方稻田系统中的固碳减排方法,属于生物炭应用技术领域。
背景技术
稻田土壤是是温室气体(CO2、CH4、N2O)的重要来源之一。我国是世界上第二大水稻种植国家,水稻种植面积占世界种植面积的27%,因其特殊的水分管理模式和培肥特征,使得我国稻田温室气体的排放受到广泛的关注,如何减控温室气体排放及其产生的作用机制在环境、生态和全球气候变化研究领域已经进行了我国南方稻田休闲期水热充沛、积温相对较高,稻田残留养分过高(主要来源于水稻生育期残留养分和农田残留有机物,如根、残茬、稻草等),温室气体排放风险加大,固碳减排压力巨大。
如何利用稻田来减缓水稻生育期间的温室效应具有重大的现实和理论意义,但目前还缺少休闲期稻田温室气体固碳减排的方法。因此,在我国能源消耗继续增加、温室气体减排承诺压力大的情况下,如何实现南北方稻田系统中的固碳减排方法势在必行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:针对目前我国稻田排放温室气体严重,处理效果差,且稻田残留养分过高的问题,本发明提供一种生物炭在南北方稻田系统中的固碳减排方法。
为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)在南方稻田系统中,取前一季收获的稻草,放入挤压机中挤压成块,再将其放入炭化炉中,再温度为280~320℃下,炭化3~6h,随后将其取出,放入粉碎机中进行粉碎,过筛得90~120目生物炭,然后将所得的生物炭与葡萄糖及乳酸钠,按质量比6:2:1,进行混合,配制成营养肥;
(2)将上述所得的营养肥,按8~10t/hm2,将营养肥施加于水稻苗移栽前3~5天的水稻田中,再使用微耕机将水稻田翻耕2~3次,将营养肥与土壤混合均匀,然后在水稻苗移栽之后,进行淹水;
(3)在淹水结束后,按照南方各地正常使用的基肥,对水稻田进行施加基肥,然后在移栽后5~7天,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的10~15%,在移栽12~15天后,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的20~25%,在移栽20~25天后,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的40~45%,在移栽35~37天后进行晒田,晒田时间为5~8天,在晒田过程中按照12~14t/hm2,向水稻田中施加营养肥,随后复水,在水稻成熟后再次晒田直至水稻收获,在整个过程中检测得到水稻田中CO2的排放量减少54~56%,累计矿化率为30~35%,固碳效应在1.1~1.6mgC/gdwsoil;
(4)在北方水稻田系统中,取前一季收取的小麦秸秆,放入挤压机中挤压成块,再将其放入炭化炉中,再温度为250~300℃下,炭化2~4h,随后将其取出,放入粉碎机中进行粉碎,过筛得100~120目生物炭,然后将所得的生物炭与葡萄糖及氯化钙,按质量比6:2:1,进行混合,配制成营养肥;
(5)将上述所所得的营养肥与北方育苗时所使用的营养土按质量比1:3,进行混合,然后将其播撒在钵盘上,对水稻种子进行育苗,保持营养土内的含水量为65~75%,待水稻苗出来后进行播种;
(6)在播种前5~7天,按1.3~2.0kg/m2,将营养肥施加于水稻田中,按2.3~3.0kg/m2,将北方各地正常使用的基肥施加于水稻田中,然后进行旋耕整地,使肥料与土壤混合均匀,在水稻苗移栽10~15天后,按0.8~1.4kg/m2,向水稻田追加营养肥,在水稻抽穗期,按2.2~2.4kg/m2,向水稻田追加营养肥,在水稻成熟后再次晒田直至水稻收获,在整个过程中检测得到水稻田中CO2的排放量减少51.2~53.6%,累计矿化率为28.9~32.4%,固碳效应在0.9~1.2mgC/gdwsoil。
本发明的有益效果:
(1)本发明有效的抑制了温室气体的释放,抑制率达到60%以上,累计矿化率达到20%以上;
(2)本发明易于操作,成本低。
具体实施方式
在南方稻田系统中,取前一季收获的稻草,放入挤压机中挤压成块,再将其放入炭化炉中,再温度为280~320℃下,炭化3~6h,随后将其取出,放入粉碎机中进行粉碎,过筛得90~120目生物炭,然后将所得的生物炭与葡萄糖及乳酸钠,按质量比6:2:1,进行混合,配制成营养肥;将上述所得的营养肥,按8~10t/hm2,将营养肥施加于水稻苗移栽前3~5天的水稻田中,再使用微耕机将水稻田翻耕2~3次,将营养肥与土壤混合均匀,然后在水稻苗移栽之后,进行淹水;在淹水结束后,按照南方各地正常使用的基肥,对水稻田进行施加基肥,然后在移栽后5~7天,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的10~15%,在移栽12~15天后,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的20~25%,在移栽20~25天后,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的40~45%,在移栽35~37天后进行晒田,晒田时间为5~8天,在晒田过程中按照12~14t/hm2,向水稻田中施加营养肥,随后复水,在水稻成熟后再次晒田直至水稻收获,在整个过程中检测得到水稻田中CO2的排放量减少54~56%,累计矿化率为30~35%,固碳效应在1.1~1.6mgC/gdwsoil;在北方水稻田系统中,取前一季收取的小麦秸秆,放入挤压机中挤压成块,再将其放入炭化炉中,再温度为250~300℃下,炭化2~4h,随后将其取出,放入粉碎机中进行粉碎,过筛得100~120目生物炭,然后将所得的生物炭与葡萄糖及氯化钙,按质量比6:2:1,进行混合,配制成营养肥;将上述所所得的营养肥与北方育苗时所使用的营养土按质量比1:3,进行混合,然后将其播撒在钵盘上,对水稻种子进行育苗,保持营养土内的含水量为65~75%,待水稻苗出来后进行播种;在播种前5~7天,按1.3~2.0kg/m2,将营养肥施加于水稻田中,按2.3~3.0kg/m2,将北方各地正常使用的基肥施加于水稻田中,然后进行旋耕整地,使肥料与土壤混合均匀,在水稻苗移栽10~15天后,按0.8~1.4kg/m2,向水稻田追加营养肥,在水稻抽穗期,按2.2~2.4kg/m2,向水稻田追加营养肥,在水稻成熟后再次晒田直至水稻收获,在整个过程中检测得到水稻田中CO2的排放量减少51.2~53.6%,累计矿化率为28.9~32.4%,固碳效应在0.9~1.2mgC/gdwsoil。
实例1
在南方稻田系统中,取前一季收获的稻草,放入挤压机中挤压成块,再将其放入炭化炉中,再温度为290℃下,炭化5h,随后将其取出,放入粉碎机中进行粉碎,过筛得110目生物炭,然后将所得的生物炭与葡萄糖及乳酸钠,按质量比6:2:1,进行混合,配制成营养肥;将上述所得的营养肥,按9t/hm2,将营养肥施加于水稻苗移栽前4天的水稻田中,再使用微耕机将水稻田翻耕3次,将营养肥与土壤混合均匀,然后在水稻苗移栽之后,进行淹水;在淹水结束后,按照南方各地正常使用的基肥,对水稻田进行施加基肥,然后在移栽后6天,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的12%,在移栽13天后,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的22%,在移栽22天后,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的42%,在移栽36天后进行晒田,晒田时间为6天,在晒田过程中按照13t/hm2,向水稻田中施加营养肥,随后复水,在水稻成熟后再次晒田直至水稻收获,在整个过程中检测得到水稻田中CO2的排放量减少55%,累计矿化率为32%,固碳效应在1.4mgC/gdwsoil;在北方水稻田系统中,取前一季收取的小麦秸秆,放入挤压机中挤压成块,再将其放入炭化炉中,再温度为270℃下,炭化3h,随后将其取出,放入粉碎机中进行粉碎,过筛得110目生物炭,然后将所得的生物炭与葡萄糖及氯化钙,按质量比6:2:1,进行混合,配制成营养肥;将上述所所得的营养肥与北方育苗时所使用的营养土按质量比1:3,进行混合,然后将其播撒在钵盘上,对水稻种子进行育苗,保持营养土内的含水量为70%,待水稻苗出来后进行播种;在播种前6天,按1.8kg/m2,将营养肥施加于水稻田中,按2.5kg/m2,将北方各地正常使用的基肥施加于水稻田中,然后进行旋耕整地,使肥料与土壤混合均匀,在水稻苗移栽12天后,按1.2kg/m2,向水稻田追加营养肥,在水稻抽穗期,按2.3kg/m2,向水稻田追加营养肥,在水稻成熟后再次晒田直至水稻收获,在整个过程中检测得到水稻田中CO2的排放量减少52.8%,累计矿化率为31.2%,固碳效应在1.0mgC/gdwsoil。
实例2
在南方稻田系统中,取前一季收获的稻草,放入挤压机中挤压成块,再将其放入炭化炉中,再温度为320℃下,炭化6h,随后将其取出,放入粉碎机中进行粉碎,过筛得120目生物炭,然后将所得的生物炭与葡萄糖及乳酸钠,按质量比6:2:1,进行混合,配制成营养肥;将上述所得的营养肥,按10t/hm2,将营养肥施加于水稻苗移栽前5天的水稻田中,再使用微耕机将水稻田翻耕3次,将营养肥与土壤混合均匀,然后在水稻苗移栽之后,进行淹水;在淹水结束后,按照南方各地正常使用的基肥,对水稻田进行施加基肥,然后在移栽后7天,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的15%,在移栽15天后,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的25%,在移栽25天后,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的45%,在移栽37天后进行晒田,晒田时间为8天,在晒田过程中按照14t/hm2,向水稻田中施加营养肥,随后复水,在水稻成熟后再次晒田直至水稻收获,在整个过程中检测得到水稻田中CO2的排放量减少56%,累计矿化率为35%,固碳效应在1.6mgC/gdwsoil;在北方水稻田系统中,取前一季收取的小麦秸秆,放入挤压机中挤压成块,再将其放入炭化炉中,再温度为300℃下,炭化4h,随后将其取出,放入粉碎机中进行粉碎,过筛得120目生物炭,然后将所得的生物炭与葡萄糖及氯化钙,按质量比6:2:1,进行混合,配制成营养肥;将上述所所得的营养肥与北方育苗时所使用的营养土按质量比1:3,进行混合,然后将其播撒在钵盘上,对水稻种子进行育苗,保持营养土内的含水量为75%,待水稻苗出来后进行播种;在播种前7天,按2.0kg/m2,将营养肥施加于水稻田中,按3.0kg/m2,将北方各地正常使用的基肥施加于水稻田中,然后进行旋耕整地,使肥料与土壤混合均匀,在水稻苗移栽15天后,按1.4kg/m2,向水稻田追加营养肥,在水稻抽穗期,按2.4kg/m2,向水稻田追加营养肥,在水稻成熟后再次晒田直至水稻收获,在整个过程中检测得到水稻田中CO2的排放量减少53.6%,累计矿化率为32.4%,固碳效应在1.2mgC/gdwsoil。
实例3
在南方稻田系统中,取前一季收获的稻草,放入挤压机中挤压成块,再将其放入炭化炉中,再温度为280℃下,炭化3h,随后将其取出,放入粉碎机中进行粉碎,过筛得90目生物炭,然后将所得的生物炭与葡萄糖及乳酸钠,按质量比6:2:1,进行混合,配制成营养肥;将上述所得的营养肥,按8t/hm2,将营养肥施加于水稻苗移栽前3天的水稻田中,再使用微耕机将水稻田翻耕2次,将营养肥与土壤混合均匀,然后在水稻苗移栽之后,进行淹水;在淹水结束后,按照南方各地正常使用的基肥,对水稻田进行施加基肥,然后在移栽后5天,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的10%,在移栽12天后,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的20%,在移栽20天后,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的40%,在移栽35天后进行晒田,晒田时间为5天,在晒田过程中按照12t/hm2,向水稻田中施加营养肥,随后复水,在水稻成熟后再次晒田直至水稻收获,在整个过程中检测得到水稻田中CO2的排放量减少54%,累计矿化率为30%,固碳效应在1.1mgC/gdwsoil;在北方水稻田系统中,取前一季收取的小麦秸秆,放入挤压机中挤压成块,再将其放入炭化炉中,再温度为250℃下,炭化2h,随后将其取出,放入粉碎机中进行粉碎,过筛得100目生物炭,然后将所得的生物炭与葡萄糖及氯化钙,按质量比6:2:1,进行混合,配制成营养肥;将上述所所得的营养肥与北方育苗时所使用的营养土按质量比1:3,进行混合,然后将其播撒在钵盘上,对水稻种子进行育苗,保持营养土内的含水量为65%,待水稻苗出来后进行播种;在播种前5天,按1.3kg/m2,将营养肥施加于水稻田中,按2.3kg/m2,将北方各地正常使用的基肥施加于水稻田中,然后进行旋耕整地,使肥料与土壤混合均匀,在水稻苗移栽10天后,按0.8kg/m2,向水稻田追加营养肥,在水稻抽穗期,按2.2kg/m2,向水稻田追加营养肥,在水稻成熟后再次晒田直至水稻收获,在整个过程中检测得到水稻田中CO2的排放量减少51.2%,累计矿化率为28.9%,固碳效应在0.9mgC/gdwsoil。
Claims (1)
1.一种生物炭在南北方稻田系统中的固碳减排方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)在南方稻田系统中,取前一季收获的稻草,放入挤压机中挤压成块,再将其放入炭化炉中,再温度为280~320℃下,炭化3~6h,随后将其取出,放入粉碎机中进行粉碎,过筛得90~120目生物炭,然后将所得的生物炭与葡萄糖及乳酸钠,按质量比6:2:1,进行混合,配制成营养肥;
(2)将上述所得的营养肥,按8~10t/hm2,将营养肥施加于水稻苗移栽前3~5天的水稻田中,再使用微耕机将水稻田翻耕2~3次,将营养肥与土壤混合均匀,然后在水稻苗移栽之后,进行淹水;
(3)在淹水结束后,按照南方各地正常使用的基肥,对水稻田进行施加基肥,然后在移栽后5~7天,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的10~15%,在移栽12~15天后,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的20~25%,在移栽20~25天后,向水稻田中追加基肥,加肥量为初次施加量的40~45%,在移栽35~37天后进行晒田,晒田时间为5~8天,在晒田过程中按照12~14t/hm2,向水稻田中施加营养肥,随后复水,在水稻成熟后再次晒田直至水稻收获,在整个过程中检测得到水稻田中CO2的排放量减少54~56%,累计矿化率为30~35%,固碳效应在1.1~1.6mgC/gdwsoil;
(4)在北方水稻田系统中,取前一季收取的小麦秸秆,放入挤压机中挤压成块,再将其放入炭化炉中,再温度为250~300℃下,炭化2~4h,随后将其取出,放入粉碎机中进行粉碎,过筛得100~120目生物炭,然后将所得的生物炭与葡萄糖及氯化钙,按质量比6:2:1,进行混合,配制成营养肥;
(5)将上述所所得的营养肥与北方育苗时所使用的营养土按质量比1:3,进行混合,然后将其播撒在钵盘上,对水稻种子进行育苗,保持营养土内的含水量为65~75%,待水稻苗出来后进行播种;
(6)在播种前5~7天,按1.3~2.0kg/m2,将营养肥施加于水稻田中,按2.3~3.0kg/m2,将北方各地正常使用的基肥施加于水稻田中,然后进行旋耕整地,使肥料与土壤混合均匀,在水稻苗移栽10~15天后,按0.8~1.4kg/m2,向水稻田追加营养肥,在水稻抽穗期,按2.2~2.4kg/m2,向水稻田追加营养肥,在水稻成熟后再次晒田直至水稻收获,在整个过程中检测得到水稻田中CO2的排放量减少51.2~53.6%,累计矿化率为28.9~32.4%,固碳效应在0.9~1.2mgC/gdwsoil。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160727 |