CN106489341A - 一种施用生物炭改良土壤的方法 - Google Patents

Abstract

一种施用生物炭改良土壤的方法，包括：步骤1、每千克干土加生物炭8-12g，在农作物栽培前与基肥一起翻埋于土壤耕层10-15cm；步骤2、农作物生长期保证水分充足；步骤3、按季度喷施防病虫害农药。所述生物炭的pH值为10，C质量分数为51%、H质量分数为2.6%、N质量分数为1.2%、O质量分数为45%、S质量分数为0.4%。本发明提供的施用生物炭改良土壤的方法，采用的生物炭具有丰富的微观孔隙结构和理化特性，且比表面积较大，表面官能团丰富，吸附能力较强；可以提高土壤阳离子交换量，吸附更多养分离子，避免养分流失，从而提高土壤肥力和肥料利用效率。

Description

一种施用生物炭改良土壤的方法

技术领域

本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种施用生物炭改良土壤的方法。

背景技术

生物炭，通常是指以自然界广泛存在的生物质资源为基础，利用特定的炭化技术，由生物质在缺氧条件下不完全燃烧所产生的富碳产物。常见的生物炭有秸秆炭、木炭、花生壳炭等；生物炭可溶性极低，具有高度羧酸酯化和芳香化结构，生物质在炭化后具有较大的孔隙度和比表面积，吸附能力强，成为可应用于农业、工业等领域的一种理想材料。

巴西亚马逊河流域考古发现，具有生物质炭的土壤生产力比周边没有生物质炭的高的多，而且生物质炭能稳定地存留在土壤中，这一发现激发了对生物质炭土壤处理的研究和技术开发。生物炭主要是以植物或其他有机物料为原材料，在限氧或无氧、高温条件下形成的富含碳的物质，其结构稳定，多孔，比表面积大，具有大量的表面负电荷以及高电荷密度的特性，能较强吸附土壤阳离子，对NO₃ ^-和NH₃也具有相当强的吸附能力，因此，生物炭施入土壤后可对土壤养分具有一定的束缚和持留作用。目前生物炭对旱地土壤氮素的研究并不少见，然而缺乏广泛而深入的应用机理研究，大多数研究均采用高低水平设置，不具有科学的系统性和准确性。

生物炭主要由芳香烃和单质碳或具有类石墨结构的碳组成，一般含有60%以上的C元素，含有的其它元素主要有H、O、N、S等。生物炭的元素组成与制炭过程中的炭化温度密切相关，具体表现为在一定范围内，随炭化温度的升高，碳含量增加，氢和氧含量降低，灰分含量亦有所增加。

生物炭固有的结构特征与理化特性，使其施入土壤后对土壤容重、含水量、孔隙度、阳离子交换量、养分含量等产生一定影响，从而直接或间接地影响土壤微生态环境。目前有研究表明，在长期、复杂的土壤环境或地质变迁的作用下，施入土壤中的生物炭可能会发生一定程度的物理迁移或某种途径的分解或降解，并在土壤垂直方向上进行重新分配，但不会发生明显的化学变化。即便在适宜条件下，微生物会使生物炭表面发生一定程度的分解，但分解速度缓慢，而且会因此形成一个保护壳，使表面以下的绝大部分生物炭维持稳定的O/C比，从而继续保持其稳定性。随着时间推移，生物炭最终有可能被矿化，但到目前为止，还没有能够精确测定生物炭在土壤及环境生态系统中运转周期的方法，也还没有直接证据可以证明生物炭的降解途径和机制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施用生物炭改良土壤的方法，通过生物炭的理化性质，有针对性的改良土壤，提高农作物产量。

为实现本发明的上述目的，本发明提供一种施用生物炭改良土壤的方法，包括如下步骤。

步骤1、每千克干土加生物炭8-12g，在农作物栽培前与基肥一起翻埋于土壤耕层10-15cm。

步骤2、农作物生长期保证水分充足。

步骤3、按季度喷施防病虫害农药。

所述生物炭的pH值为10，C质量分数为51%、H质量分数为2.6%、N质量分数为1.2%、O质量分数为45%、S质量分数为0.4%。

所述生物炭原料为小麦秸秆，350-500℃下限氧热裂解炭化制得。由于生物炭相对稳定，这意味着它并不是微生物较好利用的基质，但生物炭具有改善微生物细胞附着性能、促进特殊类群土壤微生物栖息生长的作用。

所述基肥为磷钾肥，施用量为100kgP₂O₅·hm^-2和55kgK₂O·hm^-2。

与现有技术相比本发明的有益效果。

本发明提供的施用生物炭改良土壤的方法，采用的生物炭具有丰富的微观孔隙结构和理化特性，且比表面积较大，表面官能团丰富，吸附能力较强；可以提高土壤阳离子交换量，吸附更多养分离子，避免养分流失，从而提高土壤肥力和肥料利用效率。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。

实施例1。

本实施例提供一种施用生物炭改良土壤的方法，包括如下步骤。

步骤1、每千克干土加生物炭10g，在农作物栽培前与基肥一起翻埋于土壤耕层12cm。

步骤2、农作物生长期保证水分充足。

步骤3、按季度喷施防病虫害农药。本实施例施加生物炭促进微生物群落结构朝植物促生菌方向转变，也可有效提高植物生物量，并增强植物对病害的抗性。

所述生物炭的pH值为10，C质量分数为51%、H质量分数为2.6%、N质量分数为1.2%、O质量分数为45%、S质量分数为0.4%。

所述生物炭原料为小麦秸秆，350-500℃下限氧热裂解炭化制得。

所述基肥为磷钾肥，施用量为100kgP₂O₅·hm^-2和55kgK₂O·hm^-2。

生物炭的孔隙分布、连接性、颗粒大小和颗粒的机械强度以及在土壤中移动等因素均可以影响土壤孔隙结构。具有多孔结构的生物炭应用到土壤中，能增加土壤的孔隙度，生物炭应用到土壤中对土壤微生物群落和土壤整体吸附能力都有益，可以促进微生物的活动。

生物炭对土壤养分的吸附与控释效应及其自身的养分释放，动态调节了土壤供肥状况，强化了土壤“肥源”的持续供应能力，直接影响了根系的生长，并在不同时期有不同表现。以水稻为例，在抽穗期，生物炭处理的根系体积相对较小，则可能与抽穗期前施入肥料，生物炭对养分离子有一定吸附和控释作用，从而影响根系对肥料养分的吸收利用有关；另一方面，微生物作为土壤各种理化反应的“催化剂”，在生物炭作用下其数量和种群多样性都得到了提高，特别是一些有益菌群。微生物活动的增强，改善了根际生长环境，因而有利于促进根系生长。

土壤中输入生物炭促使土壤水、肥、气、热等环境条件得到了改善，土壤生态系统功能增强，为根系提供了良好的生长环境。从而使根系形态特征得到了优化，生理功能增强，促进了根系生长。同时，为地上部营养物质供应、转化与积累提供了重要保障，并促使最终产量提高。

土壤的保水性取决于土壤孔隙的分布和连通性，而它在很大程度上受土壤粒径（纹理）、结构特征（聚集）和土壤有机质含量的限制。生物炭高表面积也可以导致土壤持水力上升。当生物炭加入土壤时，土壤表面积增加，对土壤微生物群落和土壤整体的吸附能力都有益，随后会提高土壤的保水性。

实施例2。

本实施例提供一种施用生物炭改良土壤的方法，包括如下步骤。

步骤1、每千克干土加生物炭12g，在农作物栽培前与基肥一起翻埋于土壤耕层13cm。

步骤2、农作物生长期保证水分充足。

步骤3、按季度喷施防病虫害农药。

Claims (4)

1.一种施用生物炭改良土壤的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、每千克干土加生物炭8-12g，在农作物栽培前与基肥一起翻埋于土壤耕层10-15cm；

步骤2、农作物生长期保证水分充足；

步骤3、按季度喷施防病虫害农药。

2.如权利要求1所述的施用生物炭改良土壤的方法，其特征在于，所述生物炭的pH值为10，C质量分数为51%、H质量分数为2.6%、N质量分数为1.2%、O质量分数为45%、S质量分数为0.4%。

3.如权利要求1所述的施用生物炭改良土壤的方法，其特征在于，所述生物炭原料为小麦秸秆，350-500℃下限氧热裂解炭化制得。

4.如权利要求1所述的施用生物炭改良土壤的方法，其特征在于，所述基肥为磷钾肥，施用量为100kgP₂O₅·hm^-2和55kgK₂O·hm^-2。