一種提高濱海鹽堿地土壤磷素利用效率的生物炭肥及其制備方法和施用方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于農林業廢物資源化利用、肥料安全使用技術領域，具體涉及一種提高 濱海鹽堿地土壤磷素利用效率的生物炭肥及其制備方法和施用方法。
【背景技術】：
[0002] 資源和環境問題是當代人類面臨的重大問題。而生產力高度發達的現代工業產生 的數量巨大、種類繁多的固體廢物，特別是農業、林業廢棄物。中國是以秸桿、木材等廢棄物 生產的大國，而且在今后相當長的時期內不會改變。利用農業、林業廢棄物生產生物炭，降 低所造成的環境污染，同時提高土壤肥力引起了人們的普遍關注。
[0003] 目前磷素資源已成為我國農業生產面臨的重大問題；為了提高磷素資源利用效 率，前人在應用技術方面開展了大量的研發，這些技術可以歸納為以下四種類型：其一、通 過常規的育種或通過轉基因的分子育種途徑培育磷素高吸收的作物新品種或種質。目前， 常規育種（包括篩選與馴化結合、雜交與化學或輻射誘變相結合等）獲得了很多磷高效吸 收的新品種。其二、通過研發土壤磷素活化劑，提高土壤有效磷含量方法。例如，中國科學 院沈陽應用生態研究所研制了一種土壤磷素活化劑及應用方法，通過使用絡合劑、腐殖酸、 填充劑，可活化土壤磷，保持土壤磷肥長時期高水平，降低磷肥投入量，對環境安全（專利 【申請號】200610046170. 9)。中國科學院新疆生物土壤沙漠研究所研制了一種活化根際土 壤磷的菌劑及其制備方法（專利【申請號】94105175. 7)，通過根際土壤中分離出的假單孢菌 屬研制具有磷活化的菌劑。第三、通過在鹽堿地土壤施用微生物或生物改良鹽堿地。一種 利用蚯蚓改良鹽堿地應用方法（專利申請號=201310338880)，通過利用蚯蚓對進行土壤疏 松，提高了土壤的通氣行和排水功能。第四、目前鹽堿地土壤利用形成了通過物理改良、水 利改良、生物改良和化學改良為核心的四大治理體系。
[0004] 我國目前糧食缺口很大，需要大量進口，耕地資源不足，制約了我國糧食可持續發 展。而我國鹽堿地土壤面積較大，是重要的后備耕地資源，開發利用鹽堿地土壤資源已成為 保障我國糧食安全的重要途徑。目前我國鹽堿地土壤資源利用中存在問題較多，特別是土 壤PH較高，水資源利用效率較低；同時我國磷肥投入較大，而且利用效率較低，特別是在鹽 堿地土壤中。鹽堿地最主要的特點是含有較多水溶性鹽堿成分，具有PH值高、透氣性和透 水性差、表層易板結、有機質和養分含量低、富含有害鹽分等特點。在我國濱海鹽堿地資源 利用過程中，由于水鹽運移頻繁，而且堿度和PH較高，對磷素淋洗和固定較為強烈，導致作 物種植過程中需要施用較高的磷肥量，施肥后大量淋洗，導致磷素資源利用效率較低。
[0005] 濱海鹽堿地資源是我國重要的后備土壤資源，加之磷礦是不可再生資源，磷肥對 我國糧食安全的支撐和保障地位正遭受嚴峻的挑戰。近半個世紀以來，我國鹽堿地改良和 利用技術已取得長足發展，形成了以物理改良、水利改良、生物改良和化學改良為核心的四 大治理體系。但是我國鹽堿地利用效率仍然較低，特別是磷肥利用效率，由于采用物理改 良、水利改良及其化學改良施用技術，其效果鹽堿地在理化性質上有一定差異，因此，有必 要利用農林廢棄物制備生物炭肥提高在鹽堿地土壤改良利用，為了克服這一難題，有必要 創制新的施肥技術。
【發明內容】
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[0006] 本發明的第一個目的是提供一種提高濱海鹽堿地土壤磷素利用效率的生物炭肥 及其制備方法。
[0007] 本發明的提高濱海鹽堿地土壤磷素利用效率的生物炭肥，其是通過以下方法制備 的：將木醋與生物炭按照體積/重量比=〇.5~2. 5ml/lg的比例混合，然后再按照生物炭 與硫酸鈣質量比5~10 :1的比例添加硫酸鈣，混合均勻，得到提高濱海鹽堿地土壤磷素利 用效率的生物炭肥。
[0008] 優選，所述的生物炭為：粒徑為〇?05-2. OOmm;磷素理論最大吸附能力為7. 2mg/g ; 密度0. 90-1. lOg/cm3;最大含水量為465g/Kg ;具有極細的蜂窩狀空心體。該生物炭可以由 農業、林業廢棄物制備而成。
[0009] 本發明的第二個目的是提供上述提高濱海鹽堿地土壤磷素利用效率的生物炭肥 的施用方法，其特征在于，將提高濱海鹽堿地土壤磷素利用效率的生物炭肥作為基肥撒施 于待種植的濱海鹽堿地土壤中并進行深翻，然后施入氮磷鉀肥，或者將提高濱海鹽堿地土 壤磷素利用效率的生物炭肥和氮磷鉀肥一起作為基肥撒施于待種植的濱海鹽堿地土壤中 并進行深翻，然后再栽種作物。
[0010] 優選，是在作物種植前1-2周作為基肥施用。
[0011] 優選，所述的深翻，其深度為5-25cm。
[0012] 所述的作物可以為水稻，其提高濱海鹽堿地土壤磷素利用效率的生物炭肥的施用 量為300~700kg/畝，或者所述的作物可以為青儲飼料用玉米，其提高濱海鹽堿地土壤磷 素利用效率的生物炭肥的施用量為300~600kg/畝。
[0013] 所述的濱海鹽堿地土壤為中低產鹽堿地土壤，土壤含鹽量小于0. 5%。
[0014] 本發明利用農業、林業廢棄物進行資源化制備生物炭及殘余物木醋，再利用該生 物炭和木醋，以及硫酸鈣進行資源優化制成適合在濱海鹽堿地土壤利用的生物炭肥，將該 提高濱海鹽堿地土壤磷素利用效率的生物炭肥施用于濱海鹽堿地土壤中后，其能夠有效降 低鹽堿地土壤pH，降低鹽堿地土壤對農作物的傷害，提高土壤磷素的利用效率，不但解決 了農林廢棄物變廢為寶，且解決了濱海鹽堿地農業生產中作物抗鹽及其磷肥利用效率的問 題，同時提高鹽堿地高效利用，革新了濱海鹽堿地土壤在農業上的利用途徑。本發明提供的 方法操作簡便、易行，可廣泛用于鹽堿地土壤的農業生產。
【附圖說明】：
[0015] 圖1是施用提高濱海鹽堿地土壤磷素利用效率的生物炭肥對濱海鹽堿地土壤有 效磷含量的影響。
【具體實施方式】：
[0016] 以下實施例是對本發明的進一步說明，而不是對本發明的限制。
[0017] 下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。
[0018] 下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。
[0019] 實施例1 :
[0020] 所用土壤為濱海鹽堿地土壤，經測定0_20cm土壤其pH:8. 7 ;含鹽量0. 4% ;總磷 含量441.Omg/Kg;速效磷含量21. 5mg/kg。
[0021] 試驗作物：水稻
[0022] 試驗一：
[0023] 生物炭：其粒徑0? 05mm，理論磷素最大吸附能力為7. 2mg/g，密度I. 03g/cm3;最大 含水量為為465g/Kg;具有極細的蜂窩狀空心體。
[0024] 將木醋與生物炭按照體積與重量比2. 5ml:lg的比例混合，然后再按照生物炭與 硫酸鈣質量比5 :1的比例添加硫酸鈣至木醋與生物炭的混合物中，混合均勻后，得到提高 濱海鹽堿地土壤磷素利用效率的生物炭肥。放置一段時間后施用。
[0025] 首先在鹽堿地土壤中以300Kg/畝的量將提高濱海鹽堿地土壤磷素利用效率的生 物炭肥施入土壤，施用方式為均勻撒在地面上，然后深翻至20cm的土層，同時施用氮磷鉀 肥；氮肥品種為尿素（含N46% )，施用量為40Kg/666. 7m2;磷肥品種為磷酸鈣（P205含量為 16%)，施用量為53Kg/666.7m2;鉀肥為硫酸鉀（含K2050%)，施用量為40Kg/666.7m2。1 周后在該土壤上種植水稻。
[0026] 以不施用提高濱海鹽堿地土壤磷素利用效率的生物炭肥，而施用相同量的氮磷鉀 肥作為對照。
[0027] 研究結果表明：在施用生物炭肥90天后采集根際土壤進行測定，提高濱海鹽堿地 土壤磷素利用效率的生物炭肥比不施用提高濱海鹽堿地土壤磷素利用效率的生物炭肥顯 著提高土壤磷肥利用效率（表1