本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種施用生物炭改良土壤的方法。
背景技術(shù)：
生物炭，通常是指以自然界廣泛存在的生物質(zhì)資源為基礎(chǔ)，利用特定的炭化技術(shù)，由生物質(zhì)在缺氧條件下不完全燃燒所產(chǎn)生的富碳產(chǎn)物。常見(jiàn)的生物炭有秸稈炭、木炭、花生殼炭等；生物炭可溶性極低，具有高度羧酸酯化和芳香化結(jié)構(gòu)，生物質(zhì)在炭化后具有較大的孔隙度和比表面積，吸附能力強(qiáng)，成為可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域的一種理想材料。
巴西亞馬遜河流域考古發(fā)現(xiàn)，具有生物質(zhì)炭的土壤生產(chǎn)力比周邊沒(méi)有生物質(zhì)炭的高的多，而且生物質(zhì)炭能穩(wěn)定地存留在土壤中，這一發(fā)現(xiàn)激發(fā)了對(duì)生物質(zhì)炭土壤處理的研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)。生物炭主要是以植物或其他有機(jī)物料為原材料，在限氧或無(wú)氧、高溫條件下形成的富含碳的物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，多孔，比表面積大，具有大量的表面負(fù)電荷以及高電荷密度的特性，能較強(qiáng)吸附土壤陽(yáng)離子，對(duì)NO3-和NH3也具有相當(dāng)強(qiáng)的吸附能力，因此，生物炭施入土壤后可對(duì)土壤養(yǎng)分具有一定的束縛和持留作用。目前生物炭對(duì)旱地土壤氮素的研究并不少見(jiàn)，然而缺乏廣泛而深入的應(yīng)用機(jī)理研究，大多數(shù)研究均采用高低水平設(shè)置，不具有科學(xué)的系統(tǒng)性和準(zhǔn)確性。
生物炭主要由芳香烴和單質(zhì)碳或具有類(lèi)石墨結(jié)構(gòu)的碳組成，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。生物炭的元素組成與制炭過(guò)程中的炭化溫度密切相關(guān)，具體表現(xiàn)為在一定范圍內(nèi)，隨炭化溫度的升高，碳含量增加，氫和氧含量降低，灰分含量亦有所增加。
生物炭固有的結(jié)構(gòu)特征與理化特性，使其施入土壤后對(duì)土壤容重、含水量、孔隙度、陽(yáng)離子交換量、養(yǎng)分含量等產(chǎn)生一定影響，從而直接或間接地影響土壤微生態(tài)環(huán)境。目前有研究表明，在長(zhǎng)期、復(fù)雜的土壤環(huán)境或地質(zhì)變遷的作用下，施入土壤中的生物炭可能會(huì)發(fā)生一定程度的物理遷移或某種途徑的分解或降解，并在土壤垂直方向上進(jìn)行重新分配，但不會(huì)發(fā)生明顯的化學(xué)變化。即便在適宜條件下，微生物會(huì)使生物炭表面發(fā)生一定程度的分解，但分解速度緩慢，而且會(huì)因此形成一個(gè)保護(hù)殼，使表面以下的絕大部分生物炭維持穩(wěn)定的O/C比，從而繼續(xù)保持其穩(wěn)定性。隨著時(shí)間推移，生物炭最終有可能被礦化，但到目前為止，還沒(méi)有能夠精確測(cè)定生物炭在土壤及環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)周期的方法，也還沒(méi)有直接證據(jù)可以證明生物炭的降解途徑和機(jī)制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種施用生物炭改良土壤的方法，通過(guò)生物炭的理化性質(zhì)，有針對(duì)性的改良土壤，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供一種施用生物炭改良土壤的方法，包括如下步驟。
步驟1、每千克干土加生物炭8-12g，在農(nóng)作物栽培前與基肥一起翻埋于土壤耕層10-15cm。
步驟2、農(nóng)作物生長(zhǎng)期保證水分充足。
步驟3、按季度噴施防病蟲(chóng)害農(nóng)藥。
所述生物炭的pH值為10，C質(zhì)量分?jǐn)?shù)為51%、H質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.6%、N質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.2%、O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%、S質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%。
所述生物炭原料為小麥秸稈，350-500℃下限氧熱裂解炭化制得。由于生物炭相對(duì)穩(wěn)定，這意味著它并不是微生物較好利用的基質(zhì)，但生物炭具有改善微生物細(xì)胞附著性能、促進(jìn)特殊類(lèi)群土壤微生物棲息生長(zhǎng)的作用。
所述基肥為磷鉀肥，施用量為100kgP2O5·hm-2和55kgK2O·hm-2。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果。
本發(fā)明提供的施用生物炭改良土壤的方法，采用的生物炭具有豐富的微觀孔隙結(jié)構(gòu)和理化特性，且比表面積較大，表面官能團(tuán)豐富，吸附能力較強(qiáng)；可以提高土壤陽(yáng)離子交換量，吸附更多養(yǎng)分離子，避免養(yǎng)分流失，從而提高土壤肥力和肥料利用效率。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1。
本實(shí)施例提供一種施用生物炭改良土壤的方法，包括如下步驟。
步驟1、每千克干土加生物炭10g，在農(nóng)作物栽培前與基肥一起翻埋于土壤耕層12cm。
步驟2、農(nóng)作物生長(zhǎng)期保證水分充足。
步驟3、按季度噴施防病蟲(chóng)害農(nóng)藥。本實(shí)施例施加生物炭促進(jìn)微生物群落結(jié)構(gòu)朝植物促生菌方向轉(zhuǎn)變，也可有效提高植物生物量，并增強(qiáng)植物對(duì)病害的抗性。
所述生物炭的pH值為10，C質(zhì)量分?jǐn)?shù)為51%、H質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.6%、N質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.2%、O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%、S質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%。
所述生物炭原料為小麥秸稈，350-500℃下限氧熱裂解炭化制得。
所述基肥為磷鉀肥，施用量為100kgP2O5·hm-2和55kgK2O·hm-2。
生物炭的孔隙分布、連接性、顆粒大小和顆粒的機(jī)械強(qiáng)度以及在土壤中移動(dòng)等因素均可以影響土壤孔隙結(jié)構(gòu)。具有多孔結(jié)構(gòu)的生物炭應(yīng)用到土壤中，能增加土壤的孔隙度，生物炭應(yīng)用到土壤中對(duì)土壤微生物群落和土壤整體吸附能力都有益，可以促進(jìn)微生物的活動(dòng)。
生物炭對(duì)土壤養(yǎng)分的吸附與控釋效應(yīng)及其自身的養(yǎng)分釋放，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)了土壤供肥狀況，強(qiáng)化了土壤“肥源”的持續(xù)供應(yīng)能力，直接影響了根系的生長(zhǎng)，并在不同時(shí)期有不同表現(xiàn)。以水稻為例，在抽穗期，生物炭處理的根系體積相對(duì)較小，則可能與抽穗期前施入肥料，生物炭對(duì)養(yǎng)分離子有一定吸附和控釋作用，從而影響根系對(duì)肥料養(yǎng)分的吸收利用有關(guān)；另一方面，微生物作為土壤各種理化反應(yīng)的“催化劑”，在生物炭作用下其數(shù)量和種群多樣性都得到了提高，特別是一些有益菌群。微生物活動(dòng)的增強(qiáng)，改善了根際生長(zhǎng)環(huán)境，因而有利于促進(jìn)根系生長(zhǎng)。
土壤中輸入生物炭促使土壤水、肥、氣、熱等環(huán)境條件得到了改善，土壤生態(tài)系統(tǒng)功能增強(qiáng)，為根系提供了良好的生長(zhǎng)環(huán)境。從而使根系形態(tài)特征得到了優(yōu)化，生理功能增強(qiáng)，促進(jìn)了根系生長(zhǎng)。同時(shí)，為地上部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)、轉(zhuǎn)化與積累提供了重要保障，并促使最終產(chǎn)量提高。
土壤的保水性取決于土壤孔隙的分布和連通性，而它在很大程度上受土壤粒徑（紋理）、結(jié)構(gòu)特征（聚集）和土壤有機(jī)質(zhì)含量的限制。生物炭高表面積也可以導(dǎo)致土壤持水力上升。當(dāng)生物炭加入土壤時(shí)，土壤表面積增加，對(duì)土壤微生物群落和土壤整體的吸附能力都有益，隨后會(huì)提高土壤的保水性。
實(shí)施例2。
本實(shí)施例提供一種施用生物炭改良土壤的方法，包括如下步驟。
步驟1、每千克干土加生物炭12g，在農(nóng)作物栽培前與基肥一起翻埋于土壤耕層13cm。
步驟2、農(nóng)作物生長(zhǎng)期保證水分充足。
步驟3、按季度噴施防病蟲(chóng)害農(nóng)藥。