[发明专利]一种基于生物炭与化学肥料互作的土壤无机氮调控方法

说明书

本发明属于农业废弃资源循环利用和农业土壤肥力提升领域，具体涉及一种基于生物炭与化学肥料互作的土壤无机氮调控方法，a将小麦秸秆清洗干净，粉碎，在450‑550℃无氧条件下完成热裂解以制成生物炭；于菜地休耕期内，将制备好的生物炭按照400‑500g/m²的比例均匀施加到菜地土壤表面；施加生物炭后，当季减少化肥无机氮施用量，化肥无机氮施用量减少至标准用量的30%‑40%。本发明中操作方法简单，仅需每隔两年补充一次生物炭，有益于土壤中微生物群落的聚集和生长。为作物对土壤氮素利用效率的提高坚定基础，有效降低土壤化肥无机氮的施用量，提高氮肥有效性，具备较高经济优势。

技术领域

本发明属于农业废弃资源循环利用和农业土壤肥力提升领域，具体涉及一种一种基于生物炭与化学肥料互作的土壤无机氮调控方法。

背景技术

人民生活质量的大幅度提高，促进了我国蔬菜产业的迅猛发展。据统计资料显示，21世纪初我国蔬菜播种面积高达1735万hm²。由于菜地作物生长周期短，轮作频率快，菜地缺乏休耕期，造成土壤肥力降低迅速。为弥补土壤肥力下降所致产量亏损，菜地生产中无机氮肥过量施用情况普遍。过量施用无机氮肥一方面造成了耕作层土壤养分富集严重，另一方面带量了土壤盐渍化、硝酸盐富集、土壤病虫害及大量氮肥流失等问题。这些问题不仅限制了菜地生产效能发挥，并且会造成土壤退化及环境污染，严重危害菜地生态系统的可持续农业发展。因此，减少菜地土壤氮肥投入量、提高氮肥利用效率，是缓解过量施用无机氮肥对菜地土壤负面影响的必须举措，也是响应国家对农村污染治理“一控、两减、三基本”方针政策。

生物炭是有机生物质在厌氧条件下热裂解后产生的固化物，具备高含碳量，高表面积的稳定材质。生物炭还田最早以增加土壤碳封存为契机而提出。中国发布专利申请号CN102807459A公布了一种利用生物炭制成的菜地土壤调理剂；CN1025159114A公布了一种生物质碳肥料的制备及使用方法；CN102342301A公布了一种利用秸秆、厨余生物质炭化生产的多功能生物质炭肥。上述利用生物炭制成生物肥料提供了一些土壤改良的应用方法，但是由于生物炭自身化学性质稳定，养分含量，对农业作物营养元素直接供应存在局限性。因此，急需结合生物炭对土壤养分循环也存在潜在的影响，寻找一种生物炭与传统化学肥料相互协作的方法，以实现调控菜地土壤中无机氮素的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用生物炭降低土壤氮肥投入量、提升菜地土壤氮肥利用效率的基于生物炭与化学肥料互作的土壤无机氮调控方法。它是一种工艺简便、原料来源广、成本低廉、效果显著的以小麦秸秆制成生物炭为主要原料的菜地土壤无机氮素调控的办法，用以促进菜地植物对氮素吸收效率，增加植物产量，减少菜地土壤氮素流失，改善土壤微环境，实现提升菜地土壤氮素利用效率的目标。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种基于生物炭与化学肥料互作的土壤无机氮调控方法，包括如下步骤：

a将小麦秸秆清洗干净，烘干，粉碎至10cm以内长度，在450-550℃无氧条件下完全热裂解，自然冷却至室温后，制备成生物炭；

b于菜地休耕期内，将制备好的生物炭按照400-500g/m²的比例均匀施加到菜地土壤表面；并将耕作层土壤与施加的生物炭充分混合；

c施加生物炭后，当季减少化肥无机氮施用量，化肥无机氮施用量减少至农户常规用量的30％-40％，即化肥无机氮施用量减少为100-200kg N/ha；

d在连续施化肥无机氮耕作3-4茬后，可不添加化肥无机氮耕作1-2茬，并再次恢复添加，如此循环；

e距离第一次添加生物炭的2-3年后，按照原施加量一半200-250g/m²再次施加于菜地土壤，并使耕作层土壤与生物炭充分混合；之后根据步骤c和d安排并调节化肥无机氮施用量。