一种利用生物质炭对缺钾少钙稻田改良提效的方法技术

本发明专利技术公开一种利用生物质炭对缺钾少钙稻田改良提效的方法，该方法以水稻秸秆生物质炭作为土壤改良剂和肥料提效剂，在水稻秧苗移栽前一周，按22.5t/ha的比例添加到低产缺钾少钙水稻土；在秧苗移栽前2‑3天开始灌水软田；在水稻移栽前一天，施用氮磷钾复合肥417kg/ha；在水稻移栽一个月后，施用500kg/ha相同规格的氮磷钾复合肥，其余按照我国水稻常规种植方式进行培育。与常规施肥管理相比，能保证水稻长期不减产的同时，每年减少施用无机氮肥50％左右，并有效改良土质，提高缺钾少钙水稻土中不同深度土壤的钾钙含量。本发明专利技术具有制备简单，经济实惠，高效持久，可操作性强等优点，对低产缺钾少钙水稻土改良提效具有重要的指导意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物质炭的应用方法，尤其是一种利用水稻秸秆生物质炭对缺钾少钙稻田改良提效的方法。
技术介绍
我国是水稻生产大国，水稻的施肥管理是水稻高产的重要保障。为提高水稻产量，目前多采用多次追施无机肥方式，这不仅造成大量资源和劳动力的浪费，提高水稻生产成本，而且还会带来因肥料流失造成的面源污染问题，以及长期施用无机肥造成的土壤酸化、板结、硬化等的土地质量下降问题。尤其在我国南方地区，土壤酸化退化严重，多种营养元素缺乏。据报道南方土壤代换性钙平均含量仅为10～20mg/kg，低于不缺钙土壤代换态钙含量20～30mg/kg水平，稻田钙供应与钙需求矛盾日渐突出。2008年浙江省对四大水稻土土属的农田地力调查发现，青紫泥田、黄斑田、黄泥砂田、洪积泥砂田四类土壤缺钾农田比例仍分别高达30.8％、30.4％、64.1％、65.0％，土壤缺钾现象严重。钾钙等营养元素直接影响水稻细胞膜稳定，水稻光合作用改善，酶促反应调节等生理生化过程，对促进水稻生长发育，增强抗逆性，提高品质和产量具有重要的意义。因此，开创新型水稻施肥管理方式，或研发肥料特效剂，实现肥料养分的高效利用，对于改变目前我国水稻农业生产肥料利用量大，利用率低，污染重的现象具有重要的现实意义。与此同时，我国具有丰富的水稻秸秆资源。然而目前，秸秆利用率低，秸秆焚烧现象屡见不鲜，这不但造成秸秆资源的大量浪费，而且带来了严重的大气污染，为全国的“雾霾”问题推波助澜。故拓宽水稻秸秆利用途径，提高水稻秸秆资源化利用水平，对实现水稻变废为宝具有深远的意义。目前，研究发现，将水稻秸秆制备成水稻秸秆生物质炭，利用生物质炭高含碳量，多孔性，高比表面积，强吸附性，碱性，高阳离子交换能力和丰富的养分含量等优良特性，能在一定程度上实现农作物的增产。但生物质炭制备工艺多样，性能差异较大。经研究发现一种对缺钾少钙稻田改良提效的最佳生物质炭，利用生物质炭的诸多优良特性，制定合理的施炭施肥管理方式，实现肥料的高效利用，稻田改良和水稻增产，使其成为中国水稻的“金坷垃”。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用生物质炭对缺钾少钙稻田改良提效的方法，以实现在长期减少肥料利用的同时提高水稻产量，改良低产缺钾少钙水稻土。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种生物质炭对缺钾少钙稻田改良提效的方法，以水稻秸秆生物质炭作为土壤改良剂和肥料提效剂，按22.5t/ha的比例于水稻秧苗移栽前一周一次性添加至缺钾少钙稻田，用人工或机械的方式翻耕土壤，将其均匀混合于地表0-20cm之间，期间保持田面积水不超过1cm；于秧苗移栽前2-3天开始灌水，维持田间水深3-5cm；在水稻移栽前一天，以417kg/ha的比例施用氮磷钾复合肥，其中氮磷钾有效养分含量分别为：以质量百分比计，N≥20％，P≥5％，K≥20％；在水稻秧苗移栽一个月后，以500kg/ha的比例施用相同规格的氮磷钾复合肥，其余按照我国水稻常规种植方式进行培育；与常规施肥管理(一次基肥，两次追肥)相比，采用本专利技术的方法在保证水稻长期不减产的同时，能节省一次追肥，每年直接减少50％左右的无机氮肥施用量，同时全方位立体改良土壤不同深度的诸多理化特性。上述技术方案中，所述的水稻秸秆生物质炭是将水稻秸秆自然风干，保证含水率≤10％，将切割成1-2cm后的秸秆在500-600℃缺氧条件下热解炭化3小时，让其在室温下冷却24小时，获得水稻秸秆生物质炭，其粒径1-3mm，以质量百分比计，碳含量不小于50％，氮含量1％-2％，有效钾和有效钙含量均不低于3500mg/kg。该方法能从物理、化学、生物学等诸多土壤特性上改良土壤质量，提高肥效和养分利用率，尤其是对缺钾少钙土壤，将生物质炭配合水稻专用复合肥施用，能在一定程度上实现肥料的缓释与持留，增加不同深度土壤钾、钙含量，提高水稻产量；水稻秸秆生物质炭配合水稻专用复合肥应用之所以能提高肥效，改良水稻田，促进水稻长期增产，主要是因为：1)水稻秸秆生物质炭是由水稻秸秆热解产生，几乎保留了水稻生长所需的大部分营养元素，施回水稻田具有强针对性；此外，经热解浓缩之后，不但提高了生物质炭营养元素的含量，而且提高了营养元素的生物可利用性，直接促进水稻生长；2)水稻秸秆生物质炭的高比表面积，丰富的表面官能团，使其具有强吸附性，对配合施用的水稻专用复合肥中的诸多营养元素具有较强的吸附作用，实现对营养元素的缓释，提高肥效和养分利用率；3)生物质炭的高含碳量，多孔性等特性，显著提高土壤孔隙度，丰富土壤微生物丰度和物种多样性，缓解长期施用无机肥导致的土壤硬化，板结等问题，与水稻专用复合肥配合施用能达到扬长避短，相辅相成的效果；4)生物质炭的稳定性和一定的迁移能力，使生物质炭对水稻土的改良具有时间尺度上的长期性和空间尺度上的全方位性，综合改良水稻土，实现水稻的长期增产。本专利技术适宜于改良我国南方酸化缺钾少钙的水稻中低产地。本专利技术具有如下有益效果：能够明显减少水稻种植过程中肥料成本，省去水稻移栽之后的第一次追肥；能够尽可能的减少由于化肥流失带来的农业面源污染；能够避免秸秆焚烧带来的环境污染问题，实现水稻秸秆变废为宝；能够实现水稻长期(≥6年)保产增产；能够明显提高土壤不同深度有机碳、总氮、pH、速效磷、钾、钙等的含量、阳离子交换量，提高土壤含水率和缓冲能力，降低可溶性Al的含量，整体改良土壤质量，提高肥效，促进水稻生长；相比于利用多种生物质原料和氮、磷、钾肥制备的炭基缓释肥，此方法制备简单(无需二次合成，包膜成型)，经济实惠，高效持久(一次施用，长期有效)，可操作性强，易于被广大农民群众接受，实现经济效益，环境效益，社会效益相统一。附图说明图1是水稻秸秆生物质炭施用对水稻产量的影响；图2是水稻秸秆生物质炭施用对稻田土壤不同深度有机碳(TOC)(a)与总氮(TN)(b)含量的影响；图3是水稻秸秆生物质炭施用对稻田土壤不同深度营养元素K(a)、Ca(b)含量的影响。具体实施方式以下结合具体案例对本专利技术的方法进行描述，进一步说明本专利技术。在杭州市余杭区径山镇建立生物质炭还田试验基地，该土壤基本理化性质如下：耕作层土壤有机碳17.1g·kg-1，总氮1.51g·kg-1，总磷0.48g·kg-1，pH值(1:2.5H2O)5.9，阳离子交换量14.6cmol·kg-1，为砂壤土。田间试验设2个处理，分别为常规施肥对照(CK)和添加水稻秸秆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用生物质炭对缺钾少钙稻田改良提效的方法，其特征在于，包括如下步骤：水稻秧苗移栽前一周，将水稻秸秆生物质炭按22.5t/ha的比例，一次性添加至缺钾少钙稻田，翻耕土壤，将其均匀混合于地表0‑20cm之间，期间保持田面积水不超过1cm；于秧苗移栽前2‑3天开始灌水，维持田间水深3‑5cm；在水稻秧苗移栽前一天，以417kg/ha的比例施用氮磷钾复合肥，其中氮磷钾有效养分含量分别为：以质量百分比计，N≥20％，P≥5％，K≥20％；在水稻秧苗移栽一个月后，以500kg/ha的比例施用上述相同规格的氮磷钾复合肥，其余按照我国水稻常规种植方式进行培育。

【技术特征摘要】
1.一种利用生物质炭对缺钾少钙稻田改良提效的方法，其特征在于，包括
如下步骤：
水稻秧苗移栽前一周，将水稻秸秆生物质炭按22.5t/ha的比例，一次性添加
至缺钾少钙稻田，翻耕土壤，将其均匀混合于地表0-20cm之间，期间保持田面
积水不超过1cm；
于秧苗移栽前2-3天开始灌水，维持田间水深3-5cm；
在水稻秧苗移栽前一天，以417kg/ha的比例施用氮磷钾复合肥，其中氮磷
钾有效养分含量分别为：以质量百分比计，N≥20％，P≥5％，K≥20％；
在水稻秧苗移栽一个月后，以500k...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟祥，钟婷，张璐，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33