一种采煤塌陷区复垦土壤培肥改良的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种采煤塌陷区复垦土壤培肥改良的处理方法，将秸秆热裂解炭化产生的生物质炭经过一定的加工，按照1%‑2%的施用量与无机肥混合物均匀撒施在土壤表面，并与土壤充分混合，具有改善复垦区土壤结构，提高土壤肥力和显著增加小麦作物产量的作用。无机肥与生物质炭配施可显著提高土壤有机碳、全氮、有效磷和有效钾成分，既能实现作物秸秆农田循环利用，又能解决提高复垦土壤肥力和作物产量的技术问题，并且为我国采煤塌陷区土壤培肥改良提供一种处理方法。

【技术实现步骤摘要】
一种采煤塌陷区复垦土壤培肥改良的处理方法
本专利技术属于土壤改良
，具体涉及一种采煤塌陷区复垦土壤培肥改良的处理方法。
技术介绍
煤炭是我国重要的能源，而煤炭的大量开采引起地表大面积塌陷。采煤塌陷后，地表被破坏，原有耕地逐渐形成斜坡旱地、常年积水区，土壤养分受地面坡度、水蚀、风蚀、淋溶、以及元素本身迁移特点等多方面影响，最终会导致塌陷后的耕地与采煤塌陷前相比耕地质量下降，土壤结构破坏严重。另外，采煤过程中产生的煤矸石和粉煤灰等物质进入土壤后，也将影响土壤复垦后农作物的生长和品质。由于采煤塌陷区土壤有机质含量和土壤肥力较低，复垦土壤需要大量投入化肥、有机肥才能恢复其生产力。目前塌陷区主要的复垦方式主要是挖於垫高，加大化肥的使用量，其改良效果并不乐观，反而大量施用化肥不仅增加成本，同时会引发土壤酸化、土壤板结、土壤污染和水体富营养化等问题；同时，过量的使用化肥，显著增加了温室气体CO2、CH4和N2O的排放。因此，迫切需要一种既能提高复垦土壤肥力和作物产量，又能克服过量使用化肥缺点的环境友好型培肥方式。我国是农业大国，每年产生大量的农业秸秆，每年农作物秸秆产生量约为7亿吨，其中约40％的秸秆被田间焚烧。而农田秸秆田间焚烧产生了大量的挥发性有机物、有机碳、一氧化碳和二氧化碳等排放。近年来，在我国将秸秆转化为生物质炭的热裂解技术日益成熟，且得到国家政府的大力支持。如果将生物质炭施用于农田，不仅避免因秸秆焚烧导致的温室气体直接排放，增加土壤碳汇，并且提高土壤肥力和作物产量。因此，将生物质炭与无机肥料配合使用，不但有利于农业秸秆循环利用，而且在节能减排、提高土壤质量和作物产量上具有重大意义和农业应用前景。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种采煤塌陷区复垦土壤培肥改良的处理方法。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种采煤塌陷区复垦土壤培肥改良的处理方法，包括以下步骤：(1)秸秆热裂解：收集小麦作物秸秆，风干或晾晒使之含水量低于15％，在400-500℃高温缺氧条件下进行热裂解炭化，产生生物质炭，然后磨碎，过筛，得到颗粒直径<0.25mm的生物质炭；(2)采集采煤塌陷区复垦区0-20cm的表层土，土壤经风干、磨碎，过2mm筛后备用，以盆栽方式进行小麦种植；盆栽试验土壤中生物质炭按照1％-2％的施用量与NPK无机肥混合配施，将准备好的无机肥和生物质炭按比例加入土壤并混合均匀，用去离子水浇灌土壤至其田间持水量75-80％，三天后每盆播种40粒小麦种子，出苗后于五叶期定苗30株/盆；(3)对小麦幼苗常规种植管理至小麦成熟，收获后称重计算产量。其中，所述盆栽培养试验以露天盆栽的方式进行，每盆装土25-30kg，NPK无机肥分别由(NH4)2SO4、KH2PO4和K2SO4(分析纯)提供，施肥标准以纯N200mg/kg土计算。本专利技术有益效果如下：本专利技术是将秸秆热裂解炭化产生的生物质炭经过一定的加工，按照1-2％的施用量与无机肥料混合使用，施用于采煤塌陷区复垦土壤具有改善土壤结构，提高土壤肥力和显著增加小麦作物产量的作用。无机肥与生物质炭配施可显著提高土壤有机碳、全氮、有效磷和有效钾成分，既能实现作物秸秆农田循环利用，又能解决提高复垦土壤肥力和作物产量的技术问题，并且为我国采煤塌陷区土壤培肥改良提供一种处理方法。说明书附图图1施用不同含量生物质炭和无机肥对小麦产量的影响。具体实施方式实施例11、盆栽实验：供试土壤是采自安徽省淮北市新蔡镇采煤塌陷区。该复垦区采用挖深垫浅的方式平整土地，为新复垦未使用的农田土壤。在2016年10月份采集复垦区0-20cm的表层土，土壤经风干、磨碎、过2mm筛后备用。2、盆栽培养试验于2017年3月至2017年6月以露天盆栽的方式进行。(1)盆栽试验共设4个处理：以不施无机肥和生物质炭处理作为对照处理(CK)；生物质炭设置3个处理，分别为无机肥配施0％、1％、2％生物质炭处理，无机肥配施0％生物炭处理(NPK)；无机肥配施1％生物炭处理(NPKB1)；无机肥配施2％生物炭处理(NPKB2)。将准备好的无机肥和生物炭按比例加入土壤并混合均匀，用去离子水浇灌土壤至其田间持水量80％，三天后每盆播种40粒小麦种子，出苗后于五叶期定苗30株/盆；每盆装土25kg，NPK肥分别由(NH4)2SO4、KH2PO4和K2SO4(分析纯)提供，施肥标准以纯N200mg/kg土计算。每个处理4次重复，种植品种为小麦种子济麦22号。(2)对小麦幼苗常规种植管理至小麦成熟，收获后称重计算产量。3、结果分析如表1、图1所示，从表1可以看出，与对照相比，添加生物质炭，土壤pH降低；单独施用NPK肥仅提高了土壤全氮和无机氮含量；而NPK肥与生物质质炭配施显著提高了土壤有机碳、全氮、有效磷和有效钾成分，有机碳含量提高了33％-66％，全氮含量提高了71％-119％，土壤有效磷和钾含量也显著提高，增高幅度分别达到13％-22％和18％-28％，其中，2％生物质炭用量明显比1％添加量的提高幅度更大，因此，2％生物质炭与NPK肥配施对提高复垦土壤肥力效果更好。而图1则说明生物质炭与NPK肥配施显著增加了小麦产量，与对照相比，1％和2％的生物质炭用量小麦产量分别提高了142％和163％。因此，生物质炭和NPK肥配施对土壤肥力和作物产量均有大幅度提高。表1施用生物质炭对土壤理化性质的影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采煤塌陷区复垦土壤培肥改良的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）秸秆热裂解：收集小麦作物秸秆，风干或晾晒使之含水量低于15%，在400‑500℃高温缺氧条件下进行热裂解炭化，产生生物质炭，然后磨碎，过筛，得到颗粒直径

【技术特征摘要】
1.一种采煤塌陷区复垦土壤培肥改良的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）秸秆热裂解：收集小麦作物秸秆，风干或晾晒使之含水量低于15%，在400-500℃高温缺氧条件下进行热裂解炭化，产生生物质炭，然后磨碎，过筛，得到颗粒直径<0.25mm的生物质炭；（2）采集采煤塌陷区复垦区0-20cm的表层土，土壤经风干、磨碎，过2mm筛后备用，以盆栽方式进行小麦种植；盆栽试验土壤中生物质炭按照1%-2%的施用量与NPK无机肥混合配施，将准备好的无机...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘远，李峰，王广利，张辉，熊明华，徐大勇，曾昕，
申请(专利权)人：淮北师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34