一种生物质炭基有机肥堆肥及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种生物质炭基有机肥堆肥及其制备方法和应用，涉及肥料技术领域。按重量份数计，包括以下原料：水稻秸秆生物质炭1‑3份，松木木屑0.5‑1.5份，鲜猪粪6‑8份。本发明专利技术生物质炭基有机肥堆肥可以快速提高土壤有机质含量，提高作物产量，减少CH4和N2O排放，而且还对土壤的物理、化学、生物性质具有良好的调节功能；并可以指导南方旱地红壤的有机肥堆肥的合理施用和旱地红壤温室气体减排措施的制定，具有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质炭基有机肥堆肥及其制备方法和应用
本专利技术涉及肥料
，尤其涉及在有机肥堆肥中添加生物质炭，并利用生物质炭-有机肥堆肥形成含有大量元素的生物质炭基有机肥产品，应用于土壤中。
技术介绍
红壤是我国面积居第三位的土壤类型，主要分布于长江以南的低山丘陵区，南方红壤地区以占全国28%的耕地养活了占全国43%的人口。然而红壤地区高温高湿，土壤矿物风化淋溶强烈、发育完全，导致红壤养分缺乏，土壤肥力下降，不利于作物高产，且旱地红壤养分退化程度相对于水田土壤更严重。提高土壤肥力最直接的方式是相关的N投入，如动物粪便、人工合成肥料和作物残余等。当前我国畜禽养殖总量不断上升，全国每年产生38亿吨畜禽粪便，有效处理率却不到50%，已成为困扰养殖业健康发展的重大瓶颈和影响农村环境的突出问题。因此有机畜禽粪便在土壤上的应用能有效地解决两个问题：废弃物浪费和土壤肥力低。但土壤中添加的动物粪便直接造成大约10%的全球N2O排放；且一部分碳素会降解成CO2、CH4等温室气体排放到大气中，从而加剧温室效应，且碳损失量可高达66.7%。动物粪便的施用到土壤以N2O形式的氮损失和CO2、CH4形式的碳损失对空气质量和气候变化具有全球性和区域性的重要性。作为农田施用的一种替代措施，堆肥是一种被广泛接受的农业有机废弃物循环技术，它能减小直接施用废弃物原料的一些缺点，例如危害植物的毒性，淋失和矿化有机氮的反硝化作用等。虽然有机堆肥施入土壤后对土壤质量的改善起着重要作用，但在堆肥之后的有机肥能通过促进土壤硝化作用和反硝化作用而增加CH4和N2O排放。因此，本领域亟待专利技术一种新的方法以提高有机肥利用效率，快速提高土壤有机质含量，而且还对土壤的物理、化学、生物性质具有良好的调节功能；并可以指导南方旱地红壤的有机肥堆肥的合理施用和旱地红壤温室气体减排措施的制定，具有较明显的理论探索性和应用针对性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种生物质炭基有机肥堆肥及其制备方法和应用，该生物质炭基有机肥堆肥可以快速提高土壤有机质含量，提高作物产量，减少CH4和N2O排放，而且还对土壤的物理、化学、生物性质具有良好的调节功能；并可以指导南方旱地红壤的有机肥堆肥的合理施用和旱地红壤温室气体减排措施的制定，具有较好的应用前景。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种生物质炭基有机肥堆肥，按重量份数计，包括以下原料：水稻秸秆生物质炭1-3份，松木木屑0.5-1.5份，鲜猪粪6-8份。优选的，按重量份数计，包括以下原料：水稻秸秆生物质炭2份，松木木屑1份，鲜猪粪7份。优选的，水稻秸秆生物质炭，通过下述制备方法获得：以水稻秸秆为原料，粉碎后在厌氧裂解炭化炉中，在温度400-500℃下进行处理，即得。进一步优选的，水稻秸秆生物质炭制备中，将水稻秸秆粉碎至3-5cm的碎节。进一步优选的，水稻秸秆生物质炭制备中，在厌氧裂解炭化炉中，处理温度为500℃。进一步优选的，水稻秸秆生物质炭制备中，在厌氧裂解炭化炉中，处理时间为3-4小时。上述生物质炭基有机肥堆肥的制备方法，包括如下步骤：（1）将水稻秸秆生物质炭和松木木屑混合均匀，得到生物质炭木屑混合物；（2）将一部分生物质炭木屑混合物均匀铺在桶底，然后添加一层鲜猪粪，再铺一层生物质炭木屑混合物，依次进行，直到均匀地将所有原料铺入桶内；（3）层层铺好生物质炭木屑混合物和鲜猪粪，并将所有原料充分混合均匀，5kg原料中加入0.8-1.2升水，每天测定堆肥中部的温度，当堆肥的温度跟环境温度相等时，即停止堆肥，得到生物质炭基有机肥堆肥。上述生物质炭基有机肥堆肥的应用：生物质炭基有机肥堆肥用于提高土壤肥力和减少温室气体排放。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）本专利技术生物质炭基有机肥堆肥可以快速提高土壤有机质含量，提高作物产量，减少CH4和N2O排放，而且还对土壤的物理、化学、生物性质具有良好的调节功能；并可以指导南方旱地红壤的有机肥堆肥的合理施用和旱地红壤温室气体减排措施的制定，具有较好的应用前景。（2）本专利技术生物质炭基有机肥堆肥利用率高，施用量小，降低了农作物的生产成本，具有较大的经济效益。（3）有机肥堆肥中添加水稻秸秆生物质炭可以减少C、N损失、增强腐殖化，能显著提高堆肥成品的利用价值。有机肥堆肥中添加水稻秸秆生物质炭达到一定比例后，由于水稻秸秆生物质炭具有巨大的比表面积和表面官能团，能够有效地持留动物粪便中的NH3、NH4+和NO3-。（4）与小麦秸秆炭、玉米秸秆炭等相比，本专利技术采用水稻秸秆获得的生物质炭具有理想的各成分含量，具有如下理化参数：pH值在8.9，有机碳含量437.29g/kg，全氮含5.63g/kg。（5）在水稻秸秆生物质炭制备中，为了保证制备的效果和效率，将水稻秸秆粉碎至3-5cm的碎节。通过大量实验广泛研究了不同的裂解温度对水稻秸秆生物质炭中各成分含量、在土壤中的存留时间和对土壤有机碳组分的影响等多方面的影响，优选温度为400-500℃，更优选温度为500℃。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明；图1为本专利技术实施例1生物质炭基有机肥堆肥和对比例有机肥堆肥作用下土壤N2O排放量的变化曲线图；图2为本专利技术实施例1生物质炭基有机肥堆肥和对比例有机肥堆肥作用下土壤CO2排放量的变化曲线图；图3为本专利技术实施例1生物质炭基有机肥堆肥和对比例有机肥堆肥作用下土壤淀粉酶活性的变化曲线图；图4为本专利技术实施例1生物质炭基有机肥堆肥和对比例有机肥堆肥作用下土壤蔗糖酶活性的变化曲线图；图5为本专利技术实施例1生物质炭基有机肥堆肥和对比例有机肥堆肥作用下土壤脲酶活性的变化曲线图；图6为本专利技术实施例1生物质炭基有机肥堆肥和对比例有机肥堆肥作用下土壤酶累计活性柱状图；图7为本专利技术实施例1生物质炭基有机肥堆肥和对比例有机肥堆肥作用下土壤微生物16S的变化曲线图；图8为本专利技术实施例1生物质炭基有机肥堆肥和对比例有机肥堆肥作用下土壤微生物ITS的变化曲线图；图9为本专利技术实施例1生物质炭基有机肥堆肥和对比例有机肥堆肥作用下土壤微生物AOA的变化曲线图；图10为本专利技术实施例1生物质炭基有机肥堆肥和对比例有机肥堆肥作用下土壤微生物AOB的变化曲线图；图11为本专利技术实施例1生物质炭基有机肥堆肥和对比例有机肥堆肥作用下土壤微生物nirS的变化曲线图；图12为本专利技术实施例1生物质炭基有机肥堆肥和对比例有机肥堆肥作用下土壤微生物nirK的变化曲线图；图中，M代表有机肥堆肥，BM代表生物质炭基有机肥堆肥。具体实施方式堆肥过程中有机肥为猪粪，在当地养猪场收集。实施例1一种生物质炭基有机肥堆肥，按重量份数计，包括以下原料：水稻秸秆生物质炭2份，松木木屑1份，鲜猪粪7份。其中，水稻秸秆生物质炭，通过下述制备方法获得：以水稻秸秆为原料，将水稻秸秆粉碎至3-5cm的碎节，粉碎后在厌氧裂解炭化炉中，在温度500℃下处理3-4小时，得到水稻秸秆生物质炭。上述生物质炭基有机肥堆肥的制备方法，包括如下步骤：（1）将水稻秸秆生物质炭和松木木屑混合均匀，得到生物质炭木屑混合物；（2）将一部分生物质炭木屑混合物均匀铺在桶底，然后添加一层鲜猪粪，再铺一层生物质炭木屑混合物，依次进行，直到均匀地将所有原料铺入桶内；（3）层层铺好生物质炭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质炭基有机肥堆肥，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料：水稻秸秆生物质炭1‑3份，松木木屑0.5‑1.5份，鲜猪粪6‑8份。

【技术特征摘要】
1.一种生物质炭基有机肥堆肥，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料：水稻秸秆生物质炭1-3份，松木木屑0.5-1.5份，鲜猪粪6-8份。2.根据权利要求1所述的一种生物质炭基有机肥堆肥，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料：水稻秸秆生物质炭2份，松木木屑1份，鲜猪粪7份。3.根据权利要求1所述的一种生物质炭基有机肥堆肥，其特征在于：所述水稻秸秆生物质炭，通过下述制备方法获得：以水稻秸秆为原料，粉碎后在厌氧裂解炭化炉中，在温度400-500℃下进行处理，即得。4.根据权利要求3所述的一种生物质炭基有机肥堆肥，其特征在于：水稻秸秆生物质炭制备中，将水稻秸秆粉碎至3-5cm的碎节。5.根据权利要求3所述的一种生物质炭基有机肥堆肥，其特征在于：水稻秸秆生物质炭制备中，在厌氧裂解炭化炉中，处理温度为500℃。6.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁颖红，刘贵军，周际海，张哲，樊后保，
申请(专利权)人：南昌工程学院，
类型：发明
国别省市：江西,36