一种在稻田中施用生物炭与木醋酸的方法及其在稻田温室气体减排中的应用技术

本发明专利技术涉及一种在稻田中施用生物炭与木醋酸的方法及其在稻田温室气体减排中的应用，包括如下步骤：在水稻移栽前，向稻田土壤施加生物炭，生物炭与表层稻田土壤充分混合；在水稻移栽前，向稻田土壤施加基肥，所述的基肥由化肥与木醋酸组成；在水稻移栽后，在不同时间分别向稻田土壤施加分蘖肥、穗肥，所述的分蘖肥、穗肥均由化肥与木醋酸组成；施加生物炭的时间早于施加基肥的时间。相对于现有技术，本发明专利技术的有益效果：实现水稻增产，以及稻田温室气体（N

【技术实现步骤摘要】
一种在稻田中施用生物炭与木醋酸的方法及其在稻田温室气体减排中的应用
本专利技术涉及一种在稻田中施用生物炭与木醋酸的方法及其在稻田温室气体减排中的应用。
技术介绍
农田排放温室气体对全球变暖具有较大影响潜力，其中稻田排放的非CO2气体(GHG)排放影响尤为突出。以CH4为例，稻田土壤排放CH4量占全部农业土壤排放的30％左右。估算，中国约有138–154GgN2O排放。因此，减少稻田土壤排放CH4和N2O具有重要意义。生物炭是一种富含碳的土壤添加剂，是在缺氧环境和相对较低的温度下(低于700℃)通过热解生物质制备。可提高土壤质量和肥力，进而达到固碳目的。生物炭的开发和应用(包括以生物炭为肥料)一直是人们研究的热点，目前，生物炭以进行工业化生产，并在环境和和经济方面取得良好效益。木醋酸(WV)是生物炭生产过程的副产物，一般产量约为总生物量的30％。WV含数十种主要的有机物质，其中乙酸含量可达10％。此外，还含有丙酸、甲酸、酚类物质等。WV是从生物质分离出来，具有环境友好性。鉴于WV产量巨大，应用前景良好，其资源利用具有重要意义。目前，有关WV施加水稻应用的报道较少。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术提供一种在稻田中施用生物炭与木醋酸的方法及其在稻田温室气体减排中的应用，其同时实现水稻增产和温室气体减排。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种在稻田中施用生物炭与木醋酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在水稻移栽前，向稻田土壤施加生物炭，生物炭与表层稻田土壤充分混合；2)在水稻移栽前，向稻田土壤施加基肥，所述的基肥由化肥与木醋酸组成；3)在水稻移栽后，在不同时间分别向稻田土壤施加分蘖肥、穗肥，所述的分蘖肥、穗肥均由化肥与木醋酸组成；步骤1)中，表层稻田土壤指的是稻田表面8-10cm厚的稻田土壤，充分混合可通过翻耕实现。步骤1)中施加生物炭的时间早于步骤2)中施加基肥的时间。优选的，所述的生物炭的施用量为6-9tha–1，所述的木醋酸的总施用量5-6tha–1，生物炭与木醋酸的施用比例为1.0-1.8:1。所述的施用比例为质量比。作为进一步的技术方案，步骤2)中，施加基肥、分蘖肥、穗肥时木醋酸的施加比例为(3.5-4.5)：(2.5-3.5)：(2.5-3.5)。所述施加比例为质量比。木醋酸在使用前，先进行无害化处理：过滤(去除固体杂质)，静置陈化(陈化10-30d，减少木醋酸中的活性自由基，让其自行分解消失，减少自由基对作物可能的不利影响，具体过程如下：将经滤网过滤去除固体杂质后的木醋酸置于密封的容器中；容器要避免阳光直接照射，并置于开阔的空间；静置陈化10-30d得到处理后木醋酸)，分装使用。木醋酸分3次施加：对土壤微生物影响更持久；如果一次性施加木醋酸，则降低水稻产量和生长，甚至死苗。具体方案为木醋酸分三次施加，目的是为了控制对土壤环境的不利影响，防止太酸导致土壤酸化，且防止不利于作物生长；前处理减少活性自由基，利于作物生长；木醋液含有大量养分；三次施加可以利于作物吸收利用；一次施加木醋酸则有更多养分损失，还造成氨挥发，氧化亚氮排放增加，且降低水稻产量和生长，甚至死苗。优选的，步骤1)中，生物炭的制备过程为：将水稻秸秆粉末置于马弗炉中，升温速率为4-6℃min-1，温度达到450-500℃后停留8小时(即焙烧8小时)，冷却至室温取出，得到生物炭材料。该生物炭材料是碱性的。BC和WV对土壤pH值具有平衡作用。作为进一步的技术方案，步骤1)中施加生物炭的时间为水稻移栽前3-7d；步骤2)中，施加基肥的时间为水稻移栽前1d。优选的，所述的基肥包括氮肥、钾肥、磷肥、木醋酸，氮肥、钾肥、磷肥、木醋酸的施加量依次为96kgNha–1、96kgha–1、192kgha–1、2tha–1；所述的分蘖肥、穗肥均包括氮肥和木醋酸，分蘖肥、穗肥中氮肥的施加量分别为96kgNha–1、48kgNha–1；分蘖肥、穗肥中木醋酸的施加量分别为1.5tha–1、1.5tha–1。本专利技术的另一个目的是提供在稻田中施用生物炭与木醋酸的方法在稻田土壤温室气体减排中的应用。本专利技术的又一个目的是提供在稻田中施用生物炭与木醋酸的方法在水稻种植、提高水稻产量中的应用。相对于现有技术，本专利技术的有益效果：实现水稻增产，以及稻田温室气体(N2O和CH4)的显著减排。附图说明图1.2016年和2017年WC、BC及其联合应用影响的水稻籽粒产量，柱状图表示3个平行的标准偏差(n＝3)，小写字母代表一年中所处理的显著性差异(P<0.05)；图2.2016年和2017年WC、BC及其联合应用处理一氧化二氮在水稻整个生育期的排放量，柱状图表示3个平行的标准偏差(n＝3)，小写字母代表一年中所处理的显著性差异(P<0.05)；图3.2016年和2017年WC、BC及其联合应用处理CH4在水稻整个生育期的排放量，柱状图表示3个平行的标准偏差(n＝3)，小写字母代表一年中所处理的显著性差异(P<0.05)；图4.2016年和2017年WC、BC及其联合应用处理CH4和N2O对全球增温趋势(GWPt)的影响，柱状图表示3个平行的标准偏差(n＝3).小写字母代表一年中所处理的显著性差异(P<0.05)；图5.2016年和2017年WC、BC及其联合应用处理对GHGI值影响，柱状图表示3个平行的标准偏差(n＝3).小写字母代表一年中所处理的显著性差异(P<0.05)。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的实施方式作更进一步的说明。一种在稻田中施用生物炭与木醋酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在水稻移栽前，向稻田土壤施加生物炭，生物炭与表层稻田土壤充分混合；2)在水稻移栽前，向稻田土壤施加基肥，所述的基肥由化肥与木醋酸组成；3)在水稻移栽后，在不同时间分别向稻田土壤施加分蘖肥、穗肥，所述的分蘖肥、穗肥均由化肥与木醋酸组成；步骤1)中施加生物炭的时间早于步骤2)中施加基肥的时间。步骤1)中，表层稻田土壤指的是稻田表面8-10cm厚的稻田土壤，充分混合可通过翻耕实现。优选的，所述的生物炭的施用量为6-9tha–1，所述的木醋酸的总施用量5-6tha–1，生物炭与木醋酸的施用比例为1.0-1.8:1。作为进一步的技术方案，步骤2)中，施加基肥、分蘖肥、穗肥时木醋酸的施加比例为(3.5-4.5)：(2.5-3.5)：(2.5-3.5)。木醋酸(pH在3.0-6.0之间)在使用前，可先进行无害化处理：过滤(去除固体杂质)，静置陈化(通过木醋酸的前处理，陈化10-30d，减少木醋酸中的活性自由基，让其自行分解消失，减少自由基对作物可能的不利影响，具体过程如下：将经滤网过滤去除固体杂质后的木醋酸置于密封的容器中；容器要避免阳光直接照射，并置于开阔的空间；静置陈化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在稻田中施用生物炭与木醋酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n在水稻移栽前，向稻田土壤施加生物炭，生物炭与表层稻田土壤充分混合；/n在水稻移栽前，向稻田土壤施加基肥，所述的基肥由化肥与木醋酸组成；/n在水稻移栽后，在不同时间分别向稻田土壤施加分蘖肥、穗肥，所述的分蘖肥、穗肥均由化肥与木醋酸组成；/n步骤1）中施加生物炭的时间早于步骤2）中施加基肥的时间。/n

【技术特征摘要】
1.一种在稻田中施用生物炭与木醋酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：
在水稻移栽前，向稻田土壤施加生物炭，生物炭与表层稻田土壤充分混合；
在水稻移栽前，向稻田土壤施加基肥，所述的基肥由化肥与木醋酸组成；
在水稻移栽后，在不同时间分别向稻田土壤施加分蘖肥、穗肥，所述的分蘖肥、穗肥均由化肥与木醋酸组成；
步骤1）中施加生物炭的时间早于步骤2）中施加基肥的时间。


2.根据权利要求1所述的一种在稻田中施用生物炭与木醋酸的方法，其特征在于，所述的生物炭的施用量为6-9tha–1，所述的木醋酸的总施用量5-6tha–1，生物炭与木醋酸的施用比例为1.0-1.8:1。


3.根据权利要求2所述的一种在稻田中施用生物炭与木醋酸的方法，其特征在于，步骤2）中，施加基肥、分蘖肥、穗肥时木醋酸的施加比例为（3.5-4.5）：（2.5-3.5）：（2.5-3.5）。


4.根据权利要求1所述的一种在稻田中施用生物炭与木醋酸的方法，其特征在于，木醋酸在使用前，先进行无害化处理：过滤（去除固体杂质），静置沉淀，陈化（陈化10-30d，减少木醋酸自由基，让其自行分解消失，具体过程如下：将过滤后的木醋酸置于密封容器中；容器避免阳光直射，静置陈化10-30d），分装使用。...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯彦房，薛利红，刘杨，孙海军，杨林章，李德天，
申请(专利权)人：江苏省农业科学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32