一种作物田绿色高效利用水产养殖尾水方法技术

本发明专利技术涉及一种作物田绿色高效利用水产养殖尾水方法，方法步骤为：（1）作物生长季开始前1个月，将生物炭均匀基施入作物田，作物田中生物炭用量为142kg/hm

【技术实现步骤摘要】
一种作物田绿色高效利用水产养殖尾水方法
本专利技术涉及一种作物田绿色高效利用水产养殖尾水方法，属于水产养殖尾水高效资源化利用领域。
技术介绍
由于水产养殖过程中需严格控制水体氨氮含量，以减少对水产动物的伤害，例如淡水鱼(鲢、鳙、鲫、梭)养殖中水体NH4+/NO3-浓度均值比达到1:2左右，“罗氏沼虾”养殖水体NH4+/NO3-浓度均值比则达到1:1左右。但在水产养殖尾水消纳过程中，占比较高的氮素形态-即NO3-进入作物田后，不易被土壤胶体固定，极易随水下渗，因而存在二次环境污染风险。而土壤中，磷元素可移动性相对较差，但随着水产养殖尾水灌溉带入，当其含量达到饱和状态或特定土壤条件下，也易发生淋失现象。因此，如何实现水产养殖尾水消纳过程中氮、磷养分的高效利用，关乎稻田稳产目标的实现及环境二次污染风险的控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种作物田绿色高效利用水产养殖尾水方法。本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案是实现的，一种作物田绿色高效利用水产养殖尾水方法，其特征在于，包括养分截留材料，养分截留材料包括生物炭、无机凝结剂；方法步骤为：(1)作物移栽前1个月，将生物炭均匀施入作物田后，进行旋耕处理后；作物田初次灌溉水产养殖尾水过程中，按照固定稀释比例和用量均匀灌入无机凝结剂水溶液；(2)作物移栽后1个月，将无机凝结剂水溶液再次随水产养殖尾水灌溉过程，均匀施入作物田；(3)作物收获后，进行作物田土壤旋耕操作，将与步骤(2)中相同浓度的无机凝结剂水溶液施入作物田后。所述生物炭的制备过程为：采用粉碎后的椰壳纤维，于500℃高温限氧条件下，热解2h，冷却后10目过筛，再超声清洗10min，100℃烘干至恒重。所述无机凝结剂，其成分包含氧化铁，其中铁元素含量为1.41％，pH为0.2。所述水产养殖尾水，其灌溉用量标准均参考作物不同生育期常规需水标准设置。步骤(1)中，作物田土壤旋耕深度为20cm；生物炭的用量为142kg/hm2，且为一次性施用；无机凝结剂稀释倍数为2万倍，无机凝结剂作物田适宜用量为0.285kg/hm2。步骤(2)中，无机凝结剂稀释倍数均为2万倍；无机凝结剂作物田适宜用量为0.142kg/hm2。步骤(3)中，无机凝结剂稀释倍数均为2万倍；无机凝结剂作物田适宜用量为0.142kg/hm2；土壤旋耕深度为20cm；所述作物田为水稻田，作物为水稻。本专利技术方法先进科学，通过本专利技术，提供了一种作物田绿色高效利用水产养殖尾水方法，具体实施步骤为：(1)作物生长季开始前1个月，将适宜用量范围的生物炭均匀基施入作物田后，稻田土壤进行旋耕处理，稻田初次灌溉水产养殖尾水过程中，按照固定稀释比例和用量均匀灌入无机凝结剂水溶液；(2)作物移栽后1个月，将特定浓度的无机凝结剂水溶液，随水产养殖尾水灌溉过程均匀施入作物田；(3)作物收获后，土壤旋耕操作后，将与(2)中相同浓度的无机凝结剂水溶液施入作物田。其中，步骤(1)中所使用的生物炭，其采用椰壳纤维经粉碎后，500℃高温限氧热解2h，冷却后10目过筛，超声清洗10min，100℃烘干至恒重。步骤(1)中，生物炭作物田中适宜用量为142kg/hm2。步骤(1)中所采用的无机凝结剂主要成分为氧化铁(铁元素含量为1.41％)的酸解液。步骤(1)中无机凝结剂作物田适宜用量为0.258kg/hm2，且一次性施入作物田。步骤(1)中无机凝结剂稀释倍数为2万倍。步骤(2)(3)中无机凝结剂作物田适宜用量均为0.142kg/hm2，且一次性施入作物田。步骤(2)(3)中无机凝结剂稀释倍数均为2万倍。步骤(1)(3)中土壤旋耕深度为20cm。步骤(1)(2)(3)中水产养殖尾水灌溉标准均参考作物不同生育期常规需水标准即可。本专利技术与现有技术相比具有如下优势：1、投入品自身环保无污染。本专利技术所涉及的两种材料，其一为植物源热解制备生物炭，其中重金属等污染物含量极低，其二为氧化铁为主的矿物质酸解液，其在作物田中使用量较低，且使用过程需稀释2万倍，污染风险极低。2、降低资源化利用二次污染风险，实现养分有效截留，节本增效。本专利技术通过生物炭多孔效应，及无机凝结剂(矿物凝聚体)对阴离子的有效络合作用，将作物田土壤中由于水产养殖尾水带入而存在下渗流失风险的NO3-有效固持，降低二次污染风险同时，提升水产养殖尾水中的养分利用效率，降低化肥投入。3、使用简便、成本可控。本专利技术所采用的养分截留材料，其使用过程均伴随着常规作物田中需进行的农事操作；虽然养分截留材料单价较高，但其用量有限，并未大幅增加生产成本；且通过养分有效截留过程，可减少化肥使用比例，控制生产成本。综上，本专利技术属于水产养殖尾水高效资源化利用领域，具体涉及一种可有效控制水产养殖尾水作物田再利用过程发生二次污染风险的材料和其应用方法。本专利技术中，污染风险控制材料之一属于生物炭，其通过椰壳纤维粉碎后500℃高温限氧热解2h，自然冷却过筛、超声清洗烘干而成；污染风险控制材料之二，属于无机凝结剂，其主要原料为氧化铁等；应用方法为：在作物生产季前1个月，基施适宜量的生物炭后，耕层土壤(0-20cm)旋耕；作物田初次灌溉水产养殖尾水过程中，基施适宜浓度无机凝结剂水溶液；作物移栽1个月后，采用适宜浓度无机凝结剂水溶液虽水产养殖尾水灌溉过程，施入作物田；作物收获后，再次采用适宜浓度无机凝结剂灌溉作物田。本专利技术提供的方法可为水产养殖尾水灌溉作物田二次利用过程中，养分通过下渗流失无法被有效利用，进而造成地下水体污染问题提供较好的解决方案，该方法可有效截留水体养分，提升作物田供养能力，有效减少化肥用量，节本增效。具体实施方式图1为实施例1中不同处理土壤全氮含量；图2为实施例1中不同处理土壤速效氮含量；图3为实施例1中不同处理土壤全磷含量；图4为实施例1中不同处理土壤速效磷含量；图5为实施例1中不同处理水稻秸秆全氮含量；图6为实施例1中不同处理秸秆全磷含量；图7为实施例1中不同处理稻米全氮含量；图8为实施例1中不同处理稻米全磷含量；图9为实施例2中不同材料傅里叶红外变换光谱(BC-生物炭；TG-无机凝结剂)；图10为实施例2中收获时稻田养分损失量(CK-空白对照；BC-生物炭；TG-无机凝结剂；BT-两种材料减半并施)；图11为实施例2中收获时稻田土壤养分含量(CK-空白对照；BC-生物炭；TG-无机凝结剂；BT-两种材料减半并施)；图12为实施例2中收获时水稻不同组分总氮含量(CK-空白对照；BC-生物炭；TG-无机凝结剂；BT-两种材料减半并施)；图13为实施例2中收获时水稻不同组分总磷含量(CK-空白对照；BC-生物炭；TG-无机凝结剂；BT-两种材料减半并施)；图14为实施例2中总氮不同土层分布(0～10cm，10～25cm)(CK-空白对照；B本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作物田绿色高效利用水产养殖尾水方法，其特征在于，包括养分截留材料，养分截留材料包括生物炭、无机凝结剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种作物田绿色高效利用水产养殖尾水方法，其特征在于，包括养分截留材料，养分截留材料包括生物炭、无机凝结剂。


2.一种作物田绿色高效利用水产养殖尾水方法，其特征在于，方法步骤为：
（1）作物移栽前1个月，将生物炭均匀施入作物田后，进行旋耕处理后；作物田初次灌溉水产养殖尾水过程中，按照固定稀释比例和用量均匀灌入无机凝结剂水溶液；
（2）作物移栽后1个月，将无机凝结剂水溶液再次随水产养殖尾水灌溉过程，均匀施入作物田；
（3）作物收获后，进行作物田土壤旋耕操作后，将与步骤（2）中相同浓度的无机凝结剂水溶液施入作物田后。


3.根据权利要求2所述的一种作物田绿色高效利用水产养殖尾水方法，其特征在于，所述生物炭的制备过程：采用粉碎后的椰壳纤维，于500℃高温限氧条件下，热解2h，冷却后10目过筛，再超声清洗10min，100℃烘干至恒重。


4.根据权利要求2所述的一种作物田绿色高效利用水产养殖尾水方法，其特征在于，所述无机凝结剂，其主要成分包含氧化铁，铁元素含量为1.41%，pH为0.2。


5.根据权利要求2所述的一种作物田绿色高效利用水产养殖尾水方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐荣，王守红，韩光明，寇祥明，朱凌宇，张家宏，吴雷明，唐鹤军，毕建花，
申请(专利权)人：江苏里下河地区农业科学研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32