一种利用凋落物提高土壤有效硅的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用凋落物提高土壤有效硅的方法，涉及土壤改良技术领域，本发明专利技术采用毛竹凋落叶、油茶壳以及油茶凋落叶制成生物质炭，与土壤混合，一方面是由于生物质炭本身的碱性特性。另一方面，生物质炭中含有较多的盐基离子，以碳酸盐形式存在，可有效改良土壤的酸性环境。此外，生物质炭表面含有丰富的含氧官能团，结合铝离子，降低交换性酸的含量。降低交换性酸的含量。

【技术实现步骤摘要】
一种利用凋落物提高土壤有效硅的方法


[0001]本专利技术涉及土壤改良
，具体讲是一种利用凋落物提高土壤有效硅的方法。

技术介绍

[0002]硅作为地壳中的第二大元素，虽不是植物生长发育的必需营养元素，却在植物生长发育过程中必不可少，在调节植株代谢、提升作物的品质与产量方面发挥着重要的作用。农林业施肥和氮沉降使土壤酸化，土壤的酸化导致土壤脱硅富铁铝化过程加剧，土壤中硅元素严重流失。例如，红壤就是在脱硅富铝化作用下发育形成的酸性铁铝土，其有效硅的含量极低。而传统的硅肥主要分为枸溶性和水溶性两种，枸溶性硅肥有效硅含量低，用量大，释放慢，时间长；水溶性硅肥虽硅含量高，用量小，但制备工艺复杂，成本高。因此，需要硅含量较高、成本低廉且可持续利用的硅肥替代品来提高土壤有效硅含量，降低土壤酸化程度。
[0003]我国是林业大国，存在非常多的林业凋落物，如何使其资源化，变废为宝，是我们首要解决的问题。其中存在植硅体含量较为丰富的竹类植物凋落物可提供较为丰富的硅，有潜力作为土壤有效硅来源。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种利用凋落物提高土壤有效硅的方法。
[0005]本专利技术的技术解决方案如下：
[0006]一种利用凋落物提高土壤有效硅的方法，将凋落物制成富硅生物质炭，然后将富硅生物质炭与土壤混合。
[0007]作为本专利技术的优选方案，所述凋落物为竹类植物凋落叶、油茶壳以及油茶凋落叶的一种或多种。
[0008]作为本专利技术的优选方案，所述富硅生物质炭的制备方法为：将凋落物进行无氧高温裂解制得。
[0009]作为本专利技术的优选方案，所述无氧裂解具体为：在无氧环境下从室温以8
‑
12℃/min的升温速率升温至550
‑
600℃，保温1
‑
3h；然后以2
‑
4℃/min的速率降温至室温，静置10
‑
12小时，制得。
[0010]作为本专利技术的优选方案，所述富硅生物质炭的粒度为0.1
‑
10mm。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述土壤为酸性土壤。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述富硅生物质炭与土壤的混合质量比为1
‑
5:100。
[0013]作为本专利技术的优选方案，所述土壤的含水率为土壤最大持水量的50
‑
70％。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术利用凋落物制备成富硅生物质炭，一方面是由于富硅生物质炭本身的碱性特性。另一方面，富硅生物质炭中含有较多的盐基离子，以碳酸盐形式存在，可有效改良土壤的酸性环境。此外，生物质炭表面含有丰富的含氧官能团，结合铝
离子，降低交换性酸的含量。
[0015]再者，硅在植物体内主要以植硅体的形式存在，植硅体的高度可溶性使其在调节土壤有效硅方面发挥着重要的作用，是一种增加土壤有效硅的潜在硅源。以富含植硅体的毛竹叶为生物质经高温热解转化为生物质炭可以提高土壤有效硅的含量，施入土壤可提高土壤固碳潜力，促进“碳中和”。另外，油茶为脱硅土壤主要经济林树种，其副产品油茶壳产量较大，油茶叶输入量较大，有潜力作为土壤改良剂原料。因此，本专利技术提供一种通过添加富硅生物质炭增加土壤有效硅含量又能降低土壤酸化的新途径。
附图说明
[0016]图1为实施例1
‑
3试样对土壤有效硅动态变化图；
[0017]图2为实施例1
‑
3试样对土壤酸性动态变化图。
具体实施方式
[0018]本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。
[0019]需要说明的是，竹类植物存在植硅体较多，制备效果更好。自然界中目前的慈竹、水竹、苦竹、黄竹、毛竹等竹类均可以，毛竹分布面积较大，故优选采用毛竹凋落叶。
[0020]实施例1
[0021]准备好充足的毛竹凋落叶，将其放置在高温炉中无氧裂解，期间向炉中通入氮气以确保无氧环境。
[0022]无氧裂解主要分为三部分完成，首先是升温过程，以10℃/min的升温速率升温至600℃，接着将该温度保持2小时，然后以2℃/min的速度缓慢降低热解温度，静置12小时，待生物质炭完全冷却。将冷却的生物质炭磨成粉末并过2mm筛，制得富硅生物质炭。
[0023]实施例2
[0024]准备好充足的油茶壳，将其放置在高温炉中无氧裂解，期间向炉中通入氮气以确保无氧环境。
[0025]无氧裂解主要分为三部分完成，首先是升温过程，以10℃/min的升温速率升温至600℃，接着将该温度保持2小时，然后以3℃/min的速度缓慢降低热解温度，静置12小时，待生物质炭完全冷却。将冷却的生物质炭磨成粉末并过2mm筛，制得富硅生物质炭。
[0026]实施例3
[0027]准备好充足的油茶凋落叶，将其分别放置在高温炉中无氧裂解，期间向炉中通入氮气以确保无氧环境。
[0028]无氧裂解主要分为三部分完成，首先是升温过程，以10℃/min的升温速率升温至600℃，接着将该温度保持2小时，然后以3℃/min的速度缓慢降低热解温度，静置12小时，待生物质炭完全冷却。将冷却的生物质炭磨成粉末并过2mm筛，制得富硅生物质炭。
[0029]实施例4
[0030]准备好充足的毛竹凋落叶，将其放置在高温炉中无氧裂解，期间向炉中通入氮气以确保无氧环境。
[0031]无氧裂解主要分为三部分完成，首先是升温过程，以10℃/min的升温速率升温至
600℃，接着将该温度保持2小时，然后以3℃/min的速度缓慢降低热解温度，静置12小时，待生物质炭完全冷却。将冷却的生物质炭磨成粉末并过2mm筛，制得富硅生物质炭。
[0032]实施例5
[0033]准备好充足的毛竹凋落叶，将其放置在高温炉中无氧裂解，期间向炉中通入氮气以确保无氧环境。
[0034]无氧裂解主要分为三部分完成，首先是升温过程，以10℃/min的升温速率升温至660℃，接着将该温度保持2小时，然后以4℃/min的速度缓慢降低热解温度，静置12小时，待生物质炭完全冷却。将冷却的生物质炭磨成粉末并过2mm筛，制得富硅生物质炭。
[0035]对实施例1
‑
3制得的富硅生物质炭进行以下试验；
[0036]1.将试验土壤进行风干处理，测定其最大持水量。
[0037]2.称取30g风干土，于250mL培养瓶内，将生物质炭和干土按照3:100的比例进行充分混合，土壤含水量调节至60％最大持水量，分别设置为以下试样：采用(实施例1
‑
3)毛竹凋落叶、油茶壳、油茶凋落叶生物质炭处理的土壤、空白试验土壤测试理化性能(结果见表1)，同时还进行施氮及不施氮的处理模拟氮输入。
[0038]3.将上述试样放入恒温恒湿培养箱培养1个月，培养箱温度维持25℃，湿度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用凋落物提高土壤有效硅的方法，其特征在于，将凋落物制成富硅生物质炭，然后将富硅生物质炭与土壤混合。2.根据权利要求1所述的一种利用凋落物提高土壤有效硅的方法，其特征在于，所述凋落物为竹类植物凋落叶、油茶壳以及油茶凋落叶的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种利用凋落物提高土壤有效硅的方法，其特征在于，所述富硅生物质炭的制备方法为：将凋落物进行无氧高温裂解制得。4.根据权利要求3所述的一种利用凋落物提高土壤有效硅的方法，其特征在于，所述无氧裂解具体为：在无氧环境下，从室温以8
‑
12℃/min的升温速率升温至550
‑
600℃，保温1
‑
3h；然后以2

【专利技术属性】
技术研发人员：张令，王佰慧，高宇，方海富，白健，赖晓琴，
申请(专利权)人：江西农业大学，
类型：发明
国别省市：