首页 / 专利库 / 农用化学品和农药 / 营养元素 / 农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法

农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法

阅读:109发布:2021-06-16

专利汇可以提供农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种农业废弃物作为酸性 土壤 改良剂 的筛选和利用方法,步骤为:根据单一农业废弃物的C/N值,对多种单一农业废弃物进行组合,获取C/N值在设定范围的多种单一农业废弃物或混合农业废弃物;设定酸性土壤的pH改良/提高目标,针对不同 土壤特性 的酸性土壤进行室内培养试验,得到每类土壤所对应的最佳农业废弃物、最佳农业废弃物的最佳施用量以及最佳农业废弃物的最佳施用时间;再根据田间试验进行修正,得到最佳农业废弃物的最终施用量和最终施用时间。优点为:可指导农民高效利用农业废弃物资源进行酸性 土壤改良 ,提高土壤pH,同时,补充 农作物 生长发育所需的部分 营养元素 ,从而确保酸性土壤改良效果。,下面是农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法专利的具体信息内容。

1.一种农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:收集并制备得到多种单一农业废弃物;
步骤2:对于制备得到的每种所述单一农业废弃物,测定所述单一农业废弃物的基本理化性质;其中,所述农业废弃物的基本理化性质包括质子消耗容量和C/N值;
步骤3:根据所述单一农业废弃物的C/N值,对多种单一农业废弃物进行组合,获取C/N值在设定范围的多种单一农业废弃物或混合农业废弃物;
步骤4:对于步骤3选取的每种农业废弃物,设定酸性土壤的pH改良/提高目标,针对不同土壤特性的酸性土壤进行室内培养试验,具体为:
步骤4.1:采集多类不同土壤特性的土壤,测定土壤的基本理化性质;其中,所述土壤的基本理化性质包括:土壤质地、土壤pH和土壤潜性酸度;
将土壤质地和土壤pH相同或属于设定范围的土壤作为同一类土壤特性的土壤;
步骤4.2:对于步骤3所选取的每种农业废弃物,根据设定的酸性土壤的pH改良/提高目标,依据下式,计算其对于步骤4.1得到的每类土壤的初步施用量:
3
农业废弃物初步施用量≈(土壤潜性酸度/质子消耗容量)*系数;系数值为10~
2
10;其中,农业废弃物初步施用量单位为g/kg土壤;质子消耗容量的测定方法:将1g农业废弃物溶于15ml中,用0.1mol/LH2SO4滴定至pH5.0,此时所消耗的酸量为质子消耗容量;
步骤4.3:对于步骤3确定的每种农业废弃物,按照步骤4.2计算得到的初步施用量,施加到每类土壤中,分别进行室内培养,并记录得到土壤pH随着培养时间的变化趋势图,通过分析变化趋势图,一方面,确定与每类土壤对应的最佳农业废弃物;另一方面,对最佳农业废弃物对该类土壤的初步施用量进行修正,得到最佳农业废弃物对该类土壤的最佳施用量;再一方面,得到最佳农业废弃物的最佳施用时间;
由此得到每类土壤所对应的最佳农业废弃物、最佳农业废弃物的最佳施用量以及最佳农业废弃物的最佳施用时间;
步骤5:田间判断待改良土壤的土壤类别;
步骤6:根据待改良土壤的土壤类别,获得通过室内培养试验得到的最佳农业废弃物、最佳农业废弃物的最佳施用量以及最佳农业废弃物的最佳施用时间;
根据待改良土壤所在位置的外界环境条件,比对外界环境条件和室内培养实验时的室内培养条件,对室内培养试验确定的最佳农业废弃物的最佳施用量和最佳施用时间进行进一步施正,得到最佳农业废弃物的最终施用量和最终施用时间。
2.根据权利要求1所述的农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法,其特征在于,步骤2中,所述农业废弃物的基本理化性质还包括农业废弃物养分含量,包括:氮、磷、、钠、、镁和/或灰化
在步骤6之后,当农业废弃物施用到被改良的土壤后,在施用化肥时,减少施用与农业废弃物所包含的养分含量和养分类别对应的化肥。
3.根据权利要求1所述的农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法,其特征在于,步骤3中,根据农业废弃物的C/N值而选取农业废弃物的原则为:
农业废弃物的C/N值决定了其施入土壤后土壤中矿化作用或硝化作用的强弱;其中,+
矿化作用产生的NH4具有质子截留作用,可导致土壤pH的提高;硝化作用会释放质子,降低土壤pH;
具体的,由于C/N值低的农业废弃物施入土壤后,土壤pH前期上升较快,后期下降也较快;而C/N值高的农业废弃物施入土壤后,土壤pH前期上升较慢,后期变化不明显;因此,根据不同种类农业废弃物的C/N值,再结合需改良土壤上种植作物的生育期长度,最终选取农业废弃物。
4.根据权利要求1所述的农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法,其特征在于,步骤4.3中,所选取的特定农业废弃物对特定类土壤的室内培养方法,具体为:
(1)样品制备:
试验样:称取150g特定类土壤,过2mm筛后放入到塑料杯中,加入对应量的特定农业废弃物后充分混匀;
对照样:称取150g特定类土壤,过2mm筛后放入到塑料杯中,作为对照样;
(2)培养方案:
对于试验样和对照样,均采用相同的培养方法,即:
(1)用去离子水将土壤含水量调节至土壤田间持水量的70%,塑料杯用塑料保鲜薄膜封口,并在保鲜薄膜中间留一小孔,以便气体交换并防止水分损失过大;(2)然后,将塑料杯置于25度恒温条件下培养,每隔3天称重一次并补充水分,以保持土壤含水量恒定;(3)培养实验共持续60天,在培养过程中,不定期取土壤测定pH值;
由此得到土壤pH随着培养时间的变化趋势图。
5.根据权利要求4所述的农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法,其特征在于,步骤4.3中,所述最佳农业废弃物的最佳施用时间,通过以下方法确定:
最佳农业废弃物在最佳施用量条件下对特定土壤进行室内培养,得到变化趋势图,分析该变化趋势图,土壤pH稳定的时间,即为最佳农业废弃物的最佳施用时间。
6.根据权利要求1所述的农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法,其特征在于,步骤5中,田间判断待改良土壤的土壤类别,其中,所述土壤类别包括土壤质地和土壤pH;
田间判断待改良土壤的土壤质地,方法为:
在田间取少量土,加水搓成直径为1厘米的土球;加水量以既使土能搓成土球,又不使土球粘手成泥状为宜;
如果不能成球或勉强能成球,但一触即碎,则为沙壤土;
如果可成球,轻压即碎,则为沙土;
如果可成球,压扁时边缘裂缝多而大,则为轻壤土;
如果可成球,压扁时边缘有裂缝,则为中壤土;
如果可成球,压扁时边缘有小裂缝,则为重壤土;
如果可成球,压扁后边缘无裂缝,则为粘土;
田间判断待改良土壤的土壤pH,方法为:
酸性土壤pH的识别方法:利用pH试纸判断;具体方法为:取样土一份,放入碗底,然后加入蒸馏水或冷开水2.5份,搅拌1分钟,待其静止澄清后,将一段试纸浸入清液中,试纸即变色,最后,与试纸的标准对比,获取pH值;其中,pH<4.5极强酸性,pH4.5-5.5强酸性,pH5.5-6.0酸性,pH6.0-6.5弱酸性,pH6.5-7.0中性。
7.根据权利要求1所述的农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法,其特征在于,步骤6中,所述待改良土壤所在位置的外界环境条件,包括地形和气候
(1)采用地形对室内培养试验确定的最佳农业废弃物的最佳施用量进行修正,具体为:
在陡坡地,最佳农业废弃物的最终施用量为室内培养试验相同土壤条件下最佳施用量的120—140%;
在坡地,最佳农业废弃物的最终施用量为室内培养试验相同土壤条件下最佳施用量的
100—120%;
在平地,最佳农业废弃物的最终施用量等同于室内培养试验相同土壤条件下的最佳施用量;
(2)采用气候对室内培养试验确定的最佳农业废弃物的最佳施用量进行修正,具体为:
在干旱地区,最佳农业废弃物的最终施用量为室内培养试验相同土壤条件下最佳施用量的80—100%;
在多雨地区,最佳农业废弃物的最终施用量为室内培养试验相同土壤条件下最佳施用量的120—140%;
(3)采用气候对室内培养试验确定的最佳农业废弃物的最佳施用时间进行修正,具体为:
若田间温度和持水量高于室内培养条件,缩短最佳农业废弃物的最佳施用时间。

说明书全文

农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法

技术领域

[0001] 本发明属于土壤改良与环境保护技术领域,具体涉及一种农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法。

背景技术

[0002] 在自然界中,酸性土壤占全球没有覆盖土壤的30%。人类各种不合理生产活动可加速土壤的酸化,从20世纪80年代早期开始至今,中国几乎所有类型土壤的pH都下降了0.13-0.80(陈绍荣等,2013)。尤其在热带地区,雨热同季,终年均可进行农业生产,人类生产活动对土壤生态系统的干扰更大,土壤加剧酸化的潜在险更大。因此,延缓和修复土壤酸化是热区农业可持续发展中亟待解决的问题之一。
[0003] 农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质。热带地区可终年进行农业生产,以至终年均有大量农业废弃物产生。以海南为例,海南植物纤维性废弃物年产不少于1000万吨,主要包括粮食作物秸秆、冬季瓜菜茎杆、香蕉茎杆、甘蔗叶、苷蔗渣、菠萝叶、林产品加工下脚料、蔬菜加工下脚料、果加工下脚料等(李志刚等,2009)。
[0004] 由于农业废弃物中包含丰富的金属和碱土金属和镁,其与水作用可形成强碱或中强碱,从而被土壤胶体或多孔隙结构的生物吸附,而余下的氢根离子则可中和土壤中的氢离子,从而降低土壤酸度。因此,近年来,有不少利用农业废弃物作为酸性土壤改良剂的报道。
[0005] 例如,公开号CNI01565622A的发明专利,直接粉碎植物秸秆,然后添加双氰胺抑制有机物的转化;公开号CN101691489A的发明专利,将植物秸秆制作为生物炭进行酸性土壤的改良。同时,有报道表明,在一些土壤上,某些农业废弃物的利用不但不能提高土壤pH,反而使土壤pH呈下降趋势,例如,黄棕壤加入紫英处理会降低土壤的pH(王宁等,2009)。
[0006] 因此,在不同土壤条件下,如何科学合理的选用适合的农业废弃物,以及,如何确定农业废弃物的施用量和施用时间等,从而达到既提高酸性土壤pH,改良土壤,同时又增产的效果,具有重要意义。

发明内容

[0007] 针对现有技术存在的缺陷,本发明提供一种农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法,可有效解决上述问题。
[0008] 本发明采用的技术方案如下:
[0009] 本发明提供一种农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法,包括以下步骤:
[0010] 步骤1:收集并制备得到多种单一农业废弃物;
[0011] 步骤2:对于制备得到的每种所述单一农业废弃物,测定所述单一农业废弃物的基本理化性质;其中,所述农业废弃物的基本理化性质包括质子消耗容量和C/N值;
[0012] 步骤3:根据所述单一农业废弃物的C/N值,对多种单一农业废弃物进行组合,获取C/N值在设定范围的多种单一农业废弃物或混合农业废弃物;
[0013] 步骤4:对于步骤3选取的每种农业废弃物,设定酸性土壤的pH改良/提高目标,针对不同土壤特性的酸性土壤进行室内培养试验,具体为:
[0014] 步骤4.1:采集多类不同土壤特性的土壤,测定土壤的基本理化性质;其中,所述土壤的基本理化性质包括:土壤质地、土壤pH和土壤潜性酸度;
[0015] 将土壤质地和土壤pH相同或属于设定范围的土壤作为同一类土壤特性的土壤;
[0016] 步骤4.2:对于步骤3所选取的每种农业废弃物,根据设定的酸性土壤的pH改良/提高目标,依据下式,计算其对于步骤4.1得到的每类土壤的初步施用量:
[0017] 农业废弃物初步施用量(g/kg土壤)≈(土壤潜性酸度/质子消耗容量)*系数;3 2
系数值为10~10 ;
[0018] 步骤4.3:对于步骤3确定的每种农业废弃物,按照步骤4.2计算得到的初步施用量,施加到每类土壤中,分别进行室内培养,并记录得到土壤pH随着培养时间的变化趋势图,通过分析变化趋势图,一方面,确定与每类土壤对应的最佳农业废弃物;另一方面,对最佳农业废弃物对该类土壤的初步施用量进行修正,得到最佳农业废弃物对该类土壤的最佳施用量;再一方面,得到最佳农业废弃物的最佳施用时间;
[0019] 由此得到每类土壤所对应的最佳农业废弃物、最佳农业废弃物的最佳施用量以及最佳农业废弃物的最佳施用时间;
[0020] 步骤5:田间判断待改良土壤的土壤类别;
[0021] 步骤6:根据待改良土壤的土壤类别,获得通过室内培养试验得到的最佳农业废弃物、最佳农业废弃物的最佳施用量以及最佳农业废弃物的最佳施用时间;
[0022] 根据待改良土壤所在位置的外界环境条件,比对外界环境条件和室内培养实验时的室内培养条件,对室内培养试验确定的最佳农业废弃物的最佳施用量和最佳施用时间进行进一步施正,得到最佳农业废弃物的最终施用量和最终施用时间。
[0023] 优选的,步骤2中,所述农业废弃物的基本理化性质还包括农业废弃物养分含量,包括:氮、磷、钾、钠、钙、镁和/或灰化碱;
[0024] 在步骤6之后,当农业废弃物施用到被改良的土壤后,在施用化肥时,减少施用与农业废弃物所包含的养分含量和养分类别对应的化肥。
[0025] 优选的,步骤3中,根据农业废弃物的C/N值而选取农业废弃物的原则为:
[0026] 农业废弃物的C/N值决定了其施入土壤后土壤中矿化作用或硝化作用的强弱;其+中,矿化作用产生的NH4具有质子截留作用,可导致土壤pH的提高;硝化作用会释放质子,降低土壤pH;
[0027] 具体的,由于C/N值低的农业废弃物施入土壤后,土壤pH前期上升较快,后期下降也较快;而C/N值高的农业废弃物施入土壤后,土壤pH前期上升较慢,后期变化不明显;因此,根据不同种类农业废弃物的C/N值,再结合需改良土壤上种植作物的生育期长度,最终选取农业废弃物。
[0028] 优选的,步骤4.3中,所选取的特定农业废弃物对特定类土壤的室内培养方法,具体为:
[0029] (1)样品制备:
[0030] 试验样:称取150g特定类土壤,过2mm筛后放入到塑料杯中,加入对应量的特定农业废弃物后充分混匀;
[0031] 对照样:称取150g特定类土壤,过2mm筛后放入到塑料杯中,作为对照样;
[0032] (2)培养方案:
[0033] 对于试验样和对照样,均采用相同的培养方法,即:
[0034] (1)用去离子水将土壤含水量调节至土壤田间持水量的70%,塑料杯用塑料保鲜薄膜封口,并在保鲜薄膜中间留一小孔,以便气体交换并防止水分损失过大;(2)然后,将塑料杯置于25度恒温条件下培养,每隔3天称重一次并补充水分,以保持土壤含水量恒定;(3)培养实验共持续60天,在培养过程中,不定期取土壤测定pH值;
[0035] 由此得到土壤pH随着培养时间的变化趋势图。
[0036] 优选的,步骤4.3中,所述最佳农业废弃物的最佳施用时间,通过以下方法确定:
[0037] 最佳农业废弃物在最佳施用量条件下对特定土壤进行室内培养,得到变化趋势图,分析该变化趋势图,土壤pH稳定的时间,即为最佳农业废弃物的最佳施用时间。
[0038] 优选的,步骤5中,田间判断待改良土壤的土壤类别,其中,所述土壤类别包括土壤质地和土壤pH;
[0039] 田间判断待改良土壤的土壤质地,方法为:
[0040] 在田间取少量土,加水搓成直径为1厘米的土球;加水量以既使土能搓成土球,又不使土球粘手成泥状为宜;
[0041] 如果不能成球或勉强能成球,但一触即碎,则为沙壤土;
[0042] 如果可成球,轻压即碎,则为沙土;
[0043] 如果可成球,压扁时边缘裂缝多而大,则为轻壤土;
[0044] 如果可成球,压扁时边缘有裂缝,则为中壤土;
[0045] 如果可成球,压扁时边缘有小裂缝,则为重壤土;
[0046] 如果可成球,压扁后边缘无裂缝,则为粘土;
[0047] 田间判断待改良土壤的土壤pH,方法为:
[0048] 酸性土壤pH的识别方法:利用pH试纸判断;具体方法为:取样土一份,放入碗底,然后加入蒸馏水或冷开水2.5份,搅拌1分钟,待其静止澄清后,将一段试纸浸入清液中,试纸即变色,最后,与试纸的标准对比,获取pH值;其中,pH<4.5极强酸性,pH4.5-5.5强酸性,pH5.5-6.0酸性,pH6.0-6.5弱酸性,pH6.5-7.0中性。
[0049] 优选的,步骤6中,所述待改良土壤所在位置的外界环境条件,包括地形和气候
[0050] (1)采用地形对室内培养试验确定的最佳农业废弃物的最佳施用量进行修正,具体为:
[0051] 在陡坡地,最佳农业废弃物的最终施用量为室内培养试验相同土壤条件下最佳施用量的120—140%;
[0052] 在坡地,最佳农业废弃物的最终施用量为室内培养试验相同土壤条件下最佳施用量的100—120%;
[0053] 在平地,最佳农业废弃物的最终施用量等同于室内培养试验相同土壤条件下的最佳施用量;
[0054] (2)采用气候对室内培养试验确定的最佳农业废弃物的最佳施用量进行修正,具体为:
[0055] 在干旱地区,最佳农业废弃物的最终施用量为室内培养试验相同土壤条件下最佳施用量的80—100%;
[0056] 在多雨地区,最佳农业废弃物的最终施用量为室内培养试验相同土壤条件下最佳施用量的120—140%。
[0057] (3)采用气候对室内培养试验确定的最佳农业废弃物的最佳施用时间进行修正,具体为:
[0058] 若田间温度和持水量高于室内培养条件,缩短最佳农业废弃物的最佳施用时间。
[0059] 本发明提供的农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法,具有以下优点:
[0060] 1、通过本方法,可指导农民高效利用农业废弃物资源进行酸性土壤改良,提高土壤pH,同时,补充农作物生长发育所需的部分营养元素,从而确保酸性土壤改良效果;
[0061] 2、本方法操作简单、任何农技服务中心的技术人员可依据此方法指导,根据当地的作物、土壤条件获取当地农业废弃物还田利用方案,从而指导农户秸秆还田;
[0062] 3、通过本方法的指导,可避免农业废弃物不合理焚烧还田中造成的环境污染,还避免农业废弃物简单粉碎还田中土壤改良效果的不稳定及农作物的减产。附图说明
[0063] 图1为本发明试验例1提供的土壤pH随着培养时间的变化趋势图。

具体实施方式

[0064] 以下结合附图对本发明进行详细说明:
[0065] 本发明针对当前农业废弃物改良酸性土壤存在施用量和施用方法等方面均缺乏科学的判断依据,盲目施用导致土壤改良效果参差不齐,同时,农作物产量甚至下降的现状,提供一种在农业废弃物利用于改良土壤前,首先判断其改良效果的简便方法,用于提升农业废弃物改良酸性土壤的效果,从而提高酸性土壤的综合生产能
[0066] 具体的,农业废弃物,元素组成包括炭、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、钠等,其来源于土壤,归还于土壤必然可避免土壤中营养元素的亏缺,但农作物生长中,农业收获物也移走大量营养元素,同时,各种营养元素移走的比例同农业废弃物中各营养元素比例不完全一样,因此,农业废弃物简单施入土壤,会造成土壤中营养元素间的不平衡、打破土壤多种微生物间的动态平衡。因此,需判定农业废弃物特性,采取合理的方式还田农业废弃物。
[0067] 因此,本发明提供一种农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法,包括以下步骤:
[0068] 步骤1:收集并制备得到多种单一农业废弃物;
[0069] 步骤2:对于制备得到的每种所述单一农业废弃物,测定所述单一农业废弃物的基本理化性质;其中,所述农业废弃物的基本理化性质包括质子消耗容量和C/N值;
[0070] 当然,本步骤中,也可以测定农业废弃物养分含量,包括:氮、磷、钾、钠、钙、镁和/或灰化碱;测定农业废弃物养分含量的目的为:在步骤6之后,当农业废弃物施用到被改良的土壤后,在施用化肥时,减少施用与农业废弃物所包含的养分含量和养分类别对应的化肥。
[0071] 其中,农业废弃物中氮、磷、钾、钠、钙、镁和/或灰化碱的测定方法,参照鲁如坤主编《土壤农业化学分析方法》;质子消耗容量的测定参照Wang MTF等(1988)的测定方法。质子消耗容量的测定方法:将1g农业废弃物溶于15ml水中,用0.1mol/LH2SO4滴定至pH5.0,此时所消耗的酸量为质子消耗容量。
[0072] 步骤3:根据所述单一农业废弃物的C/N值,对多种单一农业废弃物进行组合,获取C/N值在设定范围的多种单一农业废弃物或混合农业废弃物;
[0073] 本步骤中,根据农业废弃物的C/N值而选取农业废弃物的原则为:
[0074] 农业废弃物的C/N值决定了其施入土壤后土壤中矿化作用或硝化作用的强弱;其+中,矿化作用产生的NH4具有质子截留作用,可导致土壤pH的提高;硝化作用会释放质子,降低土壤pH;
[0075] 具体的,根据农业废弃物中C/N值,判定其加入土壤后对酸性土壤的改良效果是否稳定,由于C/N值低的农业废弃物施入土壤后,土壤pH前期上升较快,后期下降也较快;而C/N值高的农业废弃物施入土壤后,土壤pH前期上升较慢,后期变化不明显;因此,根据不同种类农业废弃物的C/N值,再结合需改良土壤上种植作物的生育期长度,最终选取农业废弃物。
[0076] 因此,本步骤最终选取的农业废弃物,可指一种或多种农业废弃物粉末按不同比例混合的产物、也可是多种农业废弃物制作为生物质炭后的混合产物、也可以为农业废弃物粉末与农业废弃物制作的生物质炭按不同比例混合后的产物。
[0077] 步骤4:对于步骤3选取的每种农业废弃物,设定酸性土壤的pH改良/提高目标,针对不同土壤特性的酸性土壤进行室内培养试验,进行室内培养实验的目的为:农业废弃物施入土壤后,对酸化土壤的改良效果和其具有的质子消耗容量密切相关,但是,土壤中的矿化作用和硝化作用、土壤胶体的吸附能力等都密切影响农业废弃物对酸化土壤的改良效果。通过农业废弃物的室内培养试验,可判定土壤条件在农业废弃物改良酸性土壤中对土壤改良效果的影响。
[0078] 具体为:
[0079] 步骤4.1:采集多类不同土壤特性的土壤,测定土壤的基本理化性质;其中,所述土壤的基本理化性质包括:土壤质地、土壤pH和土壤潜性酸度;
[0080] 将土壤质地和土壤pH相同或属于设定范围的土壤作为同一类土壤特性的土壤;
[0081] 步骤4.2:对于步骤3所选取的每种农业废弃物,根据设定的酸性土壤的pH改良/提高目标,依据下式,计算其对于步骤4.1得到的每类土壤的初步施用量:
[0082] 农业废弃物初步施用量(g/kg土壤)≈(土壤潜性酸度/质子消耗容量)*系数;3 2
系数值为10~10 ;
[0083] 此处,系数值的取值,可反应出土壤目标pH值与当前pH值差,例如,如果土壤目标+ +pH值与当前pH值差1,则相当于提高土壤H浓度10倍,而土壤潜性酸度是土壤H 浓度的
3 4 2 3
10-10倍,所以,潜性酸度提高10倍,就得到系数10 -10。
[0084] 注:土壤总酸度=活性酸度+潜性酸度。通常,土壤潜性酸度比活性酸度大得多,二者的比例,在砂土中约为1000,在有机质丰富的粘土中则可高达5-10个数量级,通常相+ +差3-4个数量级;土壤活性酸度即土壤pH,pH=-lg[H],[H]单位为mol/L。潜性酸是指+ 3+ +
土壤胶体上吸附的H、Al 所引起的酸度,它们只有转移到土壤溶液中,形成溶液中的H 时,才会显示酸性,故称为潜性酸。通常用1000g烘干土中氢离子的厘摩尔数来表示。
[0085] 系数值由土壤质地、土壤有机质含量等决定。土壤粘重、有机质含量高的土壤多施,反之,少施。
[0086] 步骤4.3:对于步骤3确定的每种农业废弃物,按照步骤4.2计算得到的初步施用量,施加到每类土壤中,分别进行室内培养,并记录得到土壤pH随着培养时间的变化趋势图,通过分析变化趋势图,一方面,确定与每类土壤对应的最佳农业废弃物;另一方面,对最佳农业废弃物对该类土壤的初步施用量进行修正,得到最佳农业废弃物对该类土壤的最佳施用量;再一方面,得到最佳农业废弃物的最佳施用时间;
[0087] 由此得到每类土壤所对应的最佳农业废弃物、最佳农业废弃物的最佳施用量以及最佳农业废弃物的最佳施用时间;
[0088] 具体的,所选取的特定农业废弃物对特定类土壤的室内培养方法,具体为:
[0089] (1)样品制备:
[0090] 试验样:称取150g特定类土壤,过2mm筛后放入到塑料杯中,加入对应量的特定农业废弃物后充分混匀;
[0091] 对照样:称取150g特定类土壤,过2mm筛后放入到塑料杯中,作为对照样;
[0092] (2)培养方案:
[0093] 对于试验样和对照样,均采用相同的培养方法,即:
[0094] (1)用去离子水将土壤含水量调节至土壤田间持水量的70%,塑料杯用塑料保鲜薄膜封口,并在保鲜薄膜中间留一小孔,以便气体交换并防止水分损失过大;(2)然后,将塑料杯置于25度恒温条件下培养,每隔3天称重一次并补充水分,以保持土壤含水量恒定;(3)培养实验共持续60天,在培养过程中,不定期取土壤测定pH值;
[0095] 由此得到土壤pH随着培养时间的变化趋势图。
[0096] 最佳农业废弃物的最佳施用时间,通过以下方法确定:
[0097] 最佳农业废弃物在最佳施用量条件下对特定土壤进行室内培养,得到变化趋势图,分析该变化趋势图,土壤pH稳定的时间,即为最佳农业废弃物的最佳施用时间。
[0098] 步骤5:农业废弃物改良酸性土壤中,在其施入大田中,还受到当地气候条件、地形地貌条件的影响,因此,施用量需在室内培养试验的基础上作适当调整。
[0099] 田间判断待改良土壤的土壤类别;其中,所述土壤类别包括土壤质地和土壤pH;
[0100] 本发明给出一种田间判断土壤质地的简单方法,从而方便农民操作:
[0101] 在田间取少量土,加水搓成直径为1厘米的土球;加水量以既使土能搓成土球,又不使土球粘手成泥状为宜;
[0102] 如果不能成球或勉强能成球,但一触即碎,则为沙壤土;
[0103] 如果可成球,轻压即碎,则为沙土;
[0104] 如果可成球,压扁时边缘裂缝多而大,则为轻壤土;
[0105] 如果可成球,压扁时边缘有裂缝,则为中壤土;
[0106] 如果可成球,压扁时边缘有小裂缝,则为重壤土;
[0107] 如果可成球,压扁后边缘无裂缝,则为粘土;
[0108] 本发明还给出一种田间判断土壤pH的简单方法,从而方便农民操作:
[0109] 酸性土壤pH的识别方法:利用pH试纸判断;具体方法为:取样土一份,放入碗底,然后加入蒸馏水或冷开水2.5份,搅拌1分钟,待其静止澄清后,将一段试纸浸入清液中,试纸即变色,最后,与试纸的标准对比,获取pH值;其中,pH<4.5极强酸性,pH4.5-5.5强酸性,pH5.5-6.0酸性,pH6.0-6.5弱酸性,pH6.5-7.0中性。
[0110] 步骤6:根据待改良土壤的土壤类别,获得通过室内培养试验得到的最佳农业废弃物、最佳农业废弃物的最佳施用量以及最佳农业废弃物的最佳施用时间;
[0111] 根据待改良土壤所在位置的外界环境条件,比对外界环境条件和室内培养实验时的室内培养条件,对室内培养试验确定的最佳农业废弃物的最佳施用量和最佳施用时间进行进一步施正,得到最佳农业废弃物的最终施用量和最终施用时间。
[0112] 具体的,待改良土壤所在位置的外界环境条件,包括地形和气候;对室内培养试验确定的最佳农业废弃物的最佳施用量和最佳施用时间进行进一步施正,具体方法为:
[0113] (1)采用地形对室内培养试验确定的最佳农业废弃物的最佳施用量进行修正,具体为:
[0114] 在陡坡地,最佳农业废弃物的最终施用量为室内培养试验相同土壤条件下最佳施用量的120—140%;
[0115] 在坡地,最佳农业废弃物的最终施用量为室内培养试验相同土壤条件下最佳施用量的100—120%;
[0116] 在平地,最佳农业废弃物的最终施用量等同于室内培养试验相同土壤条件下的最佳施用量;
[0117] (2)采用气候对室内培养试验确定的最佳农业废弃物的最佳施用量进行修正,具体为:
[0118] 在干旱地区,最佳农业废弃物的最终施用量为室内培养试验相同土壤条件下最佳施用量的80—100%;
[0119] 在多雨地区,最佳农业废弃物的最终施用量为室内培养试验相同土壤条件下最佳施用量的120—140%。
[0120] (3)采用气候对室内培养试验确定的最佳农业废弃物的最佳施用时间进行修正,具体为:
[0121] 若田间温度和持水量高于室内培养条件,缩短最佳农业废弃物的最佳施用时间。
[0122] 本发明的主要优点在于:
[0123] 1、通过本方法,可指导农民高效利用农业废弃物资源进行酸性土壤改良,提高土壤pH,同时,补充农作物生长发育所需的部分营养元素,从而确保酸性土壤改良效果;
[0124] 2、本方法操作简单、任何农技服务中心的技术人员可依据此方法指导,根据当地的作物、土壤条件获取当地农业废弃物还田利用方案,从而指导农户秸秆还田;
[0125] 3、通过本方法的指导,可避免农业废弃物不合理焚烧还田中造成的环境污染,还避免农业废弃物简单粉碎还田中土壤改良效果的不稳定及农作物的减产。
[0126] 实施例1
[0127] 海南省儋州市蓝洋农场某橡胶园酸性砖红壤,质地较粘,其土壤基本理化性质为pH4.75、交换性酸总量3.53cmol/kg、阳离子交换量5.87cmol/kg、有机质18.37g/kg、全氮、0.70g/kg、水解氮120.25mg/kg、全磷0.40g/kg、全钾0.93g/kg。
[0128] (1)收集并制备得到椰糠、甘蔗渣、香蕉茎秆、橡胶木渣四种单一农业废弃物,其基本理化性质见表1。
[0129] 表1单一农业废弃物基本性质
[0130]
[0131]
[0132] (2)甘蔗渣、橡胶木渣的C/N比显著大于椰糠、香蕉茎秆,根据四种农业废弃物的C/N比差异,对单一农业废弃物两两等量混合,获取椰糠+甘蔗渣、椰糠+橡胶木渣、香蕉茎秆+甘蔗渣、香蕉茎秆+橡胶木渣、椰糠+甘蔗渣五种农业废弃物组合和单一农业废弃物椰糠,农业废弃物C/N范围设定为50-150。
[0133] (3)设定酸性土壤pH提高到6.75,则计算得到1kg土壤上农业废弃物的施用量(g)为:椰糠1.76-17.65、椰糠+甘蔗渣2.35-23.55、椰糠+橡胶木渣1.41-14.12、香蕉茎秆+甘蔗渣0.64-6.42、香蕉茎秆+橡胶木渣0.54-5.43、椰糠+香蕉茎秆1.06-10.59[0134] (4)对于以上五种组合农业废弃物进行室内培养试验,得到土壤pH随着培养时间的变化趋势图,见图1。
[0135] 图1表明,在该土壤类型上,六种农业废弃物对土壤pH的提升效果为:香蕉茎秆+橡胶木渣>香蕉茎秆+甘蔗渣>椰糠+香蕉茎秆>椰糠+橡胶木渣>椰糠+甘蔗渣>椰糠,且前三种农业废弃物组合在土壤培养试验中用量还明显少于后两种农业废弃物。后两种农业废弃物组合用于酸性土壤改良还需提高用量0.5-1倍。培养试验中,46-70天各种农业废弃物组合的pH较稳定,因此,其最佳施用时间为作物种植前46-70天。
[0136] 然后,根据待改良土壤所在位置的外界环境条件,包括地形和气候;对室内培养试验确定的最佳农业废弃物的最佳施用量和最佳施用时间进行进一步施正,得到最佳农业废弃物的最终施用量和最终施用时间。按照最佳农业废弃物的最终施用量和最终施用时间进行实际施用后,经证实,可对酸性土壤进行有效改良,提高土壤pH,同时,补充农作物生长发育所需的部分营养元素,从而确保了酸性土壤改良效果。
[0137] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈