一種酸化土壤改良的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種酸化土壤的改良方法。本發(fā)明通過在堿性農(nóng)業(yè)廢棄物中土壤動物和微生物來改良酸性土壤，是一種物理、化學(xué)、生物聯(lián)合的土壤復(fù)合修復(fù)技術(shù)。本發(fā)明利用農(nóng)閑田堆制茶葉廢棄物、牛糞、草木灰等堿性農(nóng)業(yè)廢棄物，原料來源廣泛，成本低廉，無毒無害，能避免化學(xué)修復(fù)劑對土壤造成的二次傷害問題。堆置場地選擇作物行間、果園林下、冬閑田等農(nóng)閑田，使農(nóng)業(yè)廢棄物得到有效處理，又避免了傳統(tǒng)堆肥大量占用地面空間的弊端，并可實(shí)現(xiàn)邊修復(fù)邊生產(chǎn)。添加蚯蚓加快了農(nóng)業(yè)廢棄物腐熟速度，緩解了傳統(tǒng)堆肥堆置時間較長的問題，土壤生物多樣性的提高還可有效提高土壤生態(tài)系統(tǒng)自身的活力，增強(qiáng)土壤自身抗酸能力，有利于土壤生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。
【專利說明】一種酸化土壤改良的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種土壤酸化改良的生物、物理、化學(xué)聯(lián)合修復(fù)方法，屬于土壤質(zhì)量改良【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]我國長江以南廣泛分布著大面積酸性土壤，主要集中在浙江、江西、湖南、廣東、廣西、云南和貴州等南方省份，總面積約為2億hm2，其中很大一部分土壤pH值小于5.0，甚至更低。隨著社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展，我國酸性土壤面積和土壤酸化程度還有進(jìn)一步增加的趨勢。土壤酸化已成為影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而影響社會經(jīng)濟(jì)的一個重要因素，酸化土壤的改良越來越受到關(guān)注。運(yùn)用石灰或石灰石粉是傳統(tǒng)的改良方法，該方法能明顯降低土壤的酸度，但大量或長期施用石灰不但會引起土壤板結(jié)而形成“石灰板結(jié)田”，而且會引起土壤鈣、鉀、鎂3種元素的平衡失調(diào)，使酸化程度加強(qiáng)而導(dǎo)致減產(chǎn)。施用石灰還可能引起酸性土壤鎂與鋁水化氧化物的共沉淀，降低土壤溶液中的Mg2+的活度及其植物有效性。
[0003]近十幾年來，人們將許多化學(xué)改良劑比如白云石、磷石膏、粉煤灰、磷礦粉、堿渣和工業(yè)廢棄物等應(yīng)用到酸性土壤改良中。這些物質(zhì)本身具有較強(qiáng)的堿性，能中和土壤的酸性物質(zhì)，且廉價、便捷，但由于是工業(yè)副產(chǎn)品，其中大多含有一定量有毒重金屬，如磷石膏中含有少量的Pb、Cd、Hg、As、Cr，粉煤灰中也含有少量的Pb、Cd、As、Cr等，重金屬的濾出造成了土壤、水體與生物污染，長期施用會導(dǎo)致污染環(huán)境的風(fēng)險增加。
[0004]采用不含有害物質(zhì)農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物改良酸性土壤可最大限度地降低或減少改良劑帶來的潛在危害，同時成本低廉，原料來源豐富，不會對環(huán)境造成危害。如牛糞、茶葉廢棄物等堿性有機(jī)物料本身具有較高PH值，對酸性土壤的改良具有良好效果。草木灰也可在土壤中產(chǎn)生石灰效應(yīng)，使土壤的pH值大幅度升高。
[0005]土壤生物種群的豐富也有利于改良酸性土壤。如種植綠肥會增加鋁在土壤固相表面的吸附，綠肥分解產(chǎn)生的有機(jī)陰離子與土壤表面羥基的配位交換反應(yīng)將OH-釋放至土壤溶液中，可以中和土壤酸度，降低土壤鋁的活性。另外，植物物料含有一定量的灰化堿，可在短期內(nèi)直接中和土壤酸度。在一定條件下，豆科類植物物料比非豆科類植物物料的改良效果更佳。而土壤中蚯蚓、土壤微生物等土壤生物數(shù)量的增加將進(jìn)一步增強(qiáng)土壤活力和自身抵抗力，經(jīng)蚯蚓消化后的有機(jī)質(zhì)顆粒渺小，表面面積比消化前提高100倍以上，讓土壤與空氣更充分接觸，緩解土壤板結(jié)問題。蚯蚓活動產(chǎn)生的蚯蚓糞可提高土壤通透性、保水性、保肥力，增進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，利于微生物的繁殖和增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.場地選擇:選擇農(nóng)閑田，如柑橘樹下、玉米行間、冬閑田等。
[0007]2.堆料配置:堆料主要由以下原料組成，按各組分的質(zhì)量百分比分別為:茶葉廢棄物35-45%，牛糞30-40%，草木灰10_20%，豆科作物秸桿10_20%，蛭石1_2%，鈣鎂磷肥1-2%。各種原料混合均勻而成。[0008]3.堆置方法:堆置前先夯實(shí)地面，鋪上一層豆科植物秸桿，或套種豆科作物后刈割地上部鋪平。根據(jù)農(nóng)田地勢堆上混合料，作物行間宜堆高50cm左右，果園林下、冬閑田可堆高IOOcm左右，堆頂再覆蓋一層豆科植物秸桿遮光，以減少水分蒸發(fā)和氨的揮發(fā)損失。堆置約5天左右，翻搗一次，根據(jù)堆肥的干濕程度適量加水，堆置15天左右，再加水翻搗一次。
[0009]4.蚯蚓接種:堆肥20天后接種蚯蚓，蚯蚓放養(yǎng)密度50-100條/平方米左右，頂層添加覆蓋豆科作物秸桿以更好地避光。
[0010]5.堆置過程養(yǎng)護(hù):視天氣溫度定期澆水保濕，保持濕度50-80%。夏季可采用塑料管插入堆料中，形成通氣孔，將溫度控制在3030°C以內(nèi)，以免高溫?zé)莉球尽?br> [0011]6.堆置產(chǎn)物的應(yīng)用:堆置2個月左右后，由于蚯蚓腐解牛糞等有機(jī)物產(chǎn)生蚯蚓糞，混合物組成為蚯蚓糞與茶葉廢棄物、牛糞、草木灰等，翻攪混勻。挖溝，將堆置產(chǎn)物作為有機(jī)肥施入田間。
[0012]本發(fā)明優(yōu)勢與特色:
[0013]1.利用作物行間、冬閑田、果園林下等農(nóng)閑田，避免傳統(tǒng)有機(jī)物料堆肥占用大量空間堆放的弊端，并可對酸性土壤開展邊修復(fù)邊生產(chǎn)。
[0014]2.主要原料采用茶葉廢棄物、牛糞、草木灰等堿性有機(jī)廢棄物，來源廣泛，成本低廉，無毒無害，使農(nóng)業(yè)廢棄物得到有效處理，又避免了化學(xué)修復(fù)劑對土壤的二次傷害。
[0015]3.修復(fù)過程中添加蚯蚓，增加了土壤微生物多樣性，也使土壤吸收營養(yǎng)和儲存營養(yǎng)的能力加強(qiáng)，土壤自身抗酸能力提高。并加快了有機(jī)物腐熟的速度，節(jié)省了堆置時間。
[0016]4.堆置的副產(chǎn)物蚯蚓糞團(tuán)粒結(jié)構(gòu)優(yōu)良，富含有機(jī)質(zhì)及多種微量元素，可增進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，提高土壤通透性、保水性、保肥力，有利于土壤微生物的繁殖和增加，提高土壤自身活力，使土壤質(zhì)量的改良得到可持續(xù)發(fā)展。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1:
[0018]水稻田土壤酸化改良，具體步驟如下:
[0019]1.場地選擇:如湘北雙季稻冬閑田。
[0020]2.堆料組分:堆料成分為:茶渣35%，牛糞35%，草木灰8%，紫云英秸桿20%，蛭石1%，鈣鎂磷肥1%。各種原料混合均勻而成。
[0021]3.堆置:于10月初晚稻收割前套種紫云英，晚稻收獲后，選擇地面較濕潤但不積水時，堆積茶渣、牛糞、草木灰等，組成混合料，宜堆高80cm左右，劉割部分紫云英秸桿后在堆頂再覆蓋一層以遮光，以減少水分蒸發(fā)和氨的揮發(fā)損失。堆置約5天左右，翻搗一次，根據(jù)堆肥的干濕程度適量加水，堆置15天左右，再加水翻搗一次。
[0022]4.蚯蚓接種:堆肥20天后接種蚯蚓，蚯蚓放養(yǎng)密度100條/平方米左右，蚯蚓品種選擇太平二號，頂層添加覆蓋紫云英秸桿避光。
[0023]5.堆置過程養(yǎng)護(hù):定期澆水保濕，保持濕度50-80%。冬季氣溫較低，可增加塑料膜覆蓋保溫。
[0024]6.早稻田灌水前I個月(3月初)，將茶渣、蚯蚓糞、蚯蚓、牛糞等混合而成的堆置產(chǎn)物翻攪混勻，施入稻田作為底肥。
[0025]附表為實(shí)施該方案3年后土壤質(zhì)量改良效果，可見該方法能有效提高水稻土 pH，提1? 土壤有機(jī)質(zhì)含量，提1?微生物活性。
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種土壤酸化改良方法，其特征在于包括如下步驟: (I)利用農(nóng)閑田(如柑橘園樹下空地，幼齡茶園行間、玉米田行間、水稻冬閑田等)在田間原位堆放； (2 )堆料成分為茶葉廢棄物35-45%，牛糞35-45%，草木灰10_20%，豆科作物秸桿10-20%,蛭石1-2%，鈣鎂磷肥1-2%，各組分質(zhì)量比之和為100%，混合物pH在9.0-10.0 ； (3)堆置:將混合物堆放高30-100cm左右，堆頂再覆蓋一層秸桿以遮光，；堆置5_10天左右，翻搗一次，適量加水，再堆置15-25天左右，再加水翻搗一次； (4)蚯蚓接種:堆置22-28天后接種蚯蚓，蚯蚓放養(yǎng)密度50-100條/平方米，頂層添加覆蓋稻桿避光； (5)堆置過程養(yǎng)護(hù):定期澆水保濕，保持濕度70-90%;堆置過程中可添加部分秸桿；夏季高溫期間可采用塑料管插入堆料中，形成通氣孔，使溫度控制在30°C以內(nèi)，以免高溫?zé)莉球荆? (6)堆置80-100天左右后，將堆置產(chǎn)物翻攪混勻，挖溝將混合物作為肥料施入田中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的茶葉廢棄物包括黑茶、綠茶和紅茶加工過程中產(chǎn)生的廢棄物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的秸桿為豆科作物秸桿，選自大豆、紫云英或花生的地上部秸桿。
【文檔編號】B09C1/00GK103611722SQ201310616698
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】徐華勤, 沈程文, 王 華, 譚淑端, 楊知建 申請人:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)