[发明专利]一种羊粪生物炭及利用其减少稻田土壤胶体磷释放的方法

说明书

本发明提供了一种羊粪生物炭及利用其减少稻田土壤胶体磷释放的方法。羊粪生物的制备方法为：1)将羊粪自然风干，粉碎研磨过筛后在无氧或缺氧的环境下热解制备生物炭；2)将生物炭研磨过筛，得到80‑100目的羊粪生物炭。羊粪生物炭的施加可以改善土壤pH值，增加土壤中有效磷的含量等；而与其他类型的粪源生物炭(如猪粪和牛粪)相比，羊粪生物炭的施加可以显著降低土壤中胶体磷的释放。

技术领域

本发明涉及一种生物炭的施加方法，特别是涉及一种羊粪生物炭及利用其减少稻田土壤胶体磷释放的方法。

背景技术

磷是自然界生物重要的宏观营养元素，同时由于其会导致水生生态系统的富营养化，也是一种限制性营养元素。磷可以和无机胶体如铁铝氧化物或是有机、有机矿物胶体相结合，即胶体磷。胶体磷占土壤溶液中总磷的13％-95％，是磷流失的重要组成部分。胶体广泛存在于自然界的水环境中，研究表明无论是在淡水、海水还是沉积物间隙水中，都存在着大量的胶体物质。胶体具有分子小、比表面积大以及具有丰富的有机官能团等特征，因此易于吸收一些放射性同位素、微量元素和有机化合物至其表面。因此，它对于海洋中元素的表达和运输有很大的作用。此外，在湖泊中反应溶液酸化后，胶体磷会增加钼磷酸反应磷的含量，从而增加磷的浓度。

粪源生物炭是指以动物粪便为原材料，在无氧或者缺氧的条件下，通过相对中低温(≤700℃)缓慢热解得到的材料。将动物粪便热解成粪源生物炭，有很多优点：(1)该过程减少了畜禽粪便原料体积，实现畜禽养殖废弃物的减量化；(2)高温条件杀灭了畜禽粪便中的病原菌，破坏了抗生素的结构等，实现了畜禽养殖废弃物的无害化；(3)热解过程产生了一系列高附加值的生物质能，如生物油、可燃性气体及粪源生物炭，实现了资源化。目前国内外已有很与研究报道了热解技术对粪源生物炭理化性质的影响。当粪源生物炭施入土壤后为土壤提供了养分的来源，同时提高了土壤pH值；通过石灰效应有效地吸附了土壤重金属和有机农药，是一种优质廉价的土壤修复材料。但是粪源生物炭由于其养分含量高，施加到土壤中可能会促进磷素的流失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抑制土壤中胶体磷释放的羊粪生物炭的制备方法，该方法以羊粪为原料，经热解后得到可以抑制土壤中胶体磷释放的羊粪生物炭，以此拓展羊粪资源化利用的途径，同时减少土壤胶体磷的损失，减轻磷素的径流损失。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种羊粪生物炭，它用于减少土壤中胶体磷的释放，其制备方法为：

1)将羊粪自然风干，粉碎研磨过筛后在无氧或缺氧的环境下热解制备生物炭；

2)将生物炭研磨过筛，得到80-100目的羊粪生物炭。

作为优选，步骤1)中粉碎研磨后的羊粪生物炭需过2mm筛。

作为优选，步骤1)中，羊粪在氮气保护下进行热解，羊粪从室温开始以8℃ /min速度升温至400℃，热解2h，然后冷却至室温得到生物炭。

作为优选，粪的热解在可控温的真空管式炉中进行。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述任一方案所述的羊粪生物炭减少稻田土壤胶体磷释放的方法，其做法是：将所述的羊粪生物炭作为土壤改良剂施加到稻田表层土壤中。

作为优选，羊粪生物炭的施用深度为土壤表层0-20cm。

作为优选，羊粪生物炭与稻田表层土壤的混合质量比为2：100。

本发明的另一目的在于提供一种如上述任一方案所述的羊粪生物炭作为土壤改良剂抑制稻田土壤胶体磷释放的用途。

本发明的有益效果：