[发明专利]一种提升土壤持水性能并降低CO2

说明书

本发明提供了一种提升土壤持水性能并降低COsubgt;2/subgt;排放的方法，将不热解原材料M1和热解原材料M2搭配特定的灌溉技术配套使用，实现土壤持水性能的提升和COsubgt;2/subgt;排放的下降，为水土流失防治和农田碳减排提供了新手段。

技术领域

本发明属于农业技术领域，具体涉及一种提升土壤持水性能并降低CO₂排放的灌溉技术及配套方法。

背景技术

近年来，在人为因素（土地利用不当、过度开垦、过度放牧）和自然因素（降雨侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀）的作用下，土壤结构破坏明显，导致土壤持水性能下降，水土流失加剧。另一方面，近40年来碳排放量激增，温室效应持续加强，全球平均气温不断攀升，自然灾害更为频繁且更具破坏性，大量研究表明，人类活动尤其是农业活动是驱动碳排放增加的重要因子，灌溉、施肥、土地扰动均会引起土壤CO₂排放量的变化。因此，提升土壤持水性能、降低土壤CO₂排放是目前农业生产中亟待解决的关键问题。

土壤持水方面，前人研究证明了长期施用有机肥能改善土壤团粒结构、提升土壤持水性能，但将提高土壤CO₂排放量。因此，在碳达峰碳中和背景下，有机肥提升土壤持水性能的生态效应需要进行综合评估。充分发挥无机材料的特性，用胶结、吸附、络合、鳌合等物理化学方法促进土壤大颗粒形成、提高土壤孔隙度、增加土壤持水量是减排背景下提升土壤持水能力的新思路。

土壤碳排放方面，已有研究表明，将不同有机原材料通过混合、热解形成生物质材料，添加进土壤中可有效降低土壤CO₂排放。在亚热带毛竹林中添加5 t/hm²的生物质原材料，CO₂排放量降低19.9%；酸性茶园土中加入生物质原材料土壤CO₂排放量降低7.2-9.3%，降低幅度达到显著水平。然而，由于生物质材料的制备方法、种类、条件不一，也有研究发现生物质材料施进土壤后CO₂排放未显著减少甚至有所增加，因此如何通过材料、工艺的开发稳定生物质材料特性使其达到减排效果，是需要解决的问题。另一方面，灌溉也是影响农田CO₂排放的重要因素，前人研究发现大量抽取深层地下水灌溉农田的做法令中国每年产生3300万吨二氧化碳，相当于整个新西兰的排放量。不合理的灌溉方法如大水漫灌会明显增加CO₂排放，沟灌比喷灌、滴灌等节水灌溉方式增加了CO₂排放，并且CO₂释放量与灌水量呈显著正相关。因此开发新节水灌溉技术或创制新灌溉制度是碳减排的路径之一。

本发明通过自主研发灌溉技术及配套方法，实现土壤持水性能的提升和CO₂排放的下降，为水土流失防治和农田碳减排提供了新手段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提升土壤持水性能并降低CO₂排放的灌溉技术及配套方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种提升土壤持水性能并降低CO₂排放的灌溉技术及配套方法，包括如下步骤：

（1）不热解原材料制备：将80-100份腐殖质（史丹利（STANLEY），型号SDL-YJYYT），10-20份生石灰混合均匀，控制原材料含水率50wt%-65wt%，施入3-5份有效微生物菌液（君德（JUNDE），EM008），夏季26℃以上堆积30-45天，形成材料M1；

（2）热解原材料制备：将15-25份玉米秸秆、20-30份银耳菌渣、10-20份木屑、10-20份森林落叶、15-25份沼渣混合均匀后平铺，铺设高度4-6 cm，将配置好的硝酸铁溶液（控制物料和硝酸铁质量比100:8-20）均匀喷洒在铺设物表面，待彻底干燥后，加入5-15份磷酸钙，混合物拌和均匀后在300、400、500、600℃下逐级热解，每个热解温度热解时间为50-70min，热解后形成有机碳材料M2；