生活污泥快速熟化滩涂土壤的方法
【专利摘要】本发明涉及生活污泥快速熟化滩涂土壤的方法。本发明将符合农用标准的生活污泥进行处理，作为有机肥源，将处理后的生活污泥施于滩涂土壤中，形成原始肥力，循环种植绿肥植物，然后直接还田，腐解，形成土壤腐殖质，滩涂土壤逐步熟化。本发明克服了增施商品有机肥所带来的成本太高，且无法使滩涂土壤有机质不断自积累的缺陷。本发明将生活污泥，其有机质及养分含量高、粘性强，作为滩涂土壤改良的“原始肥力驱动剂”，使原本几乎没有肥力的滩涂土壤具备生长绿肥植物的原始肥力，从而可以激发滩涂绿肥植物地上部生物量的积累，经原地还田腐解，再次种植绿肥植物，如此循环，可迅速提升滩涂土壤有机质的循环式自积累过程。
【专利说明】生活污泥快速熟化滩涂土壤的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及沿海新围垦滩涂土壤快速改良【技术领域】，特别涉及生活污泥快速熟化滩涂土壤的方法。
【背景技术】
[0002]在本发明作出之前，滩涂开发并作为耕地存在着脱盐与土壤养分培育二大难题。自然条件下，滩涂围垦后，亦可逐步转变为耕地，但其通常需要20-30年的时间。由于我国淡水资源的限制，利用淡水快速洗盐及种稻降盐实施大面积滩涂土壤改良均不现实。对于土壤养分问题，目前的做法是增施商品有机肥。但这种方法成本太高，及效率不高，且无法使滩涂土壤有机质不断自积累。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就在于克服上述缺陷，研制一种生活污泥快速熟化滩涂土壤的方法。
[0004]本发明的技术方案是:
[0005]生活污泥快速熟化滩涂土壤的方法，其主要技术特征在于步骤如下:
[0006](I)将符合农用标准的生活污泥进行处理，作为有机肥源；
[0007](2)将处理后的生活污泥施于滩涂土壤中，形成原始肥力；
[0008](3)循环种植绿肥植物，然后直接还田，腐解，形成土壤腐殖质；
[0009](4)滩涂土壤逐步熟化。
[0010]所述步骤(I)中，在生活污泥中添加其干基质量I %的生石灰进行无害化处理。
[0011]所述步骤(3)中循环种植黑麦草、田箐。
[0012]所述按照五季循环种植黑麦草、田箐，即
[0013]a)第一季种植黑麦草，在第一年10-11月，适时播种，第二年5月收获、铡碎、还田；
[0014]b)第二季种植田箐，在第二年6月，适时播种，当年9月收获、铡碎、还田；
[0015]c)第三季种植黑麦草，在第二年10-11月，适时播种，第三年5月收获、铡碎、还田；
[0016]d)第四季种植田箐，在第三年6月，适时播种，当年9月收获、铡碎、还田；
[0017]e)第五季种植黑麦草，在第三年10-11月，适时播种，第四年5月收获、铡碎、还田。
[0018]本发明的优点和效果在于将生活污泥，其有机质及养分含量高、粘性强，作为滩涂土壤改良的廉价优质“原始肥力驱动剂”，通过一次性施用符合农用标准的生活污泥，使原本几乎没有肥力的滩涂土壤具备生长绿肥植物的原始肥力，从而可以激发滩涂绿肥植物地上部生物量的积累，经原地还田腐解，再次种植绿肥植物，如此循环，可迅速提升滩涂土壤有机质的循环式自积累过程，从而实现低投入下滩涂土壤的快速改良，为增加我国农业耕地后备资源提供保证。
[0019]本发明的其他具体优点和效果将在下面继续说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1--本发明流程不意图。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示:
[0022]1.污泥选择
[0023]将符合农用标准的生活污泥进行处理，作为有机肥源。
[0024]所述生活污泥的质量须符合建设部颁布的《城镇污水处理厂污泥处置-土地改良用泥质》(GB/T 24600-2009)国家标准。新鲜生活污泥，可添加其干基质量I %的生石灰进行无害化处理。将处理好的生活污泥以干基10吨/亩施用于滩涂土壤，利用旋耕机将污泥与O?20cm耕层土壤拌勾。
[0025]2.施用滩涂土壤
[0026]将处理后的生活污泥施于滩涂土壤中，形成原始肥力。
[0027]3.绿肥植物
[0028]种植绿肥植物，然后还田，腐解，形成肥料。
[0029]在这个过程中，按照五季进行:
[0030]3-1.第一季种植黑麦草
[0031]第一年10-11月，适时播种，第二年5月收获、铡碎、还田；
[0032]3-2.第二季种植田箐
[0033]第二年6月，适时播种，当年9月收获、铡碎、还田；
[0034]3-3.第三季种植黑麦草
[0035]第二年10-11月，适时播种，第三年5月收获、铡碎、还田；
[0036]3-4.第四季种植田箐
[0037]第三年6月，适时播种，当年9月收获、铡碎、还田；
[0038]3-5.第五季种植黑麦草
[0039]第三年10-11月，适时播种，第四年5月收获、铡碎、还田。
[0040]如此循环后滩涂土壤逐步熟化，从而达到提高有机质含量，改善土壤结构，降低盐分含量和提升土壤肥力。
[0041]田间管理
[0042](I)播种密度:改良初期，滩涂土壤肥力有限，绿肥播种密度易小；随改良进程的推进，逐步适当提高播种密度。如种植农作物玉米。
[0043](2)还田技术:为迅速提升滩涂土壤有机质的循环式自积累，需通过对每季绿肥作物进行相应处理再进行还田。主要措施包括，当绿肥作物成熟时，将绿肥地上部砸碎后还田，并利用旋耕机将绿肥与O?20cm耕层土壤拌勾。
[0044]无其他特殊田间管理措施。
[0045]本发明将生活污泥作为“原始肥力驱动剂”已在滩涂上开展了五季绿肥连续种植还田(黑麦草、田菁、黑麦草、玉米、黑麦草)的田间试验。结果证实，生活污泥除本身增加了土壤有机质外，作为“原始肥力驱动剂”，还可通过促进绿肥植物地上部生物量的持续累积，最终通过还田方式加速土壤有机质的自积累。如第一季绿肥(黑麦草)还田前，未施用生活污泥的对照土壤有机质含量为3.84g kg—1，亩施10吨污泥的处理为13.85g kg—1;但在第四季绿肥(玉米)还田前，前者有机质含量为5.45g kg_\而后者已达29.78g kg'可见生活污泥作为“原始肥力驱动剂”导致的土壤有机质自积累的效果十分明显。
[0046]在应用生活污泥作为“原始肥力驱动剂”改良滩涂土壤的过程中，由污泥及绿肥造成的土壤有机质的大量积累可能对土壤理化性状包括有机质、pH、盐分、CEC、氧化还原电位等进行改变，它们也许会影响滩涂土壤重金属的形态变化，进而影响重金属的环境安全性。
[0047]本发明开展了大量不同污泥施用量的研宄工作。结果表明，干基污泥用量在150吨/公顷的条件下，施用符合国家农用标准的生活污泥在一般情况下不会使植物体内的重金属超标。同时试验还发现，施用生活污泥增加了滩涂土壤种植的黑麦草、玉米植株对N1、Cu、Cd、Cr、Zn和Mn的吸收。随污泥施用量的增加，黑麦草、玉米地上部N1、Cu、Cd、Cr和Zn浓度呈逐渐上升趋势，Mn无显著变化；黑麦草、玉米根系CcUCr和Zn浓度呈逐渐上升趋势，N1、Cu和Mn呈先上升后下降趋势。施用生活污泥使得黑麦草、玉米N1、Cu、Cd、Cr、Zn和Mn金属累积量均随污泥施用量的增加呈逐渐上升趋势。相关性分析表明，黑麦草、玉米体内N1、Cu、Cd、Cr、Zn和Mn的累积量与污泥施用量呈显著正相关关系。将符合农用标准的生活污泥作为滩涂土壤的“原始肥力驱动剂”改良滩涂土壤的新技术投入低、速度快、环境友好。
[0048]当生活污泥以“原始肥力驱动剂”施用于滩涂土壤时，使原本几乎没有肥力的滩涂土壤具备生长绿肥植物的原始肥力，然而改良初期，滩涂土壤虽然具备生长绿肥植物的原始肥力，但盐分含量仍然较高，不利于一般作物的生长。因此绿肥植物的选择和种植对滩涂土壤后续有机质循环式自积累过程起着至关重要的作用。
[0049]本发明经过大量试验验证，当污泥以“原始肥力驱动剂”施用于滩涂土壤时，为使首期绿肥作物能够在高盐环境条件下生长，第一季绿肥植物选择耐盐植物黑麦草，第二季绿肥植物为田箐，第三季绿肥植物为黑麦草，第四季绿肥植物为田箐，第五季绿肥植物为黑麦草。经过前五季绿肥植物砸碎，还田，旋耕机混合，腐解后，滩涂土壤盐分显著降低，土壤肥力稳步提升。第六季便可种植玉米作物，以此模式实施，可达到滩涂土壤有机质的循环式自积累目的。
[0050]本发明有效的解决了滩涂土壤低投入、环境安全条件下的快速改良的技术瓶颈:在总金属总量控制的前提下，通过一次性施用符合农用标准的生活污泥作为“原始肥力驱动剂”，使得滩涂土壤具备生长绿肥植物的原始肥力，激发绿肥植物地上部生物量的积累，经原地还田腐解，再次种植绿肥植物，如此循环，可迅速提升滩涂土壤有机质的循环式自积累过程。从而实现低投入、快速度、环境友好的改良滩涂土壤，为增加我国农业耕地后备资源提供保证。
[0051]本发明其他各项指标:(I)滩涂土壤有机质含量显著增加。亩施10吨污泥的处理的滩涂土壤，在第四季绿肥(玉米)还田前，有机质含量已升至29.78g kg—1，比对照增加446.4%。(2)滩涂土壤盐分含量显著降低。亩施10吨污泥的处理，第一季黑麦草收获时，土壤盐分含量已比对照降低了 71.0%。(3)滩涂土壤氮、磷养分显著增加。亩施10吨污泥的土壤全N、全P分别比对照土壤增加495.5%、34.4%。(4)滩涂土壤阳离子交换量(CEC)显著增加。亩施10吨污泥的土壤CEC比对照增加了 22.5%。(5)有效实现了生活污泥的资源化利用。生活污泥是污水处理过程中的废弃物，合理地将生活污泥作为有机肥源利用到滩涂土壤改良中去，解决了生活污泥的处置问题，减少了污泥焚烧带来的C排放，符合国家节能减排的号召，实现了废弃物的资源化利用与营养、能量物质的再循环。
【权利要求】
1.生活污泥快速熟化滩涂土壤的方法，其特征在于步骤如下: (1)将符合农用标准的生活污泥进行处理，作为有机肥源； (2)将处理后的生活污泥施于滩涂土壤中，形成原始肥力； (3)循环种植绿肥植物，然后直接还田，腐解，形成土壤腐殖质； (4)滩涂土壤逐步熟化。
2.根据权利要求1所述的生活污泥快速熟化滩涂土壤的方法，其特征在于步骤(I)中，在符合农用标准的生活污泥中添加其干基质量I%的生石灰进行无害化处理。
3.根据权利要求1所述的生活污泥快速熟化滩涂土壤的方法，其特征在于步骤(3)中循环种植绿肥植物黑麦草、田箐。
4.根据权利要求3所述的生活污泥快速熟化滩涂土壤的方法，其特征在于按照五季循环种植黑麦草、田箐，即 (1)第一季种植黑麦草，在第一年10-11月，适时播种，第二年5月收获、铡碎、还田； (2)第二季种植田箐，在第二年6月，适时播种，当年9月收获、铡碎、还田； (3)第三季种植黑麦草，在第二年10-11月，适时播种，第三年5月收获、铡碎、还田； (4)第四季种植田箐，在第三年6月，适时播种，当年9月收获、铡碎、还田； (5)第五季种植黑麦草，在第三年10-11月，适时播种，第四年5月收获、铡碎、还田。
【文档编号】C05G3/04GK104447126SQ201410781983
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】柏彦超, 左文刚, 黄顾林, 朱晓雯, 陈亚斯, 沈袁玲, 单玉华, 封克 申请人:扬州大学