一种利用生物质炭为果园蓄水保肥的方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用生物质炭为果园蓄水保肥的方法。该方法是利用农业废弃生物质经亚高温条件下缺氧干馏分解工艺生产的生物质炭作为蓄水保肥材料，将其浸足营养液后埋在果树根系富集区，适时浇灌营养液，起到穴贮肥水、缓慢供应水肥的效果。待果树落叶整园或开春翻土时，将上年度埋入的生物质炭翻出，与覆土及其它肥料混合后用作果园基肥施用：在上年度埋生物质炭的外围另开沟埋入重新浸泡好的生物质炭，如此周而复始，可有效缓解果园的水肥供应紧缺问题，并能有效改善果园的土壤质量，达到了生物质资源的循环利用。
【专利说明】一种利用生物质炭为果园蓄水保肥的方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种利用生物质炭为果园蓄水保肥的实用技术，属于农业废弃物资源循环利用【技术领域】。
【背景技术】
[0003]我国的大部分果园地处丘陵山区，有相当多的果园无灌溉条件，即使有灌溉条件，果区水分利用效率也非常低，因此水是限制果树产量的主要因素之一；另外，丘陵及山地的土层较浅、果树需肥量大，致使果园的养分缺乏问题也颇为严重。搞好果园的水肥补充是果树生长健壮，获得优质高产的关键。
[0004]关于果园水肥综合管理的技术，近年来有些专利文件公开:CN101268729A公开了一种提高果园土壤质量的方法，提出在果园的树盘或穴上覆盖一层牲畜排泄物，投入蚓种，再覆盖一层秸杆或杂草，用在果园养蚯蚓的方法提高果园土壤质量。CN200810139677公开了果园地下穴灌方法，是在果树根系分布层设水肥穴，水肥穴由垫底薄膜、吸水蓄肥材料、滴水管等组成，通过水肥穴将根系“圈养”在“水肥穴”及其周围以提高养分和水分利用率。CN102656987A公开了一种利用沼液补充果园水肥的方法。该方法是利用沼气工程所产生的沼液浸泡生物质炭，并将浸足沼液的生物质炭埋在果树根系富集区，适时浇灌沼液，起到穴贮肥水、缓慢供应水肥的效果。以上技术要么投资较大、要么操作繁琐，并且更难以起到立竿见影的效果。
[0005]生物质炭(bio-char)是由植物生物质在完全或部分缺氧的情况下经热解炭化产生的一类高度芳香化难熔性固态物质，属于广义`概念上黑碳(black carbon)的一种类型。研究表明，生物炭可以有效改变土壤质地、结构、密度、粒径分布等物理特性，从而提高土壤透气性和持水能力。生物炭能通过表面官能团的阳离子交换作用及生物炭的吸附能力，减少土壤中养分的淋失，增强土壤养分的保持能力。同时，生物炭巨大的比表面积和孔隙结构，能为不同的微生物种类和群落的生长提供良好的生存环境，提高微生物数量和活性，从而促进养分的吸收利用，提高了土壤养分吸收有效性和利用有效性。但目前尚无将生物质炭用于果园进行蓄水保肥的相关报道。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用生物质炭为果园蓄水保肥的方法。
[0007]本发明的利用生物质炭为果园蓄水保肥的方法:是利用农业废弃生物质经亚高温条件下缺氧干馏分解工艺生产的生物质炭作为蓄水保肥材料，利用生物炭含碳量丰富、t匕表面积巨大、多孔性等特点，将其埋在果树根系富集区，并适时浇灌营养液，起到穴贮肥水、缓慢供应水肥的效果。
[0008]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下:一种利用生物质炭为果园蓄水保肥的方法，包括步骤如下:
(1)生物质炭处理
选用亚高温条件下缺氧干馏分解工艺生产的生物质炭，用40~60目方孔筛进行筛分，去除细微粉末及杂质，然后用棉纱布包好，每5公斤一包；
(2)营养液浸泡
将步骤(1)预处理好的生物质炭包放入浸泡池中；加入营养液，用滤板将生物质炭包压入营养液内，静置4~6天；使生物质炭蓄足营养液；
(3)果园填埋生物质炭
春季，在果树树冠外围开挖填埋沟，填埋沟的内沿与果树树冠外围齐，填埋沟的沟深30cm~40cm，沟宽30~40cm，将步骤(2)浸足营养液的生物质炭填入填埋沟内，填料高度离沟沿4~8cm，然后在填料上部覆土，踏平与沟沿平齐；挖出的余土分筑于填埋沟上沟沿处，两边沟沿的筑土形成一环形沟槽，便于浇灌营养液或收集水分；
(4)营养液烧灌
当土壤出现干旱，将营养液浇灌到步骤(3)所述的环形沟槽内，营养液用量以注满环形沟槽为宜；营养液浇灌间隔期为20~45天；
(5)生物质炭再利用
冬季果树落叶后进行果园`翻土整地时，填埋沟内的生物质炭已怄制成有机肥料，挖开填埋沟将有机肥料取出，与覆土混匀后做基肥施用，均匀撒布于土壤表层并翻土、整平、保墒；
(6)循环操作
来年春季重新挖一条新填埋沟，填埋沟内沿与树冠外围齐，并按步骤(1)~(5)完成补充水肥的操作。
[0009]根据本发明优选的，步骤(1)生物质炭准备时，要选择含碳量丰富、比表面积巨大、多孔性的生物质炭材料，以保证其具有一定的吸收水肥的潜力。其中优选的生物质炭是玉米芯炭、稻壳炭、花生壳炭、稻杆炭、蘑燕盘炭中的一种或几种。
[0010]根据本发明优选的，步骤(2)中所述营养液为植物生长所必须的大量元素、中量元素、微量元素水溶稀释液或沼液中的一种或几种。
[0011]根据本发明优选的，步骤(3)中的果园填埋生物质炭的时间一般是在农历24节气的惊蛰前后。
[0012]根据本发明优选的，步骤(3)中填埋沟为围绕果树的环状沟。
[0013]根据本发明优选的，步骤(3)中填料上的覆土，覆土厚度以8~IOcm为宜。
[0014]根据本发明步骤(3)中将浸足营养液的生物质炭在果园内填埋时，填埋沟位置选择在树冠外围，利用果树根系的趋肥性和趋水性，促使果树根系伸长和生长。
[0015]根据本发明优选的，浸足营养液的生物质炭埋入土壤后水分会逐渐向周围土壤中迁移，如遇较为干旱的土壤环境，其水分损失较快。为了更好地为果树补充水肥，需要适时利用营养液浇灌。步骤(4)营养液浇灌，一般在填埋完生物质炭25~35天，需要开始第一次营养液浇灌。根据雨水条件调节浇灌时间，较为干旱时间隔25~30天浇灌I次；雨水季节不需要浇灌营养液。营养液浇灌后如果沟槽内覆土出现龟裂需要拍碎覆土，减少水分的直接挥发。[0016]根据本发明优选的，步骤(5)中，填埋沟取出的生物质炭，与覆土混匀后可结合其他肥料一起施用，以减少施肥次数，节省劳动力。其他肥料一般是腐熟好的生物有机肥及市购的复合肥。该肥料施用优选在填埋沟环圈以内的果树周围。
[0017]若干年内，根据果树的生长情况，均可按上述步骤循环进行，以树冠外围作为新填埋沟的内沿。上一年的废填埋沟可在整地时一起整平。
[0018]本发明的利用生物质炭为果园蓄水保肥的方法是一套完整的实用技术，特别适宜在丘陵山区的果园上使用。 [0019]本发明的特点:
1、本发明选用农业废弃生物质经亚高温条件下缺氧干馏分解工艺生产的生物质炭作为蓄水保肥材料，将其泡足水肥后埋入果树的根系周围，并适时使用营养液浇灌。待果树落叶整园或开春翻土时，可将上年度埋入的生物质炭翻出，与其它肥料混合后用作果园底肥施用。在上年度埋沟的外围开沟埋入重新浸泡好的生物质炭，如此周而复始，可有效缓解果园的水肥供应紧缺问题，并能有效改善果园的土壤质量，做到了生物质资源的循环利用。
[0020]2、本发明利用生物炭含碳量丰富、比表面积巨大、多孔性等特点，并结合营养液养分全面、水肥搭配合理的特点，通过土壤埋填的方式为果树根系布设了一个水肥库。由于浸足营养液的生物质炭构建的水肥库与周围土壤在吸水性能方面具有显著差异，因而水分可保持较为长久，从而有利于缓解果树的干旱胁迫。营养液可以根据土壤养分含量状况及植物生长阶段需要进行科学搭配，对于调节土壤平衡、缓解单一作物对土壤营养成分的选择性吸收及单一作物种植导致的土壤理化性状的偏倚、增强土壤肥力也有显著的效果。
[0021]3、该方法材料易得，造价低廉，操作简便，节水抗旱，既减少了地面蒸发和径流，又避免了营养液中水分向土壤深层的渗漏，只需将浸泡好营养液的生物质炭埋设在果树周围后，适时浇灌营养液即可，不需要规范地开穴、铺设薄膜、布设管道、堆怄肥料等复杂劳动。同时本发明利用根系的“趋水性”和“趋肥性”，可促进根系伸长和生长，提高养分和水分的利用率。
【具体实施方式】
[0022]以下通过实施例对本发明作进一步说明，但不仅限于此。
[0023]实施例1:南京市六合区沃富生态农业园桃树种植基地实施例
该种植基地位于六合区竹镇镇送驾村，属于典型的丘陵山区，土壤种类以马肝土、岗黄土、黄白土为主。土壤有机质含量平均为1.3%,全氮平均0.12%,碱解氮平均99ppm,全磷平均0.16%,速效磷6.2PPM,速效钾90PPM，PH值6~7范围。
[0024]为对比效果，将果园划分为两块，一块为对照组，按常规果园管理技术，一块使用本发明的方法处理作为应用组。两组的果树品种相同，种植栽培中其它施肥、浇水等措施严格一致，按照标准方法测定所需要的指标。
[0025](I)选择含碳量丰富、比表面积巨大、多孔性的玉米芯炭作为蓄水保肥材料，以保证其具有一定的吸收水肥的潜力。先将玉米芯炭用40~60目方孔筛进行筛分，去除细微粉末杂质，然后用棉纱布包好，每5公斤一包。
[0026](2)春季(2012年3月)，预处理好的生物质炭包堆放入水泥池内，营养液灌入水泥池，将生物质炭包用木棍制成的篦子压入营养液内，浸泡5日。而后捞出浙水、运至桃园。[0027](3)在桃树果园选择一片共20棵4年生桃树。在每棵桃树树冠外沿划一个围绕桃树的圈，并以此为内沿开挖深40cm、宽40cm的环状填埋沟，将步骤(2)的生物质炭包直接填入填埋沟内，填入高度离沟沿8cm;然后上部覆土.覆土厚度为10cm，轻轻踩踏使其与沟沿齐平；挖沟时挖出的其余土分筑于填埋沟沿上两侧，使其呈沟槽状。
[0028](4)根据当地的降水及土壤墒情选择在5月8日、6月13日浇灌2次营养液。所用营养液是氮磷钾按重量百分比10:6:14的比例添加400倍的沼液配制而成的复合型营养液。将营养液浇入沟槽中，营养液注满秸杆生物质炭上部的沟槽。3~7天时用铁耙将槽内龟裂的土块拍碎荡平。
[0029](5)来年春季(2013年)3月份，翻土整地时，将怄制好的生物质炭从填埋沟内挖出，与腐熟好的生物有机肥10kg，15-15-15的复合肥Ikg混匀后均匀撒在填埋沟环圈以内的桃树周围，翻土整地。
[0030](6)在上年填埋沟的外围重新挖I条填埋沟，以树冠外围作为新填埋沟的内沿，继续按照上述步骤(1)~(5)重新埋填新的生物质炭。
[0031]2013年秋季桃子收获时测定实施区与对照区的产量、土壤质量等指标，表征水肥供应状况的指标适时测定，应用效果如下:
本发明实施组及对照组土壤主要指标变化:与对照组相比，应用本发明后土壤有机质含量提高18.5%，土壤pH值升高了 5.3%，土壤有效磷、速效钾及碱解氮的含量也分别提高了
6.8%、19.2%和28.9%，并且土壤电导率值也提高了 8.7%。可见实施本发明技术有助于果园土壤肥力的保持。
[0032]本发明方法对桃树产量及桃子品质的影响:与对照组相比，应用本发明后桃树的平均单果重提高了 19.3%，尽管桃树平均单株果数下降了 1.1%，其单株产量提高了 16.8%，并且桃子的含糖量升高了 12.6%，可溶性固形物含量提高了 19.4%，桃子的产量和品质都有了明显的提闻。`
【权利要求】
1.一种利用生物质炭为果园蓄水保肥的方法，包括步骤如下: (1)生物质炭处理 选用亚高温条件下缺氧干馏分解工艺生产的生物质炭，用40~60目方孔筛进行筛分，去除细微粉末及杂质，然后用棉纱布包好，每5公斤一包； (2)营养液浸泡 将步骤(1)预处理好的生物质炭包放入浸泡池中；加入营养液，用滤板将生物质炭包压入营养液内，静置4~6天；使生物质炭蓄足营养液； (3)果园填埋生物质炭 春季，在果树树冠外围开挖填埋沟，填埋沟的内沿与果树树冠外围齐，填埋沟的沟深30cm~40cm，沟宽30~40cm，将步骤(2)浸足营养液的生物质炭填入填埋沟内，填料高度离沟沿4~8cm，然后在填料上部覆土，踏平与沟沿平齐；挖出的余土分筑于填埋沟上沟沿处，两边沟沿的筑土形成一环形沟槽，便于浇灌营养液或收集水分； (4)营养液烧灌 当土壤出现干旱，将营养液浇灌到步骤(3)所述的环形沟槽内，营养液用量以注满环形沟槽为宜；营养液浇灌间隔期为20~45天； (5)生物质炭再利用 冬季果树落叶后进行果园翻土整地时，填埋沟内的生物质炭已怄制成有机肥料，挖开填埋沟将有机肥料取出，与覆土混匀后做基肥施用，均匀撒布于土壤表层并翻土、整平、保墒； (6)循环操作 来年春季重新挖一条新填埋沟，填埋沟内沿与树冠外围齐，按步骤(1)~(5)进行。
2.如权利要求1所述的利用 生物质炭为果园蓄水保肥的方法，其特征在于步骤(1)所述生物质炭是玉米芯炭、稻壳炭、花生壳炭、稻杆炭、蘑燕盘炭中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的利用生物质炭为果园蓄水保肥的方法，其特征在于步骤(2)中所述营养液为植物生长所必须的大量元素、中量元素、微量元素水溶稀释液或沼液中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的利用生物质炭为果园蓄水保肥的方法，其特征在于步骤(3)中填埋沟为围绕果树的环状沟。
5.如权利要求1所述的利用生物质炭为果园蓄水保肥的方法，其特征在于步骤(3)中填埋沟填料上的覆土厚度8~10cm。
6.如权利要求1所述的利用生物质炭为果园蓄水保肥的方法，其特征在于步骤(4)营养液浇灌:在填埋完生物质炭25~35天开始第一次营养液浇灌；此后间隔25~30天营养液浇灌1次；雨水季节不需要浇灌营养液。
7.如权利要求1所述的利用生物质炭为果园蓄水保肥的方法，其特征在于步骤(5)中，填埋沟取出的生物质炭与覆土混匀后结合其他肥料一起作为基肥施用；该其他肥料优选为腐熟生物有机肥和市购复合肥。
【文档编号】A01C21/00GK103749064SQ201310748708
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】李辰淼, 李应超, 赵林丹 申请人:上海孚祥生物科技有限公司