一种利用畜禽类粪便改良土壤结构的方法与流程

本发明属于农业领域，具体的是一种对畜禽粪便的资源化利用及其在改良土壤结构上的作用

背景技术：

红壤是我国南方最重要的土地资源，在我国农业及经济社会可持续发展中占有重要地位和作用。红壤类土壤的面积为148万平方公里，占全国土壤总面积的15.4％，红壤的耕地面积占全国耕地面积的36％，而生产出占全国产量1/2-2/3以上的粮食。但由于红壤酸、粘、板、瘦的特点，降水等时空分布的不均匀，以及不合理的开发和利用导致植被破坏严重，出现水土流失、土壤退化等严重问题。土壤侵蚀已经成为制约红壤区经济社会发展的突出问题，因此亟需在该地区深入开展水土保持工作。已有报道指出土壤团聚体稳定性是土壤可蚀性的主控因子，决定土壤抵抗分离和泥沙输移的能力。良好的土壤结构能够增加土壤入渗率、提高饱和导水率，提高土壤孔隙的连通性从而有效减少水土流失。

随着我国农业产业结构的调整，畜禽养殖业逐渐调整为集约化、现代化、标准化发展，现在已经成为我国农牧业的一大支柱产业。与之所对应的，我国每年的畜禽粪便量多达30亿吨以上。但是由于技术和经济的原因，80％以上的畜禽养殖场没有综合利用粪肥设施和污水处理系统，造成了严重的环境污染。未经处理的畜禽粪便任意堆积，带来了一系列的环境问题，如占用和污染农田、水体，产生恶臭和生物污染。这些严重问题背离绿色农业，可持续农业的发展道路，亟需得到重视和有效解决。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种经济、简易的处理畜禽粪便的方法，将畜禽粪便变为农田可用的有机肥料；其施用到土壤中能明显改善土壤结构，促进作物生长，并有效减少土壤侵蚀。

为达到上述目的，本发明一种利用畜禽类粪便制备粪肥的方法，包括以下步骤：

步骤1)搭建用于对畜禽类粪便进行腐熟的腐熟场所，腐熟场所的底部设有防渗薄膜，顶部设有防雨棚，所述防渗薄膜上铺设有秸秆，所述秸秆的铺设厚度范围为3-4cm；

步骤2)将畜禽类粪便与草木灰和熟石灰混合后得到混合物；

步骤3)将步骤2)中得到的混合物堆放到步骤1)中的秸秆上，腐熟预定的时间后得到粪肥。

进一步地，所述步骤2)将畜禽类粪便与草木灰和熟石灰均匀混合得到混合物，其中草木灰的质量百分含量为2％，熟石灰的质量百分含量为2％，畜禽类粪便的质量百分含量为96％。

进一步地，对混合物的腐熟时间范围为1-2个月。

进一步地，所述畜禽类粪便为鸡粪、鸭粪、猪粪、牛粪、羊粪中的一种或几种。

针对上述问题本发明一种利用畜禽类粪便改良土壤结构的方法，包括以下步骤：

利用畜禽类粪便制备粪肥；还包括将粪肥按预定剂量施入农田，然后对施有粪肥的农田进行耕翻处理。

进一步地，制备粪肥具体包括以下步骤：

(1)搭建用于对畜禽类粪便进行腐熟的腐熟场所，腐熟场所的底部设有防渗薄膜，顶部设有防雨棚，所述防渗薄膜上铺设有秸秆，所述秸秆的铺设厚度范围为3-4cm；

(2)将畜禽类粪便与草木灰和熟石灰混合后得到混合物；

(3)将步骤(2)中得到的混合物堆放到步骤(1)中的秸秆上，腐熟预定的时间后得到粪肥。

进一步地，所述步骤(2)将畜禽类粪便与草木灰和熟石灰均匀混合得到混合物，其中草木灰的质量百分含量为2％，熟石灰的质量百分含量为2％，畜禽类粪便的质量百分含量为96％。

进一步地，对混合物的腐熟时间范围为1-2个月。

进一步地，所述粪肥的施入剂量为8.0t ha^-1。。

进一步地，所述畜禽类粪便为鸡粪、鸭粪、猪粪、牛粪、羊粪中的一种或几种。

本发明一种利用畜禽类粪便改良土壤结构的方法，通过对畜禽类粪便进行腐熟处理后得到粪肥，再将粪肥施入到农田使土壤团聚体稳定性增加，土壤的入渗率增加、饱和导水率提高，同时提高了土壤孔隙的连通性，减少水土流失；此外，畜禽类粪便资源化处置解决了粪便任意堆积的问题，减少了污染，有利于绿色农业、可持续农业的发展。

附图说明

图1室内条件下添加猪粪对湿筛团聚体稳定性的影响。

图2野外连续两年施用猪粪对湿筛团聚体稳定性的影响。

图3野外连续两年施用猪粪对土壤侵蚀的影响。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

实施例一

本发明一种利用畜禽类粪便改良土壤结构的方法，包括以下步骤：

采取第四季红粘土发育的耕层红壤，风干，剔除作物根系，过2mm筛，备用。在田间空地搭建有防渗薄膜和防雨棚的简单腐熟场所，底部用3-4cm厚的秸秆铺盖。将猪粪用罐车运到田间空地，按少量多次的原则拌入2％的草木灰和2％的熟石灰，充分拌匀后堆放于简易腐熟场所，完全腐熟2个月。采集一定量处理后的猪粪，烘干，过2mm筛，备用。

在室内条件下将猪粪按2％的质量比添加到土壤中，混合均匀，填充到100cm³的PVC环刀中，并控制水分为田间持水量的60％。环刀于25℃恒温箱中培养，开展为期56d的室内培养试验。同时，设置不添加猪粪的空白处理，每个处理设置4个重复。

在培养的0、3、7、14、28、56d破坏性采样，用Yoder’s的方法测定土壤的湿筛团聚体稳定性(MWD)，用以表征土壤水稳性，即土壤抗水蚀的能力。

如图1所示，与空白相比，猪粪添加后在培养的第14天，湿筛团聚体的稳定性显著增加了0.53个单位。随着培养时间的增加，猪粪对结构的改良效果更加显著。56d的培养周期猪粪处理下的湿筛团聚体稳定性是空白处理下的4.76倍。

实施例二

种植前2个月，提前在田间空地搭建有防渗薄膜和防雨棚的简单腐熟场所，底部用3-4cm厚的秸秆铺盖。然后，将猪粪用罐车运到田间空地，少量多次的原则拌入2％的草木灰和2％的熟石灰，充分拌匀后堆放于简易腐熟场所，完全腐熟2个月。

然后，腐熟后的猪粪以8.0t ha^-1的田间施用量表施于花生侵蚀小区，用钉耙等耕翻，使之与耕层土壤充分接触。平衡2天后，起垄，施肥种植花生。

每个花生种植小区下端挖坑砌池(长×宽×高＝1.5m×1.0m×0.5m)，安装翻斗式径流仪，连接事件计数器(Onset computer corporation)实时监测径流事件。同时，翻斗计下安装孔径300目的滤网收集次降雨事件后的泥沙，烘干，称重，推算针对降雨事件的泥沙流失量。在不同的花生生育期，用铁锹破坏性采样，带回实验室，用Yoder’s的方法测定土壤湿筛团聚体稳定性。

在田间情况下，猪粪施用第一年湿筛团聚体稳定性没有提高。但是，在连续施用的第二年，与空白相比，不同采样时间团聚体稳定性均增加了0.14-0.31mm。增施猪粪提供了作物生长的必须养分，增加了地上部的生长，而且猪粪提供了团聚体的胶结剂，促进了大团聚体的形成，提高了土壤抗水蚀的能力。与空白相比，猪粪处理显著减少了43.5-74.9％的土壤侵蚀，起到了水土保持的目的。

本发明一种利用畜禽类粪便改良土壤结构的方法，通过对畜禽类粪便进行腐熟处理后得到粪肥，再将粪肥施入到农田使土壤团聚体稳定性增加，土壤的入渗率增加、饱和导水率提高，同时提高了土壤孔隙的连通性，减少水土流失；此外，畜禽类粪便的资源化处置解决了粪便任意堆积的问题，减少了污染，有利于绿色农业、可持续农业的发展。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。