[發明專利]非豆科作物秸稈在酸性紅壤中固定殘留無機氮的應用及方法

無效

• 申請號: 201110097985.0
• 申請日: 2011-04-19
• 公開（公告）號: CN102212369A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 徐仁扣;袁金華;王寧;李九玉
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京土壤研究所
• 主分類號: C09K17/14
• 分類號: C09K17/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

?

技術領域

本發明屬于酸性土壤調節技術領域，涉及非豆科作物秸稈在酸性紅壤中固定殘留無機氮的應用及方法。

背景技術

在高度集約化條件下，為了大幅度提高農作物產量，我國農田土壤氮肥用量持續增加，但當季植物對氮肥的利用率一般在40%以下。施入土壤中的氮肥除被作物吸收利用外，一部分通過氨揮發和氮氧化物釋放到大氣中，一部分隨地表徑流和土壤滲漏水淋失進入地表水和地下水，污染水環境，還有一部分以銨態氮和硝態氮等無機氮形態殘留于土壤中。在南方紅壤地區，前茬與下茬作物之間一般會間隔比較長的時間，在土壤休閑期間殘留于土壤中的銨態氮會通過硝化反應進一步轉化為硝態氮，這部分硝態氮連同前茬殘留的硝態氮會隨雨水淋失，這不僅導致土壤氮素養分的損失，還污染地表水和地下水，增加水體的富營養化。另一方面，這一過程中發生的硝化反應還導致土壤的進一步酸化。因此，如果能夠采取有效的技術措施將殘留的無機氮固定于土壤中，一方面可以減少氮素的損失，使殘留的氮為下茬和后續作物吸收利用，另一方面還可以減少農田氮素損失對水體富營養化的加速作用及硝化反應對土壤酸化的加速作用。

申請人公開了利用豆科植物物料和化學硝化抑制雙氰胺制備的高效酸性土壤改良劑，該技術中主要利用豆科植物本身所含的大量的堿性物質中和土壤酸度，同時利用雙氰胺抑制豆科植物中有機氮礦化產生的銨態氮的硝化反應釋放的質子對改良的不利影響。本發明中，主要利用非豆科植物對土壤原有無機氮轉化的抑制作用，達到減緩土壤進一步酸化的目的。

我國農業生產中每年都會產生大量的作物秸稈等農業廢棄物，我們研究發現向土壤中添加非豆科類作物秸稈可以增加土壤無機氮的固定，減少土壤無機形態氮數量，因此可以據此研發土壤無機氮的固定方法。我國農作物秸稈資源豐富，廉價易得，施用農作物秸稈不會帶入任何有害物質，是一種綠色固定技術。

發明內容

技術問題：本發明的目的是針對我國農田中銨態氮肥的大量施用導致較多無機氮殘留于土壤中，增加了氮素淋失和加速水體富營養化的風險，還會加速土壤酸化等問題，提供一種以植物秸稈為原料制備的無機氮固定劑，用于固定土壤中的無機氮，將殘留的無機氮轉化物有機氮儲存于土壤中，由于抑制了土壤銨態氮硝化反應，這一方法還減緩土壤酸化，保障農田土壤的持續生產能力。

技術方案：非豆科作物秸稈在酸性紅壤中固定殘留無機氮的應用。

一種利用非豆科作物秸稈在酸性紅壤中固定殘留無機氮的方法，步驟為：將非豆科作物秸稈曬干后粉碎，再以占土壤干重的1%~2%的比例與土壤混合。所述非豆科作物秸稈為總氮含量低于物料干重1%的農作物秸稈。所述非豆科作物秸稈為油菜秸稈、小麥秸稈或稻草秸稈。所述酸性土壤為酸性紅黃壤。

有益效果：將含氮量較低(小于物料干重的1%)的植物秸稈加入土壤，導致土壤中的銨態氮和硝態氮等無機氮轉化為有機氮儲存于土壤中，為下季作物利用，減少了土壤中氮素的損失以及農田土壤氮素對水體的污染。由于這一過程也抑制了土壤銨態氮向硝態氮的轉化，因此也減緩了土壤的酸化。由于我國作物秸稈等農業廢棄物資源非常豐富，而且處置困難，因此本技術的應用也為農業廢棄物的資源化利用提供新途徑。

附圖說明

圖?1?為安徽紅壤恒溫培養過程中添加稻草和油菜秸稈與不加植物秸稈的對照體系土壤銨態氮的動態變化；

圖?2?為安徽紅壤恒溫培養過程中添加稻草和油菜秸稈與不加植物秸稈的對照體系土壤硝態氮(NO₃^-+NO₂^-)的動態變化；

圖?3?為安徽紅壤恒溫培養過程中添加稻草和油菜秸稈與不加植物秸稈的對照體系土壤pH的動態變化；

圖?4?為江西紅壤恒溫培養過程中添加油菜秸稈、小麥秸稈和稻草與不加植物秸稈的對照體系土壤銨態氮的動態變化；

圖5?為江西紅壤恒溫培養過程中添加油菜秸稈、小麥秸稈和稻草與不加植物秸稈的對照體系土壤硝態氮(NO₃^-+NO₂^-)的動態變化。

圖6為江西紅壤恒溫培養過程中添加油菜秸稈、小麥秸稈和稻草與不加植物秸稈的對照體系土壤pH的動態變化；

具體實施方式

實施例1

植物材料的準備——將作物籽粒收獲后殘留的稻草和油菜秸稈曬干，然后用粉碎機粉碎，儲存備用。