[發明專利]一種利用農林廢物制備生物炭修復溫室退化土壤的方法

在審

• 申請號: 201710086082.X
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106825012A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 李飛躍;王德生;馬忠友;謝越;馬萬征
• 申請（專利權）人: 安徽科技學院
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00;B09C1/06;B09C1/10;B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙)11548
• 代理人: 李靜

技術領域

本發明涉及一種利用農林廢物制備生物炭修復溫室退化土壤的方法 ，屬于溫室土壤的再利用技術領域。

背景技術

土壤是人類生存與發展的重要自然資源和整個陸地生態系統賴以存在的基礎，又是重要的環境要素之一。近年來，溫室土壤退化比較嚴重， 主要原因是灌溉水量過大， 造成地下水位升高, 導致土壤板結、發生次生鹽漬化，施肥量過大，造成化肥殘留量及土壤中硝酸鹽含量增加，使作物品質下降，受小氣候的影響, 病蟲害發生頻繁, 用藥量大, 殘留量多，加之重金屬等有害物質的長期累積, 致使土壤受到嚴重污染, 有害物質含量嚴重超標。為改變這種現象,需要對溫室退化的土壤進行修復，以便節水、節肥、節地、高產的目的。

目前，較為常見的土壤修復技術一般采用生物炭進行修復。生物炭是生物質在完全或部分缺氧、低溫或相對低溫的條件下（<700 ℃）熱分解所產生的一種高碳固體殘渣。自從 HILTON等在 1963 年觀察到生物黑炭對土壤中非草隆等有機農藥具有良好吸附效果之后，生物炭就作為一種有效的土壤改良劑而被廣泛應用于溫室氣體減排、污染土壤修復以及生物有效性調控等方面。許多研究表明，生物炭不僅能夠通過提高土壤的 pH 值來降低重金屬生物有效性，還可以通過陽離子吸附作用降低土壤重金屬遷移率，同時生物炭會通過改善和提高土壤肥力降低重金屬對于植物的毒害。但由于生物炭的性質、施用量、土壤質地、土壤肥力以及重金屬種類等因素的差異，有關生物炭修復重金屬的效果研究結果并不一致。生物炭的性能對于土壤修復的效果具有極其大的影響。

因此，需要研究一種效果更佳的生物炭修復溫室退化土壤的方法，以便提高土壤的修復效率與效果，提高溫室內農作物的產量，降低重金屬對農作物的影響。

發明內容

本發明針對現有的技術問題，提供一種利用農林廢物制備生物炭修復溫室退化土壤的方法 ，目的是提高土壤的修復效果，擬解決現有技術存在的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種利用農林廢物制備生物炭修復溫室退化土壤的方法 ，其特征在于，其包括以下步驟：

（1）制備生物炭；

（2）將所述步驟（1）制備的生物炭研磨碎，制成粉末，將一定量的粉末與待修復的溫室退化土壤進行均勻混合；

（3）采用檸檬酸溶液將待修復的土壤的PH值調節為4.8-5.5；

（4）對所述步驟（3）中得到的土壤使用γ射線進行輻射處理，輻射量為8-10kGy；

（5）將在80-90℃下烘干的雞糞與所述步驟（4）的土壤進行混合，翻耕，即可完成對溫室退化土壤的修復。

進一步，作為優選，在所述步驟（1）中，制備生物炭的具體步驟如下：

（）準備原材料：稱取2-5份質量的大豆秸、2-4份質量的米糠、1-3份質量的榆樹皮、2-5份質量的棉籽殼、2-6份質量的柏樹皮、0.8-1.5份質量的小蘇打和1-2份質量的葡萄糖；

（）將所述步驟（1）準備的原料分別逐一用粉碎機進行粉碎，并分別研磨成粉末狀，分別過10目篩；

（）將粉碎后的各個原料進行振蕩均勻混合；

（）將混合物置于密閉罐中，并通入氮氣，在氮氣保護的條件下，均勻升溫至450℃，并與450℃下碳化3-5小時，以對其進行碳化處理，得到生物炭，其中，氮氣的充入速率至少為每分鐘8倍密閉罐體積，升溫速率為40℃每分鐘。

進一步，作為優選，所述的步驟（3）中，檸檬酸溶液采用質量分數為2-3%的檸檬酸溶液。

進一步，作為優選，所述的步驟（2）中，生物炭研磨后的粒徑小于1mm。

進一步，作為優選，所述步驟（5）中，要求修復后的土壤的含水率處于18-28%之間，且在翻耕后對其進行密封發酵處理，發酵溫度為25-35℃，發酵時間為3-7天。

進一步，作為優選，所述步驟（5）中的雞糞先進行消毒處理，消毒處理方法采用蒸餾或者紫外線殺菌的方式進行。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明通過在大豆秸、米糠、榆樹皮、棉籽殼、柏樹皮中加入小蘇打和葡萄糖進行碳化，利用葡萄糖與小蘇打碳化后多孔的效果，可以提高生物炭的孔隙率，比表面積和陽離子交換量顯著增加，增強生物炭的吸附效果，同時，利用γ射線進行輻射處理，可以將非穩態的重金屬離子轉換為穩態的重金屬離子，進而實現生物炭對其的吸附，同時，降低活性重金屬離子對農作物的影響，提高土壤的修復效果。

具體實施方式