[發(fā)明專利]一種設(shè)施菜田阻隔氮磷淋溶損失的復(fù)合材料及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710690787.2
• 申請(qǐng)日: 2017-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN107501012B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李彥;孫翠平;薄錄吉;馬盼;羅加法;石寧;張英鵬;井永蘋;孫明;仲子文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所
• 主分類號(hào): C05G3/90
• 分類號(hào): C05G3/90;C05G3/80;A01B79/02
• 代理公司: 濟(jì)南誠智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 朱彩霞

本發(fā)明提供一種設(shè)施菜田阻隔氮磷淋溶損失的復(fù)合材料及應(yīng)用，該復(fù)合材料，按重量份計(jì)，包括如下組分：凹凸棒粉20～30份，焦磷酸鈉10～20份，活化風(fēng)化煤30～45份，食用菌菌渣10～25份，鐵粉1～5份，鳥糞石10～20份，蔗糖1?3份。本發(fā)明復(fù)合材料用于在大棚設(shè)施菜地土壤中構(gòu)建氮磷流失阻隔層，可提高根層土體中氮磷的固持和促進(jìn)轉(zhuǎn)化，減少氮磷向地下水的淋溶損失，促進(jìn)磷素再利用和氮素的安全轉(zhuǎn)化，從而提高養(yǎng)分利用率，有效減少氮磷淋溶損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種設(shè)施菜田阻隔氮磷淋溶損失的復(fù)合材料及應(yīng)用，屬于農(nóng)業(yè)面源污染防控中阻隔氮磷流失的過程阻斷攔截技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，蔬菜需求量越來越大，我國設(shè)施生產(chǎn)面積2015年近575萬公頃，其中設(shè)施菜地占93％左右。在蔬菜管理體系中，菜農(nóng)為了提高蔬菜作物的產(chǎn)量而盲目過量施肥(尤其是氮肥)，加之設(shè)施蔬菜復(fù)種指數(shù)高的特點(diǎn)，氮肥的大量施用，造成土壤剖面硝態(tài)氮的過量累積，在強(qiáng)降雨和大水灌溉條件下，極易造成氮素淋失，給地下水帶來極大的氮污染風(fēng)險(xiǎn)。

太湖地區(qū)設(shè)施菜地一年三季作物總氮(以純N計(jì))投入達(dá)到900～1300kg·hm^-2，周邊淺層地下水硝酸鹽含量最高達(dá)35.0mg/L，平均值為N 10.2mg/L，高于我國飲用地下水硝酸鹽含量標(biāo)準(zhǔn)(N 10mg/L)(GB5749-2006)，地下水硝酸鹽超標(biāo)率達(dá)35％，對(duì)居民的身體健康已形成潛在的威脅。研究表明，在山東壽光的設(shè)施菜地0～100cm土體內(nèi)收集的淋洗液中硝酸鹽淋失量達(dá)到約120kgN·hm^-2，長沙市郊種植10～15年和30年的菜田中有效磷含量分別可達(dá)146.9mg/kg、225.0mg/kg，可直接導(dǎo)致地下水污染。

在發(fā)展集約化高效高產(chǎn)設(shè)施蔬菜的同時(shí)，立足于大量施用氮肥和磷肥的條件下解決氮磷的環(huán)境污染問題至關(guān)重要。因此，研究菜地土壤中氮磷養(yǎng)分的淋溶損失及其控制措施對(duì)保護(hù)地下水資源具有重要意義。目前，在控制氮肥流失方面，已有研究機(jī)構(gòu)開展相關(guān)研究。如，中國專利文獻(xiàn)CN 1915917 A(申請(qǐng)?zhí)?00610041235.0)公開了一種控制氮肥損失的環(huán)境友好復(fù)合材料及其應(yīng)用，該專利是利用凹凸棒土殼聚糖、聚丙烯酰胺等材料經(jīng)改性后與氮肥按一定比例復(fù)配，造粒，制成一種新型環(huán)保低成本高效率的固氮肥料，是一種提高氮肥利用效率的肥料產(chǎn)品，具有一定的降低氮素的流失或揮發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的作用；中國專利文獻(xiàn)CN101367689 A(申請(qǐng)?zhí)?00710026065.3)公開了一種控制氮肥流失的環(huán)境友好復(fù)合材料，其原料組分為活性礦物土和高分子材料、磷酸一銨，復(fù)合材料對(duì)氮素固定，復(fù)合材料不能代替肥料，但施用方法與肥料相同，可以減少化肥施用量，降低氮素的流失或揮發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)；中國專利文獻(xiàn)CN 105001024 A(申請(qǐng)?zhí)?01510437628.2)公開了兼具硝化抑制和脲酶抑制功能的制劑，一方面通過降低酰胺態(tài)氮向銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化，減少氨揮發(fā)，另一方面通過減緩銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化速率，以此來提高氮肥利用率，減少氮污染，是一種穩(wěn)定性肥料類產(chǎn)品，屬于面源污染源頭控制技術(shù)產(chǎn)品。

以上幾種專利均屬于污染源頭控制技術(shù)產(chǎn)品，通過減少肥料用量、添加抑制劑、降低養(yǎng)分釋放速度等措施提高肥料利用率；本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，對(duì)已經(jīng)淋溶到根系下層的氮磷養(yǎng)分進(jìn)行固定轉(zhuǎn)化，減少向地下水的淋溶損失，屬于氮磷污染流失控制的過程攔截技術(shù)。目前研究較多的過程攔截技術(shù)是通過種植植物籬、綠肥植物形成植物攔截帶，減少通過地表徑流流失的氮磷。淋溶過程阻隔技術(shù)在土壤中的研究較少。因此，研究氮磷流失阻隔復(fù)合材料及其應(yīng)用，通過在淋溶風(fēng)險(xiǎn)層構(gòu)建阻隔層，將磷素和銨態(tài)氮固定于阻隔層中，通過毛管孔隙和深層根系吸收被再利用，硝態(tài)氮與阻隔層材料構(gòu)成的環(huán)境適宜反硝化過程的發(fā)生，將多余的氮素轉(zhuǎn)化成氮?dú)忉尫呕乜諝庵校苊庀虻叵滤牧苋軗p失，保護(hù)地下水質(zhì)量安全，對(duì)于促進(jìn)資源高效和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容