[發(fā)明專利]一種利用氮肥和生物炭的聯(lián)合作用提高磷肥利用率的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110873747.8
• 申請(qǐng)日: 2021-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN113443940A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武桂芝;于宗民;張成;趙小二
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C05G3/40
• 分類號(hào): C05G3/40;C05G3/80
• 代理公司: 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 盛君梅

1.一種利用氮肥和生物炭的聯(lián)合作用提高磷肥利用率的方法，其特征在于，所述利用氮肥和生物炭的聯(lián)合作用提高磷肥利用率的方法包括：將氮肥和生物炭按照特定配比均勻施于土壤中。

2.如權(quán)利要求1所述的利用氮肥和生物炭的聯(lián)合作用提高磷肥利用率的方法，其特征在于，所述氮肥為尿素。

3.如權(quán)利要求1所述的利用氮肥和生物炭的聯(lián)合作用提高磷肥利用率的方法，其特征在于，所述生物炭為通用95％生物炭底肥。

4.如權(quán)利要求1所述的利用氮肥和生物炭的聯(lián)合作用提高磷肥利用率的方法，其特征在于，所述土壤為砂壤、河潮土或砂姜土。

5.如權(quán)利要求1所述的利用氮肥和生物炭的聯(lián)合作用提高磷肥利用率的方法，其特征在于，所述氮肥和生物炭的配比包括：氮肥含量:生物炭含量＝1:1-3:1。

6.一種驗(yàn)證如權(quán)利要求1所述利用氮肥和生物炭的聯(lián)合作用提高磷肥利用率的方法，其特征在于，所述利用氮肥和生物炭的聯(lián)合作用提高磷肥利用率的驗(yàn)證方法包括：

步驟一，劃定實(shí)驗(yàn)區(qū)域，并于劃定的實(shí)驗(yàn)區(qū)域設(shè)置多個(gè)取樣點(diǎn)，并于取樣點(diǎn)沿土壤剖面從下至上進(jìn)行土壤樣品采集，并記錄采樣地點(diǎn)、土壤類型以及其他信息；

步驟二，選擇pH、含水率、溫度、土壤類型、碳氮添加量及其他參數(shù)的控制方式；并測(cè)定所采集樣品的相應(yīng)參數(shù)數(shù)據(jù)；

步驟三，基于確定的各個(gè)參數(shù)的控制方式分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)以及碳氮聯(lián)合作用試驗(yàn)，驗(yàn)證所述氮肥和生物炭的聯(lián)合作用可提高磷肥利用率。

7.如權(quán)利要求6所述利用氮肥和生物炭的聯(lián)合作用提高磷肥利用率的驗(yàn)證方法，其特征在于，步驟二中，所述選擇pH、含水率、溫度、土壤類型、碳氮添加量及其他參數(shù)的控制方式包括：

1)通過向試驗(yàn)裝置的土柱中自上而下，加入不同量的酸性或堿性溶液調(diào)整土壤酸堿度，并對(duì)土壤的pH進(jìn)行測(cè)定；

2)利用試驗(yàn)裝置的蠕動(dòng)泵調(diào)節(jié)水流量，根據(jù)SMAWS016土壤濕度測(cè)定儀測(cè)定土壤含水率；

3)通過在試驗(yàn)裝置的土柱表面裹一層電熱毯，通過改變電熱毯的擋位調(diào)節(jié)溫度，并使用溫度計(jì)測(cè)量統(tǒng)計(jì)；

4)分別采集試驗(yàn)區(qū)域多種不同的土壤進(jìn)行試驗(yàn)分析；

5)以調(diào)節(jié)氮源的含量為主，將是否添加碳源作為附加條件，確定氮源和碳源的聯(lián)合作用對(duì)磷素有效性和淋失的影響，而土壤中磷的含量不作調(diào)節(jié)，以取樣時(shí)實(shí)際測(cè)量的磷含量為準(zhǔn)；

6)通過電子秤和已知內(nèi)徑的土柱，在每次填裝前進(jìn)行計(jì)算，得到土壤密度，并按照原始土壤的性質(zhì)進(jìn)行填裝。

8.如權(quán)利要求7所述利用氮肥和生物炭的聯(lián)合作用提高磷肥利用率的驗(yàn)證方法，其特征在于，所述試驗(yàn)裝置由土柱、蠕動(dòng)泵、供水水箱和出水水箱組成；

所述土柱總高72cm、內(nèi)徑12cm，所述土柱由高基丙烯酸甲酯聚合而成的有機(jī)玻璃，內(nèi)部為磨砂面；下端布設(shè)尼龍絲網(wǎng)，并通過法蘭連接的方式封閉，設(shè)置有一個(gè)出水口；上端敞口，填充完土壤后在頂部設(shè)置布水板，中間布設(shè)3個(gè)土壤取樣口，用橡膠塞封閉。

9.如權(quán)利要求6所述利用氮肥和生物炭的聯(lián)合作用提高磷肥利用率的驗(yàn)證方法，其特征在于，步驟二中，所述測(cè)定采集的樣品的相應(yīng)參數(shù)數(shù)據(jù)包括：

將采集的土壤每份土壤樣品混合均勻后進(jìn)行檢測(cè)，每份樣品檢測(cè)3次取平均值。

10.如權(quán)利要求6所述利用氮肥和生物炭的聯(lián)合作用提高磷肥利用率的驗(yàn)證方法，其特征在于，所述基于確定的各個(gè)參數(shù)的控制方式分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)以及碳氮聯(lián)合作用試驗(yàn)包括：

(1)單因素試驗(yàn)方案

使用采集的不同類型的土壤分別進(jìn)行試驗(yàn)；

1)磷素有效性影響因素試驗(yàn)方案：

1.1)pH：土柱裝填完成后，向土柱內(nèi)加入配置好的NaOH和HCl溶液多次調(diào)節(jié)土壤pH，令各處理下的土壤樣品在酸性和堿性之間有一個(gè)較平滑的過度，用土壤酸堿度計(jì)測(cè)定各取樣孔土樣pH后記錄，24h后從三個(gè)取樣口取土樣檢測(cè)有效磷含量；

1.2)含水率：土柱裝填完成后，調(diào)節(jié)蠕動(dòng)泵輸出功率5％、10％分別以流量15ml/min、30ml/min向土柱內(nèi)加純凈水，用SMAWS016土壤濕度測(cè)定儀測(cè)定土壤實(shí)際含水率，24h后從三個(gè)取樣口取土樣檢測(cè)有效磷含量；

1.3)溫度：土柱裝填完成后，在土柱表面裹一層電熱毯，調(diào)節(jié)電熱毯的擋位調(diào)節(jié)溫度，使用溫度計(jì)測(cè)量統(tǒng)計(jì)，24h后從三個(gè)取樣口取土樣檢測(cè)有效磷含量；

設(shè)置一組對(duì)照：不做任何處理；

2)全磷淋溶影響因素試驗(yàn)：

2.1)pH：土柱裝填完成后，向土柱內(nèi)加入配置好的NaOH和HCl溶液多次調(diào)節(jié)土壤pH，令各處理下的土壤樣品在酸性和堿性之間有一個(gè)較平滑的過度，用土壤酸堿度計(jì)測(cè)定各取樣孔土樣pH后記錄，24h后從三個(gè)取樣口取土樣檢測(cè)有效磷含量；

2.2)溫度：土柱裝填完成后，在土柱表面裹一層電熱毯，調(diào)節(jié)電熱毯的擋位調(diào)節(jié)溫度，使用溫度計(jì)測(cè)量統(tǒng)計(jì)，24h后從三個(gè)取樣口取土樣檢測(cè)有效磷含量；

2.3)含水率：土柱裝填完成后，使用兩個(gè)蠕動(dòng)泵最大功率即總功率300ml/min向土柱內(nèi)加純凈水，在土柱出水口處安裝出水管，將出水導(dǎo)入出水水箱中，3h后檢測(cè)出水的全磷含量；

另外設(shè)置一組對(duì)照：不做任何前期處理，只進(jìn)行淋溶；

(2)正交試驗(yàn)方案

1)磷素有效性影響因素試驗(yàn)：

選擇各個(gè)類型土壤中0-20cm深度的土層，按照單因素試驗(yàn)的試驗(yàn)條件進(jìn)行正交試驗(yàn)，并進(jìn)行正交分析，得到各個(gè)因素的影響權(quán)重；選擇pH、含水率、溫度和土壤密度四個(gè)因素進(jìn)行試驗(yàn)；

2)全磷淋溶影響因素試驗(yàn)：

選擇各個(gè)類型土壤中0-20cm的土層，按照單因素試驗(yàn)的試驗(yàn)條件進(jìn)行正交試驗(yàn)，并進(jìn)行正交分析，得到各個(gè)因素的影響權(quán)重；選擇pH、含水率、溫度和土壤密度四個(gè)因素進(jìn)行試驗(yàn)；

(3)碳氮聯(lián)合作用試驗(yàn)方案：

1)磷素有效性影響因素試驗(yàn)：共設(shè)8個(gè)處理，分別為空白對(duì)照、1/3氮肥30g處理、2/3氮肥60g處理、氮肥90g處理、T5 1/3氮肥+生物炭即30g+30g處理、2/3氮肥+生物炭即60g+30g處理，氮肥+生物炭90g+30g處理，生物炭30g每個(gè)處理重復(fù)3次，24h后對(duì)土壤樣品進(jìn)行檢測(cè)；

2)全磷淋溶影響因素試驗(yàn)方案：

使用兩個(gè)蠕動(dòng)泵最大功率即總功率300ml/min向土柱內(nèi)加純凈水，在土柱出水口處安裝出水管，將出水導(dǎo)入出水水箱中，3h后檢測(cè)出水的全磷含量。