[發明專利]一種利用氮肥和生物炭的聯合作用提高磷肥利用率的方法

在審

• 申請號: 202110873747.8
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113443940A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 武桂芝;于宗民;張成;趙小二
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: C05G3/40
• 分類號: C05G3/40;C05G3/80
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(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.如權利要求1所述的利用氮肥和生物炭的聯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.如權利要求1所述的利用氮肥和生物炭的聯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.如權利要求1所述的利用氮肥和生物炭的聯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.如權利要求1所述的利用氮肥和生物炭的聯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。

6.一種驗證如權利要求1所述利用氮肥和生物炭的聯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合作用提高磷肥利用率的驗證方法包括：

步驟一，劃定實驗區域，并于劃定的實驗區域設置多個取樣點，并于取樣點沿土壤剖面從下至上進行土壤樣品采集，并記錄采樣地點、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的控制方式；并測定所采集樣品的相應參數數據；

步驟三，基于確定的各個參數的控制方式分別進行單因素試驗、正交試驗以及碳氮聯合作用試驗，驗證所述氮肥和生物炭的聯合作用可提高磷肥利用率。

7.如權利要求6所述利用氮肥和生物炭的聯合作用提高磷肥利用率的驗證方法，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的控制方式包括：

1)通過向試驗裝置的土柱中自上而下，加入不同量的酸性或堿性溶液調整土壤酸堿度，并對土壤的pH進行測定；

2)利用試驗裝置的蠕動泵調節水流量，根據SMAWS016土壤濕度測定儀測定土壤含水率；

3)通過在試驗裝置的土柱表面裹一層電熱毯，通過改變電熱毯的擋位調節溫度，并使用溫度計測量統計；

4)分別采集試驗區域多種不同的土壤進行試驗分析；

5)以調節氮源的含量為主，將是否添加碳源作為附加條件，確定氮源和碳源的聯合作用對磷素有效性和淋失的影響，而土壤中磷的含量不作調節，以取樣時實際測量的磷含量為準；

6)通過電子秤和已知內徑的土柱，在每次填裝前進行計算，得到土壤密度，并按照原始土壤的性質進行填裝。

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

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

9.如權利要求6所述利用氮肥和生物炭的聯合作用提高磷肥利用率的驗證方法，其特征在于，步驟二中，所述測定采集的樣品的相應參數數據包括：

將采集的土壤每份土壤樣品混合均勻后進行檢測，每份樣品檢測3次取平均值。

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

(1)單因素試驗方案

使用采集的不同類型的土壤分別進行試驗；

1)磷素有效性影響因素試驗方案：

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

1.2)含水率：土柱裝填完成后，調節蠕動泵輸出功率5％、10％分別以流量15ml/min、30ml/min向土柱內加純凈水，用SMAWS016土壤濕度測定儀測定土壤實際含水率，24h后從三個取樣口取土樣檢測有效磷含量；

1.3)溫度：土柱裝填完成后，在土柱表面裹一層電熱毯，調節電熱毯的擋位調節溫度，使用溫度計測量統計，24h后從三個取樣口取土樣檢測有效磷含量；

設置一組對照：不做任何處理；

2)全磷淋溶影響因素試驗：

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

2.2)溫度：土柱裝填完成后，在土柱表面裹一層電熱毯，調節電熱毯的擋位調節溫度，使用溫度計測量統計，24h后從三個取樣口取土樣檢測有效磷含量；

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

另外設置一組對照：不做任何前期處理，只進行淋溶；

(2)正交試驗方案

1)磷素有效性影響因素試驗：

選擇各個類型土壤中0-20cm深度的土層，按照單因素試驗的試驗條件進行正交試驗，并進行正交分析，得到各個因素的影響權重；選擇pH、含水率、溫度和土壤密度四個因素進行試驗；

2)全磷淋溶影響因素試驗：

選擇各個類型土壤中0-20cm的土層，按照單因素試驗的試驗條件進行正交試驗，并進行正交分析，得到各個因素的影響權重；選擇pH、含水率、溫度和土壤密度四個因素進行試驗；

(3)碳氮聯合作用試驗方案：

1)磷素有效性影響因素試驗：共設8個處理，分別為空白對照、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每個處理重復3次，24h后對土壤樣品進行檢測；

2)全磷淋溶影響因素試驗方案：

使用兩個蠕動泵最大功率即總功率300ml/min向土柱內加純凈水，在土柱出水口處安裝出水管，將出水導入出水水箱中，3h后檢測出水的全磷含量。