一种利用生物炭与黄磷渣复配调理剂改良果园酸化土壤的方法和应用

本发明属于土壤酸化改良领域，具体涉及一种利用生物炭与黄磷渣复配调理剂改良果园酸化土壤的方法和应用。

背景技术：

1、果园种植业作为我国农业重要组成部分，由于不合理施肥和酸雨等导致的果园土壤酸化问题日益严重，影响果园经济的可持续发展。目前果园土壤酸化治理技术中的化学治理技术因成效快、成本低，被广泛应用。化学治理技术的核心是土壤调理剂的选择。单一调理剂治理土壤酸化效果差异较大，如过量施用无机调理剂容易导致土壤有机质含量下降，会发生复酸化现象，频繁使用还可能造成土壤板结，抑制植物正常生长；部分有机调理剂遇水会发酵产生高温，对植物根系产生胁迫。将有机和无机调理剂组合复配调理剂能形成优缺互补的效果。

2、有机调理剂生物炭是生物质在高温少氧条件下热解产生的固态产物，具有多孔、含碳量高、比表面积大、通常呈碱性等特征，对酸性土壤具有较好的改良作用。不同种类生物炭性质差异明显，原材料和制备工艺会影响生物炭的性质，进而影响生物对土壤酸化的治理效果，同时生物炭修复土壤成本较高，且果园土壤中植物根系发达，翻耕难度大，生物炭与土壤作用能力减弱。无机调理剂磷矿渣富含钙镁组分，含有丰富的官能团和矿物孔隙结构，能与生物炭结合形成双组分调理剂，制备工艺简单，有效调节土壤ph值，降低修复成本，具有良好的土壤酸化改良应用前景。目前关于这方面的研究较少，仍存在一些问题。如公开专利号cn 115536476 a的发明专利公开了一种可快速长效改善土壤酸化的土壤调理组合物及其制备方法，为达到改良酸化土壤效果的目的，按质量份将10-35份腐殖酸物质，30-60份钙硅基矿物，5-25份腐熟有机堆肥组合制备土壤调理组合物，组合物种组分多，制备周期长，需要12-15天。公开专利号cn 111423884 a的发明专利公开了一种利用生物炭和熟石灰重量比（10-40）：（1.5-3）的酸性土壤改良剂，其中生物炭的配比远高于熟石灰，且施用方法要求翻耕深度为20~30 cm，修复成本降低幅度较小，同时改良剂应用条件不利于果园土壤。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种成本低廉、工艺简单、修复效果好、易于推广的利用生物炭与黄磷渣复配调理剂改良果园酸化土壤的方法和应用，不仅能改良酸性果园土壤，还能够解决农业、矿业的废弃物资源化利用问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种利用生物炭与黄磷渣复配调理剂改良果园酸化土壤的方法，包括以下步骤：

4、（1）生物炭与黄磷渣复配调理剂制备，由生物炭和黄磷渣混合后得到。

5、（2）将生物炭与黄磷渣复配调理剂和果园酸化土壤混合，完成果园酸化土壤的改良。

6、所述步骤（1）中，生物炭与黄磷渣复配调理剂制备方法为：生物炭与黄磷渣复配的方法为按质量比（1/3~3）：1混合，优选质量比为1：1。

7、所述步骤（1）中，生物炭制备方法为：将生物质水稻或玉米秸秆，在300~600℃下热解2~4 h，研磨过80目筛，得到生物炭，优选热解温度为600℃，优选热解时间为2 h。

8、所述步骤（1）中，黄磷渣获得方法为磷矿原矿石、焦炭和硅石在 1000 ℃ 电炉反应制备黄磷工艺中产出的尾矿渣，干燥研磨过100目筛。

9、所述步骤（2）中，生物炭与黄磷渣复配调理剂的添加量按调剂与果园酸化质量百分比计，调理剂添加量为果园酸化土壤的1%~5%，优选2%。

10、所述步骤（2）中，果园酸化土壤的ph值为3.5~5。

11、所述步骤（2）中，改良温度为25±3℃，改良时间为10天，改良过程中保持土壤中含水量为田间持水量的70%。

12、本发明提出的一种利用生物炭与黄磷渣复配调理剂改良果园酸化土壤的方法，用途为改良果园酸化土壤，所述的果园酸化土壤为任意作物种植的果园酸性土壤。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

14、（1）本发明将有机和无机调理剂组合形成复配调理剂，生物炭和黄磷渣优缺互补，生物炭降低黄磷渣的碱性，黄磷渣提高生物炭的附着力及与土壤的反应强度，两者官能团互补，协同提高土壤ph值，具有良好的土壤酸化改良应用前景。

15、（2）本发明以农业、矿业废弃物为原料，利用生物炭和黄磷渣按质量比（1/3~3）：1复配获得一种果园酸化土壤改良剂，其制备工艺简单、成本低廉、修复效果好、易于推广，且调理剂不影响果园正常耕作，对氮肥致酸有缓冲作用，同时对工艺控制要求不严，能有效改良果园酸化土壤，同时实现了废弃物资源化利用，社会经济价值高。

技术特征：

1.一种利用生物炭与黄磷渣复配调理剂改良果园酸化土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：将生物炭与黄磷渣复配调理剂和果园酸化土壤混合，完成果园酸化土壤的改良；所述生物炭与黄磷渣复配调理剂是由生物炭和黄磷渣混合后制备得到。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物炭与黄磷渣复配调理剂制备方法为：生物炭与黄磷渣复配的方法为按质量比（1/3~3）：1混合。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的生物炭由以下方法制备得到：将生物质在300~600℃下热解2~4 h，研磨过80目筛，得到生物炭。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的生物质为水稻或玉米秸秆。

5.根据权利2所述的方法，其特征在于，所述的黄磷渣为磷矿原矿石、焦炭和硅石在1000 ℃ 电炉反应制备黄磷工艺中产出的尾矿渣，干燥研磨过100目筛，得到黄磷渣。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的方法，其特征在于，所述生物炭与黄磷渣复配调理剂的添加量按调剂与果园酸化土壤质量百分比计，所述调理剂添加量为果园酸化土壤的1%~5%。

7.根据权利要求6中所述的方法，其特征在于，所述果园酸化土壤的ph值为3.5~5。

8.根据权利要求1~5中任一项所述的方法，其特征在于，改良温度为25±3℃，改良时间为10天，改良过程中保持土壤中含水量为田间持水量的70%。

9.权利要求1~5中任一项所述调理剂及方法在改良酸性果园土壤中的应用。

技术总结本发明公开了一种利用生物炭与黄磷渣复配调理剂改良果园酸化土壤的方法和应用。所述方法包括以下步骤：将生物炭与黄磷渣复配调理剂和果园酸化土壤混合，完成果园酸化土壤的改良，其中生物炭与黄磷渣复配调理剂是由生物炭和黄磷渣按质量比（1/3~3）：1混合后制备得到。所述方法可短时间内快速提高土壤pH值，对果园土壤高氮肥施用量导致的土壤pH值降低有一定缓冲能力，同时该方法对工艺控制要求不严，可操作性强，所用调理剂可以提高秸秆和矿渣资源利用率，具有成本低廉、工艺简单、修复效果好、易于推广等优点，对于果园土壤酸化问题的治理具有较高的实用价值和应用前景。技术研发人员：蔡超,刘昭,邓晟宁,张又弛,侯艳伟受保护的技术使用者：中国科学院城市环境研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/16