[发明专利]一种农林固体废物就地碳化还田并改善连作障碍的方法

说明书

本发明涉及一种农林固体废物就地碳化还田并改善连作障碍的方法，属于生物质炭化技术领域。本发明将农林固体废物干燥、粉碎得到生物质段；将土壤翻耕至耕作层，耕耙至土壤粒径≤10cm，再将耕耙后的土壤干燥得到土壤颗粒；将土壤颗粒筛分得到粒径≥3cm的土壤颗粒A和粒径＜3cm的土壤颗粒B，土壤颗粒A与生物质段混合均匀并堆成若干个均匀分布的锥形土堆，将土壤颗粒B均匀覆盖在锥形土堆上；锥形土堆的上风向位置点燃锥形土堆，在温度为250~400℃条件下，锥形土堆中的生物质低温热解碳化反应并加热土壤；锥形土堆冷却至环境温度后将其摊平即得耕作土壤。本发明可有效处理土地中的农林固体废物，避免环境污染，增加土壤有机碳含量，提高土壤肥力。

技术领域

本发明涉及一种农林固体废物就地碳化还田并改善连作障碍的方法，属于生物质炭化技术领域。

背景技术

当前，随着我国城镇化推进和工业快速发展，农林耕地的管理和投入日益弱化，大量的农林固体废物如农作物秸秆等未得到有效利用，长期堆放占用土地，甚至大量进行焚烧，极大的增加了环境压力，加剧了环境污染。但是，现如今，随着环境问题愈发严重，低碳、循环、可持续已经成为我国农业发展的客观需求。农业发展的可持续，归根到底是耕地的可持续，既要保证土地面积、又要改善土壤质量，特别是要提高土壤中有机质的含量。长期以来，我国的农林耕地由于粗放的经营方式以及长时间的连续耕作，导致良田持续退化，有机质含量降低，地力明显下降。

连作障碍是指连续在同一土壤上栽培同种作物或近缘作物引起的作物生长发育异常。连作障碍的发生有多种原因，包括养分过度消耗、土壤理化性质恶化、病虫害增加和有害物质的累积等。长期以来，为了追求经济利益，土壤被连续栽培高价格的农作物的情况普遍存在，再加上土壤得不到科学合理的物质添加，土地质量不断下降，作物生长发育不良，产量下降等种种难题不断涌现，急待解决。

发明内容

针对目前农林固体废弃物有效利用率低、焚烧污染严重，土壤有机质含量低、连作障碍严重，生物质炭化工艺复杂等问题，本发明提供一种农林固体废物就地碳化还田并改善连作障碍的方法，本发明可有效处理土地中的农林固体废物，避免环境污染，增加土壤有机碳含量，提高土壤肥力，杀灭土壤和生物质中的有害致病微生物，改善土壤的连作障碍。

一种农林固体废物就地碳化还田并改善连作障碍的方法，具体步骤如下：

（1）将农林固体废物干燥至含水率≤12%，粉碎至长度≤20cm得到生物质段；其中农林固体废物为农作物秸秆、杂草、稻壳、糠皮、灌木枝、枯树叶、木屑的一种或多种；

（2）将土壤翻耕至耕作层，耕耙至土壤粒径≤10cm，再将耕耙后的土壤干燥得到土壤颗粒；

（3）将步骤（2）土壤颗粒筛分得到粒径≥3cm的土壤颗粒A和粒径＜3cm的土壤颗粒B，土壤颗粒A与步骤（1）的生物质段混合均匀并堆成若干个均匀分布的锥形土堆，将土壤颗粒B均匀覆盖在锥形土堆上；

（4）步骤（3）锥形土堆的上风向位置点燃锥形土堆，在温度为250~400℃条件下，锥形土堆中的生物质低温热解碳化反应并加热土壤；

（5）步骤（4）的锥形土堆冷却至环境温度后将其摊平即得耕作土壤；

所述步骤（2）中土壤干燥至含水率≤15%；

所述步骤（3）中锥形土堆的底部直径为1~2m，高为50~80cm；

所述步骤（3）中每15~30m²的土地堆砌一个锥形土堆；

所述步骤（3）锥形土堆中土壤颗粒A与生物质段的质量比为1:(2~8)；

所述步骤（3）的低温热解碳化反应的发生过程中可以加入辅助热源；

所述辅助热源为碳化硅加热棒。

本发明的有益效果是：