[发明专利]一种褐煤堆肥产物及其在降低土壤氨气及氧化亚氮排放中的应用

说明书

本发明公开了一种褐煤堆肥产物及其在降低土壤氨气及氧化亚氮排放中的应用，该褐煤堆肥产物是通过如下方法获得的：将农业废弃物与褐煤混合并调节C/N比为15～30，含水率为55～60％，获得堆肥原料后进行高温好氧堆肥28‑35天，即获得所述褐煤堆肥产物；该堆肥产物与土壤混合后，可减少土壤释放的N₂O与NH₃，实施成本低廉。原材料来源广泛，可以提升土壤有机质含量，增加土壤氮磷钾及微量元素含量，提高土壤肥力。

技术领域

本发明涉及一种利用褐煤堆肥及利用该堆肥抑制土壤气态氨和氧化亚氮排放的方法，属于温室气体减排和资源循环利用技术领域。

背景技术

我国农田氮肥用量占世界用量的25%，氮素利用率仅30％-40％，损失率高达40％-60％，其中大部分以氨（NH₃）、氮氧化物（NO_X）等气体形式进入大气。氨挥发是氮肥气态损失的重要途径，我国施用化肥排放的NH₃为3.55Tg·NH₃-N·yr^-1，占全国每年NH3排放总量的61.5％。

气态氨(NH₃，氨气) 是大气PM2.5形成的重要前体，对雾霾的形成起着关键性作用。排放到大气中的氧化亚氮是主要温室气体，其单位分子的增温潜势是二氧化碳的298倍，同时在大气中的平均存留时间为150年。农业土壤是温室气体排放的主要来源之一。因此，控制土壤中氨和氧化亚氮排放，是减少氮素损失，提高氮素利用率，有效防控农业面源污染重要手段，也是温室气体减排的迫切需求，对于提高农业经济和社会效益有重要意义。

褐煤是煤化程度最低的煤，它是一种色泽介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。我国褐煤资源丰富，其总量占我国煤炭重量的13%。目前，我国褐煤主要用于燃烧发电，附加值未得到充分利用。褐煤比表面积大，富含腐殖酸，一般pH值为3~5，褐煤中羧基、酚羟基等活性基团，是一种良好的吸附剂，现有技术中，主要是利用褐煤腐殖酸酸性官能团对铵的吸附，以及褐煤添加改善物料容重、孔隙度等物理性状，增强堆肥微生物活性，增加微生物氮素固定作用。

在控制和降低农田氨挥发和N₂O排放技术研究上，目前主要通过改变农业管理措施进行：如施用控释肥料，研究表明施用控释氮肥氨挥发损失氮总量分别比普通尿素减少12.13~69.19%（孙克君，毛小云，卢其明，贾爱萍，廖宗文. 几种控释氮肥减少氨挥发的效果及影响因素研究. 应用生态学报，2004 ,15 (12) ∶2347～2350；添加生物抑制剂如脲酶抑制剂、硝化抑制剂等（邱炜红，刘金山，胡承孝，谭启玲，孙学成，胡珍兰. 硝化抑制剂双氰胺对菜地土壤N2O 排放的影响. 环境科学，2011,32（11）：3188-3194.）；添加生物炭等。如CN106865523 A 公布了一种利用改良水热生物炭降低稻田氨挥发的方法；即利用水生植物制备生物炭，并用柠檬酸对水热生物炭进行改性，施用后稻田氨挥发减排率40%；CN102308687A公开了一种利用秸秆生物黑炭处理土壤降低农田氧化亚氮排放的方法，通过该方法使得氮肥N₂O的排放降低了11~42%，但生物炭在制备过程中需要耗费大量能源；CN 105409669公开了一种利用微生物菌剂减少农田温室气体排放的方法，稻田中施用后温室气体减排率为35%，但该方法在操作过程中需要在不同生育期多次喷洒生物菌剂，步骤复杂繁琐。而且上述方法都仅能降土壤低一种气体（氨或氧化亚氮）排放，因此提供一种简单、高效的能同时减少土壤中氨和氧化亚氮的排放，对于提高氮素利用率和化肥用量，减少农业温室气体排放具有重要意义。

发明内容

针对上述问题，本发明在实现褐煤高值利用下，提供一种利用褐煤堆肥产物处理土壤，抑制农田土壤氮肥施用氨挥发和氧化亚氮排放，从而提高氮肥利用率，减少温室气体排放的技术。

具体而言，本发明首先提供了一种褐煤堆肥产物，其是通过下述技术方案获得的：

1）原材料准备：