一种提高植烟土壤孔隙度的烟草专用肥料
技术领域
本发明属于烟草种植技术领域，特别是指一种提高植烟土壤孔隙度的烟草专用肥料。
背景技术
孔隙是容纳水分和空气的空间，也是植物根系伸展和土壤动物及微生物活动的地方，土壤中孔隙的数量及质量，直接影响土壤通气性、养分释放和移动、微生物活动和热特性等，对植物根系生长和养分吸收作用重大。在烟叶生产中，由于常年连作、过量施用化肥等因素的影响，造成土壤孔隙度降低，通透性差，土壤板结严重，使得土壤的供肥、保肥、保水能力下降，影响了优质烟叶生产的可持续发展。因此，改善土壤结构，提高植烟土壤孔隙度迫在眉睫。
生物质炭是生物有机材料(农作物秸秆、杂草、粪便等生物质)在缺氧或低氧环境中通过高温裂解后的固体产物，主要是高度浓缩的芳香化合物，微孔结构丰富，具有较大的孔隙度和比表面积，能够有效提高土壤团聚体稳定性，降低土壤容重，提高土壤孔隙度。此外，生物质炭与土壤矿质颗粒结合，并通过对土壤微生物活性和植物生长的影响间接改善土壤通透性能。
蚯蚓粪是指各种有机废弃物在蚯蚓消化系统的作用下，迅速分解转化成为自身或易于其他生物利用的营养物质，经排泄后成为蚯蚓粪，是一种黑色、均一、有自然泥土味的细碎类物质，富含细菌、放线菌、真菌等有益微生物，本身具有很好的孔性和通气性，且微小的颗粒状能帮助增进土壤与空气尽可能地接触，有效地调理、改善土壤团粒结构，防止土壤板结。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高植烟土壤孔隙度的烟草专用肥料，以解决现有技术的肥料造成土壤通透性差、板结严重等问题，实现提高植烟土壤孔隙度的目的。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提高植烟土壤孔隙度的烟草专用肥料，其组成按重量百分比为：
所述生物质炭是由烟杆经过蒸汽爆破技术处理后的产物。
所述生物质炭的pH7.75-8.05，总碳含量45.30％-45.74％，总氮含量2.35％-2.52％，比表面积1.46-1.65m2/g。
所述蚯蚓粪基本理化指标为，全氮0.95-2.5％，全磷1.1-2.9％，全钾0.96-2.2％，有机质25-38％，腐植质21-40％，有益菌群0.7-2亿个/克，PH值6.8-7.1。
所述生物质炭的制备方法，包括以下步骤：
(1)将烟秆机械粉碎成2-3cm；
(2)粉碎后的烟杆放置于蒸汽爆破机中，采用120-260℃饱和水蒸汽加热至2.0-2.5MPa，保持5-10min；
(3)1/100s内快速减压至大气压实现瞬时爆破；
(4)45-60℃烘干后粉碎过筛制得生物质炭。
本发明的有益效果是：
本技术方案以生物质炭为基础，配以蚯蚓粪，补充以草炭和玉米芯，改善土壤团粒结构，降低土壤容重，提高土壤通透性，再分别以硝酸铵、磷酸二氢钙和硫酸钾来补充N、P、K元素，实现优化植烟土壤结构、提高植烟土壤孔隙度的目的。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本发明提供一种生物质炭的制备方法，包括以下步骤：
(1)将烟秆机械粉碎成2-3cm；
(2)粉碎后的烟杆放置于蒸汽爆破机中，采用120-260℃饱和水蒸汽加热至2.0-2.5MPa，保持5-10min；
(3)1/100s内快速减压至大气压实现瞬时爆破；
(4)45-60℃烘干后粉碎过筛制得生物质炭。
制备例1
生物质炭的制备方法，包括以下步骤：
(1)将烟秆机械粉碎成2cm；
(2)粉碎后的烟杆放置于蒸汽爆破机中，采用120℃饱和水蒸汽加热至2.0MPa，保持10min；
(3)1/100s内快速减压至大气压实现瞬时爆破；
(4)45℃烘干后粉碎过筛制得生物质炭P1。
制得的生物质炭P1的pH7.75，总碳含量45.30％，总氮含量2.35％，比表面积1.47m2/g。
制备例2
生物质炭的制备方法，包括以下步骤：
(1)将烟秆机械粉碎成3cm；
(2)粉碎后的烟杆放置于蒸汽爆破机中，采用260℃饱和水蒸汽加热至2.5MPa，保持5min；
(3)1/100s内快速减压至大气压实现瞬时爆破；
(4)60℃烘干后粉碎过筛制得生物质炭P2。
制得的生物质炭P2的pH8.05，总碳含量45.73％，总氮含量2.50％，比表面积1.64m2/g。
制备例3
所述生物质炭的制备方法，包括以下步骤：
(1)将烟秆机械粉碎成2.5cm；
(2)粉碎后的烟杆放置于蒸汽爆破机中，采用220℃饱和水蒸汽加热至2.3MPa，保持8min；
(3)1/100s内快速减压至大气压实现瞬时爆破；
(4)55℃烘干后粉碎过筛制得生物质炭P3。
制得的生物质炭P3的pH7.94，总碳含量45.67％，总氮含量2.42％，比表面积1.61m2/g。
制备例4
生物质炭的制备方法，包括以下步骤：
(1)将烟秆机械粉碎成2cm；
(2)粉碎后的烟杆放置于蒸汽爆破机中，采用180℃饱和水蒸汽加热至2.1MPa，保持10min；
(3)1/100s内快速减压至大气压实现瞬时爆破；
(4)60℃烘干后粉碎过筛制得生物质炭P4。
制得的生物质炭P4的pH7.87，总碳含量45.54％，总氮含量2.43％，比表面积1.55m2/g。
制备例5
所述生物质炭的制备方法，包括以下步骤：
(1)将烟秆机械粉碎成2cm；
(2)粉碎后的烟杆放置于蒸汽爆破机中，采用200℃饱和水蒸汽加热至2.5MPa，保持10min；
(3)1/100s内快速减压至大气压实现瞬时爆破；
(4)50℃烘干后粉碎过筛制得生物质炭P5。
制得的生物质炭P5的pH8.01，总碳含量45.57％，总氮含量2.47％，比表面积1.53m2/g。
实施例T1
一种提高植烟土壤孔隙度的烟草专用肥料，其组成按重量百分比为：生物质炭(P1-P5):30％，蚯蚓粪:25％，草炭：3％，玉米芯：5％,硝酸铵:16％，磷酸二氢钙:5％，硫酸钾:16％。
实施例T2
一种提高植烟土壤孔隙度的烟草专用肥料，其组成按重量百分比为：生物质炭(P1-P5):40％，蚯蚓粪:15％，草炭：2％，玉米芯：3％，硝酸铵:15％，磷酸二氢钙:10％，硫酸钾:15％。
实施例T3
一种提高植烟土壤孔隙度的烟草专用肥料，其组成按重量百分比为：生物质炭(P1-P5):35％，蚯蚓粪:15％，草炭6％，玉米芯：4％,硝酸铵:15％，磷酸二氢钙:10％，硫酸钾:15％。
对照组CK1
本对照组仅使用由硝酸铵、磷酸二氢钙及硫酸钾组成的复合肥并且为与本申请的实施例相匹配，按重量百分比计的硝酸铵为15％、磷酸二氢钙为10％及硫酸钾为15％，在本对照组中没有使用生物质炭和蚯蚓粪。
对照组CK2
在对照组CK1的基础上，添加按重量百分比计为25％的蚯蚓粪。
对照组CK3
在对照组CK1的基础上，添加按重量百分比计为40％的生物质炭。
本申请的技术方案在进行试验时，为了保证数据的准确及对比清晰，各实施例中，生物质炭均采用按同一制备例制备的生物质炭，在本申请的以下试验中，使用的是制备例3的生物质炭。
试验在河南省许昌市襄县科技园进行，供试土壤类型为褐土，质地中壤，有机质含量12.65g/kg,碱解氮含量80.69mg/kg，速效磷含量14.15mg/kg，速效钾含量61.02mg/kg，pH7.55；供试品种为中烟100。
共设置6个处理,采用完全随机区组设计，每个处理占地面积333m2(33.3m×10m)，重复3次。
本技术方案的专用肥料于3月中旬撒施30％，4月下旬起垄条施40％，5月1日移栽时穴施30％，烟株行距1.20m，株距0.55m，单株留叶数22片，10月中旬前烟叶采烤结束。对照例除专用肥料不一样外，其他田间措施保持一致。
在烟草旺长期(移栽后60d)按5点采样法选取烟株，在烟株附近用托普TJSD-750-II型紧实度仪测定1-20cm土壤紧实度，并采用环刀取样法测定并计算土壤耕层1-20cm的总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度。
表1
土壤紧实度是指土壤抵抗外力的压实和破碎的能力，可预测土壤承载量、耕性和根系伸展的阻力，可以在一定程度上反映土壤的通透性能。由表2可知，土壤紧实度在不同处理间表现为：T1＜T2＜T3＜CK2＜CK3＜CK1，说明该专用肥料可以显著降低土壤紧实度，改善土壤通透性能，有利于植物根系生长。
表2
土壤孔隙度即土壤孔隙容积占土体容积的百分比，其中毛管孔隙是指孔隙直径在0.001-0.1mm，具有毛细管作用，水分可借毛管弯月面力储存并保持在其内，并靠毛管引力向上下左右移动，是对作物最有利的水分状态；非毛管孔隙是指直径大于0.1mm的孔隙，是水分与空气的通道，直接影响着土壤透气与渗水能力,非毛管孔隙度过低，会造成土壤板结。由表2可知，土壤总孔隙度和毛管孔隙度在不同处理间表现为：T1>T2>T3>CK2>CK3>CK1，土壤非毛管孔隙度在不同处理间表现为：T1>T3>T2>CK2>CK3>CK1，但是均高于对照组，且以T1处理最高，说明该专用肥料可以改良土壤团粒结构，降低土壤容重，提高土壤持水性能和通气性能，有效提升土壤孔隙度，防止土壤板结，进而提高土壤的供肥、保肥和保水能力。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
