CN102067753B - 一种将盐碱地变为良田的长效治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种将盐碱地变为良田的长效治理方法，包括如下步骤：(1)在盐碱地中挖出深坑；(2)在挖好的深坑底部填埋的填料，形成排盐碱填料层；(3)挖出与地下排盐碱填料层相通的排盐碱沟，并在排盐碱沟周围打上地塄；(4)通过自然降雨或灌溉整个盐碱地进行排盐碱。本发明通过设置填料层，利用“盐随水来，盐随水去”的原理，借助灌溉或降雨使盐分下移和填料层切断蒸发渠道以控制蒸发实现的盐分上移的方法，降低了耕作层盐分的含量，又不使盐分上移聚集，达到了有效长久的治理效果。本发明中设置的填料层采用多维和多维级配的方式布料，使填料层既具有上密下疏的良好通透性，又具有耐碾压的特性，可以长期有效使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过多维级配长效改良盐碱地的方法，属于盐碱地治理技术领域。
背景技术
盐碱地是农业、林业开发利用的重要土地资源。目前，土壤盐碱化已成为世界性问题，根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，世界盐碱地的面积占全球陆地面积的10％，分布在80多个国家和地区，而且全世界土壤次生盐碱化面积不断增加。我国盐碱地总面积超过5亿亩，其中75％的盐碱地未得到有效治理和合理开发利用。盐碱地因土体中含有过高的可溶性盐分或者土壤胶体中含有的钠离子饱和度过大，导致对植物和土壤微生物形成生物毒害，同时使土壤结构遭到破坏，造成土壤结构板结、通透性差，因此形成大面积的盐碱荒地。但随着可耕种土地资源的日益减少，盐碱地治理改造变良田已成为一个亟待解决的问题。
目前，国内外对盐碱地的治理主要有以下几种方法：避盐法、压盐法、排盐法、直接改良法和隔盐法，但它们都存在大量的不足之处，如：避盐法是将农田改成垄沟状，田间水分蒸发时盐分向垄背聚集，从而使种植在垄沟内的植物避免受到伤害，该方法只适合于轻盐碱地改造；压盐法是通过大量灌溉使盐分下渗到土壤深层，起到保护作物正常生长的作用的，但随水分蒸发，盐分又随水向地表聚集影响作物生长；排盐法主要是通过环土地开挖深沟，田间大水漫灌，当水从田间渗到深沟时带走部分盐分，上述方法不仅耗费大量淡水资源，而且不能保持长久；直接改良法是在土壤中施入有机肥、秸秆和化学改良剂，通过施入的酸性物质和土壤中碱性物质化合使土壤碱性降低；隔盐法是通过田间挖间隔分布的坑，坑壁和坑底铺设塑料薄膜用来隔离盐分向坑内移动，坑内填充无盐土壤进行作物种植，上述方法因为有机肥或者无盐土壤的不足及白色污染而难以大面积推广，并且同样无法保持长久。
发明内容
本发明针对现有各种盐碱地治理方法存在的不足，提供一种操作简便、治理效果好的将盐碱地变为良田的长效治理方法。
为实现上述目的，本发明的将盐碱地变为良田的长效治理方法包括如下步骤：
(1)在盐碱地中，挖出一块块深度为90cm-120cm且必须高于地下水位的深坑，对于面积超过5亩的盐碱地，所有深坑所占面积为盐碱地面积的55％-70％；对于面积≤5亩的盐碱地则全部挖出深坑；
(2)挖深坑时，将挖出的熟土和生土分别集中放置，以备用；
(3)在挖好的深坑底部填埋高度为40cm-45cm、粒径为4cm-8cm的填料，形成排盐碱填料层；将步骤(2)集中放置的生土和熟土依次回填在排盐碱填料层上，有利于保持土壤肥力，将土地平整，形成耕作层；
填料主要是成本低廉、易获得的建筑垃圾和一些固体废料，包括砼体、碎砖瓦、陶瓷碎片、石子(CaCO3、白云石)、砾石和煤矸石等。
(4)挖出与排盐碱填料层相通的排盐碱沟，并在排盐碱沟周围打上地塄；
(5)通过自然降雨或灌溉整个盐碱地进行排盐碱，在初次排盐碱后种植耐盐碱植物(如甜高粱、棉花、枣树、合欢树等)，在植物生长过程中再通过自然降雨或灌溉进行排盐碱(可进行多次)，一年之后即可种植当地非盐碱地植物(如苹果树、杏树、花生和马铃薯)；排盐碱时，水溶解土壤中的盐碱成分后向下渗透，当到达排盐碱填料层后，由于填料层的良好通透性，水通过排盐碱填料层流动到排盐碱沟，达到初步排盐碱的目的；同时由于排盐碱填料层的存在，有效的破坏了土壤中毛细管的形成，防止浅层地下水的蒸发，彻底解决了地表水蒸发成盐的问题，达到长期有效改善土质的目的。
排盐碱沟的宽度为2m-2.5m，深度为1m-2m。
排盐碱填料层中的填料填埋方式包括二维布料、二维级配布料、三维布料和三维级配布料。二维布料具有上层和下层两层填料，各层填料中的填料粒径相同；二维级配布料具有上层和下层两层填料，上层填料中具有不同粒径的填料，不同粒径的填料按比例搭配；三维布料具有上层、中层和下层三层填料，每一层填料中的填料粒径相同；三维级配布料具有上层、中层和下层三层填料，上层和中层填料中具有不同粒径的填料，不同粒径的填料按比例搭配。
对于轻盐碱地和中度盐碱地，挖深沟时，将土壤表层向下30cm的熟土集中放置，再向下85cm-90cm的生土集中放置。土壤回填时，先回填40cm-50cm的生土，再将30cm的熟土回填，形成70cm-80cm的土壤耕作层。
对于重盐碱地先清除土地表面5cm的盐碱化表土层，有利于减小排碱负担，加快排盐碱速度；挖深坑时，将清除完盐碱化表土层后向下30cm的熟土集中放置，再向下55cm-70cm的生土集中放置。土壤回填时，先回填20cm-30cm的生土，再回填30cm的熟土，形成50cm-60cm的土壤耕作层。
本发明通过设置排盐碱填料层，利用“盐随水来，盐随水去”的原理，借助灌溉或降雨使盐分下移和填料层切断蒸发渠道以控制蒸发实现的盐分上移的方法，降低了耕作层盐分的含量，又不使盐分上移聚集，达到了有效长久的治理效果。
本发明中设置的填料层采用多维和多维级配的方式布料，使填料层既具有上密下疏的良好通透性，又具有耐碾压的特性，可以长期有效使用。本发明可以对各种程度的盐碱地进行改良，尤其适用与地下水位大于0.9m地区大面积推广应用。
附图说明
图1是本发明方法的治理原理示意图。
图2是本发明治理的盐碱地剖面示意图。
图中：1、盐碱地，2、深坑，3、排盐碱沟，4、耕作层，5、排盐碱填料层，6、下层填料，7、中层填料，8、上层填料。
具体实施方式
实施例1
本实施例阐述的盐碱地变良田的治理方法适用于地下水水位深于115cm，盐碱地面积大于5亩的轻盐碱地和中度盐碱地改造，如图1和图2所示，具体方法是：
(1)将盐碱地1通过机械挖出若干个深1.15m的深坑2(参见图1)，各深坑之间的间距为6m，所有深坑所占的土地面积为整块盐碱地1面积的55％-70％。将挖出的表层向下30cm厚的熟土集中放置，将挖出的85cm厚的生土集中放置。
(2)在挖好的深坑2的底部铺设排碱填料层5(参见图2)，先铺设厚度为20cm的下层填料6，下层填料6包括粒径为8cm的砼体和煤矸石；在下层填料6上再铺层厚度为15cm的中层填料7，中层填料7包括粒径为6cm的石子和碎砖瓦；在中层填料7上再铺10cm厚的上层填料8，上层填料8包括粒径为4cm的陶瓷碎片和砾石。排盐碱填料层5厚度共45cm，采用上中下粒径逐渐增大的三维布料。
(3)在排盐碱填料层5上先回填40cm厚的生土，再在生土层上回填30cm厚的熟土，厚度为70cm的土壤作为耕作层4。采用精平的方式将耕作层4平整，以使灌溉均匀并提高灌溉效率。
(4)在盐碱地1的周围和中间挖出与排盐碱填料层5相通的排盐碱沟3(参见图1)，排盐碱沟3的深1.25m，宽2.5m，在排盐碱沟3的周围打上地塄，以防止灌溉水流入。
(5)引水灌溉整个盐碱地1，水分溶解掉盐碱向下渗透，一部分通过填料层继续向下渗透，但由于填料层已破坏了土壤毛细管，所以盐分无法随水上移；另一部分在填料层横向流动，最终流入排盐碱沟，被排出土地。
(6)在耕作层4上种植耐盐碱植物向日葵、大麦、梨树和冬枣树，植物生长过程中进行灌溉多次排碱。作物收获后，秸秆粉碎后在耕地时埋入土地，以提高土壤的通透性，随后种植当地非盐碱地植物花生、苹果树、杏树等。
本实施例所述的改良盐碱地的方法，适用于地下水水位深于115cm，盐碱地面积大于5亩的轻盐碱地和中度盐碱地改造。通过改良后，上密下疏的三维布料方式可有效增强含盐水分由上至下的渗透性能和减弱含盐水分由下至上的渗透性能，使土壤保持肥沃，通过一次治理可保持至少约20年的使用时间。
实施例2
本实施例阐述的盐碱地变良田的治理方法，适用地下水水位深于105cm，盐碱地面积大于5亩的重盐碱地改造，具体方法是：
(1)先清除盐碱地表面5cm的盐碱化表土层，再通过机械挖出深1m的深坑，深坑间距为4m，所有深坑所占的土地面积为整块盐碱地面积的55％-70％。将挖出的表层向下30cm厚的熟土集中放置，将挖出的70cm厚的生土集中放置。
(2)在挖好的深坑2的底部铺设排盐碱填料层。先铺设厚度为20cm的下层填料，下层填料包括粒径为8cm的砼体和煤矸石；在下层填料上再铺厚度为15cm的中层填料，中层填料包括石子、煤矸石、碎砖瓦和陶瓷碎片，粒径为8cm和6cm，级配比例(粒径8cm与粒径6cm的填料比例)为6∶4；在中层填料上再铺厚度为10cm的上层填料，上层填料包括碎砖瓦、砾石、陶瓷碎片和石子，粒径为6cm和4cm，级配比例(粒径6cm与粒径4cm的填料比例)为5.5∶4.5。排盐碱填料层共45cm，采用具有上中下三层填料的三维级配布料方式。
(3)在排盐碱填料层上先回填30cm厚的生土，再回填30cm厚的熟土，厚度为60cm的土壤作为耕作层。采用精平的方式将土地平整，以使灌溉均匀并提高灌溉效率。
(4)在盐碱地周围和中间挖出与排盐碱填料层相通的排盐碱沟，排盐碱沟深1.15m，宽2.3m，在排盐碱沟的周围打上地塄，以防止灌溉水流入。
(5)引水灌溉整个盐碱地1，水分溶解掉盐碱向下渗透，一部分通过填料层继续向下渗透，但由于填料层已破坏了土壤毛细管，所以盐分无法随水上移；另一部分在填料层横向流动，最终流入排盐碱沟，被排出土地。
(6)在耕作层种植耐盐碱植物西瓜、黑豆、合欢树、紫穗槐，植物生长过程中进行灌溉多次排碱。作物收获后，秸秆粉碎后在耕地时埋入土地，以提高土壤的通透性，随后种植当地非盐碱地植物马铃薯、桃树、杏树等。
本实施例所述的改良盐碱地的方法其优点在于，适用于地下水水位大于105cm，盐碱地面积大于5亩的重盐碱地改造。通过改良后，上密下疏的三维级配布料方式可有效地解决填料层易堵塞的问题，延长了使用寿命，而且可以阻止地下水和土壤水直接上升到地表，这样土壤不能直接上升到地表，从而保持了土壤的富营养化，通一次治理至少可保持20年的使用时间。
实施例3
本实施例阐述的盐碱地变良田的治理方法适用于地下水水位深于120cm，盐碱地面积小于或等于5亩的轻盐碱地和中度盐碱地改造，具体方法是：
(1)通过机械将整个盐碱地挖成1.2m深的深坑，将挖出的表层向下30cm厚度的熟土集中放置，将熟土层向下90cm的生土集中放置。
(2)在挖好的深坑底部先铺设厚度为30cm的下层填料，下层填料包括粒径为8cm的砼体和煤矸石；在铺好的下层上再铺一层厚度为10cm的上层填料，上层填料包括粒径为6cm的石子和碎砖瓦。排盐碱填料层共40cm，进行二维布料。
(3)先在排盐碱填料层上回填50cm厚的生土，再在生土上回填30cm厚的熟土，厚度为80cm的土壤作为耕作层。采用精平的方式将土地平整，以使灌溉均匀并提高灌溉效率。
(4)在盐碱地的周围和中间挖与排盐碱填料层相通的排盐碱沟，排盐碱沟深1.3m，宽2.5m，在排盐碱沟的周围打上地塄，以防止灌溉水流入。
(5)引水灌溉，水分溶解掉盐碱向下渗透，一部分通过填料层继续向下渗透，但由于填料层已破坏了土壤毛细管，所以盐分无法随水上移；另一部分在排盐碱填料层横向流动，最终流入排盐碱沟，被排出土地。
(6)在耕作层种植耐盐碱植物甜高粱、玉米、棉花和葡萄树，作物生长过程中进行灌溉多次排碱。作物收获后，秸秆粉碎后在耕地时埋入土地，以提高土壤的通透性，随后种植当地非盐碱地植物葱蒜、桔子树等。
本实施例所述的改良盐碱地的方法其优点在于，适用于地下水水位深于120cm，盐碱地面积小于或等于5亩的轻盐碱地和中度盐碱地改造。通过改良后，上密下疏的二维填料即可有效地阻断土壤毛细管形成，抑制浅层地下水的返盐，又可以作为廉价的暗管排水通道，使携带盐分的水沿填料层进入排盐碱沟而排除土壤，使土壤保持肥沃，通过一次治理可保持至少约15年的使用时间。
实施例4
本实施例描述的盐碱地变良田的治理方法适用地下水水位深于90cm，盐碱地面积小于或等于5亩的重盐碱地改造，具体方法是：
(1)先清除土地表面的盐碱化表土层(约5cm厚)，再通过机械挖出深85cm的深坑，将表土层向下30cm的熟土集中放置，再将熟土层下55cm厚的生土集中放置。
(2)在挖好的深坑底部先铺设厚度为25cm的下层填料，下层填料包括粒径为8cm的砼体和煤矸石，在下层填料上再铺厚度为15cm的上层填料，上层填料包括碎砖瓦、陶瓷碎片、石子和砾石，粒径为6cm和4cm，级配比例(粒径6cm与粒径4cm的填料比例)为7∶3。地下排盐碱填料层共40cm，进行二维级配布料。
(3)先在排盐碱填料层上回填20cm厚的生土，再回填30cm的熟土，厚度为50cm的土壤作为耕作层。采用精平的方式将土地平整，以使灌溉均匀并提高灌溉效率。
(4)在土地周围和中间挖与填料层相通的排盐碱沟，排盐碱沟深1m，宽2m，在排盐碱沟的周围打上地塄，以防止灌溉水流入。
(5)引水灌溉，水分溶解掉盐碱向下渗透，一部分通过填料层继续向下渗透，但由于填料层已破坏了土壤毛细管，所以盐分无法随水上移；另一部分在填料层横向流动，最终流入排盐碱沟，被排出土地。
(6)在耕作层种植耐盐碱植物棉花、水稻、合欢树和梨树，作物生长过程中进行灌溉多次排碱。作物收获后，秸秆粉碎后在耕地时埋入土地，以提高土壤的通透性，随后种植当地非盐碱地植物花生、马铃薯、苹果树等。
本实施例所述的改良盐碱地的方法其优点在于，适用于地下水水位大于90cm，盐碱地面积小于或等于5亩的重盐碱地改造。通过改良后，上密下疏的级配二维布料方式可有效地增强填料层的抗碾压强度，不仅使土壤变得肥沃，而且延长了使用寿命，通过一次治理至少可保持15年的使用时间。
Claims (3)
1.一种将盐碱地变为良田的长效治理方法，其特征是，包括如下步骤：
(1)在盐碱地中，挖出一块块深度为90cm-120cm且必须高于地下水位的深坑，对于面积超过5亩的盐碱地，所有深坑所占面积为盐碱地面积的55％-70％；对于面积≤5亩的盐碱地则全部挖出深坑；
(2)挖深坑时，将挖出的熟土和生土分别集中放置，以备用；
(3)在挖好的深坑底部填埋高度为40cm-45cm、粒径为4cm-8cm的填料，形成排盐碱填料层；将步骤(2)集中放置的生土和熟土依次回填在排盐碱填料层上，有利于保持土壤肥力，将土地平整，形成耕作层；
(4)挖出与排盐碱填料层相通的排盐碱沟，并在排盐碱沟周围打上地塄；
(5)通过自然降雨或灌溉整个盐碱地进行排盐碱，在初次排盐碱后种植耐盐碱植物，在植物生长过程中再通过自然降雨或灌溉进行排盐碱，一年之后即可种植当地非盐碱地植物；排盐碱时，水溶解土壤中的盐碱成分后向下渗透，当到达排盐碱填料层后，由于填料层的良好通透性，水通过排盐碱填料层流动到排盐碱沟，达到初步排盐碱的目的；同时由于排盐碱填料层的存在，有效的破坏了土壤中毛细管的形成，防止浅层地下水的蒸发，彻底解决了地表水蒸发成盐的问题，达到长期有效改善土质的目的。
2.如权利要求1所述的将盐碱地变为良田的长效治理方法，其特征是，所述排盐碱沟的宽度为2m-2.5m，深度为1m-2m。
3.如权利要求1所述的将盐碱地变为良田的长效治理方法，其特征是，所述排盐碱填料层中的填料填埋方式包括二维布料、二维级配布料、三维布料和三维级配布料；二维布料具有上层和下层两层填料，各层填料中的填料粒径相同；二维级配布料具有上层和下层两层填料，上层填料中具有不同粒径的填料，不同粒径的填料按比例搭配；三维布料具有上层、中层和下层三层填料，每一层填料中的填料粒径相同；三维级配布料具有上层、中层和下层三层填料，上层和中层填料中具有不同粒径的填料，不同粒径的填料按比例搭配。
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