CN110073752A - 一种盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法，其包括以下步骤：在耕作层上开挖垄沟，该垄沟的底端与犁底层接壤，在该垄沟中填入土壤改良剂，在该土壤改良剂的表面铺设表土且该表土的顶面与垄沟的顶端齐平，该表土为垄沟周围的耕作层土壤，并在表土上种植植株。与现有技术相比，本发明中的构建方法可操作性强，构建速度快，在短期内能实现对障碍盐碱农田耕作层快速高效排盐，排盐效果显著，提高了农田地力和土壤质量，作物长势好，产量和品质均得到较大的提高。
Description
技术领域
本发明涉及土壤改良技术领域，尤其涉及一种盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法。
背景技术
土壤是化肥养分转化、迁移和作物吸收的场所，地力因素(障碍和肥力因素)一方面影响土壤蓄纳和稳定供应养分的能力，另一方面影响微生物活性和根系生长，进而影响养分在土壤-作物系统中的高效循环利用。盐碱土壤是我国最主要的障碍性土壤类型之一，盐碱土最主要的特点是含有较多的水溶性盐和碱，由于盐分大、碱分多，土壤的腐殖物质遭到淋失，土壤结构遭到破坏，表现为湿时黏、干时硬，通气性和透水性不良，严重的会造成作物萎蔫、中毒甚至死亡。因此，盐碱土壤不仅受到盐碱强烈胁迫，而且土壤有机质和养分含量偏低，物理结构较差，保水保肥能力偏弱。盐碱地土壤的这些特点严重限制了作物的生长发育以及产量和品质的提升。
针对土壤水盐运移过程进行有效调控，消减盐碱障碍因子是农田地力提升和盐碱土地资源功能发挥的基础。国内外盐碱地改良利用方法和技术众多，不同的改良措施效果不同，优点与不足并存，目前主要采用的方法有水利工程法、秸秆或地膜覆盖法、生物改良法以及化学改良等。其中，水利工程法是耕地盐碱化改良的常用方法之一，通过铺设暗管将土壤中的盐分随水排走，但缺点是建设和维护成本较高，不能快速提升土壤质量，如：申请号为CN201710043546.9(公开号为CN108337947A)的中国发明专利《盐碱地改良方法》。秸秆或地膜覆盖可明显抑制水分蒸发，提高入渗淋盐效果，防止耕层盐化，但缺点是土壤易返盐，难降解的地膜还会污染环境，如：申请号为CN201710133603.2(公开号为CN106797867A)的中国发明专利《利用秸秆覆盖保湿降盐碱的枸杞栽培方法》。生物改良法效果显著，同时有利于小生境的恢复，但其改良周期过长严重制约了农业发展，如：专利号为CN201710703811.1(公开号为CN107439337A)的中国发明专利《一种盐碱地移栽乔木的方法及盐碱地的造林方法》。通过化学改良法对盐碱地进行处理，如施用有机肥、菌渣和化学改良剂(秸秆、有机肥、沸石、褐煤、磷矿粉)等，对盐碱障碍因子的消减、土壤肥力的提升具有积极作用，但缺点是改良剂的用量大，改良成本较高，如：申请号为CN201711236418.2(公开号为CN108129227A)的中国发明专利《一种改良沙质盐碱地用复混肥及其制备方法》。由上可见，现有的用于盐碱地的改良方法还有待改进。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术而提供一种可操作性强、构建速度快的盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术而提供一种排盐速度快、效果好的盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法。
本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术而提供一种作物长势良好的盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法，其特征在于包括以下步骤：在耕作层上开挖垄沟，该垄沟的底端与犁底层接壤，在该垄沟中填埋土壤改良剂，在该土壤改良剂的表面铺设表土，该表土为垄沟周围的耕作层土壤，并在表土上种植植株。
作为优选，所述土壤改良剂包括农业废弃物，该农业废弃物为秸秆粉碎物、砻糠、食用菌菌渣或粪肥中的一种，或者为秸秆粉碎物、砻糠、食用菌菌渣或粪肥中至少两种以按C/N比混合后的混合物。农业废弃物在分解过程中产生的有机酸可以有效提高了土壤的缓冲能力，调节了土壤pH，从而进一步提高排盐效率。其中，上述C/N比反映堆肥腐熟度，C指有机碳，N指全氮，本发明中该C/N比值范围介于15～20之间。
作为优选，所述土壤改良剂还包括化学改良剂，该化学改良剂包括腐殖酸、泥炭、岭矿粉、沸石、褐煤中的至少一种。
进一步，优选地，所述化学改良剂的添加量不超过上述土壤改良剂总质量的15％。
作为优选，所述土壤改良剂的厚度为10～20cm，表土的厚度为5～10cm，且上述种植在表土上的植株的根系主要位于土壤改良剂中。由于根系主要位于土壤改良剂中，受盐碱胁迫程度小，且养分供应充足，因此作物长势好，产量和品质均得到较大的提高，同时也减轻了周围土壤中的盐碱对农作物的胁迫，避免表土聚盐。
作为优选，所述垄沟的横截面呈倒置的等腰梯形状，所述垄沟的深度为20～30cm，垄沟上部的宽度为30～40mm。
作为优选，相邻的所述垄沟的间距为1.0～1.5m。
作为优选，在相邻的已挖的垄沟之间的垄台上开挖新的垄沟，反复2～3年，直至完成整个耕作层的改良。本发明中在已挖的垄沟中种植一季作物后可开挖新的垄沟。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过设置垄沟，在该垄沟中填入土壤改良剂，在该土壤改良剂的表面铺设表土，从而构建肥沃耕层，可操作性强，且由于采取分区改良，肥沃层构建速度大大加快。
本发明构建的肥沃耕层，显著增加了土壤入渗率，有利于土壤盐离子的淋洗，设置肥沃耕层后土壤有机胶体和腐殖质数量增加，对盐分离子的吸附能力加强，降低了土壤中盐分的活性，其中，肥沃耕层中的农业废弃物在分解过程中产生的有机酸可以有效提高了土壤的缓冲能力，调节了土壤pH。因此，本发明在短期内能实现对障碍盐碱农田耕作层快速高效排盐，排盐效果显著。
本发明增强了耕层保墒效果，增加了土壤有机质和养分含量，促进土壤团粒结构的形成，提高了农田地力和土壤质量，由于根系主要位于肥沃耕层，受盐碱胁迫程度小，且养分供应充足，因此作物长势好，产量和品质均得到较大的提高。
附图说明
图1为本发明实施例中肥沃耕层构建示意图；
图2为本发明实施例中不同耕作方式作物收获期表层土壤脱盐率；
图3为本发明实施例中不同耕作方式作物收获期表层土壤pH值。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，在耕作层2上通过开沟机械方式开挖垄沟3，该垄沟3的底端与犁底层1接壤，横截面呈倒置的等腰梯形状态，深度为20～30cm，垄沟3上部的宽度为30～40cm，相邻的垄沟3之间形成垄台4，且垄台4的宽度为1.0～1.5m。进一步，在上述垄沟3中填入土壤改良剂7，在该土壤改良剂7的表面铺设表土且该表土的顶面与垄沟3的顶端齐平，该表土为垄沟3周围的耕作层2土壤，并在表土上种植植株5。上述土壤改良剂7的厚度为10～20cm，表土的厚度为5～10cm。本实施例中，垄沟3的深度为25cm，上部的宽度为30cm，土壤改良剂7的厚度为20cm，表土的厚度为5cm，垄台4的宽度为1.2m。
进一步，上述土壤改良剂为农业废弃物和化学改良剂的混合物，其中，农业废弃物为秸秆粉碎物、砻糠、食用菌菌渣或粪肥中的一种，或者为秸秆粉碎物(稻草、玉米、小麦秸秆等)、砻糠、食用菌菌渣或粪肥(猪粪、牛粪、鸡粪等)中至少两种以按C/N比混合后的混合物，该化学改良剂包括腐殖酸、泥炭、岭矿粉、沸石、褐煤中的至少一种，并且化学改良剂的添加量不超过上述土壤改良剂总质量的15％。本实施例中，构建的肥沃耕层A中土壤改良剂为农业废弃物，且该农业废弃物为食用菌菌渣和猪粪的混合物(混合比例为6:4)；构建的肥沃耕层B中土壤改良剂为农业废弃物，且该农业废弃物为秸秆粉碎物和牛粪的混合物(混合比例为2:1)；构建的肥沃耕层C中土壤改良剂为农业废弃物，且该农业废弃物为砻糠；构建的肥沃耕层D中土壤改良剂为农业废弃物，且该农业废弃物为砻糠；构建的肥沃耕层E中土壤改良剂为农业废弃物，且该农业废弃物为秸秆粉碎物、砻糠、食用菌菌渣以及鸡粪的混合物(混合比例为9:6:4:3)；构建的肥沃耕层F中土壤改良剂为农业废弃物和化学改良剂的组合物，其中，农业废弃物为砻糠和食用菌菌渣的混合物(混合比例为5:3)，化学改良剂为腐殖酸，且该化学改良剂占土壤改良剂的总量为12％；构建的肥沃耕层G中土壤改良剂为农业废弃物和化学改良剂的组合物，其中，农业废弃物为食用菌菌渣，化学改良剂为岭矿粉和沸石的混合物(混合比例为2:3)，该化学改良剂占土壤改良剂的总量为10％。
在浙江省宁波市慈溪市滨海盐碱地(0-20cm耕层土壤平均总盐含量为0.38％，pH＝8.92)分别构建上述各肥沃耕层(A～G)，经肥沃耕层处理后土壤的脱盐率均可达50％左右，且处理后耕层土壤pH显著下降，土壤pH降至7.85左右。
为对本发明中的肥沃耕层构建法进行深入研究，本实施例中将上述肥沃耕层A、常规对照、菇渣翻耕以及秸秆翻耕进行比较研究。其中，菇渣翻耕处理，施入菇渣15t/hm2，通过旋耕机均匀混入土壤；秸秆翻耕处理，施入粉碎的干玉米秸秆7.5t/hm2，通过旋耕机均匀混入土壤；对照处理采用当地常规管理方式，不施入任何物料。在中度盐渍化水平(含盐量0.38％)的土壤上种植西兰花试验表明，上述肥沃耕层A处理的农田表层土壤(0～20cm)周年脱盐率为50.3％，显著高于菇渣翻耕、秸秆翻耕和常规对照(如图2所示)；肥沃耕层处理的土壤pH显著低于其它处理，土壤酸碱度由碱性转为弱碱性(如图3所示)。
由表1可见，与常规对照相比，不同耕作处理均显著提高了土壤有机质和全氮含量，其中，本发明的肥沃耕层处理的土壤有机质和全氮含量提高幅度最高，分别比对照提高42.4％和140％。除肥沃耕层处理能显著提高土壤碱解氮和速效磷外，其它耕作处理对土壤中速效养分含量无显著影响。
表1不同耕作方式处理下的土壤性质
收集收获期西兰花株高、叶长、叶宽、展开度、茎粗、花球直径等生物学性状数据，如表2所示。与常规对照相比，不同耕作处理的西兰花株高均显著增加，肥沃耕层A、菇渣翻耕和秸秆翻耕处理株高分别比对照增加25.0％，13.3％和6.9％。此外，肥沃耕层A处理也显著提高了作物的叶长(11.5％)、展开度(12.1％)、茎粗(15.3％)和花球直径(28.5％)，而菇渣翻耕和秸秆翻耕处理下叶长、叶宽、展开度、茎粗、花球直径与对照相比均无显著性差异。
不同处理西兰花产量从高到低的依次为：肥沃耕层A、菇渣翻耕、秸秆翻耕、常规对照，其中肥沃耕层处理的产量比对照增加62.2％。通过西兰花增加产值和投入成本计算当季增产效益，与对照相比，肥沃耕层处理增产效益可达22 455元/hm2，增产效益在所有处理中最高。
表2不同耕作方式对西兰花产量及经济效益的影响
Claims (8)
1.一种盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法，其特征在于包括以下步骤：在耕作层上开挖垄沟，该垄沟的底端与犁底层接壤，在该垄沟中填入土壤改良剂，在该土壤改良剂的表面铺设表土且该表土的顶面与垄沟的顶端齐平，该表土为垄沟周围的耕作层土壤，并在表土上种植植株。
2.如权利要求1所述的盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法，其特征在于，所述土壤改良剂包括农业废弃物，该农业废弃物为秸秆粉碎物、砻糠、食用菌菌渣或粪肥中的一种，或者为秸秆粉碎物、砻糠、食用菌菌渣或粪肥中至少两种以按C/N比混合后的混合物。
3.如权利要求2所述的盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法，其特征在于，所述土壤改良剂还包括化学改良剂，该化学改良剂包括腐殖酸、泥炭、岭矿粉、沸石、褐煤中的至少一种。
4.如权利要求1所述的盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法，其特征在于，所述化学改良剂的添加量不超过上述土壤改良剂总质量的15％。
5.如权利要求1所述的盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法，其特征在于，所述土壤改良剂的厚度为10～20cm，表土的厚度为5～10cm，且上述种植在表土上的植株的根系主要位于土壤改良剂中。
6.如权利要求1所述的盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法，其特征在于，所述垄沟的横截面呈倒置的等腰梯形状，且该垄沟的深度为20～30cm，垄沟上部的宽度为30～40cm。
7.如权利要求1所述的盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法，其特征在于，相邻的所述垄沟的间距为1.0～1.5m。
8.如权利要求7所述的盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法，其特征在于，在相邻的所述垄沟之间的垄台上开挖新的垄沟，反复2～3年，直至完成整个耕作层的改良。
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| CN201910476775.9A CN110073752A (zh) | 2019-06-03 | 2019-06-03 | 一种盐碱障碍耕地肥沃耕层构建方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113519226A (zh) * | 2020-04-22 | 2021-10-22 | 民勤大漠田园农业科技有限责任公司 | 一种盐碱沙地土壤改良方法 |
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2019
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