CN105103700A - 一种盐碱地土壤改良方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盐碱地土壤改良方法，所述的盐碱地土壤改良方法由深挖沟渠、深耕深翻、施加改良剂三个步骤组成；所述改良剂由磷石膏或者石膏矿粉；沼渣肥；粘土矿物；微生物所需基本营养成分组成。本发明提供的土壤改良方法节水，且能有效改良盐碱地土壤，防止二次返盐，所添加的改良剂成本较低，可有效改良盐碱地土壤的土壤结构，调节土壤PH，激活土壤营养元素活性和补充土壤中微量元素钙，硫，铁，锌等特性，同时降低土壤中钠离子的浓度的作用。

Description

一种盐碱地土壤改良方法

技术领域

本发明涉及盐碱地改良技术领域，特别是涉及一种盐碱地土壤改良方法。

背景技术

盐碱地是全球分布广泛的一种土壤类型，是一种重要的土地资源。全球盐碱地面积约为150亿亩，我国盐碱地面积约5.4亿亩，占全球的三十分之一；我国盐碱地耕地约0.9亿亩，我国耕地仅有15亿亩，占到我国耕地面积的近十五分之一。目前已经成为制约我国生态环境建设和农业可持续发展的最大障碍。与此同时，随着土地大面积的开垦，不合理的灌溉及水质恶化所带来的土壤盐渍化也在以前所未有的速度发展。因此，盐碱地治理是世界性难题，也是全球研究热点。目前治理盐碱地的措施有生物，物理，化学，水利四大措施。

例如通过深挖沟渠排碱，该措施适宜于低洼盐碱地中排水不畅、地下水浅、矿物化度高、受盐涝双重威胁的地块。深挖沟渠，修建排盐碱沟。但是该方法适用范围狭窄，且容易返盐。

利用灌水措施压碱，是重盐碱地改造起效最快的措施。在具备良好的排水系统的条件下，通过洗盐，春洗在土壤解冻后进行效果最好。但该方法工程量大，排水系统的造价高，且消耗水资源非常严重。

化学改良是治理重度盐碱地的有效措施，常用的改良剂中以天然改良剂(特别是工、农业废弃物)为原料研制新型多功能改良剂是目前土壤改良剂研究的热点。2013年3月13日申请的一种专利号为CN201310080579.2，专利发明名称为一种盐碱土壤改良剂的发明公开了一种能够改善土壤质地，实现农作物增产，成活率提高的盐碱地改良剂，包括磷石膏，风化煤，腐熟锯末，黄腐酸，腐熟酒糟，磷矿渣，生根剂。该发明土壤改良剂其优越性在于由工农业废物组成，成本低，既解决了废弃物处理问题，又改善了盐碱土壤，改善了盐碱土壤物理结构，又改变了土壤的化学性质，增加了土壤肥力。但作为土壤改良剂常用原料之一的磷石膏中所含的重金属、放射性元素、氟化物等物质，土壤一旦遭受重金属的污染，一般很难消除，进入土壤的重金属具有滞后性、隐蔽性和长期性，使堆放点周围土壤重金属污染愈来愈严重。重金属通过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等各种反应，形成不同的化学形态，最终通过土壤—植物系统经食物链进入动物和人体。进入生物体内的重金属元素由于具有持久性、毒性和生物富集作用，对生物和人类健康均会造成严重的危害。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种能够改善土壤质地，实现农作物增产，成果率提升同时提高抗逆性并防止重金属污染的盐碱地改良方法。

为实现本发明技术目的的技术方案是：一种盐碱地土壤改良方法，其特征在于：所述的改良方法由以下几个步骤组成组成：

A、深挖沟渠：所述深挖沟渠的时间为每年2月份，所述沟渠的间距为100～120m，深度为2～3m，宽度为0.8～1.2m；

B、深耕深翻；在所述深耕深翻之前测量地下水埋深，如果地下水埋深超过2m，则深耕深翻之前不进行灌溉，如果地下水埋深少于2m，则深耕深翻之前对盐碱地土壤进行灌溉，灌溉水量为150～250mm；

C、施加改良剂：在深耕深挖的土壤上施加改良剂，每亩20～30公斤，施加改良剂后，在土壤上覆土，覆土深度为2～3cm，所述改良剂由磷石膏或者石膏矿粉、沼渣肥、粘土矿物、微生物所需基本营养成分组成；所述粘土矿物由浮石粉、蛭石粉、脱硫石膏钢渣、粉煤灰、高岭石组成；所述微生物所需基本营养成分由烟酸、对氨基苯甲酸肌醇、丝氨酸、维生素、葡萄糖组成。

所述改良剂的制造方法为：

第一步，原料选取；

第二步，粉碎；将磷石膏或石膏矿粉、沼渣肥、粘土矿物在磨机中磨成粉粒状；

第三步，造粒；将第二步粉碎后得到的粉粒状物加入造粒机进行造粒，造粒过程中通过保持造粒温度为20～30℃；

第四步，烘干成型；将造粒所得物在回转式烘干机中烘干；

第五步，包装；将第四步所得物包装在外袋内，在外袋内置一内袋，盛装微生物所需基本营养成分。

作为本发明的进一步改进，所述粘土矿物的组分分别为：浮石粉10～20％、蛭石粉10～30％、脱硫石膏钢渣15～40％、高岭石10～15％、余量为粉煤灰。

作为本发明的进一步改进，所述微生物所需基本营养成分的各组分含量分别为：烟酸1～5％、对氨基苯甲酸肌醇1～5％、丝氨酸2～10％、维生素5～10％、余量为葡萄糖。

作为本发明的进一步改进，所述磷石膏含有CaSO_4·2H₂O、P₂O₃、MgO、F⁺，所述磷石膏的PH值为1.9～6.5。

作为本发明的进一步改进，所述有机肥为牛粪或猪粪。

作为本发明的进一步改进，在所述粉碎步骤之前，先将原料加入搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后送入磨机中磨成粉粒状。

作为本发明的进一步改进，所述造粒过程为将第二步粉碎后得到的粉粒状物加入造粒机进行造粒，造粒过程中通过保持造粒温度为20～30℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明在深耕深挖之前对地下水埋深进行测量，当地下水埋深超过2m时，自然降水就足以满足洗盐和灌溉的需求，因此，本发明合理利用降雨淋洗的功能，并结合补充灌溉，在保证粮食生产的同时，可以实现节水、控盐和环境保护的综合目标。

(2)本发明以磷石膏为改良剂主要原料之一，磷石膏中含有一定的微量元素，利用磷石膏中的钙离子和土壤中游离的碳酸氢钠、碳酸钠作用，生成碳酸氢钙、磷酸钙和硫酸钠以降低土壤碱性，消除碳酸盐对作物的毒害。同时，钙离子也可代换土壤胶体上的钠离子，使钠—粘土变成钙—粘土，因此磷石膏具有改良土壤结构，调节土壤PH，激活土壤营养元素活性和补充土壤中微量元素钙，硫，铁，锌等特性，同时降低土壤中钠离子的浓度的作用；

(3)由于本发明的原料大部分都为工农业废物，因此成本较低；

(4)沼渣肥是农业有机废弃物经厌氧发酵生产沼气后的副产物，由部分未分解的原料和新生的微生物菌体组成。沼渣肥具体可分为3部分:一是氮、磷、钾、微量元素等营养元素；二是有机质和腐殖酸等有机营养成分；三是未腐熟的原料，含未分解的营养成分，施入农田后可以继续发酵，释放养分；其次沼渣肥由部分未分解的原料和新的微生物菌体组成，提供了大量微生物菌体；

(5)盐碱地微生物的数量一般少于普通农用土壤，因此本发明中的微生物所需基本营养物质，能使微生物快速繁殖，微生物尤其是放线菌的生命活动可以有效降低盐碱地土壤PH值，克服现有土壤改良剂中磷石膏降低PH值不明显的缺点，同时增加了有机质含量和水解性氮含量；

(6)本发明中的微生物所需基本营养物质给予了菌根真菌繁殖所需营养物质，而菌根真菌可促进宿主植物根系在土壤中吸收营养养分，并可以提高宿主植物对生物和非生物胁迫的抗性。丛枝菌根真菌可增加作物粗根的数量，增加根的活力，促进植物根对N、P、K、Ca的吸收，减少植物中Na离子含量，减轻作物在盐碱地中所受到的盐胁迫，也可促进盐碱地植被恢复到原生状态改良了土壤的化学性质和栽种植物的生理特性，提高了作物的成活率和保存率；

(7)由于改良剂中的原料大部分为工农业废物，工业废物如磷石膏可带入一部分重金属，使得盐碱地二次污染，而微生物的生命活动可一定程度修复由于重金属带来的二次污染，粘土矿物中的高岭石对铜离子、锌离子、铅离子等重金属有较强的吸附能力，可较好的治理重金属污染。

为了对本发明有益效果作进一步阐述，本发明人进行了大量运用性试验，特别说明的是，本发明试验旨在说明本发明技术的有益效果，绝不仅限于本发明的范围。

实验1：改良剂优选配方实验

在天津滨海区4块土壤盐碱化程度大致相同的中重度盐碱地进行试验，分别作为试验组1～4的试验田，试验田的土壤性质如表1所示，并分别施加不同的所示的复合改良剂，具体为：

试验组1：施用本发明制得的改良剂；

试验组2：施用磷石膏、粘土矿物、沼渣肥制成的改良剂；

试验组3：施用磷石膏、沼渣肥、微生物所需基本营养物质制成的改良剂。

试验组4：施加磷石膏、粘土矿物、微生物所需基本营养物质制成的改良剂；

实验5：粘土矿物、沼渣肥、微生物所需基本营养物质制成的改良剂。

施加量均为320kg/亩。施用一季度后，对土壤土质进行分析，其结果如下表2：

表1试验田土壤性质

表2不同改良剂对盐碱地土壤改良情况

上述试验结果表明：试验组1为施用本发明制成的复方改良剂，其改良土壤盐碱化作用效果最优，能使总盐化度降低53％左右，实验组1与2，3，4，5组对比，降低PH值，提高有机质和N、P、K含量的效果最优。

具体实施方式

为了方便本领域的技术人员理解，下面将结合实施例对本发明做进一步的描述。实施例仅仅是对该发明的举例说明，不是对本发明的限定，实施例中未作具体说明的步骤均是已有技术，在此不做详细描述。

在天津滨海区选择4块1亩的盐碱地圈起来，其中2块盐碱地地下水埋深少于2m，分别为1.8m，1.9m，另外两块盐碱地地下水埋深大于2m，分别为2.4m，2.8m。

实施例1

选取含CaSO_4·2H₂O、P₂O₃、MgO、F⁺的磷石膏18KG，猪粪100KG发酵，选取10KG沼渣肥，浮石粉10KG，蛭石粉10KG，脱硫石膏钢渣15KG，高岭石10KG，粉煤灰55KG，烟酸1KG，对氨基苯甲酸肌醇1KG，丝氨酸2KG，维生素5KG，葡萄糖91KG，先将上述原料加入搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后送入磨机中磨成粉粒状，然后将粉碎后得到的粉粒状物加入造粒机进行造粒，造粒过程中通过保持造粒温度为20℃，造粒结束后，将造粒所得产物烘干成型并包装。将造粒所得物包装在外袋内，在外袋内置一内袋，盛装微生物所需基本营养成分。

2月16日，在地下水埋深为1.8m的盐碱地，对盐碱地进行灌溉，灌溉水量为150mm；接着深挖沟渠，渠的间距为100m，深度为2m，宽度为0.8m；然后在深耕深挖的土壤上施加改良剂，先施加内袋中的微生物所需基本营养物质，土壤上覆土，覆土深度为2cm，再施加外袋内的物质，土壤上覆土，覆土深度为2cm，每亩20公斤改良剂。

实施例2

选取含CaSO_4·2H₂O、P₂O₃、MgO、F⁺的磷石膏15KG，牛粪100KG发酵，选取10KG沼渣肥，浮石粉20KG，蛭石粉30KG，脱硫石膏钢渣30KG，、高岭石15KG、粉煤灰5KG，烟酸5KG，对氨基苯甲酸肌醇5KG，丝氨酸10KG，维生素10KG，葡萄糖70KG，先将上述原料加入搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后送入磨机中磨成粉粒状，然后将粉碎后得到的粉粒状物加入造粒机进行造粒，造粒过程中通过保持造粒温度为30℃，造粒结束后，将造粒所得产物烘干成型并包装。将造粒所得物包装在外袋内，在外袋内置一内袋，盛装微生物所需基本营养成分。

2月16日，在地下水埋深为1.9m的盐碱地，对盐碱地进行灌溉，灌溉水量为250mm；接着深挖沟渠，渠的间距为120m，深度为3m，宽度为1.2m；然后在深耕深挖的土壤上施加改良剂，先施加内袋中的微生物所需基本营养物质，土壤上覆土，覆土深度为3cm，再施加外袋内的物质，土壤上覆土，覆土深度为3cm，每亩30公斤改良剂。

实施例3

选取含CaSO_4·2H₂O、P₂O₃、MgO、F⁺的磷石膏28KG，猪粪100KG发酵，选取10KG沼渣肥，浮石粉15KG，蛭石粉20KG，脱硫石膏钢渣30KG，高岭石12KG、粉煤灰23KG，烟酸3KG，对氨基苯甲酸肌醇3KG，丝氨酸6KG，维生素8KG，葡萄糖80KG，先将上述原料加入搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后送入磨机中磨成粉粒状，然后将粉碎后得到的粉粒状物加入造粒机进行造粒，造粒过程中通过保持造粒温度为25℃，造粒结束后，将造粒所得产物烘干成型并包装。将造粒所得物包装在外袋内，在外袋内置一内袋，盛装微生物所需基本营养成分。

2月16日，在地下水埋深为2.4m的盐碱地，深挖沟渠，渠的间距为110m，深度为2.5m，宽度为1.0m；然后在深耕深挖的土壤上施加改良剂，先施加内袋中的微生物所需基本营养物质，土壤上覆土，覆土深度为2.5cm，再施加外袋内的物质，土壤上覆土，覆土深度为2.5cm，每亩25公斤改良剂。

实施例4

选取含CaSO_4·2H₂O、P₂O₃、MgO、F⁺的磷石膏28KG，牛粪100KG发酵，选取10KG沼渣肥，浮石粉15KG，蛭石粉20KG，脱硫石膏钢渣30KG，高岭石12KG、粉煤灰23KG，烟酸3KG，对氨基苯甲酸肌醇3KG，丝氨酸6KG，维生素8KG，葡萄糖80KG，先将上述原料加入搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后送入磨机中磨成粉粒状，然后将粉碎后得到的粉粒状物加入造粒机进行造粒，造粒过程中通过保持造粒温度为27℃，造粒结束后，将造粒所得产物烘干成型并包装。将造粒所得物包装在外袋内，在外袋内置一内袋，盛装微生物所需基本营养成分。

2月16日，在地下水埋深为2.8m的盐碱地，深挖沟渠，渠的间距为120m，深度为2.5m，宽度为1.2m；然后在深耕深挖的土壤上施加改良剂，先施加内袋中的微生物所需基本营养物质，土壤上覆土，覆土深度为2.5cm，再施加外袋内的物质，土壤上覆土，覆土深度为3cm，每亩25公斤改良剂。

以上所述，仅是本发明的较好实例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实例所作的任何简单修改、变换材料等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种盐碱地土壤改良方法，其特征在于：所述的改良方法由以下几个步骤组成组成：

A、深挖沟渠：所述深挖沟渠的时间为每年2月份，所述沟渠的间距为100～120m，深度为2～3m，宽度为0.8～1.2m；

B、深耕深翻；在所述深耕深翻之前测量地下水埋深，如果地下水埋深超过2m，则深耕深翻之前不进行灌溉，如果地下水埋深少于2m，则深耕深翻之前对盐碱地土壤进行灌溉，灌溉水量为150～250mm；

C、施加改良剂：在深耕深挖的土壤上施加改良剂，每亩20～30公斤，施加改良剂后，在土壤上覆土，覆土深度为2～3cm，所述改良剂由磷石膏或者石膏矿粉、沼渣肥、粘土矿物、微生物所需基本营养成分组成；所述粘土矿物由浮石粉、蛭石粉、脱硫石膏钢渣、粉煤灰、高岭石组成，所述微生物所需基本营养成分由烟酸、对氨基苯甲酸肌醇、丝氨酸、维生素、葡萄糖组成；

所述改良剂的制造方法为：

第一步，原料选取；

第二步，粉碎；将磷石膏或石膏矿粉、沼渣肥、粘土矿物在磨机中磨成粉粒状；

第三步，造粒；将第二步粉碎后得到的粉粒状物加入造粒机进行造粒，造粒过程中通过保持造粒温度为20～30℃；

第四步，烘干成型；将造粒所得物在回转式烘干机中烘干；

第五步，包装；将第四步所得物包装在外袋内，在外袋内置一内袋，盛装微生物所需基本营养成分。

2.根据权利要求1所述的盐碱地土壤改良方法，其特征在于；在所述粉碎步骤之前，先将原料加入搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后送入磨机中磨成粉粒状。

3.根据权利要求1所述的盐碱地土壤改良方法，其特征在于；烘干成型温度为150～250℃。

4.根据权利要求2所述的盐碱地土壤改良方法，其特征在于；所述粘土矿物的组分分别为：浮石粉10～20％、蛭石粉10～30％、脱硫石膏钢渣15～30％、高岭石10～15％、余量为粉煤灰。

5.根据权利要求3所述的盐碱地土壤改良方法，其特征在于；所述微生物所需基本营养成分的各组分含量分别为：烟酸1～5％、对氨基苯甲酸肌醇1～5％、丝氨酸2～10％、维生素5～10％、余量为葡萄糖。

6.根据权利要求1所述的盐碱地土壤改良方法，其特征在于；所述磷石膏含有CaSO_4·2H₂O、P₂O₃、MgO、F⁺，所述磷石膏的PH值为1.9～6.5。

7.根据权利要求1所述的盐碱地土壤改良方法，其特征在于；所述沼渣肥为牛粪或猪粪发酵而成。