CN101647336A - 滩涂盐碱地种植耐盐植物的耕层土壤控盐方法 - Google Patents

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姚荣江
赵秀芳
韩建均
刘广明
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Abstract

一种滩涂盐碱地种植耐盐植物的耕层土壤控盐方法，根据土壤盐分含量本底、种植植物的耐盐阈值、控盐目标值、盐分动态的实际测定数据、土壤水分含量实测数据、近日降雨与蒸发的预测值和土壤通透性确定淡水淋盐灌水量，其特征是采用四电极盐分传感器和数字式土壤水势监测仪实时监测耕层土壤的水盐动态状况，每1～10亩布设一个监测点，每个监测点收集的监测信号集中处理，实现了灌溉过程和洗盐效果的全程实时监控。

Description

滩涂盐碱地种植耐盐植物的耕层土壤控盐方法
一、技术领域
本发明属农林业中的盐碱地改良治理、种植技术，具体涉及一种沿海滩涂盐碱地种植耐盐植物的耕层土壤控盐方法。
二、背景技术
当前我国水、土资源的拥有量，仅能保证大约5亿吨粮食的生产能力，远远不能满足人口日益增长的巨大需求；同时，我国能源紧缺矛盾日趋尖锐，开发生物质能源，可以在一定程度上缓解能源紧缺矛盾，而生物质能源的发展也会与粮食生产争夺耕地。我国目前拥有的总面积近4000多万亩的各类沿海滩涂，是我国重要的后备土地资源，沿海滩涂盐碱土的开发利用，不仅可以扩大耕地资源、提供食物来源，还可成为生物质能源生产中某些重要耐盐植物的生产载体。利用海水替代淡水作为农业水源、利用沿海滩涂盐碱地等后备土地资源进行耐盐植物种植，可以满足社会对食物和能源不断增长的需要。因此，利用滨海滩涂盐碱土地、咸水和耐盐植物资源发展“滨海盐土农业”和“海水农业”，具有十分重大的意义。
我国沿海地区耐盐植物的筛选、驯化和作物化种植已有一定历史，取得了巨大的社会、经济效益，为沿海经济发展、保护耕地动态平衡做出了重要贡献。然而，在利用盐碱地发展盐土种植业的同时，如何维持滩涂土壤质量不退化、控制耐盐植物根区不积聚过多土壤盐分、控制耕层土壤盐分平衡已成为制约海涂地区盐土农业持续发展的现实问题。
灌水洗盐是控制耕层土壤返盐的有效手段，在雨量相对较为丰沛的滨海滩涂地区具有较好的应用前景。然而，现阶段滩涂地区普遍使用的灌水洗盐，没有充分考虑复杂的水盐土壤运动特点，灌水洗盐往往以经验为主，缺乏精准的灌溉水量计算和高效的灌溉过程控制。这些因素导致了灌水洗盐过程的水资源利用效率低下、使用不科学，往往使得控盐效果不能达到预期要求或者水资源浪费严重，导致盐土农业区土壤质量恶化并制约土地生产力发展。
三、发明内容
本发明的目的是针对目前滨海滩涂地区耕层土壤控盐方法的水资源利用效率低、技术使用不科学与监控手段落后、控盐效果差等现实问题，提出一套适合在滨海滩涂盐碱地种植耐盐植物的耕层土壤控盐方法。
本发明的技术解决方案为：一种滩涂盐碱地种植耐盐植物的耕层土壤控盐方法，根据土壤盐分含量本底、种植植物的耐盐阈值、不同时段实际测定的土壤盐分数据、土壤含水量、近日降雨与蒸发概率预报和土壤通透性确定应使用的淡水淋盐灌水量，其特征是采用四电极盐分传感器和数字式土壤水势监测仪实时监测耕层土壤的水盐动态状况。
首先通过对滩涂盐碱地种植区域开展土壤含盐量调查，获得种植地土壤盐分的深度分布数据；结合对拟种植耐盐植物耐盐阈值的资料检索，确定不同深度土壤的控盐目标值；利用四电极土壤盐分传感器和数字式土壤水势监测仪测定土壤盐分含量和水分含量；根据监测的土壤盐分含量、水分含量状况和土壤控盐目标值，考虑土壤盐分本底值、土壤通透性、近期蒸发量和近期降水量的估计，综合确定土壤控盐灌溉需水量，并根据该需水量实施灌溉淋盐；在灌溉淋盐过程中继续使用四电极土壤盐分传感器和数字式土壤水势监测仪实施耕层土壤的水盐动态监测，根据淋盐进程的盐分变动数据对原先确定的土壤控盐灌溉需水量进行修正，并依据修正结果确定灌水淋盐过程结束的总水量和时间，获得滩涂盐碱地种植耐盐植物的耕层土壤最佳控盐效果。
四电极盐分传感器和数字式土壤水势监测仪对土壤盐分和水分动态的响应具有实时、无滞后、数据稳定等特点，使用四电极盐分传感器和数字式土壤水势监测仪测定耕层土壤的水盐动态，不仅可为是否需要进行灌溉淋盐提供判断依据，同时可实时监控灌溉淋盐过程的动态效果，亦为灌溉淋盐需水量的精准确定提供数据支撑。
新型四电极盐分传感器的详细结构、原理可参见CN ZL 200710020347.2，其输出信号对原位土壤盐分动态变化实时响应，无时间滞后，无测量累积误差；输出模拟量对土壤盐分含量的线性响应优良，能适应宽范围的田间原位土壤盐分测量；由于在传感器内集合了电导率和温度两种不同物理量的测量，温度模拟量单独输出，并同时应用于电导率的温度校正；输出信号既可用计算机进行数据采集，也可用普通数码式电压表直接测量。该型传感器，现已由中国科学院南京土壤研究所定型批量生产。
数字式土壤水势监测仪采用市售设备，如中国科学院南京土壤研究所定型生产的SM-1型数字式土壤水势监测仪。SM-1型土壤水势监测仪是测定土壤水势的便携式土壤水测定仪，它保证了水势测定的精度，适用于农田和盆栽土壤的水分测定。监测仪由装于测筒中的传感器，显示器，水势探头等部分组成。水势探头埋设于田间，压力传感器与测筒相连，压力传感器获得的测量信号经过转换处理后在显示器上显示。
四、附图说明
图1为滩涂盐碱地种植耐盐植物的耕层土壤控盐方法示意框图；
图2为四电极盐分传感器的结构示意图，图中1为变送器体，2为信号发生、信号处理电路板，3为传感器体，4为采集电极，5为激励电极，6为温度传感器，7为数据引出线。
五、具体实施方式
实施例：
耕层土壤控盐的主要环节如下：
a.调查确定土壤盐分的剖面分布和季节性动态特征
在滩涂盐碱地耐盐植物的种植区域，通过对土壤盐分调查数据的分析，确定不同季节条件下土壤盐分的剖面分布特点以及同剖面土壤盐分的时序动态和周期性变动规律，如季节性积盐期、雨季洗盐期和盐分平衡期；
b.根据种植品种耐盐阈值确定年内和土壤不同深度的控盐标准
根据滩涂剖面土壤盐分的周期性动态规律，结合耐盐植物品种的耐盐阈值范围确定土壤的控盐标准。确定依据为在耐盐植物生育期内的重要盐分敏感期，耕层土壤盐分应不高于耐盐阈值。例如：
苗期是油葵的盐分敏感期，其耐盐阈值为不大于5g/kg土壤盐分含量；
苗期和花期是菊芋的盐分敏感期，其耐盐阈值为不大于6g/kg土壤盐分含量。
等等......
c.根据土壤水盐本底、种植植物的耐盐阈值、控盐目标值、土壤盐分动态的实际测定数据、田间土壤含水量、近日降雨量与蒸发量估计(预报)值和土壤通透性确定淡水淋盐灌水量；
而土壤盐分与水分动态的实际测定数据，完全依靠四电极盐分传感器和数字式土壤水势监测仪来监测获取。
四电极盐分传感器和数字式土壤水势监测仪配套使用，根据监测区域土壤盐分本底调查确定的盐分空间分布特性，确定监测点的布设密度。一般为每1～10亩地布设一个监测点，监测数据通过通用分组无线传输(GPRS--GeneralPacket Radio Service)方式汇总到灌溉管理人员处进行集中处理。
管理人员根据监测数据综合确定土壤控盐灌溉需水量，并根据该需水量实施灌溉淋盐；在灌溉淋盐过程中继续使用四电极土壤盐分传感器和数字式土壤土壤水势监测仪实施耕层土壤的水盐动态监测，根据淋盐进程的盐分变动数据对原先确定的土壤控盐灌溉需水量进行修正，并依据修正结果确定灌水淋盐过程结束的总水量和时间，获得滩涂盐碱地种植耐盐植物的耕层土壤最佳控盐效果。
四电极盐分传感器和数字式土壤水势监测仪对土壤盐分和水分动态的响应具有实时、无滞后、数据稳定等特点，利用采用四电极盐分传感器和数字式土壤水势监测仪测定耕层土壤的水盐动态，一方面可为是否需要进行灌溉淋盐提供判断依据，另一方面可根据其测定值计算获得当次的土壤控盐灌溉水量，同时还可实时监控灌溉淋盐过程的动态效果，为灌溉淋盐需水量的精准确定提供数据支撑。
有益效果：
本发明应用四电极盐分传感器和数字式土壤水势监测仪实时测定耕层土壤的盐分动态状况，精确掌握土壤盐分，实现了灌溉过程和洗盐效果的实时监控，不仅保证将耕层土壤盐分含量准确控制在植物抗盐阈值以下，还实现了灌溉洗盐水量的精准控制和洗盐效果的全程监控。

Claims (2)

1.一种滩涂盐碱地种植耐盐植物的耕层土壤控盐方法，根据土壤盐分含量本底、种植植物的耐盐阈值、控盐目标值、盐分动态的实际测定数据、土壤水分含量实测数据、近日降雨与蒸发的预测值和土壤通透性确定淡水淋盐灌水量，其特征是采用四电极盐分传感器和数字式土壤水势监测仪实时监测耕层土壤的水盐动态状况。
2.如权利要求1所述的滩涂盐碱地种植耐盐植物的耕层土壤控盐方法，其特征是四电极盐分传感器和数字式土壤水势监测仪配套使用，每1～10亩布设一个监测点，每个监测点收集的监测信号集中处理。
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