CN102382658A

CN102382658A - 苏打盐碱土改良剂及其施用方法

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Publication number: CN102382658A
Application number: CN2011102128114A
Authority: CN
Inventors: 赵兰坡; 王鸿斌; 王宇; 耿玉辉; 陈丽梅; 张志丹; 冯军; 韩兴; 马秀兰; 刘金华; 史洪巨
Original assignee: Jilin Agricultural University
Current assignee: Jilin Agricultural University
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2012-03-21

Abstract

一种苏打盐碱土改良剂及其施用方法，属于农业领域，涉及盐碱地的改良技术。本发明的目的是通过制作改良剂，降低土壤pH值，以达到治理苏打盐碱土的苏打盐碱土改良剂及其施用方法。本发明改良剂主要成分为：Al₂O₃占15%，SiO₂40%，Fe₂O₃1%，结晶水占56%，pH值>3；盐碱地水田每公顷施用量为300～1000公斤；已开垦两年以上水田每公顷施用量为200～300公斤；废弃草原开垦后施用一次即可；均匀撒施，于春季水田泡田后，耙地前施用。本发明起效快、作用长久、成本低、无毒、不污染环境，具有显著降低土壤pH值的作用，各项性能指标远远优于已有的石膏等化学改良剂；可促进土壤胶体发生凝聚，促进土壤微团聚体的形成，从而改良土壤的结构性和通透性等物理性质；含有的铁元素是水稻生长所必需的营养元素，并且还可提供水稻生长的有益元素硅。

Description

苏打盐碱土改良剂及其施用方法

技术领域

本发明属于农业领域，涉及盐碱地的改良技术。

背景技术

对盐碱地的改良措施和积累的研究经验有水利改良措施，农业及生物改良措施，工程改良措施，化学改良措施。

水利措施改良的先例有用含钙、镁的高矿化度水冲洗盐碱土中的钠离子，井灌井排等方法。目前，水利改良措施是国内外公认的有效改良方法，在印度、美国和加拿大等国均得到了广泛的应用。但水利措施改良的前提一是要有充足的低矿化度优质水源，二是要有流畅的排水设施和场所。井灌井排方法需消耗能源，运行管理费用较高，且需要有适宜的水文地质条件，在根系层土壤透水系数过小或下部承压水压力过高时，均难以达到预期的排水效果。同时，排水排盐又常与环境保护发生矛盾，易使河水的盐分增加，从而影响灌溉和城市用水，从生态、环保及水资源的合理开发利用的角度出发，存在诸多不良影响。

农业及生物措施改良，主要有两种途径，一是通过种稻，并且结合种稻过程中的泡田、排水、洗盐等农艺措施，将耕层土壤中的盐分逐步排出土体，或抑制盐分上移表聚，从而达到改良目的；二是通过生物修复技术，即种植耐盐或喜盐植物，不断将土壤中的盐分带走，进而达到降低土壤盐分含量的目的。目前已开发的耐盐碱植物已有40余种，如碱茅、碱蓬、田菁、狗牙根、大麦、苜蓿、燕麦、小叶杨、家榆等。已有研究表明，这两种改良途径的效果均受改良时间、土壤含盐量及盐碱化程度等条件的制约。一般含盐量和碱化度较高的土壤，短期内（三年内）均难以获得理想效果。

此外，在松嫩平原苏打盐碱土区，也有采用玉米秸秆，绿肥作物（如草木樨等）作为改土材料，将其按一定用量放入碱化层之上，从而达到在一定程度上抑制盐碱表聚，降低土壤碱化度和pH值的目的。但此种方法一是需要大量的有机物料，二是土方工程量较大，难以大面积推广应用，仅限于碱斑的改良。

工程改良措施主要是“客土法”。常用的做法是用沙土作“客土”，压在苏打碱斑土壤上，或是将被改良土壤中的碱斑土壤挖出运走，然后将上述客土添在上面。试验研究表明，客土法对苏打碱斑土壤的改良效果较好，而且持续时间也较长。但其最大的缺点就是工程量太大，这也是该方法不能得到广泛推广应用的主要原因。

大量研究证明，对于中度或重度以上的盐碱土，只有采用化学改良为主，辅以其它农业或生物等措施，才是最有效的改良方法。因此，从40年代起，人们就开始了化学改良剂的研究与开发工作。例如Carter，M.R.曾进行了连续6年施用石膏（2.24t/hm²年）的田间试验；亚美尼亚的学者曾进行过绿矾改良盐碱土试验；匈牙利的研究者曾利用褐煤副产品和糖厂副产品进行了改良盐碱土试验；我国的土壤工作者曾利用腐殖酸、风化煤及糠醛渣等进行了盐碱土改良试验。这些试验均收到了一定的改良效果。近些年来，国外采用人工合成的有机—无机复合改良剂（如匈牙利的石灰粉与石油工业副产品树脂酸混合物；前苏联尿素甲醛聚合物等，英国的阳离子多糖瓜耳胶衍生物CP-14等）改良盐碱土也均收到一定效果。

目前，国内外常用的化学改良剂主要有石膏、磷石膏、氯化钙、过磷酸钙等含钙物质；另一类是硫酸、硫磺、磷酸、盐酸、硫酸亚铁、硫酸铵等酸性物质；第三类是风化煤及泥炭等天然有机物；第四类是人工合成的土壤改良剂。此外，也有人利用工业“三废”改良盐碱土。

在众多的化学改良剂中，国内外研究最多的、最常用的、公认改良效果最好的是石膏（CaSO₄·H₂O）。其作用机理是石膏中的钙离子将土壤胶体上的钠离子交换下来。

但国外已有的研究多在非苏打盐碱土上，土壤的盐碱化程度较苏打盐碱土要轻得多。国内从1956年开始，陈恩凤等曾在前郭灌区进行了在苏打盐碱土上施用石膏的种稻改良试验，肯定了种稻条件下，石膏对苏打盐碱土的改良效果，但由于种种原因，此项技术至今尚未得到推广应用。

分析其原因我们认为，人们利用石膏改良盐碱土时，忽视了一个十分重要的问题，即石膏的溶解度问题。石膏发挥改良作用的前提条件是CaSO₄必须先行溶解，否则就无法发生反应。但实际上在常温下，石膏的溶解度非常低，只有30me/L。因此，用石膏改良盐碱土，特别是强碱性的苏打盐碱土，要想达到预期效果，施用量必须很大，而且需要作用的时间也很长。石膏的溶解需要水，而在旱作条件下，土壤的含水量十分有限，石膏的溶解更为缓慢，因此，其作用也更为有限。这就是石膏在苏打盐碱土改良上没能推开的原因。

发明内容

本发明的目的是通过制作改良剂，降低土壤PH值，以达到治理苏打盐碱土的苏打盐碱土改良剂及其施用方法。

本发明改良剂主要成分为： Al₂O₃占15%， SiO₂40%， Fe₂O₃1%，结晶水占56%，pH值>3；盐碱地水田每公顷施用量为300～1000公斤；已开垦两年以上水田每公顷施用量为200～300公斤；废弃草原开垦后施用一次即可；均匀撒施，于春季水田泡田后，耙地前施用。

本发明的优点是：

①本发明起效快、作用长久、成本低、无毒、不污染环境，具有显著降低土壤pH值的作用，各项性能指标远远优于已有的石膏等化学改良剂；

②本发明可促进土壤胶体发生凝聚，促进土壤微团聚体的形成，从而改良土壤的结构性和通透性等物理性质；

③本发明中含有的铁元素是水稻生长所必需的营养元素，并且还可提供水稻生长的有益元素硅。

附图说明

图1是本发明土壤中施用改良剂后平衡溶液pH值的变化；

图2是本发明改良剂用量与交换性钠相关关系图；

图3是本发明改良剂用量与土壤碱化度的相关关系图；

图4是本发明改良剂对盐碱土微团聚体组成的影响。

具体实施方式

本发明改良剂主要成分为： Al₂O₃15%， SiO₂40%， Fe₂O₃1%，结晶水56%，pH值>3；盐碱地水田每公顷施用量为300～1000公斤；已开垦两年以上水田每公顷施用量为200～300公斤；废弃草原开垦后施用一次即可；均匀撒施，于春季水田泡田后，耙地前施用。

本发明的试验效果：

（1）土壤pH值的改良

考察一种改良资材和措施对苏打盐碱土的改良作用，最基本指标首先是观察其对pH值的作用。在实验室条件下，土壤中本改良剂后，土壤平衡溶液pH值变化如图1所示。随改良剂用量的提高，平衡溶液的pH值逐渐下降，添加量至2.0%时，pH值下降了2.55个单位。说明本改良剂具有显著的降低土壤pH值的作用。

（2）盆栽试验表明：盐碱土添加改良剂后，土壤可溶盐组成发生了显著的变化（表1）。表现在CO₃ ^2－和HCO₃ ^－的含量随改良剂用量增加而减少，当改良剂用量达0.3%时，CO₃ ^2－消失；Cl^－含量在各处理中保持恒定值；SO₄ ^2－含量同下述的全盐量变化规律一致；（CO₃ ^2—＋HCO₃ ^—）/（Cl^－＋SO₄ ^2－）随改良剂用量的增加递减，其值可说明溶液中可溶盐组成类型发生了转化，即：由苏打型（原土）→苏打-硫酸盐型（处理Ⅰ~Ⅱ）→硫酸盐型（处理Ⅲ~Ⅵ）。全盐量均有一定程度的增加，但增加量并不随改良剂用量的增大而增大，而是在0.4%的用量时达最大，之后随用量的增加反而减少，这可能与改良剂的加入而改变了盐分的种类和溶解度有关。

表1改良剂对土壤可溶盐组成的影响（盆栽试验土壤）

（3）土壤交换性阳离子组成及碱化度的变化

土壤交换性阳离子组成中，交换性钠离子含量极其占阳离子交换总量的百分数（称碱化度）是决定土壤碱性强弱的重要化学指标。表2是未经放水淋洗的盆栽试验土壤交换性阳离子组成的分析资料。可以看出，在盆栽条件下，施用本改良剂后，土壤交换性钠含量和碱化度均有明显降低，两项指标与改良剂用量均呈极显著负相关（图2和图3）；而交换性Ca⁺⁺和Mg⁺⁺则有随改良剂用量的增加而增大的趋势。

表2 铝离子改良剂对土壤交换特性的影响

（4）改良剂对土壤微团聚体组成的影响

水稻土中土壤结构体组成一般以微团聚体为主，其含量的多少与土壤肥力的高低有直接关系。由图4和表3可见，改良剂的施用对土壤微团聚体组成有显著影响。施用改良剂后，<0.001和0.005mm微团聚体的数量均有不同程度的下降，分散度降低，结构系数增大。与对照相比，施用改良剂的各个处理的<0.001mm微团聚体减少了7.10~7.95%，结构系数增加了26.40~29.50%。当改良剂用量较低（如0.1%用量）时，0.001~0.005mm的微团聚体增加较多，>0.005mm微团聚体的数量也都略有增加；当用量>0.2%时，0.001~0.005mm的微团聚体含量则有随用量的增加而减少的趋势，减少幅度为1.37~12.07%，而>0.005mm微团聚体的数量均有增加，并以粒径为0.05~0.25mm微团聚体增加的显著，其含量与改良剂用量之间有极显著的相关性，进一步说明改良剂对盐碱土有显著的团聚作用。

表3 改良剂对盐碱土结构性的影响

Claims

1.一种苏打盐碱土改良剂及其施用方法，其特征在于：改良剂主要成分为： Al₂O₃ 15%， SiO₂40%， Fe₂O₃1%，结晶水56%，pH值>3；盐碱地水田每公顷施用量为300～1000公斤；已开垦两年以上水田每公顷施用量为200～300公斤；废弃草原开垦后施用一次即可；均匀撒施，于春季水田泡田后，耙地前施用。