CN102550159B - 盐碱地控抑盐方法及盐碱地控抑盐系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盐碱地控抑盐方法及盐碱地控抑盐系统。该方法包括：将待种植区依次划分为作物根系密集层、控抑盐隔离层以及心土层；填充控抑盐隔离层并平整待种植区，灌溉平整的待种植区；在作物播种前，沟施底肥并在地表铺设塑料地膜覆盖地面；在地膜膜面打孔播种作物。应用本发明，可以提高作物的出苗率，提升作物产量。

Description

盐碱地控抑盐方法及盐碱地控抑盐系统

技术领域

本发明涉及土壤耕作技术，特别涉及一种盐碱地控抑盐方法及盐碱地控抑盐系统。

背景技术

盐碱土是土壤中可溶性盐类或代换性钠离子浓度达到一定程度后，作物难以生长的一类土壤，水盐运动是盐碱土形成的一个重要因素，即盐随水来，盐随水去，也就是说，由于盐碱区成土母质和地下水往往都含有一定的盐分，当地下水位接近地表，而该地表地区又比较干旱时，在土壤毛细管作用下上升到地表的地下水蒸发后，留下溶解在地下水中的盐分，日积月累，使得土壤含盐量逐渐增加，从而形成盐碱土。

土壤盐碱化问题在世界范围内广泛存在，特别在干旱、半干旱地区问题尤为严重。据不完全统计，全世界盐碱土面积约近10亿公顷。根据我国第二次土壤普查资料，全国盐碱地资源面积约5.27亿亩，其中近期可开发利用的盐碱耕地约1亿亩，主要分布在华北、西北、东北以及滨海地区。以内蒙古为例，盐碱地耕地面积已近700余万亩。而且，近年来，耕地由于灌溉不当，土壤次生盐渍化面积仍以每年15-20万亩的速度增加。

当前，我国正面临着人口剧增，耕地锐减的巨大压力，无论是提高现有耕地的单位面积产量，还是有计划地开垦荒地都必然涉及到盐碱地的控抑盐防治。而盐渍土作为一种土地资源，有80％左右尚未得到利用，因而，通过控抑盐技术，进行大面积盐碱荒地的开发和灌区土壤盐渍化的防治，将是解决我国16亿人口粮食问题的重要途径。尤其是在我国干旱、半干旱地区，盐碱地改良利用问题对农业生产发展、国土治理、生态环境保护等具有极其重要的意义。

国内外通过控抑盐技术改良盐碱地的措施主要包括：

①水利改良措施，包括灌溉、排水、放淤、种稻、防渗等；

②农业改良措施，包括平整土地、深耕晒垡、改良耕作、施客土、施肥、播种、轮作、间种套种、覆盖地膜等；

③化学改良措施，包括施用改良物质，如石膏、磷石膏、亚硫酸钙、过磷酸钙等；

④生物改良措施，包括种植耐盐植物和牧草、绿肥、植树造林等。

目前，生产中改良盐碱地应用比较广泛的技术措施是覆盖地膜和深耕，这两种技术共同特点是施工简单，成本低，易被农民接受。其中，覆盖地膜主要通过抑制土壤蒸发，使得地膜下土层含水率提高，可以降低土壤盐分的浓度，从而减少土壤表层盐分的积聚。深耕技术通过切断土壤上升毛细管，从而减少土壤盐分向上迁移，并通过降雨和灌溉对疏松土壤的淋洗作用，将土壤中含有的盐分淋洗到根系密集层以下，达到脱盐、洗盐的目的。

尽管上述这两种技术对于改良盐碱地都有一定的效果，但覆盖地膜技术往往在膜孔和地膜之间的裸露地带出现积盐，从而影响作物出苗和生长，使得作物出苗率较低、生长较慢；深耕技术由于缺少地表覆盖和地表下隔层处理，土壤蒸发强烈，土壤表层明显返盐，同样严重抑制了作物的出苗率以及生长速度，使得作物产量较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提出一种盐碱地控抑盐方法，提高作物的出苗率，提升作物产量。

本发明的另一目的在于提出一种盐碱地控抑盐系统，提高作物的出苗率，提升作物产量。

为达到上述目的，本发明提供了一种盐碱地控抑盐方法，该方法包括：

将待种植区依次划分为作物根系密集层、控抑盐隔离层以及心土层；

填充控抑盐隔离层并平整待种植区；

灌溉平整的待种植区；

在作物播种前，沟施底肥并在地表铺设塑料地膜覆盖地面；

在地膜膜面打孔播种作物。

所述作物根系密集层为待种植区表层部分，作物根系密集层下方为控抑盐隔离层，控抑盐隔离层下方为心土层。

所述作物根系密集层上边沿与控抑盐隔离层下边沿的距离为35～40厘米。

所述控抑盐隔离层深度为3～5厘米。

所述控抑盐隔离层使用秸秆、残枝落叶、木屑以及枯草中的一种或多种组合进行填充。

所述填充控抑盐隔离层包括：

秋季盐碱地收获作物后，用秸秆切割机械将立地秸秆压倒，并切割成15～20cm长短的碎秸秆铺在地表；

用秸秆翻埋犁先开一个深度为35～40cm的墒沟，在开沟的同时利用翻埋犁辅助装置将地表覆盖的碎秸秆推入墒沟；

下一个耕翻作业时，秸秆翻埋犁沿条状空白裸露地带翻耕土壤，如此来回作业，即可形成地下秸秆覆盖层。

一种盐碱地控抑盐的系统，该系统包括：地膜层、作物根系密集层、控抑盐隔离层以及心土层，其中，

地膜层覆盖于作物根系密集层上，作物根系密集层下方为控抑盐隔离层，控抑盐隔离层下方为心土层。

所述地膜层上边沿与控抑盐隔离层下边沿的距离为35～40厘米。

所述控抑盐隔离层深度为3～5厘米。

所述控抑盐隔离层使用秸秆、残枝落叶、木屑以及枯草中的一种或多种组合进行填充。

由上述的技术方案可见，本发明实施例提供的一种盐碱地控抑盐方法及盐碱地控抑盐系统，将待种植区依次划分为作物根系密集层、控抑盐隔离层以及心土层；填充控抑盐隔离层并平整待种植区；灌溉平整的待种植区；在作物播种前，沟施底肥并在地表铺设塑料地膜覆盖地面；在地膜膜面打孔播种作物。这样，采用地膜覆盖和秸秆深埋相结合的方法，通过地表地膜覆盖达到抑制土壤盐分向土壤表层聚集，通过作物根系密集层以下铺设控抑盐隔离层达到抑制下层土壤盐分上升、以及加速作物根系密集层土壤盐分向下淋洗的目的，为作物生长发育提供良好的土壤生态环境，有效提高了作物的出苗率，提升了作物产量，已成为改良盐碱地的新方法。

附图说明

图1为本发明盐碱地控抑盐的系统结构示意图。

图2为本发明盐碱地控抑盐方法的流程示意图。

图3为在盐碱地上采用不同控抑盐方法，对不同土层土壤脱盐率进行测试的结果数据示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

由前述可知，盐碱土的形成是由于水盐运动，矿化地下水沿土壤毛细管上升，在其临界深度以上进行土面和土体的蒸发，使得原溶于地下水的盐分在地表，随着水分蒸发而逐渐积聚。

秸秆深埋作为土壤施肥的一项技术，逐步得到专家和农民认可，因此，本发明中，针对矿化地下水沿土壤毛细管上升蒸发导致盐分积聚的特点，提出以地膜覆盖改善地表界面抑制蒸发、以秸秆隔离层阻止地下水向上迁移以及提高土壤肥力为主体的盐碱地控抑盐方法。

图1为本发明盐碱地控抑盐的系统结构示意图。参见图1，该系统包括：地膜层、作物根系密集层、控抑盐隔离层以及心土层，其中，地膜层覆盖于作物根系生长区域的作物根系密集层上，作物根系密集层下方为控抑盐隔离层，控抑盐隔离层下方为心土层。

本发明中，通过在土壤表面铺设地膜，使土壤蒸发强度减小，同时，由于土壤蒸发强度的减小，使得地膜下土壤含水率提高，降低了地膜下土层土壤盐分的浓度，减少了土壤表面盐分的积聚，从而起到保墒、抑盐的效果；而控抑盐隔离层除了可以为作物提供营养外，还可以在土壤中形成一个毛细管障碍层，破坏作物根系密集层与心土层之间土壤毛细管的连续性，不仅可以降低深层土壤(心土层)的水分蒸发，还可以切断深层土壤中的盐分通过土壤毛细管向表层的运移路径。而且，本发明将应用于土壤施肥的秸秆深埋技术结合地膜覆盖技术，用作控抑盐领域，使之具有两层的控抑盐隔离层(地膜层为另一抑盐隔离层)，能够有效克服使用单一秸秆深埋技术导致的秸秆隔层上部土壤蒸发缺水、土壤表层容易返盐，从而影响作物正常生长的现象。

这样，在作物根系密集层下铺设控抑盐隔离层，有利灌水淋盐，切断土壤毛细管，阻隔盐分向上运移。地膜层、作物根系密集层、控抑盐隔离层构成一个完整整体，将盐碱地进行分离分层，使得在农作物主要根系活动层(作物根系密集层)建立了水分含量较高而盐分含量较低的生态环境，有利于作物出苗及生长。其改良盐碱地的控抑盐机理可以描述如下：

①地膜覆盖使土表与空气的接触面变小，降低了表层土壤水分潜在蒸发速度，使得整个表层土壤水分变化平缓，土壤水势较为稳定，而由于表层蒸发减少，使得深层土壤与表层土壤的水势差减少，降低了水分向表层运移的能力，从而大大减少了深层土壤盐分向表层运移的可能性；

②控抑盐隔离层的存在切断了土壤毛细管的连续性，形成了土壤毛管水的上移障碍层，降低了控抑盐隔离层以下土壤水分的蒸发散失，从而抑制了底土和地下水中盐分随水分的蒸发上移；同时，

③控抑盐隔离层能增加土壤有机质，提高土壤肥力，而且，由于土壤孔隙包括土壤毛细管孔隙和土壤非毛细管孔隙，而控抑盐隔离层切断了土壤毛细管的连续性，使得土壤非毛管孔隙数量增加，这对于破除土壤板结层、改善土壤结构、提高土壤对盐分变化的缓冲性十分有利。

较佳地，地膜层上边沿与控抑盐隔离层下边沿的距离为35～40厘米。其中，由于地膜层厚度较薄，可以忽略不计，即使得作物根系密集层上边沿(地表)与控抑盐隔离层下边沿的距离为35～40厘米即可。

控抑盐隔离层深度为3～5厘米。

实际应用中，作物根系密集层深度一般为0～40厘米，可以根据实际种植的作物的根系深度调整地膜层上边沿与控抑盐隔离层下边沿的距离。

控抑盐隔离层可以使用秸秆、残枝落叶、木屑以及枯草中的一种或多种组合进行填充，还可以使用其它植物材料，实际应用中，由于秸秆数量大，而且可以就地利用，因此，一般采用秸秆，即将秸秆层作为控抑盐隔离层以控抑盐。

本发明实施例中，采用地膜覆盖和秸秆深埋相结合的方法，一方面，通过地表地膜覆盖达到抑制耕作层(作物根系密集层)以下土壤盐分向土壤表层聚集，另一方面，通过耕作层以下铺设作物秸秆，以达到抑制耕作层以下土壤盐分上升以及加速耕作层的土壤盐分向下淋洗的目的，通过盐碱地上膜下秸控抑盐方法，可以为作物生长发育提供良好的土壤生态环境。

图2为本发明盐碱地控抑盐方法的流程示意图。参见图2，该流程包括：

步骤201，将待种植区依次划分为作物根系密集层、控抑盐隔离层以及心土层；

本步骤中，在待种植区中，按照本发明方法对待种植区进行分层处理，待种植区由上至下依次为：作物根系密集层、控抑盐隔离层以及心土层，其中，作物根系密集层为待种植区表层部分，作物根系密集层下方为控抑盐隔离层，控抑盐隔离层下方为心土层。

较佳地，作物根系密集层上边沿与控抑盐隔离层下边沿的距离为35～40厘米。

控抑盐隔离层深度为3～5厘米。

步骤202，填充控抑盐隔离层并平整待种植区；

本步骤中，控抑盐隔离层可以使用秸秆、残枝落叶、木屑以及枯草中的一种或多种组合进行填充。

填充控抑盐隔离层包括：

(1)秋季盐碱地收获作物后，用秸秆切割机械将立地秸秆压倒，并切割成15～20cm长短的碎秸秆铺在地表；

(2)用秸秆翻埋犁先开一个深度为35～40cm的墒沟，在开沟的同时利用翻埋犁辅助装置将地表覆盖的碎秸秆推入墒沟，这样原秸秆覆盖处就留出一条宽30～40cm条状空白裸露地带；下一个耕翻作业时，秸秆翻埋犁沿条状空白裸露地带翻耕土壤，即可将上次作业时推入墒沟的作物碎秸秆覆埋在作物根系密集层以下，如此来回作业，即可形成地下秸秆覆盖层。

步骤203，灌溉平整的待种植区；

本步骤中，将秸秆翻埋后，地表耙耱平整，然后进行灌溉，等待翌年春季播种。

步骤204，在作物播种前，沟施底肥并在地表铺设塑料地膜覆盖地面；

本步骤中，翌年春季播种前，先在待种植区沟施底肥，然后在地表铺设塑料地膜覆盖地面形成地膜层。

步骤205，在地膜膜面打孔播种作物。

本发明提出的盐碱地改良技术--盐碱地上膜下秸控抑盐增产方法，于2010年在内蒙古河套地区五原县中重度盐碱地试验应用获得成功，下面进行简要描述。

图3为在盐碱地上采用不同控抑盐方法，对不同土层土壤脱盐率进行测试的结果数据示意图。参见图3，图中横坐标为控抑盐处理方法，分别采用现有的上盖地膜、秸秆深埋、耕翻以及本发明的上膜下秸，纵坐标为0～40cm(作物根系密集层)土壤脱盐率，负值表示脱盐，从中可以看出，采用本发明的上膜下秸控抑盐方法，土壤脱盐率达到43.31％，通过秸秆深埋处理，其土壤脱盐率只有21.86％，而通过上盖地膜以及耕翻处理，不能达到土壤脱盐的效果。

表1为在盐碱地上采用不同控抑盐方法，对不同土层土壤含水量进行测试的结果数据。

表1

表1中，控抑盐处理方法分别采用现有的上盖地膜、秸秆深埋、耕翻以及本发明的上膜下秸，从中可以看出，采用本发明的上膜下秸控抑盐方法，在土壤的不同土层，土壤含水量都要高于其他控抑盐方法，表明本发明的方法，使得土壤水分蒸发减少了，保墒效果好，有利于降低作物根系密集层(0～40cm)的盐分浓度。

微生物能敏感地反映生态环境的功能演变以及环境胁迫等影响，盐碱土壤微生物区系作为盐碱地不同改良行为效应的指标，可以有助于系统地反映盐碱地不同改良行为的效应。如果微生物区系指标包括的微生物种类、数量越多，表明该在技术措施下土壤水分、温度、盐碱改善程度越好，越有利于微生物生长。

表2为在盐碱地上采用不同控抑盐方法，对不同土层的土壤微生物区系进行测试的结果数据。测试时期为食葵乳熟期，单位为：10⁴个/克土。

表2

表2中，采用本发明的上膜下秸控抑盐方法，在土壤的不同土层，放线菌数量要明显高于其他控抑盐方法，霉菌数量整体上要高于其他控抑盐方法，细菌数相对于其他控抑盐方法，有胜有劣。

土壤容重是一个土壤物理指标，在某项技术措施下，土壤容重减少，表明土壤变疏松、通透性好、肥力较高，利于作物生长。

表3为在盐碱地上采用不同控抑盐方法，测试得到的不同土层的土壤容重的结果数据。单位为：g/cm³。

表3

表3中，采用本发明的上膜下秸控抑盐方法，相对其他控抑盐方法，在土壤的不同土层，土壤容重均较小，表明土壤的疏松性、通透性较好，肥力较高。

表4为在盐碱地上采用不同控抑盐方法，对食葵出苗情况进行测试的结果数据。

表4

表4中，采用本发明的上膜下秸控抑盐方法，小区出苗数要高于秸秆深埋的小区出苗数约6％，高于的小区出苗数耕翻约8％；相对于上盖地膜、秸秆深埋以及耕翻，成苗率高出约7％～8％。

表5为在盐碱地上采用不同控抑盐方法，对食葵生育期情况进行测试的结果数据。

表5

表5中，以深耕出苗日期为基准，采用深耕的方法，从播种到出苗需要经过8天，采用本发明的上膜下秸控抑盐方法，从播种到出苗只需要经过4天。其他方面，开花日期相对于深耕，提前12天，成熟日期相对于深耕，提前5天，相对于上盖地膜以及秸秆深埋，出苗日期、开花日期以及成熟日期也都分别提前。

表6为在盐碱地上采用不同控抑盐方法，对食葵产量与产量构成因素进行测试的结果数据。

表6

由表6可见，采用本发明的上膜下秸控抑盐方法，亩产花盘数达到1897个、百粒重达18.70克、亩产达193.24千克，相对于其他方法中，亩产花盘数最高的上盖地膜(1692个)、百粒重最重的秸秆深埋(14.38克)、亩产量最高的秸秆深埋(177.52千克)，分别提高12.12％、30.02％以及8.86％。

由上述可见，在中度以上盐碱地种植食葵的试验表明，采用本发明的上膜下秸控抑盐方法，与其他控抑盐方法，例如，耕翻、上盖地膜以及秸秆深埋相比，食葵的出苗率分别提高7.9％、0、5.27％，成苗率分别提高8.77％、7.02％、7.02％；食葵的出苗期、开花期、成熟期相对于耕翻，也分别提前达4天、12天、5天；食葵产量相对于耕翻，更是增加62.66％。另外，上膜下秸的控抑盐方法，还可降低土壤容重，提高微生物多样性，抑制土壤水分蒸发，增强耕层土壤保墒效果，同时抑制盐分在耕层积聚，提高0～40cm耕层土壤的脱盐效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种盐碱地控抑盐方法，其特征在于，应用于干旱、半干旱地区的中重度盐碱地的食葵种植，该方法包括：

将待种植区依次划分为作物根系密集层、控抑盐隔离层以及心土层，所述作物根系密集层为待种植区表层部分，作物根系密集层下方为控抑盐隔离层，控抑盐隔离层下方为心土层，所述作物根系密集层上边沿与控抑盐隔离层下边沿的距离为35～40厘米，所述控抑盐隔离层使用秸秆进行填充；

填充控抑盐隔离层并平整待种植区，所述控抑盐隔离层厚度为3～5厘米，所述填充控抑盐隔离层包括：秋季盐碱地收获作物后，用秸秆切割机械将立地秸秆压倒，并切割成15～20cm长短的碎秸秆铺在地表；用秸秆翻埋犁先开一个深度为35～40cm的墒沟，在开沟的同时利用翻埋犁辅助装置将地表覆盖的碎秸秆推入墒沟；下一个耕翻作业时，秸秆翻埋犁沿条状空白裸露地带翻耕土壤，如此来回作业，直至形成地下秸秆覆盖层；

灌溉平整的待种植区；

在翌年春季作物播种前，沟施底肥并在地表铺设用于降低土壤蒸发强度的塑料地膜覆盖地面；

在地膜膜面打孔播种作物。

2.一种盐碱地控抑盐的系统，其特征在于，该系统应用于干旱、半干旱地区的中重度盐碱地的食葵种植，包括：地膜层、作物根系密集层、控抑盐隔离层以及心土层，其中，

地膜层覆盖于作物根系密集层上，作物根系密集层下方为控抑盐隔离层，控抑盐隔离层下方为心土层，所述地膜层上边沿与控抑盐隔离层下边沿的距离为35～40厘米，所述控抑盐隔离层使用秸秆进行填充；

填充控抑盐隔离层并平整待种植区，所述控抑盐隔离层厚度为3～5厘米，所述填充控抑盐隔离层包括：秋季盐碱地收获作物后，用秸秆切割机械将立地秸秆压倒，并切割成15～20cm长短的碎秸秆铺在地表；用秸秆翻埋犁先开一个深度为35～40cm的墒沟，在开沟的同时利用翻埋犁辅助装置将地表覆盖的碎秸秆推入墒沟；下一个耕翻作业时，秸秆翻埋犁沿条状空白裸露地带翻耕土壤，如此来回作业，直至形成地下秸秆覆盖层；

灌溉平整的待种植区；

在翌年春季作物播种前，沟施底肥并在地表铺设用于降低土壤蒸发强度的塑料地膜覆盖地面；

在地膜膜面打孔播种作物。

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