CN103355022A - 一种三维空间改良盐碱地为水田的方法 - Google Patents

Abstract

一种三维空间改良盐碱地为水田的方法，它涉及一种改良盐碱地的方法。本发明要解决现有治理盐碱地的方法存在治标不治本，导致“脱盐”和“返盐”交替发生的问题。方法：一、按每平方公里两口淡水井设置淡水井；二、洗盐；三、检测经步骤二洗盐后土壤含盐量及pH值；四、生长期用水：按照常规操作抽出淡水井中地下水完成水稻整个种植、生长及成熟期灌溉工作，即实现将盐碱地改良为水田。优点：一、占地少，施工周期短，费用低；二、时间短，见效快，从根本上解决盐碱地的返盐现象；三、减少二次污染，缩短了排盐碱水时间；四、充分、有效、科学及合理地开发地下水资源。五、本发明不会产生新的盐碱地。本发明主要用于改良盐碱地为水田。

Description

一种三维空间改良盐碱地为水田的方法

技术领域

本发明涉及一种改良盐碱地的方法。

背景技术

在我国，盐碱地改良的主要目的是将盐碱土中的可溶性盐降低到不至于危害农作物正常生长发育及成熟的程度，从而增加我国宝贵的可耕作土地资源。

治理盐碱地的方法非常多，但是都是治标不治本，盐碱地的“标”是地表预可耕作的土壤层（不同地区会不同，但一般不超过20厘米厚）中的可溶性“盐”，在这层土壤中的“盐”会因含量的多少在不同程度上毒害农作物，影响其生长乃至生存；盐碱地的“本”是预可耕作的土壤层下的土层（具体土质种类、含盐层厚度等参数需进行地质勘查测得）中所含的可溶性“盐”，在这层土中的“盐”会在地表水分蒸发后随毛管水上升至预可耕土壤层，发生“返盐”现象，从而出现盐碱地年年治理后“脱盐”，但在蒸发量大的时候（东北及华北地区的春季）又发生“返盐”的现象，“脱盐”和“返盐”交替发生，几乎年年如此。

发明内容

本发明要解决现有治理盐碱地的方法存在治标不治本，导致“脱盐”和“返盐”交替发生的问题，而提供一种三维空间改良盐碱地为水田的方法。

一种三维空间改良盐碱地为水田的方法，具体是按以下步骤完成的：

一、设置淡水井：在待改良盐碱地上按每平方公里两口淡水井设置出水量为每小时160吨～200吨的淡水井；

二、洗盐：在春季水稻插秧前7～10天按100吨/亩～140吨/亩的用水量将淡水井中地下水抽入稻田内，使用打浆机进行打浆，打浆后浸泡6～8天，然后将稻田内水全部排出；

三、检测：检测经步骤二洗盐后土壤含盐量及pH值，如果没有达标，则重复步骤二进行二次洗盐；如果达标，而不再进行洗盐；

四、生长期用水：按照常规操作抽出淡水井中地下水完成水稻整个种植、生长及成熟期灌溉工作，即实现将盐碱地改良为水田。

本发明优点：

一、本发明不需要经过较远距离开挖给水渠。只要根据农业技术需要和实地地质环境科学合理布井即可，因此占地少，施工周期短，费用低；

二、本发明时间短，见效快，从根本上解决盐碱地的返盐现象；

三、本发明减少二次污染，传统的水利方法和本发明都需要将土壤中溶出的盐通过水排走，因此会污染排水渠两侧和下游水源和土地，二者的差别在于传统方法产生的污染会比本发明产生的污染持续的时间多出数倍以上。这是由于传统的方法只建立在简单的水利原理基础之上——在水平方向上洗出排走地表可溶盐，但传统方法却为了应付每年“返盐”现象的发生，需要反复地使用地表水洗排盐这种方法，而这种方法具体使用的次数和持续的时间是无法估计和难以控制的。本发明是建立于水利科学和地质科学基础上的，从而达到标本兼治的目的，即在短期内实现洗出排走地表盐，又长期内大量地稀释深部盐且有效地制止深部盐上返（防止“返盐”），实现一劳永逸之功效。从而有效减少了排盐碱水次数，大大地缩短了排盐碱水时间。

四、本发明不仅不与上游争夺有限的地表水资源，而且更能充分、有效、科学及合理地开发利用沉睡于低洼盐碱土地区珍贵的地下水资源。

五、本发明不会产生新的盐碱地，由于传统水利方法需修筑给水渠，这会导致给水渠两侧地下水位上升，从而积盐，人为地产生更多的新盐碱地。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式是一种三维空间改良盐碱地为水田的方法，具体是按以下步骤完成的：

一种三维空间改良盐碱地为水田的方法，具体是按以下步骤完成的：

一、设置淡水井：在待改良盐碱地上按每平方公里两口淡水井设置出水量为每小时160吨～200吨的淡水井；

二、洗盐：在春季水稻插秧前7～10天按100吨/亩～140吨/亩的用水量将淡水井中地下水抽入稻田内，使用打浆机进行打浆，打浆后浸泡6～8天，然后将稻田内水全部排出；

三、检测：检测经步骤二洗盐后土壤含盐量及pH值，如果没有达标，则重复步骤二进行二次洗盐；如果达标，而不再进行洗盐；

四、生长期用水：按照常规操作抽出淡水井中地下水完成水稻整个种植、生长及成熟期灌溉工作，即实现将盐碱地改良为水田。

现有治理盐碱地的方法存在治标不治本，导致“脱盐”和“返盐”交替发生，而本实施方式是一个真正做到标本兼治，事半功倍的方法。本实施方式即从根本上彻底解决盐碱地上述两种“盐”的问题。本实施方式整个实施过程可总结为一句话：一降二溶三排四灌。

1、“降”过程

在盐碱土地区，通过科学合理布置水井（井具体布置量应依据水稻的整个生长成熟期需水量，如：在黑龙江北纬47°种植水稻地区，出水量为每小时180吨的水井布置数为1500亩水田2口井，即每平方公里两口井，以此类推；井具体深度视含水层位及水质而定），抽取较浅层地下水，使地下水位下降至临界深度（不发生盐渍化的允许最高地下水位，一般在3-7m，因浅层岩性差异等原因，水位在不同地区会不同，需要通过地质勘查测得）以下，在盐碱土地区这样做会产生两个有利于盐碱地改良的作用，具体如下：

其一，通过抽取地下水，使地下水位下降到临界深度以下，在毛细管原理地作用下，上升毛管水上升高度就会随地下水位相应降低，也就不会发生土壤层下层年土层内的可溶盐随上升毛管水延缝隙返至地表的现象（发生“返盐”现象），从根本上治止了“返盐”现象；同时由于原有毛细管下端不再浸润，溶有盐类的水因内聚力和附着力的差异而延缝隙下降至更深的水不饱和土层（这是本实施方式将盐运送到了原有不含盐土层的原因之一），即随地下水位相应下降，原有不含盐土层在垂直空间上起到了稀释盐分的“固体溶剂”作用，更进一步防止次生盐渍化（“返盐”现象）发生；其二，地表溶解了可溶盐的水（雨水或灌溉水）因重力（农业上称为重力水）会将地表盐分带至更深的水不饱和土层（这是本实施方式将盐运送到了原有不含盐土层的原因之二）。这样利用深层不含盐土层稀释了地表可溶盐，也起到在垂直空间上稀释盐的作用。

2、“溶”过程

本过程是有效充分利用在降水时抽取到地表的大量地下淡水资源，对地表可耕作的土壤层中的盐进行溶解稀释。由于重力和渗透压原因，地表预可耕作土壤中可溶性盐会溶淋至本土壤下层，从而在垂直空间上稀释了盐分，达到将盐排出预可耕作的土壤层的目的。同时基于第一过程降低了地下水位的原因，这一过程可有效利用毛细管现象和重力水将可溶盐带至更深的水不饱和土层（这是本实施方式将盐运送到了原有不含盐土层的原因之三）的地下，即起到更进一步稀释地表盐的作用。

3、“排”过程

本过程是将第二过程中溶盐后不能淋至预可耕作土壤下层，但还未大量蒸发前的盐碱水通过科学合理地布置沟渠排出盐碱土地区，这样会使预可耕作土壤中的盐分更进一步的降低，从而使该地区的预可耕作土壤变成可耕作土壤，达到能够种植水稻的目的。这一过程是起到在水平空间上治理盐碱地的作用。

4、“灌”过程

即通过抽取大量的地下水进行水田灌溉，种植水稻。此过程一举多得，首先可有效降低地下水位，从而达到防止“返盐”发生的目的，其次在垂直空间上再次利用不含盐的水不饱合土层稀释地表盐分，其三有效利用盐碱土地区珍贵的地下资源进行农业灌溉，其四在秋季时依据农业技术需要将水田中的水排出盐碱土地区，在水平空间上再次起到了“脱盐”作用，从而为来年更好地农业耕作提供了有力保障。

由于本实施方式基本不与其他方法冲突，因此将本实施方式与其他治理盐碱地方法（物理方法、化学方法及生物方法）综合科学搭配使用，效果会更加明显。在相应地区亦可利用本实施方式改良盐碱地，从而种植其它需大量灌溉的农作物，如冬小麦等。

因此本实施方式治理盐碱地是从三维空间上进行，从水平空间上将预可耕作土壤进行“脱盐”达到可耕作的目的，在垂直空间上把盐稀释，防止“返盐”发生。

本实施方式不需要经过较远距离开挖给水渠。只要根据农业技术需要和实地地质环境科学合理布井即可，因此占地少，施工周期短，费用低；

本实施方式时间短，见效快，从根本上解决盐碱地的返盐现象；

本实施方式减少二次污染，传统的水利方法和本实施方式都需要将土壤中溶出的盐通过水排走，因此会污染排水渠两侧和下游水源和土地，二者的差别在于传统方法产生的污染会比本实施方式产生的污染持续的时间多出数倍以上。这是由于传统的方法只建立在简单的水利原理基础之上——在水平方向上洗出排走地表可溶盐，但传统方法却为了应付每年“返盐”现象的发生，需要反复地使用地表水洗排盐这种方法，而这种方法具体使用的次数和持续的时间是无法估计和难以控制的。本实施方式是建立于水利科学和地质科学基础上的，从而达到标本兼治的目的，即在短期内实现洗出排走地表盐，又长期内大量地稀释深部盐且有效地制止深部盐上返（防止“返盐”），实现一劳永逸之功效。从而有效减少了排盐碱水次数，大大地缩短了排盐碱水时间。

本实施方式不仅不与上游争夺有限的地表水资源，而且更能充分、有效、科学及合理地开发利用沉睡于低洼盐碱土地区珍贵的地下水资源。

本实施方式不会产生新的盐碱地，由于传统水利方法需修筑给水渠，这会导致给水渠两侧地下水位上升，从而积盐，人为地产生更多的新盐碱地。

本实施方式步骤三中所述的达标指当土壤含盐量小于3‰，且pH值为7.5～8时不需再次洗盐，当土壤含盐量大于3‰，且pH值大于8时需要继续洗盐。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤一中在待改良盐碱地上按每平方公里两口淡水井设置出水量为每小时170吨～190吨的淡水井。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一中在待改良盐碱地上按每平方公里两口淡水井设置出水量为每小时180吨的淡水井。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：在春季水稻插秧前7～10天按110吨/亩～130吨/亩的用水量将淡水井中地下水抽入稻田内，使用打浆机进行打浆，打浆后浸泡6～8天，然后将稻田内水全部排出。其他与具体实施方式一至三相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：在春季水稻插秧前7～10天按120吨/亩的用水量将淡水井中地下水抽入稻田内，使用打浆机进行打浆，打浆后浸泡6～8天，然后将稻田内水全部排出。其他与具体实施方式一至四相同。

采用下述试验验证本发明效果：

试验一：一种三维空间改良盐碱地为水田的方法，具体是按以下步骤完成的：

一、设置淡水井：在待改良盐碱地上按每平方公里两口淡水井设置出水量为每小时180吨的淡水井；

二、洗盐：在春季水稻插秧前9天按120吨/亩的用水量将淡水井中地下水抽入稻田内，使用打浆机进行打浆，打浆后浸泡7天，然后将稻田内水全部排出；

三、检测：检测经步骤二洗盐后土壤含盐量及pH值，土壤含盐量及pH值均达标；

四、生长期用水：按照常规操作抽出淡水井中地下水完成水稻整个种植、生长及成熟期灌溉工作，即实现将盐碱地改良为水田。

采用试验一一种三维空间改良盐碱地为水田的方法在一小型盐碱土地区（低洼地，约200亩）改良试种水稻，改良第一年亩产水稻810斤。该小型盐碱地土质主要参数（含盐量）情况为含盐量35.1‰，pH值为9.7。第一年整个改良过程使用地下水情况如下：1、水稻整个生长周期共使用地下水600吨/亩；2、“溶”过程所使用的水120吨/亩。共计720吨水/亩；3、井深为55米。在经过一个水稻生长成熟期后，当地土壤下层浅部粘土层的地下水位由原来的2.5米下降到了15米；当地地下取水层位（含水层）水位下降了20米。不同时期各层位土质中含盐量如表1所示。

通过表1可知在土壤层-0.2米处全年含盐量变化量为-908.83‰，土壤层-5米处全年含盐量变化量为-354.30‰，土壤层-10米处全年含盐量变化量为398.55‰，土壤层-15米处全年含盐量变化量为271.32‰，土壤层-20米处全年含盐量变化量为111.11‰；且从表1中可以看出，按试验一提供的一种三维空间改良盐碱地为水田的方法实施后的盐碱土地区土壤层及其下层深部在水平和垂直方向上的盐份分布的显著变化，如果能够将此法大规模推广，地下水位下降效果将会更加明显，并且由于地下水位的明显低于临界深度（当地为5米），故“返盐”现象会从根本上杜绝。

表1

Claims (5)

1.一种三维空间改良盐碱地为水田的方法，其特征在于三维空间改良盐碱地为水田的方法是按以下步骤完成的：

一、设置淡水井：在待改良盐碱地上按每平方公里两口淡水井设置出水量为每小时160吨～200吨的淡水井；

二、洗盐：在春季水稻插秧前7～10天按100吨/亩～140吨/亩的用水量将淡水井中地下水抽入稻田内，使用打浆机进行打浆，打浆后浸泡6～8天，然后将稻田内水全部排出；

三、检测：检测经步骤二洗盐后土壤含盐量及pH值，如果没有达标，则重复步骤二进行二次洗盐；如果达标，而不再进行洗盐；

四、生长期用水：按照常规操作抽出淡水井中地下水完成水稻整个种植、生长及成熟期灌溉工作，即实现将盐碱地改良为水田。

2.根据权利要求1所述的一种三维空间改良盐碱地为水田的方法，其特征在于步骤一中在待改良盐碱地上按每平方公里两口淡水井设置出水量为每小时170吨～190吨的淡水井。

3.根据权利要求1或2所述的一种三维空间改良盐碱地为水田的方法，其特征在于步骤一中在待改良盐碱地上按每平方公里两口淡水井设置出水量为每小时180吨的淡水井。其他与具体实施方式一相同。

4.根据权利要求1所述的一种三维空间改良盐碱地为水田的方法，其特征在于步骤二中在春季水稻插秧前7～10天按110吨/亩～130吨/亩的用水量将淡水井中地下水抽入稻田内，使用打浆机进行打浆，打浆后浸泡6～8天，然后将稻田内水全部排出。

5.根据权利要求1或4所述的一种三维空间改良盐碱地为水田的方法，其特征在于步骤二中在春季水稻插秧前7～10天按120吨/亩的用水量将淡水井中地下水抽入稻田内，使用打浆机进行打浆，打浆后浸泡6～8天，然后将稻田内水全部排出。