CN103797925B - 半干旱地区不同土壤粘粒含量条件下化学联合施用技术 - Google Patents

半干旱地区不同土壤粘粒含量条件下化学联合施用技术 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半干旱地区不同土壤粘粒含量条件下化学联合施用技术，本施用方法分为聚丙烯酰胺(PAM)与保水剂(SAP)、聚丙烯酰胺PAM施用方法和保水剂SAP混施方法。本施用方法有效解决了半干旱地区由于土壤结构稳定性差、地表易结皮、土壤水肥储蓄容量低、释放速度快、导致水肥利用率低的问题，并可同时解决半干旱地区大多数土壤既有储水能力低，又有土壤表层结皮问题。依照土壤粘粒含量，采用不同PAM或SAP联合调控技术，可促进作物生长、提高产量与品质。本施用方法见效快、功效时间长，施用当年土壤团聚体数量显著增加，土壤结构稳定性显著增强，施用一年功效至少可保留3年，是一种极具应用前景的土壤结构改良技术。

Description

半干旱地区不同土壤粘粒含量条件下化学联合施用技术
技术领域
本发明涉及土壤化学联合调控技术，特别指半干旱地区不同土壤粘粒含量条件下化学联合施用技术。
背景技术
我国是世界上半干旱(年平均降水量在250-500mm)地区面积较大的国家，半干旱地区占国土面积的21.7％，而其中的耕地面积约有2000万hm2，占我国耕地面积的21％。因此，半干旱区在我国粮食安全中占有重要地位，但是该地区降雨比较集中，蒸发较强烈，易干旱、土壤风蚀水蚀比较严重，导致作物水分利用率低，农业生产潜力难以显现。
导致水分利用效率低的主要原因为：一是半干旱区土壤质地大多为砂性土，深层渗漏量大，土壤蒸发速度快；二是土壤有机质含量低，导致土壤容易结皮，地表径流加大。据测定：农田地表径流及深层渗漏两部分损失的水量达到总灌溉水量的50％左右。解决上述问题传统采用两种方法：一是通过施用有机肥，改良土壤结构，提高土壤保水性；二是进行锄地松土，去除土壤结皮。前者需要周期较长，有研究表明：在较多的降雨与较高温度条件下，每公顷地每年施用农家肥料45吨，九年后土壤有机质含量才可从0.9％增加到1.3％。采用化学调控技术，可在较短时间内，改善土壤结构和理化性质，提高土壤保墒能力，同时可减低土壤结皮。
聚丙烯酰胺(PAM)与保水剂(SAP)是近些年发展具有代表性的两种土壤化学调控材料。目前，PAM与SAP在水土保持和农业节水领域分开独立使用，未见有PAM与SAP联合施用技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种半干旱地区不同土壤粘粒含量条件下化学联合施用技术，这种施用技术主要作用有降低土壤结皮、改善土壤结构、提高雨水与灌溉水入渗能力，还可在一定程度上提高土壤储水能力，促进作物生长。它适用于我国北方半干旱地区农作物种植，即基于半干旱地区土壤粘粒含量，采用不同土壤结构调理剂(PAM)与保水剂(SAP)施用方案，包括化控产品类型、施用方法以及施用量，提高土壤蓄水与保墒能力，增加作物产量。
为解决上述技术问题，本发明由如下具体方案来实现：半干旱地区不同土壤粘粒含量条件下化学联合施用技术，
1、选择联合调控化控产品，聚丙烯酰胺(PAM)与保水剂(SAP)：对于粘粒含量低于7％，只采用保水剂SAP；粘粒含量在7％-12％，采用高分子量聚丙烯酰胺加保水剂(PAM+SAP)；粘粒含量在12-20％，采用中等分子量聚丙烯酰胺加保水剂(PAM+SAP)，粘粒含量大于20％，采用低分子量聚丙烯酰胺PAM，高分子量为1000-1200万分子量(10x106-12x106Da)，中等分子量为800-1000万分子量(8x106-10x106Da)，低分子量为500-300万分子量(3x106-5x106Da)，SAP可选用粒径0.5-3mm，在自来水中，SAP吸水倍率达到或超过120倍；
2、聚丙烯酰胺PAM施用方法：在旱作农业区，可在播种后或第一次降雨前，将干粉聚丙烯酰胺PAM与土壤按照1∶20的重量比混合后直接均匀撒施于地表，降低地表结皮，增加降雨入渗，在灌溉条件下，可在第一次灌水前，将与土混合后的干粉聚丙烯酰胺PAM均匀撒在田块进水口5米范围之内土壤表面；保水剂SAP施用方法为混施，将干粉保水剂SAP与土壤按照1∶10的重量比混合后，直接均匀撒施于地表，随旋耕机翻至土壤20cm以内。
3、PAM与SAP施用量：对于粘粒含量低于7％土壤，SAP施用量为4-5kg／亩，粘粒含量为7-12％土壤，高分子量PAM1.0kg+SAP2～3kg/亩。粘粒含量为12-20％土壤，中等分子量PAM1-1.5kg+SAP2kg／亩。粘粒含量>20％，采用低分子量PAM2kg／亩。SAP粘粒含量高的土壤选用量取下限，粘粒含量低土壤选上限。PAM相反，粘粒含量高的土壤选用量取上限，粘粒含量低土壤选下限。
本发明的优点：1、有效解决了半干旱地区由于土壤结构稳定性差、地表易结皮、土壤水肥储蓄容量低、释放速度快、导致水肥利用率低的问题；2、半干旱地区土壤有机质和粘粒含量普遍较低，土壤易发生结皮，保水性较差，可同时解决半干旱地区大多数土壤既有储水能力低，又有土壤表层结皮问题；3、依照土壤粘粒含量，采用不同PAM或SAP联合调控技术，促进作物生长、提高产量与品质；4、有机融合了PAM与SAP化控技术的特点，功效互补；5、对土壤环境不产生副作用。本发明见效快、成本低、功效时间长，施用当年土壤团聚体数量显著增加，土壤结构稳定性显著增强，施用一年功效至少可保留3年，是一种极具应用前景的土壤结构改良技术。
对环境影响：土壤结构调理剂(聚丙烯酰胺，PAM)是一种水溶性、人工合成的高分子有机聚合物，广泛应用在造纸、食品加工、水处理及建筑行业。具有抗微生物作用，主要通过物理作用降解。对人体、动物、鱼类和植物无毒害作用，尽管会有少量的单体(丙烯酰胺)随PAM的使用进入土壤。大量的研究证明：PAM单体在温度为30℃时很快就会降解。国外对PAM单体含量限制在严格的规定范围之内，况且PAM的使用量很小。因此PAM对环境不产生负面影响。PAM能有效的减少水土损失，减少了吸附在土壤上的杀虫剂和地表磷的损失，从环境的角度考虑，使用PAM有助于改善河流水质。保水剂属无毒、无害，对土壤环境不产生负面影响。
具体实施方式
以下结合实施例进一步解释本发明，但不对本发明做作任何形式的限定。
实施例1：察右中旗胡萝卜种植区
地点位于乌兰察布市察右中旗乌素图村，土壤机械组成为：粘粒、粉粒以及砂粒含量分别为12.5％、2.5％以及85％，为壤砂土，土壤田间持水量为12％，土壤容重为1.55g／cm3，种植作物为胡萝卜(红映2号)，胡萝卜的行距为：20cm。施肥方式为一次性施足基肥，基肥为有机肥2m3／亩+磷酸氢二铵5kg／亩。胡萝卜种植畦规格：畦长50m、畦宽3m。灌溉方式为畦灌，灌溉定额为500方／亩，灌水次数为10次。该地区年平均降雨量为260mm，蒸发量2800mm。播种后第一次灌水后，地表明显有结皮，显著影响了降雨及灌溉的水分入渗和胡萝卜出苗。化学联合施用技术方案：选择保水剂(SAP)2kg／亩+土壤结构调理剂(PAM)1.0kg／亩，保水剂(SAP)施用：在播种前一个星期，将干粉保水剂(0.5-1.5mm，在自来水中，吸水倍率达到150倍)与过2mm筛的土壤按照1∶10比例混合均匀后撒于土壤表层，之后用旋耕机施入土壤，施用深度为0-20cm。PAM选择阴离子型、中等分子量1000万产品，施用方式为PAM采用撒施。PAM施用时间为第一次灌水前，取施用地块0-10cm表土过2mm筛，以1∶20比例与干粉PAM混合，均匀撒施在距离畦进水口5米范围内，
第一次灌水，尽量采用小流量入畦，避免流量过大，造成地面冲刷，降低PAM功效。试验区为300亩，对照为100亩。
测试结果显示：采用PAM与SAP联合施用技术，可以显著提高胡萝卜出苗率，提高约24％，可显著降低土壤容重，减少侧根和根分裂，促进块根长度增加，明显地提高了胡萝卜品质；可同时提高胡萝卜地下部和地上部的干重，促进光合产物积累和块根的生长，提高胡萝卜水分利用效率约15％，土壤含水率平均增加16％，减小土壤侵蚀量50％以上。胡萝卜产量增加23％，亩纯收入增加600元，保水剂一次施用，作用可保持三年。
实施例2：商都县马铃薯种植区施用
应用地点位于乌兰察布市商都县屯垦队，土壤粘粒、粉粒以及砂粒含量分别为18.75％、11.25％以及70％，为典型的砂壤土，土壤田间持水量为18％，土壤容重为1.4g／cm3。试验马铃薯品种为夏波蒂，马铃薯株行距配制：行距×株距=90cm×18cm，起高垄种植；马铃薯基肥为有机肥3m3／亩和马铃薯专用肥(N∶P2O5∶K20=12∶15∶18，养分总量≥45％，施用量为30kg亩-1。灌溉方式为时针式喷灌，全生育期灌水次数为14次，灌水总量为280方／亩。干粉保水剂(SAP，0.5-2mm，在自来水中，吸水倍率达到150倍)用量2.5kg亩-1，施用方式为混施，即在马铃薯播种前一个星期将保水剂与过2mm筛的干土按照1∶10比例混合均匀后撒于土壤表层，之后用旋耕机施用土壤，施入土层深度为0-20cm。PAM用量1.5kg／亩，选用阴离子型PAM，分子量为800万，施用方式为地表撒施，在马铃薯第一次灌溉之前，将PAM与过2mm筛的土壤按照1∶20比例混合均匀后撒于地表。试验区为300亩，对照为200亩。
试验结果：指针式喷灌马铃薯PAM与SAP联合调控，能显著增加马铃薯的亩产，增产率介于23.09-35.69％。通过计算水分生产率，化控联合调控处理的水分生产率为14.7-16.2kg／m3·亩，而对照的水分生产率为10.4-11.9kg/m3·亩，提高25％左右。马铃薯亩产纯增加收入800元。试验证明在内蒙古商都县砂性土壤中采用这种技术，能显著地改善土壤结构，提高马铃薯的产量与水分生产效率。

Claims (1)

1.半干旱地区不同土壤粘粒含量条件下化学联合施用方法，其特征是：1、选择化控产品，聚丙烯酰胺与保水剂：对于粘粒含量低于7％，只采用保水剂；粘粒含量在7％-12％，采用高分子量聚丙烯酰胺加保水剂；粘粒含量在12-20％，采用中等分子量聚丙烯酰胺加保水剂，粘粒含量大于20％，采用低分子量聚丙烯酰胺，高分子量为1000-1200万分子量，中等分子量为800-1000万分子量，低分子量为500-300万分子量；2、聚丙烯酰胺施用方法：在旱作农业区，须在播种后或第一次降雨前，将干粉聚丙烯酰胺与土壤按照1∶20的重量比混合后直接均匀撒施于地表，降低地表结皮，增加降雨入渗，在灌溉条件下，须在第一次灌水前，将与土混合后的干粉聚丙烯酰胺均匀撒在田块进水口5米范围之内土壤表面；3、保水剂施用方法为混施，将干粉保水剂与土壤按照1∶10的重量比混合后，直接均匀撒施于地表，随旋耕机翻至土壤20cm以内。
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