CN104472049A - 一种内陆重度盐碱荒地快速改良方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内陆重度盐碱荒地快速改良的方法。主要步骤是：刮去地表皮盐分、深耕灭茬、分层撒施脱硫石膏和风化煤、挖排水沟、打地埂建条田、精细平整土地、雨季休闲洗盐、均施有机肥及改良剂、冬灌洗盐，第二、三年继续分层撒施脱硫石膏和风化煤、均施有机肥及改良剂，但施用剂量减半，并冬灌洗盐。改良后的第一年种植豆科绿肥毛苕子或者紫花苜蓿，生长旺盛期刈割后压青，翻入土壤；第二年种植甜菜或饲草玉米；第三年种植颗粒玉米或者高粱，第四年即为正常耕地使用。本发明集成灌排洗盐、平地抑盐、化学改盐、生物控盐等技术，能够快速降低内陆盐碱荒地土壤pH和碱化度（ESP），加快盐碱地改良速度，缩短由荒地变为耕地的改良周期。

Description

一种内陆重度盐碱荒地快速改良方法

技术领域

本发明涉及一种盐碱地改良技术领域，特别涉及一种适合于我国内陆重度盐碱荒地快速改良方法。

背景技术

我国共有盐碱地9913万公顷，其中内陆型盐碱地面积最大，约占全国盐碱地的69%。其中内陆重度盐碱荒地土壤碱性强、盐分含量高、土壤粘重、板结，干时收缩地表龟裂，湿时泥泞，耕性极差。同时地势低洼，浅层地下水埋深较浅，排水不良，改良难度极大。我国北方分布有大量重度盐碱荒地，因改良难度大，目前呈荒芜状态。我国地少人多，人均耕地面积小，盐碱荒地是我国重要的后备耕地资源。将重度盐碱荒地快速改良为耕地，对保障我国粮食安全、增加耕地面积、改善农业生态环境具有重要意义。目前，内陆盐碱地改良的方法主要包括水利工程措施、化学措施、农艺措施和生物措施。水利措施是盐碱地改良的基础，但投资较大，而且单纯依靠水利措施无法代换土壤中的钠离子。农艺措施是辅助措施，需要配合其他措施进行。化学措施是改良内陆盐碱土的关键，而且投资少，见效快。生物措施投资少，但见效慢。

目前有关内陆重度盐碱荒地快速改良的报道较少。中国专利201310001365.1公开了“一种重度苏打盐化土快速改良方法”，其主要特征是采用深松机或深松铲进行网格式深松，在此基础上施用脱硫石膏。该专利解决了重度苏打盐化土水盐下渗难的问题，但没有配套其他改良措施。中国专利201410113695.4公开了“一种苏打盐碱化旱田快速构建的方法”，其主要特征在于，(1)筑灌排沟渠；(2)平整土地；(3)秸秆填埋；(4)施用改良剂和有机肥；(5)旋耕起垄；(6)种植作物。该专利与现有技术相比的特点是秸秆填埋、旋耕起垄和改变作物播种方式。

然而，申请人经过多年的研究结果表明，内陆盐碱地的改良必须采用水利、化学、农艺、生物措施综合使用，因地制宜，合理搭配，才能起到较好的改良效果。

发明内容

为克服现有技术存在的不足，本发明提供一种内陆重度盐碱荒地快速改良方法，本发明对快速改良内陆重度盐碱荒地可得到显著的效果。

本发明的内陆重度盐碱荒地快速改良方法，是通过以下步骤实现的。

（1）刮去地表皮盐分 在第一年的3月下旬土壤返盐季节，用推土机刮去重度盐碱荒地表层5～10cm的盐皮层，集中堆放处理，然后除整理表土，去石块和植物性杂质，达到基本平整；

（2）深耕灭茬  整理后的荒地用大马力拖拉机深翻35～40cm，然后用长刺耙，耙两次，捡净地表根茬；

（3）分层撒施脱硫石膏和风化煤  根据土壤pH和碱化度（ESP）决定脱硫石膏和风化煤施用量，pH>11、碱化度（ESP）>75%的土壤每亩施用脱硫石膏5000～6000kg、风化煤4000～5000 kg；pH 10～11、碱化度60～75%的土壤每亩施用脱硫石膏4000～5000kg、风化煤3000～4000 kg；pH9～10、碱化度30～60%的土壤每亩施用脱硫石膏2000～3000kg、风化煤2000～3000 kg；等量分两层撒施，4月上旬，首先在表面撒施一层，然后用大马力拖拉机翻耕，翻耕深度为40cm，将撒施在表面的脱硫石膏和风化煤翻到深层，翻耕后进行耙磨，然后再撒施另一半脱硫石膏和风化煤，撒施均匀后进行旋耕，使脱硫石膏和风化煤能够与翻耕后的表土充分混合，确保下层和上层土壤均能与石膏和风化煤接触和反应；

（4）挖排水沟  在整理后的地块周边挖掘排水沟，排水沟深度为2～3米，底宽1.5～2米，顶宽3～4米，挖掘后的排水沟边坡拍实，以防垮塌；

（5）打地埂建条田  按灌水方向起垄打埂，地埂底宽1～1.2米，顶宽40～50cm，高50cm，格田长100～150米、宽20～30米；

（6）精细平整土地  先用激光平地机在每块格田内铲高垫低，再用铁锹进行人工细平，地面高差不超过3～5cm；

（7）雨季休闲洗盐  施用脱硫石膏和风化煤后，利用雨季降雨和高温天气，使脱硫石膏和风化煤能够充分与土壤进行反应，并将代换出的盐分淋洗到下层土壤和排水沟内；

（8）均施有机肥及改良剂  在10月上旬秋季返盐前，每亩施用有机肥2000～3000公斤、硫酸亚铁100～150公斤、硫酸铝100～150公斤、硫磺50～100公斤，均匀地撒施在土壤表面，然后进行旋耕，使改良材料与土壤混合均匀；

（9）冬灌洗盐  施用有机肥和化学改良剂30-40天后，进行冬灌, 灌溉量为150～200m³/亩；

（10）第二年分层撒施脱硫石膏和风化煤  施用时间、方法与(3)相同，施用量为(3)的一半；

(11) 第二年种植植物种类及处理  改良后的第一年即种植豆科绿肥毛苕子或者紫花苜蓿，当年8月下旬生长旺盛期刈割后压青，翻入土壤；

(12) 第二年施有机肥及改良剂  施用时间、方法与(8)相同，施用量为(8)的一半；

(13) 第二年冬灌洗盐  (12)处理30-40天后，进行冬灌, 灌溉量为100～150m³/亩；

(14) 第三年分层撒施脱硫石膏和风化煤  施用时间、方法与施用量同(10)；

(15)第三年种植植物种类及处理  改良后的第二年种植饲草玉米或者甜菜，按常规收获；

(16) 第三年施有机肥及改良剂  施用时间、方法与施用量同 (12)；

(17) 第三年冬灌洗盐  冬灌时间、灌溉量同(13)；

(18) 第四年种植植物种类及处理  改良后的第三年种植颗粒玉米或者高粱，按常规收获；至此，内陆重度盐碱荒地改良成了耕地。

本发明的有益效果：（1）本发明根据内陆重度盐碱地土壤特征，采取灌排洗盐、平地抑盐、化学改盐、生物控盐等措施综合改良重度盐碱地，实现了快速改良的效果；（2）通过本发明对内陆重度盐碱地的改良方法，改良速度快，经过2～3年就能将荒地改良为耕地，比常规方法可提前5～10年；（3）本发明方法改良效果好且稳定，试验表明，土壤pH值下降了1.25～1.78，电导率（EC）下降了0.93～1.17ms/cm，碱化度（ESP）下降了31.1～62.0个百分点，全盐量下降了0.19～0.6个百分点，有机质含量提高了0.5～0.52个百分点，且改良前土壤的盐碱程度越严重改良效果越好；(4)本发明方法可操作行强，改良后的第二年即可产生经济效益，长期效益与短期效果结合较好，一次投入多年受益。

实施例1

实施地点选在山西省大同市天镇县三十里铺乡兰玉堡村基地，当地多年平均降雨量为410mm，蒸发量2450mm。试验面积1200亩，实施前为盐碱荒地，未开垦与耕种，有碱蓬等草本植物和零星的柽柳生长。土壤为重度苏打盐化土，检测各项指标为：pH 10.4，电导率（EC）1.62 ms/cm，全盐量0.87%，碱化度（ESP）76.5%。

对该试验地的快速改良方法，按以下步骤分别采用了多种措施；

（1）在3月下旬土壤返盐季节，用推土机刮去重度盐碱荒地表层7～10cm的盐皮层，推到地头集中堆放处理。然后利用推土机进行表土整理，清除地表杂质、石块和植物性杂质，进行初步平整。

（2）整理后的荒地用120马力拖拉机深翻35～40cm，然后用长刺耙，耙两次，粉碎杂草和其他植物，捡净根茬。

（3）根据对土壤监测结果，确定每亩施用脱硫石膏5000kg，风化煤4000kg。将计划施入的脱硫石膏和风化煤分为2份，采用分层施用的方法. 每层施入用量的1/2。在4月上旬首先在表面撒施脱硫石膏和风化煤用量的一半，然后用大马力拖拉机翻耕，翻耕深度为40cm，将撒施在表面的脱硫石膏和风化煤翻到40cm左右。翻耕后进行耙磨，然后再撒施另一半脱硫石膏和风化煤，撒施均匀后进行深旋耕，使脱硫石膏和风化煤能够与翻耕后的表土充分混合，确保下层和上层土壤均能与石膏和风化煤接触和反应。

（4）在整理后的地块周边挖掘排水沟，根据实际情况，排水沟深度选择为3米，底宽2米，顶宽4米。挖掘后的排水沟边坡用机械拍实，以防垮塌。

（5）按计划灌水方向用机械起垄打埂，再用人工修整，建起地埂。新建地埂底宽1米，顶宽50cm，高50cm，新建的条田长150米、宽30米，条田大小保持一致。

（6）采用激光平地机在每块条田内铲高垫低，个别地方用铁锹进行人工细平，使平整后的地面高差不超过5cm。

（7）施用脱硫石膏和风化煤后利用雨季降雨和高温天气，使脱硫石膏和风化煤能够充分与土壤进行反应，并将代换出的盐分淋洗到下层土壤和排水沟内。

（8）10月上旬，按每亩施用有机肥3000公斤、硫酸亚铁150公斤、硫酸铝150公斤、硫磺100公斤，均匀地撒施在土壤表面，然后进行旋耕，使改良材料与土壤混合均匀。施用有机肥和化学改良剂30-40天后，进行冬灌, 灌溉量为200m³/亩。

（9）第二年继续分层撒施脱硫石膏和风化煤，每亩施用脱硫石膏2500kg，风化煤2000kg施用时间和方法与(3)相同；第二年(改良后的第一年)种植豆科绿肥毛苕子，在8月下旬生长旺盛期刈割后压青，翻入土壤；第二年继续施有机肥及改良剂，施用时间、方法与(8)相同，施用量为每亩施用有机肥1500公斤、硫酸亚铁75公斤、硫酸铝75公斤、硫磺50公斤；第二年继续在施用有机肥和化学改良剂30-40天后，进行冬灌, 灌溉量为150m³/亩。

(10)第三年继续分层撒施脱硫石膏和风化煤，每亩施用脱硫石膏2500kg，风化煤2000kg施用时间和方法与(3)相同；第三年(改良后的第二年)种植甜菜，按常规收获；第三年继续施有机肥及改良剂，施用时间、方法与(8)相同，施用量为每亩施用有机肥1500公斤、硫酸亚铁75公斤、硫酸铝75公斤、硫磺50公斤；第三年继续在施用有机肥和化学改良剂30-40天后，进行冬灌, 灌溉量为150m³/亩。

 (11) 第四年(改良后的第三年)种植颗粒玉米，按常规收获。

经过上述连续三年的改良后，该试验地的土壤性质发生了很大变化：pH 由10.4降低为8.62，电导率（EC）由1.62ms/cm降低为0.45 ms/cm，碱化度（ESP）由76.5%降低为14.5%全盐量土壤由0.87%降低为0.27%。而有机质含量却从0.65%提高到1.17%。改良后第二年每亩收获甜菜平均2875公斤，第三年每亩收获玉米平均560.5公斤。经过连续三年的改良，由改良前的盐碱荒滩变成了中产田，而且呈现出盐分不断降低、土壤肥力不断提高的发展趋势。本发明快速改良方法试验结果见表1。

表1   采用本发明方法连续改良的土壤性状和作物产量情况

实施例2

实施地点选在山西省朔州市怀仁县毛皂镇山西圣天农牧有限公司盐碱地基地，当地多年平均降雨量为403mm，蒸发量2405mm。试验面积500亩，实施前为盐碱荒地，土壤为重度苏打盐化土，pH 9.5，电导率（EC）1.35 ms/cm，全盐量0.47%，碱化度（ESP）43.6%。

按以下步骤对该试验地进行了快速改良：

（1）在3月下旬土壤返盐季节，用推土机刮去重度盐碱荒地表层5～8cm的盐皮层，推到地头集中堆放处理。然后利用推土机进行表土整理，清除地表杂质、石块和植物性杂质，进行初步平整。

（2）整理后的荒地用120马力拖拉机深翻35～40cm，然后用长刺耙，耙两次，粉碎杂草和其他植物，捡净根茬。

（3）根据对土壤监测结果，确定每亩施用脱硫石膏4000kg，风化煤3000kg。将计划施入的脱硫石膏和风化煤分为2份，采用分层施用的方法. 每层施入用量的1/2。在4月上旬首先在表面撒施脱硫石膏和风化煤用量的一半，然后用大马力拖拉机翻耕，翻耕深度为40cm，将撒施在表面的脱硫石膏和风化煤翻到40cm左右。翻耕后进行耙磨，然后再撒施另一半脱硫石膏和风化煤，撒施均匀后进行深旋耕，使脱硫石膏和风化煤能够与翻耕后的表土充分混合，确保下层和上层土壤均能与石膏和风化煤接触和反应。

（4）在整理后的地块周边挖掘排水沟，根据实际情况，排水沟深度选择为2.5米，底宽2米，顶宽4米。挖掘后的排水沟边坡用机械拍实，以防垮塌。

（5）按计划灌水方向用机械起垄打埂，再用人工修整，建起地埂。新建地埂底宽1米，顶宽60cm，高60cm，新建的条田长150米、宽30米，条田大小保持一致。

（6）采用激平地机在每块条田内铲高垫低，个别地方用铁锹进行人工细平，使平整后的地面高差不超过5cm。

（7）施用脱硫石膏和风化煤后利用雨季降雨和高温天气，使脱硫石膏和风化煤能够充分与土壤进行反应，并将代换出的盐分淋洗到下层土壤和排水沟内。

（8）10月上旬，按每亩施用有机肥2500公斤、硫酸亚铁120公斤、硫酸铝120公斤、硫磺70公斤，均匀地撒施在土壤表面，然后进行旋耕，使改良材料与土壤混合均匀。施用有机肥和化学改良剂30-40天后，进行冬灌, 灌溉量为150m³/亩。

（9）第二年继续分层撒施脱硫石膏和风化煤，每亩施用脱硫石膏2000kg，风化煤1500kg施用时间和方法与(3)相同；第二年(改良后的第一年)种植紫花苜蓿，生长到八月底，深翻压青。第二年继续施有机肥及改良剂，施用时间、方法与(8)相同，施用量为每亩施用有机肥1250公斤、硫酸亚铁60公斤、硫酸铝60公斤、硫磺35公斤；第二年继续在施用有机肥和化学改良剂30-40天后，进行冬灌, 灌溉量为150m³/亩。

(10)第三年继续分层撒施脱硫石膏和风化煤，每亩施用脱硫石膏2000kg，风化煤1500kg施用时间和方法与(3)相同；第三年(改良后的第二年)种植甜菜，按常规收获；第三年继续施有机肥及改良剂，施用时间、方法与(8)相同，施用量为每亩施用有机肥1250公斤、硫酸亚铁60公斤、硫酸铝60公斤、硫磺35公斤；第三年继续在施用有机肥和化学改良剂30-40天后，进行冬灌, 灌溉量为150m³/亩。

 (11) 第四年(改良后的第三年)种植普通颗粒玉米，密度4500～5000株/亩。中期进行中耕除草和田间管理。10月初田间收获。收获后的秸秆粉碎后还田。

经过上述连续三年的改良后，该试验地的土壤性质发生了很大变化：pH 由9.5降低为8.25, 电导率（EC）由1.35 ms/cm降低为0.42，全盐量0.47%降低为0.28%，碱化度（ESP）43.6%降低为12.5%。而有机质含量却从0.71%提高到1.21%。改良后第二年每亩收获甜菜平均2450公斤，第三年每亩收获玉米平均650公斤。经过连续三年的改良，由改良前的盐碱荒滩变成了中产田，而且呈现出盐分不断降低、土壤肥力不断提高的发展趋势。本发明快速改良方法试验结果见表2。

表2   采用本发明方法连续改良的土壤性状和作物产量情况

Claims (1)

1. 一种内陆重度盐碱荒地快速改良方法，包括以下步骤：

（1）刮去地表皮盐分  第一年的3月下旬土壤返盐季节，用推土机刮去重度盐碱荒地表层5～10cm的盐皮层，集中堆放处理，然后除整理表土，去石块和植物性杂质；

（2）深耕灭茬  整理后的荒地用大马力拖拉机深翻35～40cm，然后用长刺耙，耙两次，捡净地表根茬；

（3）分层撒施脱硫石膏和风化煤  根据土壤pH和碱化度（ESP）决定脱硫石膏和风化煤施用量，pH>11、碱化度（ESP）>75%的土壤每亩施用脱硫石膏5000～6000kg、风化煤4000～5000 kg；pH 10～11、碱化度60～75%的土壤每亩施用脱硫石膏4000～5000kg、风化煤3000～4000 kg；pH9～10、碱化度30～60%的土壤每亩施用脱硫石膏2000～3000kg、风化煤2000～3000 kg；等量分两层撒施；4月上旬，首先在表面撒施一层，然后用大马力拖拉机翻耕，翻耕深度为40cm，将撒施在表面的脱硫石膏和风化煤翻到深层，翻耕后进行耙磨，然后再撒施另一半脱硫石膏和风化煤，撒施均匀后进行旋耕，使脱硫石膏和风化煤能够与翻耕后的表土充分混合，确保下层和上层土壤均能与石膏和风化煤接触和反应；

（4）挖排水沟  在整理后的地块周边挖掘排水沟，排水沟深度为2～3米，底宽1.5～2米，顶宽3～4米；

（5）打地埂建条田  按灌水方向起垄打埂，地埂底宽1～1.2米，顶宽40～50cm，高50cm，格田长100～150米、宽20～30米；

（6）精细平整土地  使同一块条田内地面高差不超过5cm；

（7）雨季休闲洗盐  施用脱硫石膏和风化煤后，利用雨季降雨和高温天气，使脱硫石膏和风化煤能够充分与土壤进行反应，并将代换出的盐分淋洗到下层土壤和排水沟内；

（8）均施有机肥及改良剂  10月上旬，每亩施用有机肥2000～3000公斤、硫酸亚铁100～150公斤、硫酸铝100～150公斤、硫磺50～100公斤，均匀地撒施在土壤表面，然后进行旋耕，使改良材料与土壤混合均匀；

（9）冬灌洗盐 (8)处理30-40天后，进行冬灌, 灌溉量为150～200m³/亩；

（10）第二年分层撒施脱硫石膏和风化煤  施用时间、方法与(3)相同，施用量为(3)的一半；

(11) 第二年种植植物种类及处理  改良后的第一年即种植豆科绿肥毛苕子或者紫花苜蓿，当年8月下旬生长旺盛期刈割后压青，翻入土壤；

(12) 第二年施有机肥及改良剂  施用时间、方法与(8)相同，施用量为(8)的一半；

(13) 第二年冬灌洗盐  (12)处理30-40天后，进行冬灌, 灌溉量为100～150m³/亩；

(14) 第三年分层撒施脱硫石膏和风化煤  施用时间、方法与施用量同(10)；

(15)第三年种植植物种类及处理  改良后的第二年种植饲草玉米或者甜菜，按常规收获；

(16) 第三年施有机肥及改良剂  施用时间、方法与施用量同 (12)；

(17) 第三年冬灌洗盐  冬灌时间、灌溉量同(13)；

(18) 第四年种植植物种类及处理  改良后的第三年种植颗粒玉米或者高粱，按常规收获；至此，内陆重度盐碱荒地改良成了耕地。