CN104541641A - 一种粉垄暗沟系统设置使土壤淡盐排盐增产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉垄暗沟系统设置使土壤淡盐排盐增产方法，通过粉垄耕作时，利用粉垄机械螺旋钻头一字排列中间一根（或2根）钻头加长，在粉垄耕作过程中耕作松土层层面上形成凹状条沟；在粉垄机械长根螺旋钻头后方配置清理沟内土壤的方铲，在粉垄过程中清沟，在沟内摆放一定厚度（如2-3厘米）的杂草或树枝条，在一块田（地）的四周，再采用人工挖沟，设置排水排盐口，形成耕作松土层以下的一个排水排盐网络系统，以利于排盐；利用上述粉垄耕作淡盐功能和设置的排水排盐网络系统及土壤毛细管切断而减少盐分上升，不仅起到较佳的淡盐效果，而且明显提高单产；经过2-3年的排水排盐作用，可达到改造盐碱地、提高土地农产品产出率的目的。

Description

一种粉垄暗沟系统设置使土壤淡盐排盐增产方法

技术领域

本发明涉及土壤修复领域，具体为一种粉垄暗沟系统设置使土壤淡盐排盐增产方法。

背景技术

根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成，大部分与土壤中碳酸盐的累计有关，因而碱化度普遍较高，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。盐碱土形成的根本原因在于水分状况不良，所以在改良初期，重点应放在改善土壤的水分状况上面。一般分几步进行，首先排盐、洗盐、降低土壤盐分含量；再种植耐盐碱的植物，培肥土壤；最后种植作物。具体的改良措施是：排水，灌溉洗盐，放淤改良，种植水稻，培肥改良，平整土地和化学改良。一般说来，盐碱地普遍水分缺乏，灌溉洗盐也须首要解决水源问题，因此，依赖大量水分灌溉洗盐改良盐碱地的做法并不可取。对于改良盐碱地的研究也成为热点之一，如专利授权号CN103392487B的专利：一种干旱区盐碱地生物改良方法，其要点为：首先进行开沟避盐、滴灌淋盐以创造种子萌发所需低盐湿润土壤环境，第一年通过盐生植物地上部分刈割来移除农田耕作层土壤过多的盐分，第二年通过耐盐豆科绿肥植物来实现土壤培肥。本方法操作简便、成本低，利用盐生植物高富集盐分和耐盐豆科绿肥植物培肥土壤的特点，实现了盐碱土壤的快速脱盐培肥。构建了盐碱地的生物改良及循环利用模式，缓解了水资源短缺背景下盐碱地常规水利改良难以维继的难题。以上发明虽然有效切实的解决了盐碱地的问题，但却不能继续阻止土壤盐分的继续积累，而只能种植盐生植物和耐盐豆科绿肥植物来实现可循环治理，仍存在缺陷；另有多种利用土壤改良剂来修复盐碱地土壤的研究，如专利公开号为CN103922846A、CN102301877A、CN103275731A 、CN102550161A 、CN101536643、授权号CN102301848A等专利分别利用多种、不同的土壤改良剂或土壤改良剂+耕作+秸秆还田等方式来进行盐碱地的改良，在目前都较难以推广，这是因为，使用土壤改良剂改良盐碱地，投入成本高，不能实现可循环，而一般的综合治理耕作深度较传统耕作相当，未能从本质上解决盐份积累问题。而如何能实现低成本、简便、易操作的实现土壤淡盐排盐增产的目的呢。

韦本辉研究员在耕作模式方面做了大量研究，他提出土壤、水分、光能等自然资源增量利用的“粉垄增量效应理论”和“以根为本”、“营养均衡供应”、“根深御旱寒强后劲”等作物高效栽培新理论，主持粉垄农耕新方法研究，自主发明粉垄农耕新方法，在辽宁、甘肃、湖南等8个省在13种作物上应用比传统耕作增产10-30%，被院士等专家鉴定为省级成果并认定为原创性。同时，他还发现合理利用粉垄操作并进行改进对于修复被污染土壤也有良好的效果，其发明的多项专利证明粉垄可以更好的提高土壤中微生物的数量及土壤含氧量，且利于保水保墒，增产增收等。单纯通过耕作方式来治理盐碱地的研究有：授权公告号CN102067753B的发明：本发明涉及一种将盐碱地变为良田的长效治理方法，包括如下步骤：(1) 在盐碱地中挖出深坑 ；(2) 在挖好的深坑底部填埋的填料，形成排盐碱填料层；(3) 挖出与地下排盐碱填料层相通的排盐碱沟，并在排盐碱沟周围打上地塄；(4) 通过自然降雨或灌溉整个盐碱地进行排盐碱。本发明通过设置填料层，利用“盐随水来，盐随水去”的原理，借助灌溉或降雨使盐分下移和填料层切断蒸发渠道以控制蒸发实现的盐分上移的方法，降低了耕作层盐分的含量，又不使盐分上移聚集，达到了有效长久的治理效果。本发明中设置的填料层采用多维和多维级配的方式布料，使填料层既具有上密下疏的良好通透性，又具有耐碾压的特性，可以长期有效使用。但发明中对于面积≥5亩的地块需挖出55-70%的深坑，而≤5亩的盐碱地需全部挖成深坑，在挖出深坑的底部还需预填40-45cm后的填料，对于我国上千万公顷盐碱地需要改造的大背景来说，难以有效推广。

发明内容

本发明的目的是针对目前被污染土壤修复技术的不足，提出一种粉垄暗沟系统设置使土壤淡盐排盐增产方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的粉垄暗沟系统设置使土壤淡盐排盐增产方法，具体步骤如下：

（1）在各种盐碱地，干田条件下，利用粉垄机进行粉垄耕作，耕作深度为45-70cm。并在耕作松土层层面上形成凹状条沟；所述粉垄机的螺旋钻头一字排列中间安装有加长型钻头；所述加长型钻头在粉垄机械螺旋钻头排列中间，安装数量为1-2根，长度大于20cm（其他螺旋型钻头增长10-25cm）；并在加长型钻头的相应后位加设清沟方铲。

（2）粉垄一次性耕作后，在耕作松土层层面上自然形成的凹状条沟内，摆放厚度约2-3cm-的杂草或树枝条，再采取人工或者小型机械回土，平整田面。

（3）在田（地）的四周采用人工或小型机械挖沟，沟底同样摆放厚度约2-3cm的杂草或树枝条，回土，形成耕作松土层以下的一个排水排盐网络系统，并在沟底部设置排水排盐口，以利于排盐。

（4）为便于天然降水和人工灌水的浸透淋洗，实行干湿交替的水分管理。

（5）利用上述粉垄耕作淡盐功能和设置的排水排盐网络系统，经过2-3年的排水排盐作用，可达到改造盐碱地、提高土地农产品产出率的目的。

所述步骤（4）干湿交替的水分管理方法为：

在下雨或灌溉时，保持水层在3cm以上，待水分自然落干至土壤水分含量15-20%，再次灌水至水层3cm以上，再次自然落干，按此进行水分交替管理，使土壤中盐分，随水分下沉到粉垄土壤松土层底部与犁底层交界处，再由此层面下沉到凹状条沟中。

所述粉垄机可以安装料槽、自动排放设备、回土设备，粉垄、挖沟、在沟底摆放杂草或树枝条、回土操作可由自动化粉垄机一次性完成。

本发明的有益效果是：粉垄耕作后，由于耕作层土壤结构改善，尤其是土壤中毛细管多被切断，土壤中盐分不容易随水分蒸腾作用而上升，使土壤盐分得以下沉而达到淡盐效果；利用上述粉垄耕作淡盐功能和设置的排水排盐网络系统及土壤毛细管切断而减少盐分上升，使耕作层土壤盐分浓度可下降30%-50%，当季作物能提高单产20%；可利用排水排盐网络系统，经过2-3年的排水排盐作用，可达到改造盐碱地、提高土地农产品产出率的目的；同时，相对于传统的盐碱地改良方式，更贴合实际，减少成本和提高效率。

具体实施方式

实施例1 粉垄暗沟系统设置使土壤淡盐排盐增产方法

发明人在广西北海市一处重盐碱地块进行了本发明技术内容的实施。

具体步骤如下：

（1）在该处盐碱地，干田条件下，利用粉垄机进行粉垄耕作，耕作深度为45cm。并在耕作松土层层面上形成凹状条沟；所述粉垄机的螺旋钻头一字排列中间安装有加长型钻头；所述加长型钻头在粉垄机械螺旋钻头排列中间，安装数量为1根，长度为35厘米，比其他螺旋型钻头增长20cm；并在加长型钻头的相应后位加设清沟方铲。

（2）粉垄一次性耕作后，在耕作松土层层面上自然形成的凹状条沟内，摆放厚度为2-3cm的杂草或树枝条，厚度约为5-20cm，再采取人工或者小型机械回土，平整田面。

（3）在田（地）的四周采用人工或小型机械挖沟，沟底同样摆放厚度为2-3cm的杂草或树枝条，回土，形成耕作松土层以下的一个排水排盐网络系统，并在沟底部设置排水排盐口，以利于排盐。

（4）为便于天然降水和人工灌水的浸透淋洗，实行干湿交替的水分管理；具体方法为：在下雨或灌溉时，保持水层在3cm以上，待水分自然落干至土壤水分含量15-20%，再次灌水至水层3cm以上，再次自然落干，按此进行水分交替管理，使土壤中的盐分，随水分下沉到粉垄土壤松土层底部与犁底层交界处，再由此层面下沉到凹状条沟中。

（5）利用上述粉垄耕作淡盐功能和设置的排水排盐网络系统，经过2年的排水排盐作用，该盐碱地块得到了良好改善，本次治理保持15年，治理后在本地块常年种植甘蔗，每年平均亩产达5.5吨，与普通地块相当。

实施例2 粉垄暗沟系统设置使土壤淡盐排盐增产方法2

发明人在新疆伊犁地区盐碱地块进行了本发明技术内容的实施。

    地块详述：该地块位于新疆伊犁地区一处重盐碱地，经检测，土壤中的钠、磷、氮等元素均超出正常土壤标准10倍以上，而且该地天气干旱，年降雨量仅有100余毫米，水分蒸发快，导致盐碱化愈来愈严重，不能种植任何植物。发明人选择了50亩地块进行本发明技术的实施。

具体步骤如下：

（1）在该处盐碱地，干田条件下，利用粉垄机进行粉垄耕作，耕作深度为70cm。并在耕作松土层层面上形成凹状条沟；所述粉垄机的螺旋钻头一字排列中间安装有加长型钻头；所述加长型钻头在粉垄机械螺旋钻头排列中间，安装数量为2根，长度为35厘米，比其他螺旋型钻头增长15cm；并在加长型钻头的相应后位加设清沟方铲。

（2）粉垄一次性耕作后，在耕作松土层层面上自然形成的凹状条沟内，摆放厚度为2-3cm的杂草或树枝条，厚度约为20cm，再采取人工或者小型机械回土，平整田面。

（3）在田（地）的四周采用人工或小型机械挖沟，沟底同样摆放厚度为2-3cm的杂草或树枝条，回土，形成耕作松土层以下的一个排水排盐网络系统，并在沟底部设置排水排盐口，以利于排盐。

（4）为便于天然降水和人工灌水的浸透淋洗，实行干湿交替的水分管理；具体方法为：在下雨或灌溉时，保持水层在3cm以上，待水分自然落干至土壤水分含量15-20%，再次灌水至水层3cm以上，再次自然落干，按此进行水分交替管理，使土壤中的盐分，随水分下沉到粉垄土壤松土层底部与犁底层交界处，再由此层面下沉到凹状条沟中。

（5）利用上述粉垄耕作淡盐功能和设置的排水排盐网络系统，经过3年的排水排盐作用，该盐碱地块得到了良好改善，本次治理保持10年，治理后在本地块常年种植牧草，每年平均亩产鲜重达2.5吨，与普通地块相当。于此同时，通过对该地块的改造，也避免了该地域成为下一个“罗布泊”。

实施例3 粉垄暗沟系统设置使土壤淡盐排盐增产方法3

2010年发明人在山东羊口滨海开发区一处重盐碱地块进行了本发明技术内容的实施。

具体步骤如下：

（1）在该处盐碱地，干田条件下，利用粉垄机进行粉垄耕作，耕作深度为60cm。并在耕作松土层层面上形成凹状条沟；所述粉垄机的螺旋钻头一字排列中间安装有加长型钻头；所述加长型钻头在粉垄机械螺旋钻头排列中间，安装数量为2根，长度为40厘米，比其他螺旋型钻头增长10cm；并在加长型钻头的相应后位加设清沟方铲。

（2）粉垄一次性耕作后，在耕作松土层层面上自然形成的凹状条沟内，摆放厚度为2-3cm的杂草或树枝条，厚度约为20cm，再采取人工或者小型机械回土，平整田面；。

（3）在田（地）的四周采用人工或小型机械挖沟，沟底同样摆放厚度为2-3cm的杂草或树枝条，回土，形成耕作松土层以下的一个排水排盐网络系统，并在沟底部设置排水排盐口，以利于排盐。

（4）为便于天然降水和人工灌水的浸透淋洗，实行干湿交替的水分管理；具体方法为：在下雨或灌溉时，保持水层在3cm以上，待水分自然落干至土壤水分含量15-20%，再次灌水至水层3cm以上，再次自然落干，按此进行水分交替管理，使土壤中的盐分，随水分下沉到粉垄土壤松土层底部与犁底层交界处，再由此层面下沉到凹状条沟中。

（5）利用上述粉垄耕作淡盐功能和设置的排水排盐网络系统，经过2年的排水排盐作用，该盐碱地块得到了良好改善，本次治理保持30年，治理后在本地块常年种植棉花、玉米、小麦、大豆、甘蓝、茄子、苹果和枣树，有效实现了对该盐碱地快的改造。

Claims (5)

1.一种粉垄暗沟系统设置使土壤淡盐排盐增产方法，其特征在于：具体步骤如下：

（1）在各种盐碱地，干田条件下，利用粉垄机进行粉垄耕作，并在耕作松土层下的犁底层层面上形成凹状条沟；所述粉垄机的螺旋钻头一字排列中间安装有加长型的螺旋钻头；

（2）粉垄一次性耕作后，在耕作松土层下的犁底层层面上自然形成的凹状条沟内，摆放厚度2-3cm的杂草或树枝条，再采取人工或者小型机械回土，平整田面，种植作物；

（3）在田或地的四周采用人工或小型机械挖沟，沟底同样摆放厚度2-3cm的杂草或树枝条，回土，形成耕作松土层以下的一个排水排盐网络系统，并在沟底部设置排水排盐口，以利于排盐；

（4）为便于天然降水和人工灌水的浸透淋洗，实行干湿交替的水分管理；

（5）利用上述粉垄耕作淡盐功能和设置的排水排盐网络系统，经过2-3年的排水排盐作用，可达到改造盐碱地、提高土地农产品产出率和品质的目的。

2.根据权利要求1所述的粉垄暗沟系统设置使土壤淡盐排盐增产方法，其特征在于：所述加长型钻头在粉垄机械螺旋钻头排列中间，安装数量为1-2根，长度大于20cm；并在加长型钻头的相应后位加设清沟方铲。

3.根据权利要求1所述的粉垄暗沟系统设置使土壤淡盐排盐增产方法，其特征在于：所述粉垄操作的耕作深度为45-70cm。

4.根据权利要求1所述的粉垄暗沟系统设置使土壤淡盐排盐增产方法，其特征在于：所述步骤（4）干湿交替的水分管理方法为：

在下雨或灌溉时，保持水层在3cm以上，待水分自然落干至土壤水分含量15-20%，再次灌水至水层3cm以上，再次自然落干，按此进行水分交替管理，使土壤中的盐分，随水分下沉到粉垄土壤松土层底部与犁底层交界处，再由此层面下沉到凹状条沟中。

5.根据权利要求1所述的粉垄暗沟系统设置使土壤淡盐排盐增产方法，其特征在于：所述粉垄机可以安装料槽、自动排放设备、回土设备，粉垄、挖沟、在沟底摆放杂草或树枝条、回土操作可由自动化粉垄机一次性完成。