CN105052292A - 一种盐碱地综合改良系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盐碱地综合改良系统及方法，属于土地治理技术领域，是将耐碱作物的秸秆作为青贮饲料供畜牧系统的牲畜食用，牲畜产生的粪便经腐熟后大部分返回至盐碱地种植系统，小部分输送到水产养殖系统，水产养殖系统中的水引流至盐碱地种植系统对盐碱地进行灌溉，水产养殖系统中的荷叶和无土栽培系统中的用过的培养基质和作物老叶返回到盐碱地种植系统中。本发明集生态开发、畜牧养殖、水产养殖、农业种植、农业技术推广和观光旅游于一体，具有盐碱地改良周期短，效果好等优点，具有广阔的应用前景和重要的现实意义。

Description

一种盐碱地综合改良系统及方法

技术领域

本发明属于土地治理技术领域，特别是涉及一种盐碱地综合改良系统及对应的改良方法。

背景技术

盐碱地是指土壤中含有的可溶性盐分浓度较高，对植物生长直接造成抑制作用或危害的土壤。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。尽管目前对盐碱地的改良措施多种多样，但效果往往不太理想，且成本高、盐碱地改良周期长、见效慢，改良方法不适合推广。因此，迫切的需要一种低成本、盐碱地改良效果好、周期短的盐碱地综合改良方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明公开了一种盐碱地综合改良系统及对应的改良方法，旨在提供一种集生态开发、畜牧养殖、水产养殖、农业种植、农业技术推广和观光旅游为盐碱地改良措施。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种盐碱地综合改良系统，包括盐碱地种植系统、无土栽培系统、畜牧系统和水产养殖循环系统，其中：

所述盐碱地种植系统用于种植耐碱作物/普通作物，无垃圾、板结胶泥、矿渣废弃物的盐碱地表面铺有3cm~8cm厚的沙土，并在盐碱地上设有喷灌设施和排水沟，所述盐碱地种植系统中的作物成熟后，作物果实作为产品输出，作物秸秆制成青贮饲料输送至畜牧系统供牲畜食用；

所述无土栽培系统的培养基质是由草炭、珍珠岩、蛭石混合而成的，所述无土栽培系统中种植的作物作为产品输出，所述无土栽培系统中用过的培养基质和作物老叶输送至盐碱地种植系统；

所述水产养殖系统包括鱼塘和莲池两部分，所述莲池内种植莲藕、适度养鱼、并副产浮床植物用于供莲池和鱼塘中的鱼食用，所述鱼塘有水源供应，鱼塘内的水引流至盐碱地种植系统中进行灌溉，盐碱地种植系统排水沟中的灌溉水回流至莲池中，莲藕成熟后，莲池内多余的水返回到鱼塘或排出，莲藕作为产品输出，荷叶作为肥料输送到盐碱地种植系统中；

所述畜牧系统分别与盐碱地种植系统和水产养殖系统相连，用于将所述畜牧系统腐熟的牲畜粪便分配到盐碱地种植系统和水产养殖系统排出多余水后的莲池中。

作为一种优选实施方式，所述无土栽培系统中的培养基质是由草炭、珍珠岩、蛭石按3：1：1重量比混合而成的。

本发明的另一个目的是提供一种与盐碱地综合改良系统相对应的改良方法，是将盐碱地种植系统、无土栽培系统、畜牧系统和水产养殖系统，其中：

首次种植耐碱作物（玉米、高粱、向日葵、棉花等）前，将盐碱地种植系统地表的垃圾、板结胶泥、矿渣废弃物进行清理后，回填3cm~8cm厚的沙土，优选粗沙土，用于防治作物板结，发挥储水保湿的作用，并在盐碱地种植系统上铺设喷灌设施，挖设排水沟，排出地面水可以及时带走土壤中的部分盐分，首次种植的耐碱作物不考虑收成，将耐碱作物的秸秆作为青贮饲料供畜牧系统的牲畜食用，牲畜产生的粪便经腐熟后大部分返回至盐碱地种植系统，小部分输送到水产养殖系统排出多余水后的莲池中，莲池中的浮床植物大部分转移到鱼塘中用于供鱼塘中的鱼食用，小部分留在莲池内供莲池内鱼食用，将鱼塘中的水引流至盐碱地种植系统对盐碱地进行灌溉，盐碱地种植系统中的灌溉水通过排水沟回流到莲池中，水产养殖系统中的荷叶、无土栽培系统中用过的培养基质和作物老叶返回到盐碱地种植系统中；

在腐熟粪便、无土栽培用过的培养基质、水产养殖系统中的荷叶、作物老叶回填，并引流水产养殖系统水塘中水灌溉至少两次后的盐碱地种植系统中再次种植耐碱作物/普通作物，作物成熟后，收获果实，果实收成量占同等条件下正常良田收成量的58%~95%，并将秸秆再次作为青贮饲料供畜牧系统的牲畜食用，牲畜产生的粪便经腐熟后大部分返回至盐碱地种植系统，小部分输送到水产养殖系统排出多余水后的莲池中，莲池中的浮床植物大部分转移到鱼塘中供鱼塘中的鱼食用，小部分供莲池内鱼食用，再将鱼塘中的水引流至盐碱地种植系统对盐碱地进行灌溉，盐碱地种植系统中的灌溉水通过排水沟回流到莲池中，莲藕成熟后，输出莲池内多余的水，莲藕作为产品输出，水产养殖系统中的荷叶、无土栽培系统中用过的培养基质和作物老叶返回到盐碱地种植系统中；

重复上述盐碱地种植系统、无土栽培系统、畜牧系统和水产养殖系统中的物料循环，直至盐碱地种植系统中耐碱作物/普通作物收成量占正常良田中相应作物的收成量的比重不小于95%，至此，盐碱地改良全部完成，在改良后的盐碱地上可以种本气候条件下的不同作物。

牲畜粪便、作物老叶、水产养殖系统中的荷叶等的腐熟方式为：夏季通过太阳直接照射自然发酵，冬季放入储蓄池注入少量水份，加盖塑料薄膜，利用阳光照射自然发酵。

作为一种优选实施方式，水产养殖系统中的荷叶经腐熟后返回至盐碱地种植系统中。

作为一种优选实施方式，无土栽培系统中的作物老叶经粉碎至2mm~15mm或腐熟后返回到盐碱地种植系统中。

与现有技术相比本发明具有如下优点：

（1）将盐碱地种植系统、无土栽培系统、畜牧系统和水产养殖系统循环起来，实现了将盐碱地打造成集生态开发、畜牧养殖、水产养殖、农业种植、农业技术推广和观光旅游的园区，创造更好的经济价值，提高人们的生活质量；

（2）通常盐碱地改良需要7年左右才能基本改造成正常的良田，而本发明的综合改良方法，巧妙地将盐碱地种植系统、无土栽培系统、畜牧系统和水产养殖系统进行循环，使中度盐碱地，第二年农作物的收成即可达到同等条件下正常收成的90%以上，即使重度度盐碱地，第二年农作物的收成即可达到同等条件下正常收成的70%以上，第三年改良的盐碱地收成基本与正常良田作物的收成持平，三年盐碱地改良基本完成，极大地提高了盐碱地的改良效率，缩短改良周期；

（3）在整个盐碱地改良方法中，全程使用有机农家肥与可循环无污染投入品，无需额外施加改良剂或其他肥料，用作物秸秆制成的青贮饲料饲喂牲畜而产生的粪便经腐熟大部分回填到盐碱地中，一小部分输送至水产养殖系统中，水产养殖系统中的荷叶和无土栽培系统中的用过的培养基质和作物老叶返回到盐碱地种植系统中，即可完成种植、养殖、生态改良的立体循环，不会存在过度使用化学肥料、药剂而对土地产生伤害，尽可能达到循环、绿色可持续发展。

具体实施方式

实施例1

一种盐碱地综合改良方法，将盐碱地种植系统、无土栽培系统、畜牧系统和水产养殖系统相互相连进行循环，其中：

第1年，将pH值为10.3的重度盐碱地地表的10cm左右的垃圾、板结胶泥、矿渣等废弃物进行清理后，回填8cm厚的粗沙土，并在盐碱地上铺设喷灌设施，在地块四周挖设排水沟，首次将玉米种植在处理过的pH值为10.3的重度盐碱地中，不考虑玉米收成，将玉米秸秆作为青贮饲料供畜牧系统的牲畜食用，牲畜产生的粪便经腐熟后95%返回至盐碱地种植系统，5%输送到水产养殖系统排出多余水后的莲池中，水产养殖系统的莲池和鱼塘中有草鱼、黑鱼、鲶鱼，莲池中还有浮床植物和莲藕，鱼塘中有少量的莲藕，莲池中的浮床植物除供莲池内的鱼食用外，其余大部分转移到鱼塘中供鱼塘中的鱼食用，再将鱼塘中的水引流至盐碱地种植系统对盐碱地进行灌溉，盐碱地种植系统中的灌溉水通过排水沟回流到莲池中，莲藕成熟后，排出莲池内多余的水，莲藕作为产品输出，水产养殖系统中的荷叶、无土栽培系统中用过的培养基质和作物老叶返回到盐碱地种植系统中；

第2年，在由腐熟粪便、无土栽培用过的培养基质、作物老叶回填，并利用水产养殖系统中水至少灌溉两次后的盐碱地种植系统中再次种植耐碱作物，耐碱作物成熟之后，收获玉米，玉米收成量占同等条件下正常良田玉米收成量的70%，并将秸秆再次作为青贮饲料供畜牧系统的牲畜食用，牲畜产生的粪便经腐熟后再次输送到盐碱地种植系统及水产养殖系统的莲池中，莲池中的大部分浮床植物转移到鱼塘中供鱼食用，再将鱼塘中的水引流至盐碱地种植系统对盐碱地进行灌溉，盐碱地种植系统中的灌溉水通过排水沟回流到莲池中，莲藕成熟后，排出莲池内多余的水，莲藕作为产品输出，水产养殖系统中的荷叶、无土栽培系统中的用过的培养基质和作物老叶返回到盐碱地种植系统中；

第3年，重复第2年盐碱地种植系统、无土栽培系统、畜牧系统和水产养殖系统中的物料循环，盐碱地中玉米收成量占同等条件下正常良田玉米收成量的97%，至此，盐碱地的改造完成；

第4年，正常种植玉米、高粱、棉花、向日葵的收成量均在同等条件下正常良田收成量95%以上，第4年是为了验证盐碱地改良完成。

实施例1中改良前后盐碱地不同取样深度的效果对照表。

实施例1改良前后盐碱地营养基质土壤养分含量测试表。

实施例2

一种盐碱地综合改良方法，将盐碱地种植系统、无土栽培系统、畜牧系统和水产养殖系统相互相连进行循环，其中：

第1年，将pH值为9.4的中度盐碱地地表的10cm左右的垃圾、板结胶泥、矿渣等废弃物进行清理后，回填5cm厚的粗沙土，并在盐碱地上铺设喷灌设施，在地块四周挖设排水沟，首次将向日葵种植在处理过的pH值为9.4的中度盐碱地中，不考虑向日葵收成，将向日葵秸秆作为青贮饲料供畜牧系统的牲畜食用，牲畜产生的粪便经腐熟后96%返回至盐碱地种植系统，4%输送到水产养殖系统，水产养殖系统的莲池和鱼塘中有草鱼、黑鱼、鲶鱼，莲池中还有浮床植物和莲藕，莲池中的浮床植物除供莲池内的鱼食用外，其余大部分转移到鱼塘中供鱼塘中的鱼食用，再将鱼塘中的水引流至盐碱地种植系统对盐碱地进行灌溉，盐碱地种植系统中的灌溉水通过排水沟回流到莲池中，莲藕成熟后，排出莲池内多余的水，莲藕作为产品输出，水产养殖系统中的荷叶、无土栽培系统中用过的培养基质和作物老叶返回到盐碱地种植系统中；

第2年，在由腐熟粪便、无土栽培用过的培养基质、作物老叶回填，并利用水产养殖系统中水至少灌溉两次后的盐碱地种植系统中再次种植耐碱作物，耐碱作物成熟之后，收获向日葵，向日葵收成量占同等条件下正常良田向日葵收成量的90%，并将秸秆再次作为青贮饲料供畜牧系统的牲畜食用，牲畜产生的粪便经腐熟后再次输送到盐碱地种植系统及水产养殖系统的莲池中，莲池中的大部分浮床植物转移到鱼塘中供鱼食用，再将鱼塘中的水引流至盐碱地种植系统对盐碱地进行灌溉，盐碱地种植系统中的灌溉水通过排水沟回流到莲池中，莲藕成熟后，排出莲池内多余的水，莲藕作为产品输出，水产养殖系统中的荷叶、无土栽培系统中的用过的培养基质和作物老叶返回到盐碱地种植系统中；

第3年，在该盐碱地上分别种植向日葵和花生，待向日葵和花生成熟后，分别收获，向日葵的收成量占同等条件下正常良田向日葵收成量的98%，花生的收成量占同等条件下正常良田花生收成量的96%，将向日葵和花生秸秆分别作为青贮饲料供牧系统的牲畜食用，牲畜产生的粪便经腐熟后再次输送到盐碱地种植系统及水产养殖系统中，水产养殖系统中的荷叶、无土栽培系统中的用过的培养基质和作物老叶返回到盐碱地种植系统中，盐碱地改良完成；

第4年，正常种植向日葵、花生、荞麦的收成量均在同等条件下正常良田收成量95%以上，第4年是为了验证盐碱地改良完成。

实施例2中改良前后盐碱地不同取样深度的效果对照表。

实施例2改良前后盐碱地营养基质土壤养分含量测试表。

实施例3

一种盐碱地综合改良方法，将盐碱地种植系统、无土栽培系统、畜牧系统和水产养殖系统相互相连进行循环，其中：

第1年，将pH值为8.7的中度盐碱地地表的10cm左右的垃圾、板结胶泥、矿渣等废弃物进行清理后，回填3cm厚的粗沙土，并在盐碱地上铺设喷灌设施，在地块四周挖设排水沟，首次将高粱种植在处理过的pH值为8.7的中度盐碱地中，颗粒无收，将高粱秸秆作为青贮饲料供畜牧系统的牲畜食用，牲畜产生的粪便经腐熟后92%返回至盐碱地种植系统，8%输送到水产养殖系统，水产养殖系统的莲池和鱼塘中有草鱼、黑鱼、鲶鱼，莲池中还有浮床植物和莲藕，鱼塘中有少量的莲藕，莲池中的浮床植物除供莲池内的鱼食用外，其余大部分转移到鱼塘中供鱼塘中的鱼食用，再将鱼塘中的水引流至盐碱地种植系统对盐碱地进行灌溉，盐碱地种植系统中的灌溉水通过排水沟回流到莲池中，莲藕成熟后，排出莲池内多余的水，莲藕作为产品输出，水产养殖系统中的荷叶、无土栽培系统中用过的培养基质和作物老叶返回到盐碱地种植系统中；

第2年，在由腐熟粪便、无土栽培用过的培养基质、作物老叶回填，并利用水产养殖系统中水至少灌溉两次后的盐碱地种植系统中再次种植耐碱作物，耐碱作物成熟之后，收获高粱，高粱收成量占同等条件下正常良田高粱收成量的95%，并将秸秆再次作为青贮饲料供畜牧系统的牲畜食用，牲畜产生的粪便经腐熟后再次输送到盐碱地种植系统及水产养殖系统的莲池中，莲池中的大部分浮床植物转移到鱼塘中供鱼食用，再将鱼塘中的水引流至盐碱地种植系统对盐碱地进行灌溉，盐碱地种植系统中的灌溉水通过排水沟回流到莲池中，莲藕成熟后，排出莲池内多余的水，莲藕作为产品输出，水产养殖系统中的荷叶、无土栽培系统中的用过的培养基质和作物老叶返回到盐碱地种植系统中；

第3年，正常种植高粱、绿豆、花生、荞麦、油菜，收成量均在同等条件下正常良田收成量95%以上，第4年是为了验证盐碱地改良完成。

实施例3中改良前后盐碱地不同取样深度的效果对照表。

实施例3改良前后盐碱地营养基质土壤养分含量测试表。

Claims (6)

1.一种盐碱地综合改良系统，包括盐碱地种植系统、无土栽培系统、畜牧系统和水产养殖循环系统，其特征在于：

所述盐碱地种植系统用于种植耐碱作物/普通作物，无垃圾、板结胶泥、矿渣废弃物的盐碱地表面铺有3cm~8cm厚的沙土，并在盐碱地上设有喷灌设施和排水沟，所述盐碱地种植系统中的作物成熟后，作物果实作为产品输出，作物秸秆制成青贮饲料输送至畜牧系统供牲畜食用；

所述无土栽培系统的培养基质是由草炭、珍珠岩、蛭石混合而成的，所述无土栽培系统中种植的作物作为产品输出，所述无土栽培系统中用过的培养基质和作物老叶输送至盐碱地种植系统；

所述水产养殖系统包括鱼塘和莲池两部分，所述莲池内种植莲藕、适度养鱼、并副产浮床植物用于供莲池和鱼塘中的鱼食用，所述鱼塘有水源供应，鱼塘内的水引流至盐碱地种植系统中进行灌溉，盐碱地种植系统排水沟中的灌溉水回流至莲池中，莲藕成熟后，莲池内多余的水返回到鱼塘或排出，莲藕作为产品输出，荷叶作为肥料输送到盐碱地种植系统中；

所述畜牧系统分别与盐碱地种植系统和水产养殖系统相连，用于将所述畜牧系统腐熟的牲畜粪便分配到盐碱地种植系统和水产养殖系统排出多余水后的莲池中。

2.一种盐碱地综合改良系统，其特征在于：所述无土栽培系统中培养基质是由草炭、珍珠岩、蛭石按3：1：1重量比混合而成的。

3.如权利要求1~2所述盐碱地综合改良系统的改良方法，是将盐碱地种植系统、无土栽培系统、畜牧系统和水产养殖系统进行物料循环，其特征在于：

首次种植耐碱作物前，将盐碱地种植系统地表的垃圾、板结胶泥、矿渣废弃物进行清理后，回填3cm~8cm厚的沙土，并在盐碱地种植系统上铺设喷灌设施，挖设排水沟，首次种植的耐碱作物不考虑收成，将耐碱作物的秸秆作为青贮饲料供畜牧系统的牲畜食用，牲畜产生的粪便经腐熟后大部分返回至盐碱地种植系统，小部分输送到水产养殖系统排出多余水后的莲池中，莲池中的浮床植物大部分转移到鱼塘中用于供鱼塘中的鱼食用，小部分用于供莲池内鱼食用，将鱼塘中的水引流至盐碱地种植系统对盐碱地进行灌溉，盐碱地种植系统中的灌溉水通过排水沟回流到莲池中，莲藕成熟后，输出莲池内多余的水，莲藕作为产品输出，水产养殖系统中的荷叶和无土栽培系统中用过的培养基质和作物老叶返回到盐碱地种植系统中；

在腐熟粪便、无土栽培用过的培养基质、水产养殖系统中的荷叶、作物老叶回填，并引流水产养殖系统水塘中水灌溉至少两次后的盐碱地种植系统中再次种植耐碱作物/普通作物，作物成熟后，收获果实，果实收成量占同等条件下正常良田收成量的58%~95%，并将秸秆再次作为青贮饲料供畜牧系统的牲畜食用，牲畜产生的粪便经腐熟后再次输送到盐碱地种植系统及水产养殖系统的莲池中，莲池中的浮床植物转移到鱼塘中供鱼食用，再将鱼塘中的水引流至盐碱地种植系统对盐碱地进行灌溉，盐碱地种植系统中的灌溉水通过排水沟回流到莲池中，水产养殖系统中的荷叶和无土栽培系统中的用过的培养基质和作物老叶返回到盐碱地种植系统中；

重复上述盐碱地种植系统、无土栽培系统、畜牧系统和水产养殖系统中的物料循环，直至盐碱地种植系统中耐碱作物/普通作物收成量占正常良田中相应作物的收成量的比重不小于95%。

4.如权利要求3所述的盐碱地综合改良方法，其特征在于：水产养殖系统中的荷叶经腐熟后返回至盐碱地种植系统中。

5.如权利要求3所述的盐碱地综合改良方法，其特征在于：无土栽培系统中的作物老叶经粉碎至2mm~15mm后返回到盐碱地种植系统中。

6.如权利要求3所述的盐碱地综合改良方法，其特征在于：无土栽培系统中的作物老叶经腐熟后返回到盐碱地种植系统中。