CN105612844B - 滴灌条件下利用脱硫石膏改良盐碱土壤的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种滴灌条件下利用脱硫石膏改良盐碱土壤的方法,根据盐碱土壤的碱化度确定脱硫石膏施用量,再撒施脱硫石膏;撒施后耙地、平整土地,再种植农作物和定额灌溉。本发明方法,利用脱硫石膏并结合滴灌技术设计出的一套精确的改良盐碱土壤的方法,对脱硫石膏的施用量、施用时间、施用方式及灌溉定额做了严格要求,达到了既节水又改良盐碱土壤的目的。本发明将电厂脱硫废弃物脱硫石膏与滴灌技术相结合,一方面在高效节水的条件下达到改良盐碱土壤的目的,变盐碱荒地、低产田为良田;另一方面解决了每年数以千万吨计的脱硫石膏的处置问题,减少其占地及二次污染,“变废为宝”,实现了真正的循环经济。

Description

滴灌条件下利用脱硫石膏改良盐碱土壤的方法
技术领域
本发明涉及盐碱土壤改良技术领域,特别是膜下滴灌栽培条件下改良盐碱土壤的方法。
背景技术
土壤盐渍化作为土壤荒漠化的重要表现形式之一,它对耕地的可持续利用造成了严总的危害。据第二次全国土壤普查资料统计(1996年),我国盐碱土地面积约为3500万公顷。由于气候等多方面的原因,这一数字还在不断增加。新疆作为中国盐碱土壤面积最大的地区,据不完全统计,全疆耕地面积514.48万公顷,其中盐碱化耕地面积达162.02万公顷,占耕地面积31.48%。新疆每年因土壤盐碱化造成经济损失约35亿元,占全年种植业总产值的8%左右。土壤盐碱化已成为制约农业可持续发展的重要因素,如何改良和利用盐碱土壤,将是必须要解决的难题。
利用脱硫石膏改良盐碱土壤是一种方便有效的方法,其原理是脱硫石膏溶解产生Ca2+ 能够代换土壤胶体中的Na+,从而降低土壤的碱化度、pH 值以及土壤黏粒的分散性,增加土壤透水性。根据国家环保部最新数据估算,我国年脱硫石膏产量在2500万吨以上,而这些数以千万计的脱硫石膏多数被当做废弃物拉到野外堆积或填埋,对环境造成了污染,如何处置这些这些脱硫石膏是必须要解决的难题。
滴灌栽培技术作为高效节水、节肥及高产的栽培技术,高效的节水性使滴管技术在干旱和半干旱缺水地区被大面积推广,并取得的显著成果。新疆作为中国滴灌面积最大的地区,滴灌面积已超过4100万亩,每年仍然在大面积的增加。如果再采用传统大水洗盐和压盐来治理盐碱土壤,这不仅浪费大量的水资源,而且因排碱渠的废弃而不能实施。如何在滴灌条件下改良盐碱土壤,这也是急需解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供了一种操作简单、节水、低成本、改良效果显著、可大面积推广,并实现废物资源高效利用的改良盐碱土壤的方法--滴灌条件下利用脱硫石膏改良盐碱土壤的方法。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现:
一种滴灌条件下利用脱硫石膏改良盐碱土壤的方法,根据盐碱土壤的碱化度确定脱硫石膏施用量,再撒施脱硫石膏;撒施后耙地、平整土地,再种植农作物和定额灌溉。
优选的,所述脱硫石膏中CaSO4·2H2O的含量为75-85%,含水率为10-15%。
优选的,所述脱硫石膏施用量的确定:对农田进行采样,采取0~20cm土层的土样,自然风干后过1mm筛,过筛后对土样的电导率、pH和碱化度进行化验,根据化验结果确定脱硫石膏施用量。
进一步优选的,以X代表脱硫石膏施用量,脱硫石膏具体施用量如下:
碱化度为5~10%的弱碱化土壤,750kg/666.7m2≤X<1000kg/666.7m2
碱化度为10~20%的中度碱化土壤,1000kg/666.7m2≤X<1500kg/666.7m2
碱化度为20~30%的强碱化碱化土壤,1500kg/666.7m2≤X<2000kg/666.7m2
碱化度为≥30%的极强碱化土壤,2000kg/666.7m2≤X≤2500kg/666.7m2
优选的,所述撒施脱硫石膏的时间为作物播种前5-10d施用。
进一步优选的,撒施脱硫石膏时,采用人工撒施或机械撒施,均匀的撒施在盐碱土壤上。
优选的,所述耙地的深度为10cm。
进一步优选的,所述耙地采用耙地机进行耙地。
优选的,所述种植农作物,在平整好的土地5-10d后用播种机进行滴灌带的铺设、覆膜、播种一体化栽培。
优选的,所述定额灌溉即为根据不同作物的需水规律进行针对化的定量定次的灌溉,具体如下表:
本发明的有益效果:
本发明方法,利用脱硫石膏并结合滴灌技术设计出的一套精确的改良盐碱土壤的方法,对脱硫石膏的施用量、施用时间、施用方式及灌溉定额做了严格要求,达到了既节水又改良盐碱土壤的目的。本发明将电厂脱硫废弃物脱硫石膏与滴灌技术相结合,一方面在高效节水的条件下达到改良盐碱土壤的目的,变盐碱荒地、低产田为良田;另一方面解决了每年数以千万吨计的脱硫石膏的处置问题,减少其占地及二次污染,“变废为宝”,实现了真正的循环经济。
附图说明
图1是本发明实施例中棉花栽培模式示意图;
图2是本发明实施例中打瓜栽培模式示意图。
具体实施方式
实施例1:
一种滴灌条件下利用脱硫石膏改良盐碱土壤的方法,其特点是对脱硫石膏的施用量、施用时间、施用方式及灌溉定额做了严格要求,达到了既节水又改良盐碱土壤的目的。其步骤如下:
1、脱硫石膏施用量的确定:对农田进行采样,采取0~20cm土层的土样带回实验室,自然风干后过1mm筛,过筛后对土样的电导率(EC)、pH和碱化度进行化验,根据化验结果确定脱硫石膏施用量,脱硫石膏具体施用量参考表1。
表1 脱硫石膏施用量参考表
2、脱硫石膏的施用时间:脱硫石膏在作物播种前5-10d施用,人工撒施或机械撒施,均匀的撒施在盐碱土壤上。
3、脱硫石膏撒施后的耙地:脱硫石膏均匀的撒施后,用耙地机进行耙地,耙地深度为10cm,耙完后土地要平整。
4、作物种植模式:5-10d后用播种机进行滴灌带的铺设、覆膜、播种一体化种植,种植模式与常规种植模式相同。
5、灌溉定额:作物全生育期灌灌量参考表2。
表2 不同作物全生育期灌溉量参考表
6、作物生长期间的追肥、植保措施与常规种植管理模式相同。
实施例2:新疆玛纳斯县冬麦地村盐碱土壤应用本发明方法及效果验证
2013年4月在新疆玛纳斯县冬麦地村在一块刚开垦的盐碱土壤上进行了实验,实验过程如下:
1、实验设置了2个处理,膜下滴灌条件下施用脱硫石膏和膜下滴灌条件下不施用脱硫石膏(CK)。
2、2013年4月6日对实验地按“S型”采样路线,采取0-20cm的土样,带回实验室让其自然风干后过1mm筛。对土样电导率(EC)、pH和碱化度进行检测,检测方法如下,检测结果见表3 :
a.土壤电导率(EC)采用DDSJ-30A型电导率仪测定;
b.土壤pH值采用Sartorius PB-10型pH计测定;
c.土壤交换性钠[Na+]采用NH4Ac-NH4OH火焰光度法;
d.土壤阳离子交换量(CEC)采用乙酸钠法;
e.碱化度ESP:ESP(%)=[Na+]/CEC×100%;
表3 新疆玛纳斯县冬麦地村实验地开垦前土壤状况
3、根据土壤化验结果,该农田土壤属于极强度碱化土壤,脱硫石膏的施用量为2000kg/666.7m2
4、2013年4月10日对实验地进行脱硫石膏的撒施,撒施后用耙地机耙地,耙地深度为10cm。
5、直到收获之前,两个处理的肥料施用、灌溉量、农药施用及田间管理等条件均一致。
6、应用滴灌条件下利用脱硫废弃物改良盐碱土壤的方法两年后对盐碱土壤改良效果进行检测,检测结果见表4:
表4 本发明方法两年后土壤状况
从表4中可以看出应用滴灌条件下利用脱硫废弃物改良盐碱土壤的方法两年后,可以显著地降低盐碱土壤的pH、电导率、碱化度,增加土壤的孔隙度,对盐碱土壤的改良具有很好效果。
实施例3:新疆第八师150团良1连盐碱土壤应用本发明方法及效果验证
在新疆第八师150团良1连盐碱土壤进行了棉花种植实验,实验过程如下:
1、实验设置了2个处理,膜下滴灌条件下施用脱硫石膏和膜下滴灌条件下不施用脱硫石膏(CK)。
2、2015年4月1日对实验地按“S型”采样路线,采取0-20cm的土样,带回实验室让其自然风干后过1mm筛。对土样电导率(EC)、pH和碱化度进行检测,检测方法如下,检测结果见表5:
a.土壤电导率(EC)采用DDSJ-30A型电导率仪测定;
b.土壤pH值采用Sartorius PB-10型pH计测定;
c.土壤交换性钠[Na+]采用NH4Ac-NH4OH火焰光度法;
d.土壤阳离子交换量(CEC)采用乙酸钠法;
e.碱化度ESP:ESP(%)=[Na+]/CEC×100%;
表5第八师150团良1连实验地土壤状况
1、根据土壤化验结果,该农田土壤属于中度碱化土壤,脱硫石膏的施用量为1000kg/666.7m2
2、2015年4月10日对实验地进行脱硫石膏的撒施,撒施后用耙地机耙地,耙地深度为10cm。
3、2015年4月15日进行了棉花的播种,棉花栽培模式见图1。
4、棉花全生育期灌溉了9次,灌溉总量为370m3/666.7m2。棉花生长期间的追肥与植保措施与常规种植管理模式相同。
5、直到收获之前,两个处理的肥料施用、灌溉量、农药施用及田间管理等条件均一致。
6、对应用、滴灌条件下、利用脱硫废弃物改良盐碱土壤的方法对盐碱土壤改良效果进行检测,检测结果见表6和表7:
表6 本发明方法对盐碱土壤改良效果
表7本发明方法对盐碱土壤改良效果
从表6和表7中可以看出应用滴灌条件下利用脱硫废弃物改良盐碱土壤的方法,可以显著地提高盐碱土壤上棉花的产量,降低盐碱土壤的pH、电导率、碱化度,增加土壤的孔隙度,对作物增产和盐碱土壤改良都具有很好的效果。
实施例4:新疆第八师134团12连盐碱土壤应用本发明方法及效果验证
在新疆第八师134团12连盐碱土壤进行了打瓜种植实验,实验过程如下:
1、实验设置了2个处理,膜下滴灌条件下施用脱硫石膏和膜下滴灌条件下不施用脱硫石膏(CK)。
2、2015年4月3日对实验地按“S型”采样路线,采取0-20cm的土样,带回实验室让其自然风干后过1mm筛。对土样电导率(EC)、pH和碱化度进行检测,检测方法如下,检测结果见表8:
a.土壤电导率(EC)采用DDSJ-30A型电导率仪测定;
b.土壤pH值采用Sartorius PB-10型pH计测定;
c.土壤交换性钠[Na+]采用NH4Ac-NH4OH火焰光度法;
d.土壤阳离子交换量(CEC)采用乙酸钠法;
e.碱化度ESP:ESP(%)=[Na+]/CEC×100%;
表8第八师134团12连实验地土壤状况
1、根据土壤化验结果,该农田土壤属于强度碱化土壤,脱硫石膏的施用量为1800kg/666.7m2
2、2015年4月12日对实验地进行脱硫石膏的撒施,撒施后用耙地机耙地,耙地深度为10cm。
3、2015年4月20日进行了打瓜的播种,打瓜栽培模式见图2。
4、打瓜全生育期灌溉了6次,灌溉总量为260m3/666.7m2。打瓜生长期间的追肥与植保措施与常规种植管理模式相同。
5、直到收获之前,两个处理的肥料施用、灌溉量、农药施用及田间管理等条件均一致。
6、对应用本发明滴灌条件下利用脱硫废弃物改良盐碱土壤的方法对盐碱土壤改良效果进行检测,检测结果见表9和表10:
表9本发明方法对盐碱土壤改良效果
表10本发明方法对盐碱土壤改良效果
从表9和表10中可以看出应用滴灌条件下利用脱硫废弃物改良盐碱土壤的方法,可以显著地提高盐碱土壤上打瓜的产量,降低盐碱土壤的pH、电导率、碱化度,增加土壤的孔隙度,对作物增产和盐碱土壤改良都具有很好的效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种滴灌条件下利用脱硫石膏改良盐碱土壤的方法,其特征在于:根据盐碱土壤的碱化度确定脱硫石膏施用量,再撒施脱硫石膏;撒施后耙地、平整,再种植农作物和定额灌溉;
所述脱硫石膏施用量的确定:对农田进行采样,采取0~20cm土层的土样,自然风干后过1mm筛,过筛后对土样的电导率、pH和碱化度进行化验,根据化验结果确定脱硫石膏施用量,所述脱硫石膏中CaSO4·2H2O的含量为75-85%,含水率为10-15%;
以X代表脱硫石膏施用量,脱硫石膏具体施用量如下:
碱化度为5~10%的弱碱化土壤,750kg/666.7m2≤X<1000kg/666.7m2
碱化度为10~20%的中度碱化土壤,1000kg/666.7m2≤X<1500kg/666.7m2
碱化度为20~30%的强碱化碱化土壤,1500kg/666.7m2≤X<2000kg/666.7m2
碱化度为≥30%的极强碱化土壤,2000kg/666.7m2≤X≤ 2500kg/666.7m2
所述撒施脱硫石膏的时间为作物播种前5-10d施用;
所述定额灌溉即为根据不同作物的需水规律进行针对化的定量定次的灌溉,具体如下:
当所述作物为棉花时,灌溉次数为8~10次,每次灌溉量为35~38m3/666.7m2,灌溉总量为280~380m3/666.7m2
当所述作物为玉米时,灌溉次数为8~10次,每次灌溉量为35~40m3/666.7m2,灌溉总量为280~400m3/666.7m2
当所述作物为大豆时,灌溉次数为10~12次,每次灌溉量为27.5~30m3/666.7m2,灌溉总量为300~360m3/666.7m2
当所述作物为打瓜时,灌溉次数为7~9次,每次灌溉量为25~30m3/666.7m2,灌溉总量为175~270m3/666.7m2
当所述作物为加工番茄时,灌溉次数为11~12次,每次灌溉量为22.7~25m3/666.7m2,灌溉总量为250~300m3/666.7m2
当所述作物为向日葵时,灌溉次数为7~8次,每次灌溉量为30~50m3/666.7m2,灌溉总量为280~300m3/666.7m2
2.根据权利要求1所述的滴灌条件下利用脱硫石膏改良盐碱土壤的方法,其特征在于:撒施脱硫石膏时,采用人工撒施或机械撒施,均匀的撒施在盐碱土壤上。
3.根据权利要求1所述的滴灌条件下利用脱硫石膏改良盐碱土壤的方法,其特征在于:所述耙地的深度为10cm。
4.根据权利要求1或3所述的滴灌条件下利用脱硫石膏改良盐碱土壤的方法,其特征在于:所述耙地采用耙地机进行耙地。
5.根据权利要求1所述的滴灌条件下利用脱硫石膏改良盐碱土壤的方法,其特征在于:所述种植农作物,在平整好的土地5-10d后用播种机进行滴灌带的铺设、覆膜、播种一体化栽培。
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