CN105659957A - 富含阳离子海滨盐碱土的改良方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了富含阳离子海滨盐碱土的改良方法，该方法包括如下步骤：向富含阳离子海滨盐碱土加入改良剂，进行改良处理；所述改良剂为腐殖酸、生物质炭中的至少一种；所述腐殖酸的浓度为1-20？ppm腐殖酸水溶液；所述生物质炭的添加量为富含阳离子海滨盐碱土重量的0.5-4%；所述富含阳离子海滨盐碱土的理化性质为：容重至少为1.70？g/cm³，pH至少为8.30，TDS至少为340？mg/L。本发明对江苏盐城盐碱土具有十分优秀的改良效果；本发明改良处理成本低，具有较大应用前景。

Description

富含阳离子海滨盐碱土的改良方法

技术领域

本发明属于土壤改良技术领域，具体涉及富含阳离子海滨盐碱土的改良方法。

背景技术

滨海盐碱土是盐碱土的一个种类，它是由沿海地区的盐渍淤泥发育形成的。其形成可以分为两个阶段：一是盐分的地质沉积阶段，由于高度矿化的海水不断浸渍，同时近海沉积的土体内富含大量易溶性盐类，一旦出水成陆后，盐分开始就重新分配，并向地图聚集；二是随着高等植物的出现，盐渍淤泥便发育而成滨海盐土。而这些土壤是滨海新区建设和农业、生态用地的重要土壤资源，但是其上植被稀少，生态环境脆弱，农业产量低而不稳，极大地影响了农、林、牧业生产和城乡协调发展战略的顺利实施、严重制约着新区滨海生态农业科技园等特色农业园区的建设和区域都市型、现代农业的发展。

然而，目前在改良土壤时，还存在如下两方面重要的问题尚未得到解决：(1)针对不同性质的盐碱土而言，化学改良剂的效果的差异往往很大，利用何种改良剂以及其使用方法能改良何种性质的盐碱土尚未得出定论；(2)在确定某种改良剂可以处理某种盐碱土时，如何兼顾改良效果和经济成本，尚未有深入的研究。

江苏盐城位于中国东部沿海地区，江苏省北部，东临黄海，是名名副其实的盐城。盐城市的气候，属于北亚热带气候向南暖温带气候过渡的地带。由于东临黄海，海洋调节作用非常明显，也可属于湿润的季风气候区，四季分明，雨水丰沛，雨热同季，日照充足，无霜期长。这种气候，既有利于稻、麦、棉的生长，又有利于大豆、油菜、花生等油料作物以及蔬菜和果树的种植；也有利于鱼、蟹、对虾、贝类等水产品的养殖。该市土壤成土母质由淮河、长江、黄河的冲积物经海浪的作用在沿海沉积形成。受到海潮和海水型地下水的的影响，沿海地区土壤盐分重、养分含量低，地下水矿化度高、土壤盐碱化严重，地上和地下淡水资源缺乏。

因此，寻求一种适合于江苏盐城的盐碱土的改良方法成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种富含阳离子海滨盐碱土的改良方法。该方法适合于改良江苏盐城的盐碱土。该方法包括如下步骤：

向富含阳离子海滨盐碱土加入改良剂，进行改良处理；所述改良剂为腐殖酸、生物质炭中的至少一种；所述腐殖酸的浓度为1-20ppm腐殖酸水溶液；所述生物质炭的添加量为富含阳离子海滨盐碱土重量的0.5-4％；所述富含阳离子海滨盐碱土的理化性质为：容重至少为1.70g/cm³，pH至少为8.30，TDS至少为340mg/L。

对盐碱土的改良而言，腐殖酸和生物质炭在原理上均有一定的效果，生物质炭具有较高的CEC、弱碱性、低密度和较高的C/N比等性质，因此可被用于土壤改良，以改善土壤的理化性质，提高土壤的保肥持水能力。腐殖酸具有弱酸性，对H⁺浓度有较大的缓冲范围，能够在一定范围内调节pH，中和碱性。

本发明的发明人经过大量的实验摸索发现，腐殖酸或生物质炭对于盐碱土的改良而言，其改良效果会因盐碱土性质的不同而产生较大的不同。

对于容重至少为1.70g/cm³，含水量为20.64％，pH至少为8.30，TDS至少为340mg/L的江苏盐城盐碱土而言，本发明可以很有效的对其中的Na⁺、Ca²⁺、K⁺、Mg⁺进行迁移。然而，如本发明的对比实施例所示，当盐碱土的理化性质不同时，本发明的方案并不能有效的对其中的Na⁺、Ca²⁺、K⁺、Mg⁺进行迁移。

因此，显而易见的，本发明提供了一种针对容重至少为1.70g/cm³，含水量为20.64％，pH至少为8.30，TDS至少为340mg/L的江苏盐城盐碱土的高效的改良方法。

优选的，所述生物质炭为农作物秸秆生物质炭。

优选的，所述富含阳离子海滨盐碱土的理化性质为：容重至少为1.71g/cm³，含水量为20.64％，pH至少为8.31，TDS至少为344mg/L。

优选的，所述改良剂为腐殖酸；更优选的，所述腐殖酸的浓度为1-10ppm。

发明人发现，腐殖酸的浓度并非越高越好，当浓度为1-10ppm时，比浓度为介于10ppm至20ppm时所得的改良效果更好。因此，本发明可以实现在高效土壤改良效果的同时，还出乎意料的降低了改良成本。

优选的，所述腐殖酸的浓度为5ppm。当腐殖酸的浓度为5ppm时，能以最低的成本获得高效的土壤改良效果。

优选的，当以腐殖酸为改良剂时，采取淋洗方法进行处理。更优选的，在淋洗时，淋溶速度为10L/10min·20kg富含阳离子海滨盐碱土。

优选的，所述改良剂为生物质炭。

更优选的，所述生物质炭的添加量为富含阳离子海滨盐碱土重量的1％。

当采用生物质炭为改良剂时，采取震荡处理方法，具体为：将所述生物质炭和富含阳离子海滨盐碱土混合均匀后，加入重量为富含阳离子海滨盐碱土重量3倍的水进行震荡处理。

本发明的有益效果：

(1)对江苏盐城盐碱土具有十分优秀的改良效果；

(2)改良处理成本低，具有较大应用前景。

附图说明

图1为不同浓度DOM对Na⁺迁移的影响；

图2为不同浓度DOM对K⁺迁移的影响；

图3为不同浓度DOM对Mg²⁺迁移的影响；

图4为不同浓度DOM对Ca²⁺迁移的影响；

图5为不同浓度生物质炭对Na⁺迁移的影响；

图6为不同浓度生物质炭对K⁺迁移的影响；

图7为不同浓度生物质炭对Mg²⁺迁移的影响；

图8为不同浓度生物质炭对Ca²⁺迁移的影响。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

采集0-20cm表层土壤，采集前应该将土壤图层有机质等杂物去除，然后将各个点的样品混合均匀后用四分法留取1kg左右土样进行室内分析，土样采集好以后于阴凉处进行风干处理。采集得到的土壤的理化性质见表1。

表1

主要仪器：电子天平(精度0.0001g)，振荡器，离子色谱仪(ICS90型。阳离子柱型号：CH12A；阴离子柱型号：AS11-HC)，pH计，TDS计，一次性滤膜(0.45微米)，1ml、10ml和100ml一次性注射器，具塞三角瓶(50ml)，离心管(10ml)。

主要试剂：腐殖酸(DOM)(分析纯)，生物质炭，氯化钠(NaCl)(分析纯)，硝酸钾(KNO₃)(分析纯)，硫酸钾(K₂SO₄)(分析纯)，NaF(分析纯)。

淋洗实验：取100ml一次性注射器，去掉塞子，在底部放一张同直径大小的滤纸，每支加入20g土样，放置到漏斗架上固定。取1、5、10、15、20ppm浓度的DOM溶液分别淋洗土样。控制淋溶速度在10分钟滴出10ml溶液，从有溶液滴出开始10分钟后，每隔十分钟取一次样品，每次10ml，取样18次。然后用离子色谱仪测定。

震荡实验：在干净的具塞三角瓶中加入10g土样，加入0.5％、1％、2％、4％的生物质炭并混合均匀，然后30ml高纯水，每震荡20分钟，静置10分钟后取样10ml，取样6次，过滤并上机测定。

实验例1

对实施例1的实验效果进行测定。

离子色谱法：环境条件，温度25摄氏度，空气湿度小于70％，气压为常压。阳离子淋洗液20mmol/L甲磺酸。首先制作标准曲线。配制相应浓度梯度标准溶液，每次进样1ml，测定其电导率峰面积，最后做出电导率峰面积－离子浓度线性图。样品测定，处理后的样品溶液经过过滤稀释，每次进样1ml，测定其电导率峰面积，代入标准曲线得出其浓度。

当利用腐殖酸作为改良剂时，对Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺离子降低的幅度的结果如图1、图2、图3和图4所示。

如图1所示，除了1ppmDOM较为显著的差于其它组，其余浓度DOM均能很好地促使Na⁺从土壤中迁移出来，它们的作用大小为20ppm＞5ppm＞10ppm＞15ppm＞1ppm。

如图2所示，各浓度DOM均能较好地促使K⁺从土壤中迁移出来，它们的作用大小为20ppm＞5ppm≈1ppm＞15ppm＞10ppm；

如图3所示，各浓度DOM均能促使Mg²⁺较好地从土壤中迁移出来，它们的作用大小为20ppm＞5ppm＞15ppm＞1ppm＞10ppm。

如图4所示，各浓度DOM均能较好地促使Ca²⁺从土壤中迁移出来，它们的作用大小为10ppm＞5ppm＞1ppm＞20ppm＞15ppm。

图5、图6、图7、图8分别显示了不同生物质炭的添加量对于Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺离子降低的影响。

对比实施例1

除土壤的理化性质为表2所示之外，其余与实施例1一致。

表2

参考实施例1的方法，对本对比实施例的实验效果进行测定，结果为：

当以腐殖酸为改良剂时：

1ppm和10ppmDOM对Na⁺的迁移效果与对照组基本持平，15ppm和20ppmDOM对Na⁺离子的迁移效果较差。

1ppm、10ppm和20ppmDOM不能很好地促使K⁺从土壤中迁移出来，15ppmDOM对K⁺的迁移效果与对照组基本持平。

只有15ppmDOM能较好地促使Mg²⁺从土壤中迁移出来，其余浓度DOM均不能很好地促使Mg²⁺从土壤中迁出出来；15ppmDOM对Mg²⁺的迁移效果与对照组持平。

各浓度DOM均不能很好地促使Ca²⁺从土壤中迁出出来。

当以生物质炭为改良剂时：

1％的生物质炭在半小时内能促使K⁺的迁出，其它浓度生物质炭对K⁺的迁移效果不显著。

Claims (10)

1.富含阳离子海滨盐碱土的改良方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

向富含阳离子海滨盐碱土加入改良剂，进行改良处理；所述改良剂为腐殖酸、生物质炭中的至少一种；所述腐殖酸的浓度为1-20ppm腐殖酸水溶液；所述生物质炭的添加量为富含阳离子海滨盐碱土重量的0.5-4%；所述富含阳离子海滨盐碱土的理化性质为：容重至少为1.70g/cm³，pH至少为8.30，TDS至少为340mg/L。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述富含阳离子海滨盐碱土的理化性质为：容重为1.71g/cm³，含水量为20.64%，pH为8.31，TDS为344mg/L。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物质炭为农作物秸秆生物质炭。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改良剂为腐殖酸；所述腐殖酸的浓度为1-10ppm。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述腐殖酸的浓度为5ppm。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，进行改良处理时，采取淋洗方法进行处理。

7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在淋洗时，淋溶速度为10L/10min·20kg富含阳离子海滨盐碱土。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改良剂为生物质炭。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述生物质炭的添加量为富含阳离子海滨盐碱土重量的1%。

10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，进行改良处理时，采取震荡处理方法，具体为：将所述生物质炭和富含阳离子海滨盐碱土混合均匀后，加入重量为富含阳离子海滨盐碱土重量3倍的水进行震荡处理。