CN105766118A

CN105766118A - 一种用于水稻种植的沙洲土体重构方法

Info

Publication number: CN105766118A
Application number: CN201610196092.4A
Authority: CN
Inventors: 韩霁昌
Original assignee: Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: CN105766118B

Abstract

本发明公开了一种用于水稻种植的沙洲土体重构方法，包括以下步骤：将沙洲表层进行平整；用泥水浇灌平整后的沙洲表层，形成泥土层；晾晒泥土层并在其上覆盖黄土后夯实，形成人造犁底层；采用铲高垫低方式对人造犁底层进行平整；在平整后的人造犁底层上覆盖黄土，形成人造耕作层；对人造耕作层进行细平、施肥；对人造耕作层灌水、打浆和整平，得到打浆层。本发明对沙洲土壤进行人造犁底层和人造耕作层构建，减少工程量，降低了覆土厚度，改善沙洲土壤理化性质，培肥地力，提高水分利用效率，抑制土地沙化。

Description

一种用于水稻种植的沙洲土体重构方法

技术领域

本发明属于土地工程技术领域，具体涉及一种用于水稻种植的沙洲土体重构方法。

背景技术

随着我国和世界人口数量的不断增加，一方面，需要做好现有耕地资源数量和质量的保护；另一方面，将耕地后备资源开发利用作为补充建设占用耕地的主要手段，对难利用和未利用土地进行整治和改造的技术亟待研究。在我国中西部沿黄地区，尤其是陕西东部、晋西地区，存在着许多淤积性游荡型的河道，这些地段在河道进行防洪控导治理后，沙洲因其沙土含量较高，保水能力差，土壤养分缺乏等因素，作物种植效果不好，作为一种难利用的土地资源，往往被闲置，造成大面积土地资源浪费。

发明内容

为解决以上沙洲土地资源利用中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种用于水稻种植的沙洲土体重构方法，以增加耕地资源。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种用于水稻种植的沙洲土体重构方法，包括以下步骤：

步骤1：将沙洲表层进行平整；

步骤2：用泥水浇灌平整后的沙洲表层，形成泥土层；

步骤3：晾晒泥土层并在其上覆盖黄土后夯实，形成人造犁底层；

步骤4：采用铲高垫低方式对人造犁底层进行平整；

步骤5：在平整后的人造犁底层上覆盖黄土，形成人造耕作层；

步骤6：对人造耕作层进行细平；

步骤7：对人造耕作层进行施肥；

步骤8：对人造耕作层灌水、打浆和整平，得到打浆层。

进一步的，所述步骤1的将沙洲表层进行平整包括如下步骤：

采用工程方法对沙洲表层进行平整，在沙洲上采用格田形式分为面积均匀的长方形的田块，田块依地势从高向低方向为长边，短边方向与长边垂直，起垄方向与长边一致；起垄形成的田块长宽比宜为2:1～4:1。

进一步的，在田块内部区域存在坡度时，采用铲高垫低的方法对该田块区域进行平整，平整后使横向坡降＜1/2000、纵向坡降＜1/1500，田面高度差±2.5～3cm。

进一步的，所述步骤2的用泥水浇灌平整后的沙洲表层形成泥土层，包括如下步骤：

使用喷浆机将泥水混合物均匀浇灌在平整后的沙洲表层；晾晒至表层没有积水，使形成的泥土层厚度达到4～5mm。

进一步的，所述泥水混合物是以黄土与水按照体积比1:1～1:2的比例进行混合并搅拌而成。

进一步的，所述步骤3的晾晒泥土层并在其上覆盖黄土后夯实形成人造犁底层，包括如下步骤：

晾晒泥土层至其含水率达到18％～19％，在泥土层上覆盖黄土并夯实，使夯实的黄土干容重达到1.6～1.7g/cm³，最终夯实的黄土层厚度达到2.0～3.0cm，得到人造犁底层。

进一步的，所述步骤4中，所述人造犁底层进行平整后，田面高度差为±2.5cm。

进一步的，所述步骤5中包括如下步骤：

将黄土均匀地覆盖在平整后的人造犁底层上，得到人造耕作层，人造耕作层干容重范围为1.2～1.3g/cm³，覆盖厚度为24～25cm。

进一步的，所述覆盖黄土时，以步骤1中划分的格田为一个施工单元进行，覆土前根据每车土的运输方量计算出单车覆土面积，在田面上用白灰划出方格网，使每个方格网面积和单车覆土面积相等，做到每个方格网刚好使用一车土。

进一步的，所述步骤8中，在打浆前，往田内灌入8～10cm深度的田面水，经打浆机均匀打浆并整平，在耕作层上形成5～10cm深度的打浆层。

本发明的有益效果是：

1、土体重构中构建水田犁底层结构，减少工程量，降低了覆土厚度，同时保证犁底层保水保肥性能。

2、对沙洲土壤进行人造犁底层和人造耕作层构建，改善沙洲土壤理化性质，培肥地力，提高水分利用效率，抑制土地沙化。

3、结合沙洲水土资源优势，提高土地利用率，将难利用地改造成为可利用水田，改善生态环境的同时提高耕地资源储备。

附图说明

图1是本发明的水稻土体重构示意图。

图中标号含义如下：1-沙洲；2-泥水层；3-人造犁底层；4-人造耕作层；5-打浆层。

具体实施方式

本发明提供了一种用于水稻种植的沙洲土体重构方法，具体包括以下步骤：

步骤1：将沙洲表层进行平整；具体实施如下：

采用工程方法对沙洲表层进行平整，在沙洲上采用格田形式分为面积均匀的长方形的田块，田块依地势从高向低方向为长边，短边方向与长边垂直，起垄方向与长边一致。起垄形成的田块长宽比宜为2:1～4:1，优选3:1。

优选的，对于内部区域存在坡度的田块，采用铲高垫低的方法对该田块区域进行平整，平整后使横向坡降＜1/2000、纵向坡降＜1/1500，田面高度差控制在±2.5～3cm。

步骤2：泥水浇灌平整后的沙洲表层，形成泥土层；具体实施如下：

将黄土与水按照体积比1:1～1:2的比例进行混合、搅拌，得到泥水混合物，；使用喷浆机将泥水混合物均匀浇灌在平整后的沙洲表层。晾晒至表层没有积水，使形成的泥土层厚度达到4～5mm，如果一次浇灌未达到，可以考虑多次浇灌直至达到该标准；黄土与水的体积比最好是1:1.3～1:1.5。

步骤3：晾晒泥土层并在其上覆盖黄土后夯实，形成人造犁底层；具体实施如下：

晾晒泥土层至其含水率达到18％～19％，在泥土层上覆盖黄土并夯实，使夯实的黄土干容重达到1.6～1.7g/cm³，最终夯实的黄土层厚度达到2.0～3.0cm，即得到了人造犁底层。人造犁底层厚度最好是3cm，以减少漏水漏肥。

步骤4：采用铲高垫低方式对步骤3形成的人造犁底层进行平整，保证田面高度差控制在±2.5cm。

步骤5：在平整后的人造犁底层上覆盖黄土，形成人造耕作层；具体实施如下：

将黄土均匀地覆盖在平整后的人造犁底层上，得到人造耕作层，人造耕作层干容重范围为1.2～1.3g/cm³，覆盖厚度为24～25cm。在上述操作中，人造耕作层的黄土直接均匀覆盖在平整后的人造犁底层之上，不进行压实动作。

优选的操作方式是：覆盖黄土时，以步骤1中划分的格田为一个施工单元进行，覆土前根据每车土的运输方量计算出单车覆土面积，在田面上用白灰划出方格网，使每个方格网面积和单车覆土面积相等，做到每个方格网刚好使用一车土，以保证人造耕作层厚度均匀。

步骤6：对人造耕作层进行细平，使人造耕作层内部各处的黄土厚度差不大于1cm。

步骤7：对人造耕作层进行施肥。

由于形成的人造耕作层有机质、全氮、有效磷、速效钾、有效硼等养分含量较低，不适合普通作物种植，需要施加部分肥料进行土壤肥力改善。因此，对人造耕作层进行养分含量测定，确定地力水平，再根据区域作物产量水平下所需的土壤养分的含量，补充人造耕作层的施肥用量，对其进行施肥。

步骤8：对人造耕作层灌水、打浆和整平，得到打浆层；具体操作如下：

在水稻插秧前，需要对人造耕作层进行灌水、打浆和整平。打浆前，往田内灌入8～10cm深度的田面水，经打浆机均匀打浆并整平，在耕作层上形成5～10cm深度的打浆层，打浆层可用于直接水稻种植。

以下是申请人提供的关于上述技术方案中的相关参数优化试验，以对本发明的技术方案作理论、效果支持说明。

试验中的沙洲土壤、黄土均采自陕西省韩城市下峪口，该地段东靠黄河河道，西临村庄。

沙洲人造犁底层饱和导水率优化试验：

1、样品制备：

在内径为10cm，总高度为80cm的透明有机玻璃柱内填装沙洲土壤，按照测得的沙洲土壤平均干容重1.54g/cm³填装，填装总深度为60cm。

称取土场黄土样品20g于500mL烧杯中，按照测得的黄土干容重平均值1.32g/cm³，将黄土与蒸馏水按照体积比1:1、1:1.3、1:1.5、1:1.7、1:2(土:水)等5个比例进行混合，充分搅拌，然后均匀地浇灌在对应的玻璃土柱中的沙洲土壤上层。晾晒至表层没有积水，测定形成的泥土层厚度为5.0mm，达到标准。

晾晒泥土层至其含水率达到18％，将黄土覆盖在土柱中的泥土层上，用击实器将黄土干容重控制为1.65g/cm³，使每种泥水混合物比例对应的最终形成的夯实黄土层厚度均包含三种厚度：2.0cm、2.5cm、3.0cm，分别得到人造犁底层。在人造犁底层上按照干容重1.3g/cm³覆盖25cm厚的黄土。将土柱中仅有60cm的沙洲土壤和在60cm沙洲土壤上直接覆盖干容重为1.3g/cm³且厚度为25cm黄土的2个处理均作为对照试验。连同上面的15个处理，共计17个处理，详见表1。

2、试验测定项目及方法

采用恒定水头法测定土壤饱和导水率。

3、试验结果

表1不同土体重构方式下沙洲土壤饱和导水率

土壤饱和导水率是土壤重要的物理性质之一，是土壤被水饱和时，单位水势梯度下、单位时间内通过单位面积的水量，土壤孔隙分布特征对土壤饱和导水率的影响最大。由表1所示结果可知，处理1仅为60cm沙洲土壤的土柱在51小时后饱和导水率达到稳定，该处理的饱和导水率显著高于其他处理，表明沙洲土壤在未进行土体重构之前，漏水漏肥的现象将会比较严重，不适宜在其上进行作物种植。在沙洲土壤上覆盖25cm黄土后(处理2)，土壤的饱和导水率下降了27.1％，相比水稻生长适宜的土体条件而言，土壤的保水保肥性仍然较差。处理3至处理17，通过在沙洲土壤上进行土体重构，形成质密的人造犁底层，而1:1.3和1:1.5两个土水比处理的饱和导水率较1:1、1:1.7、1:2三个处理的饱和导水率小，因此优选1:1.3～1:1.5的土水比处理。在同一土水比处理中，随着犁底层厚度的增加，土壤饱和导水率逐渐下降，因此建议采用犁底层覆土3cm。

实施例：

在上述室内试验的基础上进行以下水稻种植试验，以对本发明的沙洲土体重构方法技术效果进行支持说明。以陕西黄河龙门段某沙洲为例，布设三个试验区，每个试验区面积为6m×18m。按照常规的水稻种植方法在所设计的试验区内种植，每个试验区中的种植方法及后期管护相同。试验小区一内全部为沙洲土壤，未进行土体重构；试验小区二内在沙洲土壤上覆盖25cm黄土，覆土干容重1.3g/cm³；试验小区三内在沙洲土壤上进行犁底层和耕作层的土体重构，具体方法如下：

(1)平整沙洲表面，具体步骤为：

(1a)在沙洲上采用格田形式分为面积较为均匀的长方形田块，田块依地势从高向低方向为长边，短边方向与之垂直，起垄方向与长边一致。

(1b)起垄形成的田块长宽比为3:1，对于内部区域存在坡度的田块，采用铲高垫低的方法对该区域进行平整，平整后使横向坡降＜1/2000、纵向坡降＜1/1500，田面高度差控制在±2.5～3cm。

(2)泥水浇灌

(2a)将沙洲附近的土场黄土与水按照体积比1:1.5(土:水)的比例进行混合、搅拌，然后使用喷浆机将泥水混合物均匀地浇灌在平整后的沙洲表层。

(2b)晾晒至表层没有积水，使形成的泥土层厚度为4.7mm。

(3)黄土覆盖泥土层并夯实，以减少漏水漏肥，具体步骤为：

(3a)晾晒至泥土层含水率达到19％。

(3b)在泥土层上覆盖黄土并夯实，形成厚度为3cm的黄土层，干容重范围1.7g/cm³。

(4)采用铲高垫低的方法对形成的夯实黄土层进行平整，保证田面高度差控制在±2.5cm。

(5)在平整后的犁底层上覆盖黄土，形成人造耕作层，具体步骤为：

(5a)覆盖黄土时以步骤1中划分的格田为一个施工单元进行，覆土前根据每车土的运输方量计算出单车覆土面积，在田面上用白灰划出方格网，使每个方格网面积和单车覆土面积相等，做到每个方格网一车土，以保证覆土厚度均匀。

(5b)覆盖的黄土不压实，覆盖厚度为25cm，干容重范围为1.2～1.3g/cm³。

(6)对人造耕作层进行细平，使各处的黄土厚度差低于5mm。

(7)对新形成的耕作层土壤养分进行测定，结果见表2：

表2人造耕作层土壤养分含量测定结果(平均值±标准差)

测定指标	人造耕作层
		有机质(g kg^-1)	18.1±10.0
全氮(g kg^-1)	0.50±0.28
		有效磷(mg kg^-1)	3.93±0.76
速效钾(mg kg^-1)	60±7
		有效硼(mg kg^-1)	0.13±0.09
有效硅(mg kg^-1)	92.8±6.3
		交换性钙(mg kg^-1)	3203±195

由于沙洲土壤土体重构耕作层所覆盖的黄土并非多年耕作土，土体重构初期的土质成分距离水稻适宜生长的土壤养分需求存在一定差距。根据我国土壤养分分级标准，人造耕作层的有机质、全氮、有效磷、速效钾、有效硼等养分的含量均处于缺乏至极缺乏水平，有效硅含量中等，交换性钙含量很丰富。

针对以上土壤养分测定结果，对土体养分含量进行针对性调节，应用目标函数法计算得到土体重构首年土壤中需要添加的养分量。有机肥来源为试验区附近羊场所产羊粪，每亩施入0.8～1方(约600kg～1000kg)。化肥的用量见表3。将所有使用的化肥和有机肥用旋耕机旋入土壤中，深度为20cm。

表3沙洲土体重构中耕层土壤化肥添加量

需求元素	氮	磷	钾	硼
					参考用肥	尿素	硝酸磷	氯化钾	硼肥
肥料中该元素有效含量	46.4％	38％	60％	10.8％
					水稻田参考施用量kg/亩	40.28	2.32	7.12	0.56

为消除施肥差异对水稻生长的影响，在试验区一、试验区二中施用与试验区三同样数量的有机肥和化肥。

(8)在水稻插秧前进行机械打浆和整平，得到打浆层。打浆前往田内灌入8～10cm深度的田面水，经机械均匀打浆并整平后，在耕作层上形成5～10cm深度的泥面层。

(9)表4水稻产量、秕谷率、千粒重结果

试验区	产量(kg/亩)	稻米秕谷率(％)	千粒重(g)
				试验区一	348	14.2	23.1
试验区二	464	12.5	24.8
				试验区三	571	10.9	27.4

由表4所示结果可知：在未进行土体重构的沙洲土壤上生长的水稻产量很低，为348kg/亩，同时其秕谷率最高，千粒重最低。通过本发明的土体重构方法，形成人造犁底层和人造耕作层，可以看到，试验区三中的水稻产量较试验区一、二分别提高了64.1％和23.1％，稻米秕谷率分别降低了23.2％和12.8％，千粒重分别增加了18.6％和10.5％。依上述结果可知，使用本发明的沙洲土体重构方法后，能够为水稻生长提供更为适宜的土质结构。

Claims

1.一种用于水稻种植的沙洲土体重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将沙洲表层进行平整；

步骤2：用泥水浇灌平整后的沙洲表层，形成泥土层；

步骤4：采用铲高垫低方式对人造犁底层进行平整；

步骤6：对人造耕作层进行细平；

步骤7：对人造耕作层进行施肥；

步骤8：对人造耕作层灌水、打浆和整平，得到打浆层。

2.如权利要求1所述的用于水稻种植的沙洲土体重构方法，其特征在于，所述步骤1的将沙洲表层进行平整包括如下步骤：

3.如权利要求2所述的用于水稻种植的沙洲土体重构方法，其特征在于，在田块内部区域存在坡度时，采用铲高垫低的方法对该田块区域进行平整，平整后使横向坡降＜1/2000、纵向坡降＜1/1500，田面高度差±2.5～3cm。

4.如权利要求1所述的用于水稻种植的沙洲土体重构方法，其特征在于，所述步骤2的用泥水浇灌平整后的沙洲表层形成泥土层，包括如下步骤：

5.如权利要求4所述的用于水稻种植的沙洲土体重构方法，其特征在于，所述泥水混合物是以黄土与水按照体积比1:1～1:2的比例进行混合并搅拌而成。

6.如权利要求1所述的用于水稻种植的沙洲土体重构方法，其特征在于，所述步骤3的晾晒泥土层并在其上覆盖黄土后夯实形成人造犁底层，包括如下步骤：

7.如权利要求1所述的用于水稻种植的沙洲土体重构方法，其特征在于，所述步骤4中，所述人造犁底层进行平整后，田面高度差为±2.5cm。

8.如权利要求1所述的用于水稻种植的沙洲土体重构方法，其特征在于，所述步骤5中包括如下步骤：

9.如权利要求8所述的用于水稻种植的沙洲土体重构方法，其特征在于，所述覆盖黄土时，以步骤1中划分的格田为一个施工单元进行，覆土前根据每车土的运输方量计算出单车覆土面积，在田面上用白灰划出方格网，使每个方格网面积和单车覆土面积相等，做到每个方格网刚好使用一车土。

10.如权利要求1所述的用于水稻种植的沙洲土体重构方法，其特征在于，所述步骤8中，在打浆前，往田内灌入8～10cm深度的田面水，经打浆机均匀打浆并整平，在耕作层上形成5～10cm深度的打浆层。