CN107820761A - 一种适用于干旱区盐碱地的干排盐方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于干旱区盐碱地的干排盐方法，该方法采用膜下滴灌模式在干旱区盐碱地上种植农作物，在未铺设地膜的膜间裸露盐碱地表上方铺设一层多孔亲水材料。本发明提供的方法在不损失、破坏表层土壤的基础上，不需额外灌水洗盐即可将聚集在膜间地表的盐分排除，其关键就是要在膜间地表铺设一层多孔亲水材料。在大气蒸发力驱使下，当携带着盐分的水流从根区运移至膜间表土后，继续往上运移至多孔亲水材料中，当水分散发至大气中后，盐分却残留在多孔亲水材料中，最终，将吸附着盐分的多孔亲水材料清除便可达到排盐目的。本发明提供的方法具有节水、高效、便捷、低廉等显著优点，极具大规模推广价值。

Description

一种适用于干旱区盐碱地的干排盐方法

技术领域

本发明涉及一种盐碱地干排盐技术，尤其涉及一种可在干旱区膜下滴灌盐碱农田内部实施的膜间干排盐技术。

背景技术

在干旱区，水资源十分短缺但蒸发却很强烈，极易导致土壤次生盐渍化，而节水灌溉的快速发展又将进一步加剧土壤次生盐渍化。近年来，膜下滴灌由于具有减少土面蒸发、防止深层渗漏、保持土壤结构、抑制杂草生长、增温增产等优点而备受青睐，在我国北方干旱区得到了广泛应用(尤其针对棉花、玉米等疏植作物)。膜下滴灌条件下，虽然作物根区土壤因灌溉水流而在短期内得到“淡化”，但盐分并没有从农田土壤中排除而是聚集在湿润峰附近以及膜间表层土壤中，随着根区土壤水分逐渐被作物根系吸收消耗或在降雨的作用下，部分盐分又将随水流重新运移至根区从而影响作物生长，而长期灌溉施肥所带来的盐分增量又将导致土壤盐分累积，加剧土壤次生盐渍化。因此，为了可持续利用干旱区盐碱土资源，非常有必要定期对其进行排盐处理。

迄今，已有的盐碱地排盐方法大致可分为以下两类。第一类为生物排盐法，即通过种植盐生植物来达到吸盐、排盐的目的。虽然盐生植物体内的含盐量比其它植物更高一些，但仍处于较低水平，因此排盐效果非常有限，严重影响其推广应用。第二类为基于“盐随水来，盐随水去，水去盐留”原理的物理排盐法，这也是目前效果最为明显、应用最为广泛的一类方法。根据排盐途径的不同又可将物理排盐法细分为以水排盐(包括明沟排盐、暗管排盐、竖井排盐等)、刮盐皮与区域干排盐等方法。以水排盐即通过灌溉大量淡水将表层土壤中的盐分压至作物根区以下甚至地下水中从而达到排盐目的，而明沟、暗管以及竖井所起的作用都是控制地下水位、汇集淋溶咸水并将其输送至农田以外区域。以水排盐虽然效果明显、见效快，但工程投资与日常维护成本都很大，并且需消耗大量淡水资源而排盐效率(单位水资源输入量所排出的盐的质量)普遍较低(尤其在地下水位埋藏较深的地区)，因此主要只适用于地下水位埋藏较浅、淡水资源比较丰富的地区。刮盐皮就是直接将积聚在地表的盐分刮除或铲除并运送出农田的方法，虽然无需额外耗水且排盐效果明显、见效快，但费时费力，并且会导致大量表土损失，因此通常只在整治重度盐碱荒地时才被采用。区域干排盐则依靠降雨与灌溉水流将盐碱农田(“淡化区”)中的盐分转移至附近区域(即“排泄区”，通常为低洼盐碱荒地)。该方法虽然无需额外耗水，但常因“淡化区”与“排泄区”之间较长的盐分运移路径而见效缓慢，并且对地形地貌的要求较高(“淡化区”高于“排泄区”为宜)，同时还需以荒废大量土地资源为代价。因此，如何高效、便捷地从盐碱农田中排出盐分一直是国内外相关研究学者致力解决的难点，更是干旱区农业可持续发展的关键所在。

综上所述，现有排盐技术因自身存在的一些缺陷而导致其在干旱区难以得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供了一种节水、高效、便捷的可在干旱区盐碱地实施的干排盐技术。

本发明提供的方法在膜下滴灌条件下，膜下土面蒸发得到了抑制，但膜间蒸发基本不受影响，因此，土壤盐分随滴灌水流由滴头向四周快速扩散至湿润峰后，部分盐分又随着由大气蒸发力驱使的向上水流向膜间运移并到达多孔亲水材料中，即“盐随水去”，最终水分蒸发至大气中，但盐分却聚集在多孔材料中，即“水去盐留”，如图1所示。也就是说，在膜下滴灌条件下，膜下根区是含水量相对较高的“淡化区”，而膜间是含水量相对较低的“排泄区”，且此时“淡化区”与“排泄区”之间的距离非常小，水势梯度较大，即使处于同一水平位置，也有利于水分与盐分由“淡化区”向“排泄区”运移。

本发明提供的方法在不损失、破坏表层土壤的基础上，不需额外灌水洗盐就可将聚集在膜间地表的盐分排除，其关键就是要在膜间地表铺设一层多孔亲水材料。在大气蒸发力驱使下，当携带着盐分的水流从根区运移至膜间表土后，继续往上运移至多孔亲水材料中，当水分散发至大气中后，盐分却残留在多孔亲水材料中，最终，将吸附着盐分的多孔亲水材料清除便可达到排盐目的，如图2所示。

具体而言，本发明提供的方法采用膜下滴灌模式在干旱区盐碱地上种植农作物，并在未铺设地膜的膜间裸露盐碱地表上方铺设一层多孔亲水材料。

在实际操作时，在农作物播种期间，先按照膜下滴灌要求(可进一步结合农作物种植时的具体要求)铺设好滴灌带与地膜，再将多孔亲水材料铺设在相邻两块地膜之间的裸露盐碱地表上方。

为了避免水分直接从裸露地表蒸发至大气中(使更多携带着盐分的水流从膜间地表向上运移至多孔亲水材料然后再蒸发至大气中)，需将多孔材料边缘搭在地膜边缘之上，重叠宽度优选为5～10cm。在实际操作时，所述多孔亲水材料的长度一般不短于地膜长度。

所述多孔亲水材料可以采用普通市售多孔材料，优选为高吸水性土工布、无纺布、棉(纱)布、海绵、树脂或其它高分子材料。

为了更好地提高排盐效率、节约成本并方便操作，所述多孔亲水材料的厚度优选小于3mm，进一步优选为0.1～2mm。

为了确保携带着盐分的水流快速地从地表土壤运移至多孔亲水材料中，并且将更多盐分吸附在其中，所述多孔亲水材料的孔径一般小于0.2mm。

所述多孔亲水材料应与地表土壤紧密接触以便保持两者之间的水力连续并提高水流速度。在实际操作中，可采用覆土或打桩等方式进行固定，固定间距一般小于5m。

本发明所述方法还包括对所述多孔亲水材料的回收、清洗与再利用。具体而言，可在农产品收获前后，当连续5天以上为晴天时(使降雨时淋洗至表层土壤中的盐分又重新聚集在所述多孔材料中)，将所述多孔亲水材料收回、清洗、晾干、储藏，以便于重复利用。

本发明所述干旱区是指水资源短缺(降水量小和/或降水频率低)且地下水位埋藏较深的地区。

本发明所述盐碱地为盐碱裸地、盐斑或盐碱农田。本发明所述方法适用于所有盐碱化土壤，进一步优选适用于中度与重度盐碱化土壤，且土壤盐碱化程度越高，排盐效果越好。

与现有技术相比，本发明提供的方法具有以下几个方面的优势：

(1)本发明提供的方法采用普通市售的多孔亲水材料，在播种季铺设、收获季收集，方便实施机械化操作；

(2)本发明提供的方法在操作过程中无需更换或维护所述多孔亲水材料，也不会影响日常耕作；经清洗、晾干后的多孔亲水材料可多次重复使用，因此，该方法成本低、操作便捷且易于推广；

(3)本发明提供的方法具有明显的节水效果，除了满足作物正常生长所需灌水外，无需额外增加灌水用于排盐；铺设在膜间的多孔亲水材料不仅可在一定程度上减少膜间土面蒸发与杂草，而且还能减少地表径流，提高雨水与灌溉水利用效率；

(4)本发明提供的方法由于“淡化区”与“排泄区”之间的距离非常小，并且水势梯度较大，导致排盐效果好，见效快；

(5)本发明提供的方法不仅不会对表层土壤造成损失与破坏，而且还可以对表层土壤起到一定的保护作用；

(6)本发明提供的方法可以确保收集的盐分被彻底排除到农田以外区域，防止出现反复。

附图说明

图1为本发明所述盐分聚集在膜间表层示意图；

图2为本发明所述干排盐方法的流程示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例在新疆玛纳斯河流域重度盐碱农田上种植棉花，并实施干排盐。

具体方法为：在棉花播种期间，按照膜下滴灌模式要求铺设好滴灌带与地膜并播种后，再将厚度小于0.2mm、孔径小于0.1mm的亲水无纺布铺设在相邻两块地膜之间裸露盐碱地表上方，并将无纺布的边缘叠加于所述地膜之上，重叠部分宽10cm，以5m为间距用覆土固定无纺布；在采摘棉花后连续5天以上为晴天时，将无纺布收回、清洗、晾干，以便重复利用。

实施例结果：通过对实施干排盐前后表层1m以内土体中的盐分进行测量可知，土壤脱盐率可达10～30％。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种适用于干旱地区盐碱地的干排盐方法，其特征在于，采用膜下滴灌模式在干旱区盐碱地上种植农作物，在未铺设地膜的膜间裸露盐碱地表上方铺设一层多孔亲水材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在农作物播种期间，先按膜下滴灌要求铺设好滴灌带与地膜，再将多孔亲水材料铺设在相邻两块地膜之间的裸露盐碱地表上方。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述多孔亲水材料紧贴地表，并将其边缘搭在所述地膜边缘之上；

优选地，所述多孔亲水材料与地膜的重叠宽度为5～10cm。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其特征在于，所述多孔亲水材料为高吸水性土工布、无纺布、棉布、纱布、海绵或树脂。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述多孔亲水材料的厚度小于3mm，优选为0.1～2mm。

6.根据权利要求1、4或5所述的方法，其特征在于，所述多孔亲水材料的孔径小于0.2mm。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的方法，其特征在于，将所述多孔亲水材料固定在地表；

优选地，采用覆土或打桩方式进行固定；和/或，所述固定间距小于5m。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的方法，其特征在于，还包括对所述多孔亲水材料的回收、清洗与再利用。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的方法，其特征在于，所述盐碱地为盐碱农田、盐碱裸地或盐斑。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的方法，其特征在于，所述盐碱地为中度和/或重度盐碱化土壤。