CN108738452B - 一种利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法，包括构筑台田、淡化土壤；覆盖地膜；条状间隔揭膜；施用调理剂用量为7500‑10950kg/hm²，施肥：每公顷土壤所施入的肥料折合为纯N量56.3‑82.5kg，P₂O₅量为36‑52.8kg，K₂O为22.5‑33kg，选择掺混凹凸棒土且含氮量26％以上的控失肥；施肥后随即播种；油葵第二真叶出现时进行间苗、补苗与定苗，同时除草；中耕培土；去赘盘、无营养叶；适时收获。本发明在开发改良荒芜重盐碱地，提升土壤肥力，降低播种前土壤耕作层盐分以及提高油葵产量和效益方面都比现有技术显著提高，对生态农业、绿色发展和劣质水土资源的循环高效环保利用具有重要意义。

Description

一种利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法

技术领域

本发明涉及一种农业种植技术，特别是利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法。

背景技术

全球现有大约9.54亿公顷盐碱地，占土地面积的10％，耕地面积的7％，每年大约1-2千万公顷的盐碱地难以生长植被。在我国北方干旱、半干旱的近滨海地区，重盐碱地及可治理滩涂面积约为70万公顷。这些区域的地下咸水资源比较丰富，地下水位常年埋深在1m-2m之间，冬、春季节地下水的矿化度高达10g/L以上。当在春季干旱多风、大风且干燥的季风气候条件下时，土壤中的咸水季节性返盐，使得春季0-30cm土壤的含盐量高达0.5-2％。在缺少淡水资源，无法进行淡水灌溉的情况下，这种高盐土壤环境导致绝大多数植物无法生长。只有少许极耐盐的野生植物如芦苇、碱蓬等才能零星生长。这些重盐碱地的春季地表景观往往呈现白花花的“碱结皮”，十分荒凉。因此，利用当地水土资源，以肥稀盐，提升土壤肥力；以咸水淋盐，缓解春季土壤高盐环境，研究开发减肥增效、降盐增产、适生作物高效种植技术，是改良重度盐碱地，实现绿色发展、资源高效循环利用、保障生态友好、粮食安全和经济发展的重要措施。

油葵是油用向日葵，其具有生长期短，适应性广，抗逆性强，耐高温、低温，耐旱耐瘠薄，易管理，出油率高，种植成本低的特点，是障碍性贫瘠土壤种植的重要油料作物。有人提出在重盐碱地种植油葵的的方法，即在冬季利用盐水灌溉并施肥，使表层土壤脱盐，以创造适宜于油葵发芽和幼苗期生长的盐分环境。但是此方法存在施肥量大，施肥过早的问题。过量施肥不仅造成资源浪费和环境污染，还会引起土壤次生盐渍化，加重土壤盐碱危害，影响作物产量；施肥过早造成肥料有效养分释放与作物需求不同步，而且磷肥极易在土壤中被固定，无法满足作物对营养的需求。因此，如何降低化肥用量、适时适量施肥，是重盐碱地减肥、降盐、增效、绿色取代荒芜的重要途径。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法，它通过改进施肥技术、油葵种植技术等措施的综合利用，有效提高重盐碱地油葵产量及种植效益。

本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法，包括如下步骤：

a、构筑台田、淡化土壤：于油葵播种前的上年冬季进行土壤盐分淋洗淡化；

b、覆盖地膜：3月初春季节覆盖地膜；

c、条状间隔揭膜：6月中旬雨季来临前，间隔揭开条状膜，便于施用调理剂、施肥和播种；

d、施用调理剂：调理剂用量为7500-10950kg/hm²，所述调理剂为生物有机肥，有机质的含量为35％-40％，总腐殖酸的含量为10％-15％，MgO含量为1％-1.2％；秸秆碳用量为2250-3750kg/hm²；

e、施肥：每公顷土壤所施入的肥料折合为纯N量56.3-82.5kg，P₂O₅量为36-52.8kg，K₂O为22.5-33kg，肥料品种选择掺混凹凸棒土且含氮量26％-34％的控失肥；若控失肥中P₂O₅和K₂O含量不足上述用量，需要分别用过磷酸钙和硫酸钾肥料按量补足；

f、播种：施肥后随即播种，播种采取手工点播，播种深度为18-25mm，每穴点2-3粒种子，点后覆土、压实，播种行距为55-58cm，株距为26-29cm；

g、定苗与除草：油葵第二真叶出现时进行间苗、补苗与定苗，同时除草，苗株数为5.4-6万株/公顷；

h、中耕培土：定苗两周左右进行中耕，中耕过程中同时进行培土，培土高度为5-8cm；

i、去赘盘、无营养叶：及时摘除中上部的腋芽、分枝及赘花盘，促进主茎花盘生长，及时去除老叶、黄叶和有病斑的叶片，利于通风透光；

j、适时收获：植株茎秆变黄，果皮变坚硬时收获，收获后要及时摊开晾干，防止霉变。

上述利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法，所述步骤e中的施肥步骤中肥料的N：P₂O₅：K₂O含量的质量比为25：16：10。

上述利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法，所述步骤a中的构筑的台田为上底宽16-20m，下底宽20-25m，高0.3-0.5m的条形台田，利于排水和沟渠积水；每一条形台田再等分成宽8-10m的小条田，两块小条田中间和周边分别构筑25-30cm高的垄，便于农事操作和排盐。

上述利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法，所述步骤a中的淡化土壤步骤中，在播种前的冬季地表温度稳定在-4℃及以下时，抽取当地地下咸水，进行地表大水漫灌或者喷灌，灌水量为180-186mm。

上述利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法，所述步骤e中施肥步骤中，增施1.5方/亩的农家肥。

上述利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法，所述步骤d中施用调理剂步骤中，所述秸秆碳主要成分是玉米、小麦和水稻生物质秸秆经碳化后形成的碳粉材料。

本发明针对滨海地区重度盐碱地的特点，经长期大田试验研究、探索了一种改良荒芜重盐碱地及种植先锋作物油葵的方法。本发明方法经大田试验验证了荒芜重盐碱地肥力提升，耕层盐分下降，满足了先锋作物油葵出苗的土壤环境和增产减肥的养分需求，将循环利用当地的咸水资源与高效利用雨季淡水补给巧妙结合，有效缓解土壤盐害。通过合理配置土壤调理剂和施肥品种、施肥量以及施肥方式，实现既保证肥力充足，又避免过量施肥而造成的次生盐渍化和氮素损失的环境风险。与对照试验相比，采用本发明方法在重盐碱地种植油葵的产量比现有技术明显提高。本发明可提高盐碱地适应性作物种植效益，对农业经济可持续发展具有重要意义。

附图说明

图1为本发明与对照试验油葵成熟后各器官含氮量比较图；

图2为本发明与对照试验油葵成熟后各器官含磷量比较图；

图3为本发明与对照试验油葵成熟后各器官含钾量比较图；

图4为本发明与对照试验油葵成熟后各器官含钠量比较图。

*—2种方法达到差异显著性水平(P<0.05)；**—2种方法达到差异极显著性水平(P<0.01)；***—2种方法达到差异显著性水平(P<0.001)；#—2种方法达到差异显著性水平(P<0.1)。

具体实施方式

本发明适用于滨海重盐碱地地区，所述方法针对滨海重盐碱地区淡水资源匮乏，土壤含盐量高(土壤盐分含量大于0.3％)且盐碱并存的特点，于播种前的上年冬季气温稳定在-4℃时抽取当地地下咸水，进行地表大水漫灌，灌水量为180-186mm，灌溉后的咸水因低温冷冻快速结冰。待翌年春季咸水冰融化入渗后立即覆膜，减少土壤盐分随水分蒸发向上迁移表聚，荒芜重度盐碱地土壤经过一次淡化、淋洗步骤，春季还不能达到绝大多数播种出苗的土壤条件，只有等雨季来临经雨水再次淋洗、淡化后才能播种油葵。

本发明所施用的肥料需严格控制施肥量，肥料品种选择掺混凹凸棒土的控失肥(如“心连心”控失肥)，在保障油葵全生育期的养分供给的同时，可以减少肥料损失、提高肥料利用率，肥效长久；通过严格控制施肥量，减少有效养分在土壤中的残留或向环境排放，防止土壤发生次生盐渍化，改善、修复盐碱地土壤营养环境。本发明方法创新了重盐碱地施用钾肥，通过对N-P₂O₅-K₂O三大养分的合理配比和用量的严格控制，提高了土壤K/Na比，促进了作物对K⁺的吸收，从而减轻盐害，提高产量。此外，本发明的施肥方法为只在播种前一次性做基肥施用，油葵生长期间不再追肥。这是由于重盐碱地追肥操作须待雨进行，否则，肥料损失率高，追肥效果差，而赶雨作业对缺少青壮年劳力的当前农村是难以完成的；其次，无论条施还是穴施都要扰动土壤破坏地膜，既增加了劳动成本和作业强度，又可能因夏季高温会引起土壤盐分随水分蒸发而快速上行造成土壤盐分提高，种植效益下降。

以下提供本发明几个实施例：

下述实施例为本发明方法在滨海重盐碱地区的应用实例。该区位于河北省海兴县，属滨海平原，地势低洼平坦，海拔1.3-3.6m，土壤为滨海盐土，土壤含盐量0.8％以上，为滨海重盐碱地。地下水位浅，平均在1米左右，地下水矿化度高，含盐量在7～20g·L^-1。

实施例1：于油葵播种前的上年冬季地表温度稳定在-4℃时时，抽取当地地下咸水，进行地表大水漫灌或者喷灌，灌水量为180mm；3月份初春季节覆盖地膜；6月中旬雨季来临前，间隔揭开条状膜，便于施用调理剂、秸秆碳、化肥和播种；土壤调理剂用量为7500kg/hm²，所述调理剂为生物有机肥，有机质的含量为35％-40％，总腐殖酸的含量为10％-15％，MgO含量为1％-1.2％；秸秆碳用量为2250kg/hm²；该秸秆碳主要成分是玉米、小麦和水稻等生物质秸秆经碳化后形成的碳粉材料；施肥：每公顷土壤所施入的肥料折合为纯N量56.3kg，P₂O₅量为36kg，K₂O为22.5kg，肥料品种选择掺混凹凸棒土且含氮量26％-34％的控失肥；施用控失肥所含P₂O₅和K₂O含量不足上述的用量要求分别用过磷酸钙和硫酸钾肥料按量补足；有条件的地方按照每亩施用农家肥1.5方；播种：施肥后随即播种，播种采取手工点播，播种深度为18-25mm，每穴点2-3粒种子，点后覆土，稍为压实，播种行距为55-58cm，株距为26-29cm；定苗与除草：油葵第二真叶出现时进行间苗、补苗与定苗，同时除草，苗株数为5.4万株/公顷；中耕培土：定苗两周左右进行中耕，中耕过程中同时进行培土，培土高度为5-8cm；去赘盘、无营养叶：及时摘除中上部的腋芽、分枝及赘花盘，促进主茎花盘的生长，及时去除老叶、黄叶和有病斑的叶片，利于通风透光；适时收获：植株茎秆变黄，果皮变坚硬时收获，收获后要及时摊开晾干，防止霉变。

实施例2：于油葵播种前的上年冬季地表温度稳定在-4℃时，抽取当地地下咸水，进行地表大水漫灌或者喷灌，灌水量为186mm；3月份初春季节覆盖地膜；6月中旬雨季来临前，间隔揭开条状膜，便于施用调理剂、施肥和播种；土壤调理剂用量为10950kg/hm²，所述调理剂为生物有机肥，有机质的含量为35％-40％，总腐殖酸的含量为10％-15％，MgO含量为1％-1.2％；秸秆碳用量为3750kg/hm²；该秸秆碳主要成分是玉米、小麦和水稻等生物质秸秆经碳化后形成的碳粉材料；施肥：每公顷土壤所施入的肥料折合为纯N量82.5kg，P₂O₅量为52.8kg，K₂O为33kg，肥料品种选择掺混凹凸棒土且含氮量26％-34％的控失肥；施用控失肥所含P₂O₅和K₂O含量不足上述的用量要求分别以过磷酸钙和硫酸钾肥料按量补足；有条件的地方按照每亩施用农家肥1.5方；播种：施肥后随即播种，播种采取手工点播，播种深度为18-25mm，每穴点2-3粒种子，点后覆土，稍为压实，播种行距为55-58cm，株距为26-29cm；定苗与除草：油葵第二真叶出现时进行间苗、补苗与定苗，同时除草，苗株数为6万株/公顷；中耕培土：定苗两周左右进行中耕，中耕过程中同时进行培土，培土高度为5-8cm；去赘盘、无营养叶：及时摘除中上部的腋芽、分枝及赘花盘，促进主茎花盘的生长，及时去除老叶、黄叶和有病斑的叶片，利于通风透光；适时收获：植株茎秆变黄，果皮变坚硬时收获，收获后要及时摊开晾干，防止霉变。

实施例3：于油葵播种前的上年冬季地表温度稳定在-4℃时，抽取当地地下咸水，进行地表大水漫灌或者喷灌，灌水量为183mm；3月份初春季节覆盖地膜；6月中旬雨季来临前，间隔揭开条状膜，便于施用调理剂、施肥和播种；土壤调理剂用量为8500kg/hm²，所述调理剂为生物有机肥，有机质的含量为35％-40％，总腐殖酸的含量为10％-15％，MgO含量为1％-1.2％；秸秆碳用量为2750kg/hm²；该秸秆碳主要成分是玉米、小麦和水稻等生物质秸秆经碳化后形成的碳粉材料；施肥：每公顷土壤所施入的肥料折合为纯N量67.5kg，P₂O₅量为43.2kg，K₂O为27kg，肥料品种选择掺混凹凸棒土且含氮量26％-34％的控失肥；施用控失肥所含P₂O₅和K₂O含量不足上述的用量要求分别以过磷酸钙和硫酸钾肥料按量补足；有条件的地方按照每亩施用农家肥1.5方；播种：施肥后随即播种，播种采取手工点播，播种深度为18-25mm，每穴点2-3粒种子，点后覆土，稍为压实，播种行距为55-58cm，株距为26-29cm；定苗与除草：油葵第二真叶出现时进行间苗、补苗与定苗，同时除草，苗株数为5.6万株/公顷；中耕培土：定苗两周左右进行中耕，中耕过程中同时进行培土，培土高度为5-8cm；去赘盘、无营养叶：及时摘除中上部的腋芽、分枝及赘花盘，促进主茎花盘的生长，及时去除老叶、黄叶和有病斑的叶片，利于通风透光；适时收获：植株茎秆变黄，果皮变坚硬时收获，收获后要及时摊开晾干，防止霉变。

实施例4：于油葵播种前的上年冬季地表温度稳定在-4℃时，抽取当地地下咸水，进行地表大水漫灌或者喷灌，灌水量为182mm；3月份初春季节覆盖地膜；6月中旬雨季来临前，间隔揭开条状膜，便于施用调理剂、施肥和播种；土壤调理剂用量为9500kg/hm²，所述调理剂为生物有机肥，有机质的含量为35％-40％，总腐殖酸的含量为10％-15％，MgO含量为1％-1.2％；秸秆碳用量为3250kg/hm²；该秸秆碳主要成分是玉米、小麦和水稻等生物质秸秆经碳化后形成的碳粉材料；施肥：每公顷土壤所施入的肥料折合为纯N量75kg，P₂O₅量为48kg，K₂O为30kg，肥料品种选择掺混凹凸棒土且含氮量26％-34％的控失肥；施用控失肥所含P₂O₅和K₂O含量不足上述的用量要求分别用过磷酸钙和硫酸钾肥料按量补足；有条件的地方按照每亩施用农家肥1.5方；播种：施肥后随即播种，播种采取手工点播，播种深度为18-25mm，每穴点2-3粒种子，点后覆土，稍为压实，播种行距为55-58cm，株距为26-29cm；定苗与除草：油葵第二真叶出现时进行间苗、补苗与定苗，同时除草，苗株数为5.8万株/公顷；中耕培土：定苗两周左右进行中耕，中耕过程中同时进行培土，培土高度为5-8cm；去赘盘、无营养叶：及时摘除中上部的腋芽、分枝及赘花盘，促进主茎花盘的生长，及时去除老叶、黄叶和有病斑的叶片，利于通风透光；适时收获：植株茎秆变黄，果皮变坚硬时收获，收获后要及时摊开晾干，防止霉变。

本发明方法与对照试验方法相比，相关统计数据对比参看表1-表2。对照试验不施用土壤调理剂和秸秆碳，施肥量和施肥方法与本发明方法相同。

表1油葵开花期单株生长状况

(注：表中用不同字母表示观测数据经统计检验达到差异显著性水平(P＜0.05)，以下图表意义均同)

表2油葵成熟期单株生物学性状及产量

由表1和表2可以看出，油葵开花期和成熟期的调查结果显示，本发明方法与对照试验相比，本发明方法种植的油葵单株生物学性状、百粒重、生物量均有显著提高(P＜0.05)，油葵籽仁的产量提高了52.05％。

表3本方法淡化前后与未淡化处理的土壤盐分含量(g/kg)、EC(dsm^-1)及误差显著性

(注：*---2种方法达到差异显著性水平(P<0.05)；**---2种方法达到差异极显著性水平(P<0.01)；***---2种方法达到差异显著性水平(P<0.001)；#---2种方法达到差异显著性水平(P<0.1)；ns—差异不显著，以下图表意义均同)

表3中盐分含量和EC值均表示土壤盐碱化程度，由表3可以看出未淡化处理的土壤在播种前0-20cm土壤耕层的盐分含量和EC值高达5.9g/kg和6.6dsm^-1，绝大多数植物难以在如此高的盐碱度的土壤中生长，而进行淡化处理后的土壤在播种油葵前0-20cm土壤耕层的盐分含量和EC值为3.04g/kg和3.2dsm^-1，明显低于未淡化前土壤的盐碱度，保障了油葵能够出苗成活。

由表4可以看出，采用本发明方法种植一季油葵后，土壤的硝态氮含量显著降低，而速效磷、0-30cm土壤耕层的有机质、有效钾和铵态氮含量显著提高。硝态氮含量降低表明了本发明种植油葵的方法可以促进植株对氮素的吸收，减少氮素以硝态氮形式在土壤中累积或流失而造成环境负效应问题。同时，土壤中有效磷、钾、铵态氮和有机质(SOM)的增加则表明了重盐碱地肥力的提升，这些养分含量的提高可以显著改善重盐碱地土壤肥力状况，减轻盐害。

表4油葵收获后的土壤养分含量表

参看图1-图2，本发明方法种植的油葵收获后各器官的养分含量测试结果与对照试验相比，本发明方法种植的油葵籽仁、籽仁壳、叶片和茎秆的氮、磷含量显著提高；图3显示本发明方法种植的油葵籽仁、籽仁壳、茎秆的钾的含量显著提高，而叶片中钾的含量显著降低；图4则显示本发明方法种植的油葵的花盘、叶片和茎秆的钠的含量显著降低。由此可以说明本发明种植油葵的方法更能促进油葵吸收营养，非食用部位吸收更多的钾，取代钠使得油葵的生长发育更为健壮。

以上试验数据均显示本发明方法施用土壤调理剂和秸秆碳后可以明显提高油葵的产量，对土壤肥力的提升也具有明显效果。

Claims (6)

1.一种利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、构筑台田、淡化土壤：于油葵播种前的上年冬季进行土壤盐分淋洗淡化；

b、覆盖地膜：3月初春季节覆盖地膜；

c、条状间隔揭膜：6月中旬雨季来临前，间隔揭开条状膜，便于施用调理剂、施肥和播种；

d、施用调理剂：调理剂用量为7500-10950kg/hm²，所述调理剂为生物有机肥，有机质的含量为35％-40％，总腐殖酸的含量为10％-15％，MgO含量为1％-1.2％；秸秆碳用量为2250-3750kg/hm²；

e、施肥：每公顷土壤所施入的肥料折合为纯N量56.3-82.5kg，P₂O₅量为36-52.8kg，K₂O为22.5-33kg，肥料品种选择掺混凹凸棒土且含氮量26％-34％的控失肥；若控失肥中P₂O₅和K₂O含量不足上述用量，需要分别用过磷酸钙和硫酸钾肥料按量补足；

f、播种：施肥后随即播种，播种采取手工点播，播种深度为18-25mm，每穴点2-3粒种子，点后覆土、压实，播种行距为55-58cm，株距为26-29cm；

g、定苗与除草：油葵第二真叶出现时进行间苗、补苗与定苗，同时除草，苗株数为5.4-6万株/公顷；

h、中耕培土：定苗两周左右进行中耕，中耕过程中同时进行培土，培土高度为5-8cm；

i、去赘盘、无营养叶：及时摘除中上部的腋芽、分枝及赘花盘，促进主茎花盘生长，及时去除老叶、黄叶和有病斑的叶片，利于通风透光；

j、适时收获：植株茎秆变黄，果皮变坚硬时收获，收获后要及时摊开晾干，防止霉变。

2.根据权利要求1所述的利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法，其特征在于：所述步骤e中的施肥步骤中肥料的N：P₂O₅：K₂O含量的质量比为25：16：10。

3.根据权利要求2所述的利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法，其特征在于：所述步骤a中的构筑的台田为上底宽16-20m，下底宽20-25m，高0.3-0.5m的条形台田，利于排水和沟渠积水；每一条形台田再等分成宽8-10m的小条田，两块小条田中间和周边分别构筑高25-30cm的垄，便于农事操作和排盐。

4.根据权利要求3所述的利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法，其特征在于：所述步骤a中的淡化土壤步骤中，在播种前的冬季地表温度稳定在-4℃及以下时，抽取当地地下咸水，进行地表大水漫灌或者喷灌，灌水量为180-186mm。

5.根据权利要求4所述的利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法，其特征在于：所述步骤e中施肥步骤中，增施1.5方/亩的农家肥。

6.根据权利要求5所述的利用种植先锋作物改良荒芜重盐碱地的方法，其特征在于：所述步骤d中施用调理剂步骤中，所述秸秆碳主要成分是玉米、小麦和水稻生物质秸秆经碳化后形成的碳粉材料。

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