CN109451910B

CN109451910B - 一种农田酸化土壤改酸方法

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Publication number: CN109451910B
Application number: CN201811574833.3A
Authority: CN
Inventors: 刘小红
Original assignee: Chongqing Yaolixin Trading Co ltd
Current assignee: Chongqing yaolixin Trading Co.,Ltd.
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2021-08-24
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: CN109451910A

Abstract

本发明涉及土壤改良的技术领域，具体公开了一种农田酸化土壤改酸方法，包括以下步骤：1.使农田的表层形成深度为30‑40cm的松土层；2.施加第一土壤改良剂，第一土壤改良剂包括白云石粉、钙镁磷肥和有机肥；3.将第一土壤改良剂和松土层翻拌均匀；4.施加第二土壤改良剂，第二土壤改良剂为石灰氮颗粒；5.将第二土壤改良剂与松土层的上层翻拌均匀，翻拌深度为10‑15cm；6.向松土层施水，使得第二土壤改良剂与水充分接触；7.播种作物，在施水至少两天后，在松土层播种作物，作物的播种深度小于10cm。本方法利用第二土壤改良剂短时间内改变土壤的酸碱度，提高土壤的pH值，再利用第一土壤改良剂长期改变土壤的酸碱度，控制土壤的pH值，避免土壤酸化。

Description

一种农田酸化土壤改酸方法

技术领域

本发明涉及土壤改良的技术领域，具体公开了一种农田酸化土壤改酸方法。

背景技术

土壤酸碱度是土壤重要的化学性质，直接对土壤养分含量、养分有效性和土壤微生物活性造成影响，进而对作物的生长发育进程产生影响。土壤酸化是指在自然和人工条件下，土壤中的氢离子浓度升高引起土壤pH值降低的现象，是土壤退化的一种表现形式。而土壤酸化将会导致土壤盐基饱和度下降，以及养分的淋溶，使得土壤保蓄能力降低，进而造成土壤生产能力下降。目前影响土壤酸化的主要原因是受人类工业活动和农业活动的影响，主要形式为酸雨和肥料的不合理施用。其中，酸雨被认为是土壤酸化的主要原因，但在农田酸化领域中，过量施肥才是影响农田酸化的主要因素。然而，对于已经酸化的农田，即使是合理施肥以保证作物生长所需的养分，也会加重农田酸化程度，因此，需要对已经酸化的农田进行治理。

采用生石灰作为土壤改良剂是对酸化的农田进行治理的传统方式，然而，实践过程中发现，生石灰与水反应生成氢氧化钙，不仅使得局部土壤的pH值超过10，影响作物生长，还会在短时间内释放大量的热，使得土壤中的作物在施用生石灰后，局部出现烧苗、死苗的现象。

发明内容

本发明意在提供一种农田酸化土壤改酸方法，以解决现有的土壤改良剂施用后导致烧苗、死苗的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种农田酸化土壤改酸方法，具体包括以下步骤：

S1、松土：采用旋耕机对农田进行旋耕松土，使农田的表层形成松土层，松土层的深度为30-40mm；

S2、施加第一土壤改良剂：在松土层的表面施加第一土壤改良剂，第一土壤改良剂包括以下组分：白云石粉、钙镁磷肥和有机肥；

S3、翻拌：将第一土壤改良剂与松土层翻拌均匀；

S4、施加第二土壤改良剂：在松土层的表面施加第二土壤改良剂，第二土壤改良剂为石灰氮颗粒；

S5、二次翻拌：将第二土壤改良剂与松土层的上层翻拌均匀，翻拌深度为10-15cm；

S6、施水：向松土层施水，使得松土层内的第二土壤改良剂充分与水接触；

S7、播种作物：距施水步骤至少两天以上，在松土层播种作物，作物的播种深度小于10cm。

本基础方案的工作原理及有益效果在于：步骤S1中的松土操作能够方便后续的作物播种，也方便后续将第一土壤改良剂、第二土壤改良剂与土壤拌匀。步骤S2和S3中，将第一土壤改良剂施加在松土层的表面上，并将第一土壤改良剂与松土层的土壤翻拌均匀，使得第一土壤改良剂均匀分布在松土层内。步骤S4和S5中，将第二土壤改良剂与松土层的上层土壤翻拌均匀，翻拌的深度为10-15cm，这样，松土层的上层部分含有第一土壤改良剂和第二土壤改良剂，松土层的下层含有第一土壤改良剂。

步骤S6中，施水后，第二土壤改良剂充分与水接触，而第二土壤改良剂(石灰氮颗粒)遇水将会水解成单氰胺和氢氧化钙，增加土壤中的氢氧根离子，提高土壤的pH值，降低土壤的酸性。同时，位于松土层上层的第一土壤改良剂中，白云石粉遇水形成的水溶液呈碱性，而钙镁磷肥不溶于水，但在酸性条件下能够缓慢溶解，因此，第一土壤改良剂能够协助第二土壤改良剂提高土壤的pH值，降低土壤的酸性，使得松土层的上层土壤呈中性，适合作物生长。并且，钙镁磷肥和有机肥均能为作物提供生长所需的养分，帮助作物正常生长。步骤S7中，要求作物在施水至少两天后播种，且的播种深度小于10cm，前者是确保作物不会因第二土壤改良剂而出现烧苗、死苗的现象，后者是确保作物一开始的根系是生长在松土层的上层，即生长在经第一土壤改良剂和第二土壤改良剂改良后的土壤内，确保作物正常生长。

而在作物播种后，在雨水或者人工施水的作用下，松土层的下层土壤内的第一土壤改良剂遇水后呈碱性，提高松土层下层土壤的pH值，在作物的根系生长至松土层下层前，使得松土层下层的土壤呈中性，确保作物的正常生长，同时钙镁磷肥和有机肥预先溶解在土壤中，为作物提供生长所需的养分。另外，由于钙镁磷肥属于缓效肥，因此，其在中性土壤中能够存在较长时间，对土壤的pH值进行长期调节，达到长效改酸的目的。

进一步，所述步骤S1前，将干燥的秸秆、花生壳、杂草平铺在农田上，点火燃烧，在农田表面形成生物炭层。

干燥的秸秆、花生壳、杂草燃烧后形成生物炭层，生物炭层内的草木灰呈碱性，遇水后不仅能够提高土壤的pH值，还能为作物提供矿质元素。

进一步，所述步骤S7后，作物播种后10天内，向农田施用pH值为7.2-7.5的磷酸盐缓冲溶液。

pH值为7.2-7.5的磷酸盐缓冲溶液能够使得土壤的pH值长时间保持稳定，达到长效改酸的目的，并且磷酸盐缓冲溶液的作用温和，不会对作物产生伤害性影响。

进一步，所述步骤S2中的第一土壤改良剂还包括菌种粉，菌种粉包括地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。

地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌活动时能够使得周围环境的pH值增大，从而提高土壤的pH值，并且，地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌具有耐酸碱性，特别是枯草芽孢杆菌还具有耐高温性，能够长期存活在土壤中，调节土壤的pH值。不仅如此，地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌还能够杀灭致病菌，降低作物发生病变的概率，提高作物产量。

进一步，所述S6后，在农田上插设若干补水机构，每个补水机构包括外筒和内筒，外筒和内筒的底端封口，外筒和内筒之间放置有捕雾棉，外筒和内筒的侧壁上开设有若干渗水孔；外筒的内侧壁上固定连接有若干横杆，横杆远离外筒的一端固定连接在内筒的外侧壁上，每个所述横杆上安装有密封的发热盒，发热盒内安装有电热丝。

捕雾棉的棉纤维上修饰有温敏性聚合物PNIPAAm层，因此，捕雾棉在34℃以下时能够吸收空气中的水分，并能够在温度高于40℃时逐渐释放出液滴形式的水分。特别是在湿气重、空气含水量大的西南地区例如重庆，捕雾棉能够吸收空气中的水分进行储存。当需要为土壤补水时，控制电热丝通电发热，对捕雾棉进行加热，使得捕雾棉周围环境的温度上升至45℃以上，捕雾棉开始排出液滴形式的水分，这些水分经过渗水孔进入土壤中，为土壤补充水分。而松土层内仍存在的钙镁磷肥遇弱酸水后溶解，消除氢离子，持续提高土壤的pH值，长期改善土壤的酸化，避免土壤复酸化。而利用本方案中的补水机构，则能避免人工手动补水，减少人员的工作量。

进一步，所述外筒的内侧壁和内筒的外侧壁上固定连接有若干向上倾斜设置的引水板。

引水板不仅能够起着支撑捕雾棉的作用，避免捕雾棉吸收水分后变重而堆积在补水机构的底部，还能够引导自捕雾棉排出的液滴形式的水分从不同高度的渗水孔流出，以便水分能够渗入不同深度的土壤层中，充分与松土层内的第一土壤改良剂接触。

进一步，所述引水板上设有凹陷部，凹陷部内放置有膨润土。

膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构，由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，例如镁离子、钠离子、钾离子等，而这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定，容易被其他阳离子交换，故膨润土具有较好的离子交换性。本方案中，引水板上放置的膨润土，将会在捕雾棉排出液滴形式的水分时，由水分带着流入土壤中，而后膨润土接触土壤中的氢离子，将氢离子吸附，提高土壤的pH值，改善土壤的酸化。

附图说明

图1为本发明实施例中补水机构的局部纵向剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：外筒1、内筒2、捕雾棉3、渗水孔4、引水板5、膨润土6、横杆7、发热盒8。

本实施例公开了一种农田酸化土壤改酸方法，具体包括以下步骤：

S1、盖土：将干燥的秸秆、花生壳、杂草平铺在农田上，点火燃烧，在农田表面形成生物炭层。

S2、松土：采用旋耕机对农田进行旋耕松土，使得农田的表层形成松土层，松土层的深度为30-40mm，本实施例中的松土层深度选择35cm。松土过程中，还能将生物炭混合到土壤内，使得生物炭能够接触更多的土壤。

S3、施加第一土壤改良剂：在松土层的表面施加第一土壤改良剂，第一土壤改良剂包括以下组分：白云石粉、钙镁磷肥、有机肥和菌种粉，菌种粉包括地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。其中，白云石粉占总重量的20-25％，钙镁磷肥占总重量的30-35％，有机肥占总重量的40-45％，菌种粉占总重量的1-2％。本实施例中，白云石粉占总重量的20％，钙镁磷肥占总重量的35％，有机肥占总重量的44％，菌种粉占总重量的1％。

S4、翻拌：将第一土壤改良剂与松土层翻拌均匀，使得第一土壤改良剂均匀分布在松土层内。同时，进一步使得生物炭与土壤混合均匀。

S5、施加第二土壤改良剂：在松土层的表面施加第二土壤改良剂，第二土壤改良剂为石灰氮颗粒。

S6、二次翻拌：将第二土壤改良剂与松土层的上层翻拌均匀，翻拌深度为10-15cm，本实施例中，翻拌深度选择15cm。这样，深度为0-15cm的松土层中，含有第一土壤改良剂和第二土壤改良剂，深度为15-30cm的松土层中，含有第一土壤改良剂。

S7、施水：向松土层施水，使得松土层内的第二土壤改良剂充分与水接触。过程中，控制施水量，尽量避免水渗入松土层的下层(深度为15-30cm)，从而尽量避免水与松土层下层中的第一改良剂接触。

S8、插设补水机构：在农田上插设若干补水机构，相邻的补水机构之间间隔0.3m。如图1所示，每个补水机构包括外筒1和内筒2，外筒1和内筒2的底端封口，外筒1和内筒2之间放置有捕雾棉3，外筒1和内筒2的侧壁上开设有若干渗水孔4。外筒1的内侧壁、内筒2的外侧壁上固定连接有若干引水板5，引水板5朝上倾斜设置，引水板5上设有凹陷部，凹陷部内放置有膨润土6。外筒1的内侧壁上固定连接有多根横杆7，横杆7靠近内筒2的一端固定连接在内筒2的外侧壁上，每个横杆7上安装有密封的发热盒8，发热盒8内安装有电热丝。本实施例中的捕雾棉来自期刊《Advanced materials》2013年第25卷第8期第1149页的论文，论文题目为《Temperature-Triggered Collection and Release of Water from Fogs by aSponge-Like Cotton Fabric》，该论文中的捕雾棉的棉纤维上具有温敏性聚合物PNIPAAm层。

S9、播种作物：距施水步骤两天后，在松土层播种作物，作物的播种深度小于10cm，作物播种在补水机构的周围。

S10、施加缓冲溶液：作物播种后10天内，向农田施用pH值为7.2-7.5的磷酸盐缓冲溶液。

本方法的步骤S1中，干燥的秸秆、花生壳、杂草燃烧后形成含有草木灰的生物炭层，生物炭层内的草木灰呈碱性，遇水后不仅能够提高土壤的pH值，改善土壤的酸化，还能为作物提供矿质元素，帮助作物正常生长。

步骤S7-S8中，施水后，在深度为0-15cm的松土层内，含有第一土壤改良剂和第二土壤改良剂。施水后，第二土壤改良剂(石灰氮颗粒)充分与水接触，石灰氮颗粒遇水将会水解成单氰胺和氢氧化钙，增加土壤中的氢氧根离子，提高土壤的pH值，降低土壤的酸性，短时间内改变土壤的酸碱度。

同时，第一土壤改良剂中，白云石粉遇水形成的水溶液呈碱性，钙镁磷肥不溶于水，但在酸性条件下能够缓慢溶解，并消除氢离子，提高土壤的pH值。且钙镁磷肥还能提供钙、镁、磷硅等营养元素，协同有机肥一起为作物提供生长所需的各种养分。另外，菌种粉中的地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌能够在土壤中活动，其活动时能够使得周围环境的pH值升高，从而调节土壤的酸碱度。因此，在第一土壤改良剂和第二土壤改良剂共同作用下，深度为0-15cm的松土层内的土壤逐渐变为中性土壤，适合作物生长。

当深度为0-15cm的松土层内的土壤呈中性后，在此时的pH值环境下，剩余的钙镁磷肥溶解非常缓慢甚至不溶解。因此，在作物播种后，利用补水机构中的捕雾棉在温度高于40℃时逐渐释放液滴形式的水，水沿引水板通过渗水孔流入土壤中，实现对土壤的补水，避免人工手动补水。而进入土壤中的水与第一土壤改良剂接触，此时，深度为15-35cm的松土层中，由于这部分的土壤未经改良仍呈酸性，因此，水进入这部分土壤中后，水溶液呈酸性，钙镁磷肥溶解，并消除水溶液中的氢离子，提高土壤的pH值，同时，白云石粉溶解在水溶液中，进一步提高土壤的pH值，使得深度为15-35cm的松土层内的土壤的酸性减弱，逐渐成为中性土壤，在作物的根部生长至该部分土壤之前，提高了土壤的pH值。

此后，当土壤中的磷酸盐缓冲溶液失效后，土壤开始复酸化时，土壤中的氢离子逐渐增多，控制补水机构中的电热丝发热，使得捕雾棉释放液滴形式的水，为土壤补水。补水后，土壤中的水溶液呈现酸性，第一土壤改良剂中的钙镁磷肥在酸性水溶液中溶解，消除氢离子，减少土壤中氢离子的含量，提高土壤的pH值。每当土壤开始复酸化时，第一土壤改良剂则会提高土壤的pH值，避免土壤真正处于复酸化状态，从而实现对土壤的长效改酸。并且，补水机构中流出的水中携带了膨润土，膨润土具有较强的阳离子交换功能，若是土壤呈酸性，土壤中游离的氢离子将会被交换吸附至膨润土中，从而将酸性的土壤转变为中性的土壤。并且，工作人员可以向补水机构中引水板的凹陷部内添加新的膨润土，以此实现对土壤的长期改酸。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims

1.一种农田酸化土壤改酸方法，其特征在于：包括以下步骤：

S3、翻拌：将第一土壤改良剂与松土层翻拌均匀；

S6、施水：向松土层施水，使得松土层内的第二土壤改良剂充分与水接触；然后，在农田上插设若干补水机构，每个补水机构包括外筒和内筒，外筒和内筒的底端封口，外筒和内筒之间放置有捕雾棉，外筒和内筒的侧壁上开设有若干渗水孔；外筒的内侧壁上固定连接有若干横杆，横杆远离外筒的一端固定连接在内筒的外侧壁上，每个所述横杆上安装有密封的发热盒，发热盒内安装有电热丝；所述外筒的内侧壁和内筒的外侧壁上固定连接有若干向上倾斜设置的引水板；所述引水板上设有凹陷部，凹陷部内放置有膨润土；

2.根据权利要求1所述的一种农田酸化土壤改酸方法，其特征在于：所述步骤S1前，将干燥的秸秆、花生壳、杂草平铺在农田上，点火燃烧，在农田表面形成生物炭层。

3.根据权利要求2所述的一种农田酸化土壤改酸方法，其特征在于：所述步骤S7后，作物播种后10天内，向农田施用pH值为7.2-7.5的磷酸盐缓冲溶液。

4.根据权利要求3所述的一种农田酸化土壤改酸方法，其特征在于：所述步骤S2中的第一土壤改良剂还包括菌种粉，菌种粉包括地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。