CN109496485B - 一种耕地土壤控盐方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耕地土壤控盐方法，包括：通过耕地灌溉水垂直入渗和侧向渗流，将不同时期积聚耕作土层中的盐分垂直向下淋洗，带入地下水中，通过地下水横向补给运移过程，将盐分代入毗邻盐荒地进行蒸发，盐分随水分向上运移，并积聚在盐荒地土层。本发明提供的耕地土壤控盐方法，通过给耕地灌水，使得耕地地下水补给量大于消耗量、盐荒地下水消耗量大于补给量的水位差，从而使得地下水存储的盐分随水分垂直向上迁移并积聚在盐荒地土层中，并最终实现了生态控盐，该控盐方法简单、成本低，不需占用的大量的有效耕地面积。

Description

一种耕地土壤控盐方法

技术领域

本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种耕地土壤控盐方法。

背景技术

土壤盐渍化和次生盐渍化是干旱半干旱灌区农业生产的主要胁迫因子，制约和危害着农业生产和可持续发展。全球盐渍土面积达10亿hm2，占陆地面积的25％～30％，中国盐碱地总面积约为3467万hm2，近1/3的灌区土壤存在不同程度的盐渍化问题。

盐碱地的改良利用是一个长期的、复杂的系统工程，其目标就是降低盐分含量，减少土壤有害盐分，增加土壤通透性和肥力，从而为作物生长发育提供适宜的土壤理化性质和微生态环境。改良并利用盐渍土一直是全球土地治理领域关注的焦点，目前主要以水利工程措施为主，化学方法和农艺措施为辅。盐渍化改良利用的常规操作过程是洗盐、排盐，从而降低土壤盐分含量，具体改良措施有灌水洗盐、排水除盐(明沟、暗管排水)、客土改良等水利工程措施，此外还有其它生物、物理、化学等措施。明沟排水；缺点是占压土地多，管理困难。

改良盐碱地首先要搞好排水工程，排水的形式有明沟、暗管、竖井和林木排水等。工程灌排措施在改良盐渍土方面效果很好，但是投资较高且需要充足的淡水洗盐，明沟排水工程投资少，设计、施工简便易行，缺点是占地多，在粉砂壤土地区，沟坡容易坍塌，清淤量大，管理困难。暗管排水不占耕地，避免了排水明沟易于塌坡而造成的淤积，但暗管排水基本建设投资多，设计施工复杂且只能排除地下水。竖井排水效率高，地下水降得深，但水质咸，不适于灌溉的地区，单纯排水的竖井管理费用较高。林木排水可以改善农田小气候环境，减少土壤蒸发量，但不能排除盐分。洗盐过程中土壤中一些植物必需的矿物质元素也同时被淋失。化学改良方法在较小的区域内，针对某些特定的盐碱成分，效果较为显著，如石膏法和施用改良剂，但成本较高，同时对土壤有响应负面影响。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种成本低、采用生态法改善土壤盐渍化的方法。

一种耕地土壤控盐方法，包括：通过耕地灌溉水垂直入渗和侧向渗流，将不同时期积聚耕作土层中的盐分垂直向下淋洗，带入地下水中，通过地下水横向补给运移过程，将盐分代入毗邻盐荒地进行蒸发，盐分随水分向上运移，并积聚在盐荒地土层。

进一步地，如上所述的方法，包括：在盐荒地上种植盐生植物以提高其蒸发能力。

进一步地，如上所述的方法，所述盐生植物包括：真盐生植物、泌盐盐生植物、假盐生植物。

有益效果：

本发明提供的耕地土壤控盐方法，通过给耕地灌水，使得耕地地下水补给量大于消耗量、盐荒地下水消耗量大于补给量的水位差，从而使得地下水存储的盐分随水分垂直向上迁移并积聚在盐荒地土层中，并最终实现了生态控盐，该控盐方法简单、成本低，不需占用的大量的有效耕地面积。

附图说明

图1为灌水情况下干排水系统水盐运移示意图；

图2为无灌水情况下干排水系统水盐运移示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

不同类型的盐碱土具有不同的物理和化学性质，这也造成了盐碱土改良的复杂性，应根据盐碱土具体特性，采用不同的行之有效的相应改良方法，因地制宜的综合改良和利用盐碱地。

利用耐盐植物改良盐碱地不仅体现出生态环境建设的价值及治理的目的，同时有利于增加农业经济收入和发展盐碱地农业及其附属产业。生物修复措施改良区域盐渍地是优化节水灌溉、达到最佳排盐效果的方式之一，可有效的改善土壤理化特性及土壤肥力，增加生物覆盖度改善区域小气候。在内陆干旱半干旱地区，蒸降比大，增加生物覆盖有利于削弱盐分随水分蒸发的爬升，取得维护生态平衡的环境效益和节水效益，同时具有良好的经济效益。

本申请则为结合干旱区灌区种植结构与土地类型的分布提出的生态可持续排盐系统，即“干排水”生态控盐。通过耕地灌溉水垂直入渗和侧向渗流，将不同时期积聚耕作土层中的盐分垂直向下淋洗，带入地下水中，通过地下水横向补给运移过程，将盐分代入毗邻荒地。荒地在地表强烈蒸发的作用下，盐分随水分向上运移，盐分在“干排盐”期积聚在荒地土层，尤其是表层中，为灌水洗盐的临时“盐库”。

干旱半干旱地区降雨量少，作物生产基本依赖灌溉水，而灌水的同时伴有引盐的发生。以我国三大灌区之一的河套灌区为例，是我国土壤盐渍化发育的典型地区也是典型的无灌溉即无农业的地区，其每年引黄灌水量约为50亿m³(矿化度约0.5g/L)，由黄河水带入灌区的盐分约为250万t，而整个灌区由各级排水系统排出的水量约5亿m³(矿化度1.6g/L)，随之排入乌梁素海的盐分约80万t，理论上灌区每年积盐多达170万t，而且逐年累积。长此以往，表面上看土壤盐碱化程度加剧，盐碱地面积将呈现增加趋势，然而近年来，灌区盐渍化土壤面积却并未发生大的变化，耕地土壤土层盐渍化程度并没有持续上升，其中“干排水”起到了至关重要的作用。插花分布在耕地周边的荒地对于周边耕地盐分均衡的调节具有重要的意义。

本发明实施例采用干排水”生态型控盐系统，整个系统包括耕地-地下水-荒地-盐生植物4部分。详细描述如下：

灌区引黄灌溉，耕地地下水补给量大于消耗量，地下水位得到入渗补给上升，而盐荒地在无灌水的情况下，地下水消耗量大于补给量，地下水位呈下降趋势。因此，耕地地下水位高于荒地，从而耕地地下水因形成的耕荒地水头差向荒地水平迁移，土壤层淋滤的盐分随水分一起运移至荒地地下水，并形成一定时间的稳定存储(内排水)。盐荒地强烈的蒸发作用使地下水毛细上升高度加大，上述地下水存储的盐分随水分垂直向上迁移并积聚荒地土层中，该过程随着蒸发的持续进行，盐分在盐荒地积累(旱排)。

蒸发的持续进行，荒地的土壤积盐，盐分不断的向上运移，大量的盐分积聚表层(15cm以上土层)，降低了土壤的通透性，甚至形成了大大小小的盐斑，对土壤蒸发有一定的抑制作用，“干排水”作用减弱，整个生态排盐系统受到影响。怎样去除影响荒地蒸发的影响对于维持“干排水”作用的生态可持续，进而使耕地土层盐分维持在作物耐盐范围起着根本的作用，对于内蒙河套灌区，每年通过秋浇淋盐的方式，提高灌区地下水位，进而利用排水沟排水排盐，重新保持了荒地的“盐库”能力，但这种方式受到水量以及排水沟排水能力的约束，而近些年备受学者和相关基层工作者关注的耐盐植物可以有效地去除土壤盐分，并且可以广泛的利用盐碱荒地，利用盐生植物蒸腾作用高于荒地蒸发，从而改变盐荒地蒸发能力下降，加强“干排水”作用。需要将专利的详细流程图画出，并且逐一介绍方法的流程内容

根据盐生植物对盐分的反应情况以及生理和形态学特点，盐生植物分为真盐生植物(euhalobion)、泌盐盐生植物(recretohalophyte)、假盐生植物(pseudohalophyte)3个生理类型。在盐渍环境中生长的某些植物，它们无法阻止盐分的进出，而是通过不同的形态和生理途径“忍受”或部分“忍受”盐分而使其不受伤害，维持其正常的生理活动。植物抗盐性是指植物在盐胁迫下维持生长、形成经济产量或完成生活史的能力，存在着明显的种间及种内差异。耐盐植物能够在盐分含量较高的土壤上正常生长、发育，不需要任何附加条件和设施，经过植物的生长、对盐分的吸收，对土壤性状的影响，使土壤盐分迁移、脱离植物根系土层。全球约有1560余种盐生植物，结合改良剂与耕作措施，种植耐盐碱作物在获得作物产出的同时对盐碱土壤进行改造，以维持“干排水”系统的可持续发展，同时很多耐盐植物可作为粮食、牧草、纤维、化工和医用原料等，具有重要的经济价值，种植盐生植物可有效的促进土壤脱盐。

目前，被大家熟知的耐盐植物品种有枸杞、柽柳、高粱、汉麻、高丹草、四翅滨黎、苇状羊茅、柽柳等，大多为多年生植物，部分野生的盐生植物对盐碱有很强的适应性，甚至有喜盐碱的情况，如黄须、马绊草等。这些野生植物在生理上都有其特殊功能，如植物本身含有盐分，细胞液渗透压很高，可以正常的吸收水分和盐分，或叶子结构特殊，蒸腾量很小，有的叶子还能泌盐。在“干排水”系统运行过程中，可定期刈割，依据不同盐碱土配置相对应的不同耐盐植物，发展盐碱地农业，促进盐碱地的开发、利用、改良，实现生态、经济和社会三大效益的统一。

基于“干排水”生态型控盐系统的耕地、地下水、盐荒地、盐生植物4个子系统，结合排盐系统流程图(图1、图2)描述如下。

耕地有灌水的情况下(图1)，干旱区大水漫灌的管理方式使水分入渗土壤快速补给地下水，耕地地下水位升高，形成了地下水耕地-荒地运移的水头。伴随着对耕作层土壤的淋滤作用，灌水携带者土层生育期阶段聚集的盐分进入地下水。水盐由耕地运移至盐荒地地下水，待土壤水盐再分布、耕荒地地下水位达到平衡后该过程结束。

盐荒地一般为灌区地势较低的低洼区域，或者不适宜耕种的废弃农田，一般无常见的粮食与经济作物生长。在干旱半干旱区，蒸降比较大，浅埋深地下水在毛管作用的驱动下进入土壤，通过腾发作用耗散，盐分则随着水分运移至土壤，水去盐留，最终积聚于盐荒地。休闲地(裸露土壤)的盐分主要集中于表层，而耕作土壤的盐分集中于作物根层。该过程实现了对耕地盐分的吸纳，使得耕地盐分在作物生育期能到达补排平衡或者脱盐的状态。

根据不同的种植作物，生育期灌水次数依据当地的管理经验，同时在节水灌溉的趋势下，提倡减少用水量，因此，灌水补给地下水量有逐年减小的趋势。在这种情况下(图2)，干旱地区单季作物的种植方式，土壤多达半年处于裸露状态的特点，但此时作物秸秆一直未处理，耕地土壤保持了一定的覆盖度，保持着土壤水分，抑制了蒸发，灌区内依然可以通过盐荒地的蒸发排盐提供一定的驱动力，盐荒地的蒸发是持续不断的一个过程，前提是地下水埋深在蒸发临界埋深的高程以上或者常年保持合适的埋深，“干排水”效果依然持续。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种耕地土壤控盐方法，其特征在于，包括：通过耕地灌溉水垂直入渗和侧向渗流，将不同时期积聚耕作土层中的盐分垂直向下淋洗，带入地下水中，通过地下水横向补给运移过程，将盐分带 入毗邻盐荒地进行蒸发，盐分随水分向上运移，并积聚在盐荒地土层，在盐荒地上种植盐生植物以提高其蒸发能力；

所述盐荒地为灌区地势低的低洼区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盐生植物包括：真盐生植物、泌盐盐生植物、假盐生植物。

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