CN109705872B

CN109705872B - 一种苏打碱化土壤调理剂及其制备方法

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Publication number: CN109705872B
Application number: CN201811496748.XA
Authority: CN
Inventors: 杨帆; 王志春; 杨洪涛; 安丰华; 朱文东; 赵丹丹; 张璐
Original assignee: Northeast Institute of Geography and Agroecology of CAS
Current assignee: Northeast Institute of Geography and Agroecology of CAS
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2021-03-19
Anticipated expiration: 2038-12-07
Also published as: CN109705872A

Abstract

一种苏打碱化土壤调理剂及其制备方法，本发明涉及一种苏打碱化土壤调理剂及其制备方法。本发明的目的是为了解决苏打碱化土壤碱化度高、现有改良剂、调理剂普遍存在的改良时间长，见效慢的问题。苏打碱化土壤调理剂由农用氯化钙、脱硫石膏、草炭土、腐熟秸秆和营养调节物质配比而成。方法为：将农用氯化钙、脱硫石膏、草炭土、腐熟秸秆堆肥及营养调节物质按比例混合，装入搅拌机充分混合均匀，无需过筛，制成苏打碱化土壤调理剂成品。本调理剂兼具快速置换土壤交换性钠离子，增加土壤有机质，增强地力，改善土壤物理性质等多重作用，施用当年即可使苏打碱化土壤耕层得到快速改良，增产效果显著。本发明应用于盐碱地土壤改良领域。

Description

一种苏打碱化土壤调理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种苏打碱化土壤调理剂及其制备方法。

背景技术

苏打碱化土壤是以碳酸钠和碳酸氢钠为主要盐分，pH高，交换性钠离子含量高，总碱度高的一类障碍性土壤。东北松嫩平原342万公顷盐碱地中90％以上是不同程度的苏打碱化土壤。苏打碱土物理性质恶劣，通透性差，改良利用困难。改良碱化土壤的基本化学原理是用二价钙离子置换土壤胶体上吸附的钠离子，再经过灌溉淋洗或排水，将钠离子移出耕层，使耕层土壤脱盐，得到改良。目前常用的改良剂主要是石膏类，特别是近年来由于我国燃煤电厂普遍采用脱硫装置，产生大量的脱硫石膏，为苏打碱化土壤改良提供了大量材料。但是，脱硫石膏作为一种工业废弃物，其对碱化土壤的改良效果取决于其主要成分硫酸钙的溶解度。由于硫酸钙的溶解度很小，常温下只有0.27-0.40mg/100ml水，脱硫石膏改良重度以上苏打碱化土壤，实现作物高产，至少需要2年以上的时间。生产上迫切需要快速、高效的苏打碱化土壤调理剂。

发明内容

本发明的目的是为了解决苏打碱化土壤碱化度高、现有改良剂、调理剂普遍存在的改良时间长，见效慢的问题，提出一种苏打碱化土壤调理剂及其制备方法。

本发明一种苏打碱化土壤调理剂按重量份数20-26份农用氯化钙、40～50份脱硫石膏、20～22份草炭土、8～10份腐熟秸秆和2份营养调节物质配比而成。

本发明苏打碱化土壤调理剂的制备方法为：一、按重量份数称取20-26份农用氯化钙、40～50份脱硫石膏、20～22份草炭土、8～10份腐熟秸秆和2份营养调节物质；二、将脱硫石膏和草炭土自然风干至含水量降到30％以下，然后将农用氯化钙、脱硫石膏、草炭土、腐熟秸秆堆肥及营养调节物质混合，装入搅拌机充分混合均匀，即制成苏打碱化土壤调理剂。

本发明在保证耕层土壤胶体上钠离子被有效置换的前提下，调理剂中加入了溶解度更高的钙源物质—氯化钙，充分发挥其100％全水溶、全吸收，快速补充钙离子的作用，减少了溶解度较低的脱硫石膏占比。充分利用草炭来改善苏打碱化恶劣的土壤性质。腐熟秸秆作为有机物料添加，改善碱化土壤结构，培肥地力。

本发明的有益效果是：

本调理剂兼具快速置换土壤交换性钠离子，增加土壤有机质，增强地力，改善土壤物理性质等多重作用，施用当年即可使苏打碱化土壤耕层得到快速改良，当年取得6286.4-7019.8kg/ha的高产，增产效果显著。

附图说明

图1为实施例一中施用苏打碱化土壤调理剂与空白对照组的生长情况对照图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式一种苏打碱化土壤调理剂按重量份数20-26份农用氯化钙、40～50份脱硫石膏、20～22份草炭土、8～10份腐熟秸秆和2份营养调节物质配比而成。

本实施方式的土壤调理剂适用土地利用类型：水田，有灌溉水资源和灌溉排水工程保障。

本实施方式在保证耕层土壤胶体上钠离子被有效置换的前提下，调理剂中加入了溶解度更高的钙源物质—氯化钙，充分发挥其100％全水溶、全吸收，快速补充钙离子的作用，减少了溶解度较低的脱硫石膏占比。充分利用草炭来改善苏打碱化恶劣的土壤性质。腐熟秸秆作为有机物料添加，改善碱化土壤结构，培肥地力。

本实施方式的有益效果是：

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：农用氯化钙为粉状；其中氯化钙的质量百分含量为70％-74％。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：脱硫石膏中二水硫酸钙的百分含量为70％～94％。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：草炭土按质量百分比为有机质61％～84％、全氮含量0.8％～1.2％、全磷含量0.08％～0.2％、全钾含量1.1％～1.5％，腐植酸含量28％-45％、水分含量30％-45％、其余为土和杂质。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：草炭土中腐植酸质量百分含量为28％-45％。其它与具体实施方式一至四之一相同。

腐植酸为草炭土中有机质的重要组成部分。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：腐熟秸秆中有机质质量百分含量为13％～25％、全氮含量0.3％～0.6％、全磷含量0.14％～0.25％、全钾含量0.5％～1.3％；其中腐熟秸秆的腐殖化系数为25-30％。其它与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：营养调节物质为硫酸锌和磷酸二氢钾按质量比(0.32～0.53)：(2.1～3)混合的混合物，其中硫酸锌中七水硫酸锌的质量百分含量为99％，磷酸二氢钾中KH₂PO₄的质量百分含量为98％。其它与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：苏打碱化土壤调理剂的施用量A(t/ha)＝0.0086×F×Ds×BD×(CEC)×(ESP_i–ESP_f)/70％；其中D_s为改良土壤深度、F为钙钠交换系数、BD为土壤容重、CEC为阳离子交换量、ESP_i为土壤初始钠碱化度、ESP_f为改良后土壤的目标碱化度。其它与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：苏打碱化土壤调理剂的施用方法：

若改良土壤为新开垦的水田，则种植的前一年秋季，不耕翻，直接撒施于地表，纵横两次机械旋耕15cm，使调理剂与土壤充分混匀；

若改良土壤为已经种植过的水田，则在秋季水稻收获后、土壤封冻前，实施秋翻，秋翻深度20cm，秋翻后不耙地，立垡越冬，次年春季将调理剂撒施于地表。其它与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式苏打碱化土壤调理剂的制备方法为：一、按重量份数称取20-26份农用氯化钙、40～50份脱硫石膏、20～22份草炭土、8～10份腐熟秸秆和2份营养调节物质；二、将脱硫石膏和草炭土自然风干至含水量降到30％以下，然后将农用氯化钙、脱硫石膏、草炭土、腐熟秸秆堆肥及营养调节物质混合，装入搅拌机充分混合均匀，即制成苏打碱化土壤调理剂。

具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式十不同是：腐熟秸秆的制备方法为：将玉米秸秆切成3-4cm的小段，然后用粪尿浸透，再按玉米秸秆、黑土、农家肥、人粪尿按6∶1∶2∶1拌匀堆制，含水量30％，堆内温度在50℃-60℃维持28-30天即可。其他与具体实施方式十相同。

具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式十一不同是：农家肥为猪粪:牛粪按质量比2:1混合，含水率为40％。其他与具体实施方式十一相同。

本实施方式中农家肥无需腐熟，直接按比例与玉米秸秆堆肥方法堆制。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例一：

本实施例一种苏打碱化土壤调理剂按重量份数20份农用氯化钙、50份脱硫石膏、20份草炭土、8份腐熟秸秆和2份营养调节物质配比而成。

农用氯化钙为粉状；其中氯化钙的质量百分含量为70％。脱硫石膏中二水硫酸钙的质量百分含量为91.4％。草炭土中有机质量百分含量为质84％、全氮含量1.2％、全磷含量0.2％、全钾含量1.2％、水分含量30％-45％；草炭土中腐植酸质量百分含量为45％。腐熟秸秆有机质13％，腐殖化系数25％，营养调节物质为硫酸锌和磷酸二氢钾按质量比0.32：2.1的比例混合的混合物，其中硫酸锌中七水硫酸锌的质量百分含量为99％，磷酸二氢钾中KH₂PO₄的质量百分含量为98％。

本实施例苏打碱化土壤调理剂的制备方法为：一、按重量份数称取20份农用氯化钙、50份脱硫石膏、20份草炭土、8份腐熟秸秆和2份营养调节物质；二、将脱硫石膏和草炭土自然风干至含水量降到30％以下，然后将农用氯化钙、脱硫石膏、草炭土、腐熟秸秆堆肥及营养调节物质混合，装入搅拌机充分混合均匀，即制成苏打碱化土壤调理剂。

腐熟秸秆的制备方法为：将玉米秸秆切成3-4cm的小段，然后用粪尿浸透，再按玉米秸秆、黑土、农家肥、人粪尿按6∶1∶2∶1拌匀堆制，含水量30％，堆内温度在50℃-60℃维持28-30天即可。农家肥为猪粪:牛粪按质量比2:1混合均匀，含水率为40％，无需腐熟，直接按比例与上述秸秆堆肥方法堆制。

调理剂施用量：拟改良土壤深度(D_s)为20cm，施用前测定0-20cm土壤参数，包括土壤容重(BD，t/m³)、交换性钠离子含量(E_Na，cmol_c/kg)、阳离子交换量(CEC，cmol_c/kg)和土壤初始钠碱化度(ESP_i，％)，将改良后土壤的目标碱化度设定为(ESP_f，15％)，钙钠交换系(F)数取值为1.1，利用公式计算得到调理剂的施用量A(t/ha)＝0.0086×F×Ds×BD×(CEC)×(ESP_i–ESP_f)/70％。根据0-20cm土壤初始碱化度的调理剂施用量对照表：

新垦苏打碱化水田：开垦种植水田第一年，0-20cm土层初始钠碱化度70％，于上一年的秋季直接将苏打碱化土壤调理剂按照45t/ha撒施于地表，纵横两次机械旋耕15cm，使调理剂与土壤充分混匀。春季结合水耙地，泡田洗盐2次，洗盐后灌水沉淀，等待插秧。种植水稻品种为“白粳1”，人工插秧，插秧日期为5月30日，以不施用任何土壤改良剂为对照，对照的种植和田间管理与施用调理剂相同。图1为收获时对照照片，由图1可知，施用调理剂(脱碱3号)的生长情况明显由于对照组，经测产，当年水稻产量达到6286.4kg/ha，是对照产量的10.17倍。

实施例二、

本实施例一种苏打碱化土壤调理剂按重量份数26份农用氯化钙、40份脱硫石膏、22份草炭土、10份腐熟秸秆和2份营养调节物质配比而成。

农用氯化钙为粉状；其中氯化钙的质量百分含量为74％。脱硫石膏中二水硫酸钙的质量百分含量为94％。草炭土中有机质质量百分含量为84％、全氮含量0.8％、全磷含量0.08％、全钾含量1.1％、水分含量30％-45％。草炭土中腐植酸质量百分含量含量28％。腐熟秸秆有机质25％，腐殖化系数30％，营养调节物质为硫酸锌和磷酸二氢钾按质量比0.53：3的比例混合的混合物，其中硫酸锌中七水硫酸锌的质量百分含量为99％，磷酸二氢钾中KH₂PO₄的质量百分含量为98％。

开垦种植过的水田：开垦种植水田第二年，0-20cm土层钠碱化度43％，秋季水稻收获后土壤封冻前，实施秋翻，秋翻深度20cm，秋翻后立垡越冬，次年春季将苏打碱化土壤调理剂撒施于地表，施用量为23t/ha，机械旋耕15cm两次，春季泡田洗盐2次。种植水稻品种为“白粳1”，人工插秧，插秧日期为5月28日，以不施用任何土壤改良剂为对照，对照的种植和田间管理与施用调理剂相同。经测产，当年水稻产量达到7019.8kg/ha，是对照产量的6.60倍。

Claims

1.一种苏打碱化土壤调理剂，其特征在于苏打碱化土壤调理剂按重量份数20-26份农用氯化钙、40～50份脱硫石膏、20～22份草炭土、8～10份腐熟秸秆和2份营养调节物质配比而成；农用氯化钙为粉状；其中氯化钙的质量百分含量为70％-74％；脱硫石膏中二水硫酸钙的百分含量为70％～94％；草炭土中有机质的质量百分含量为61％～84％、全氮含量0.8％～1.2％、全磷含量0.08％～0.2％、全钾含量1.1％～1.5％、水分含量30％-45％；营养调节物质为硫酸锌和磷酸二氢钾按质量比(0.32～0.53)：(2.1～3)混合的混合物，其中硫酸锌中七水硫酸锌的质量百分含量为99％，磷酸二氢钾中KH₂PO₄的质量百分含量为98％；腐熟秸秆中有机质质量百分含量为13％～25％、全氮含量0.3％～0.6％、全磷含量0.14％～0.25％、全钾含量0.5％～1.3％；其中腐熟秸秆的腐殖化系数为25-30％；

苏打碱化土壤调理剂的制备方法为：一、按重量份数称取20-26份农用氯化钙、40～50份脱硫石膏、20～22份草炭土、8～10份腐熟秸秆和2份营养调节物质；二、将脱硫石膏和草炭土自然风干至含水量降到30％以下，然后将农用氯化钙、脱硫石膏、草炭土、腐熟秸秆堆肥及营养调节物质混合，装入搅拌机充分混合均匀，即制成苏打碱化土壤调理剂。

2.根据权利要求1所述的一种苏打碱化土壤调理剂，其特征在于草炭土中腐植酸质量百分含量为28％-45％。

3.根据权利要求1所述的一种苏打碱化土壤调理剂，其特征在于苏打碱化土壤调理剂的施用量A(t/ha)＝0.0086×F×Ds×BD×(CEC)×(ESP_i–ESP_f)/70％；其中D_s为改良土壤深度、F为钙钠交换系数、BD为土壤容重、CEC为阳离子交换量、ESP_i为土壤初始钠碱化度、ESP_f为改良后土壤的目标碱化度。

4.根据权利要求1所述的一种苏打碱化土壤调理剂，其特征在于腐熟秸秆的制备方法为：将玉米秸秆切成3-4cm的小段，然后用粪尿浸透，再按玉米秸秆、黑土、农家肥、人粪尿按6∶1∶2∶1拌匀堆制，含水量30％，堆内温度在50℃-60℃维持28-30天即可。