CN109892059A - 一种分步安全削减设施菜地土壤硝酸盐和硫酸盐过量累积的方法 - Google Patents

一种分步安全削减设施菜地土壤硝酸盐和硫酸盐过量累积的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及土壤退化修复领域，具体提供一种安全削减设施菜地土壤硝酸盐和硫酸盐过量累积的方法。待处理土壤深翻、干燥后均匀撒施碳源，撒施碳源后翻动和平整压实土壤，土壤平整压实后适量浇灌含有双氰胺的水，而后在土壤表面喷撒可降解植物油，喷撒植物油后覆膜闷棚处理5‑30天以转化土壤硝酸盐，然后浇灌，而后再继续闷棚处理2‑7天以淋洗硫酸盐，从而分步安全消减待处理土壤硝酸盐和硫酸盐的过量累积。本发明实现土壤硝酸盐和硫酸盐过量累积的分步安全削减，既避免常规大水洗盐导致严重的硝酸盐淋失，也减少常规淹水还原处理土壤导致的硝酸盐淋失。

Description

一种分步安全削减设施菜地土壤硝酸盐和硫酸盐过量累积的 方法
技术领域
本发明涉及土壤退化修复领域，具体提供一种安全削减设施菜地土壤硝酸盐和硫酸盐过量累积的方法。
背景技术
因为过量施肥和施用氮磷肥料种类不当，我国设施菜地土壤硝酸盐和硫酸盐过量累积比较常见，导致土壤次生盐化，影响蔬菜生产。菜农一般采用大水洗盐的方式来降低土壤盐分过量累积对蔬菜生长的不利影响，但是大水洗盐没有选择性，加剧土壤硝酸盐淋失，污染地下水体。
人们可以在休闲期采取适宜的方式，如种植添闲耐盐作物和还原处理土壤，强化土壤盐分的吸收转移和原位转化，来降低土壤盐分的含量。其中，灌水强度和方式适当的情况下土壤还原处理措施既可以用于土壤生物消毒，也可以同时促进土壤反硝化为主的硝酸盐转化作用而原位削减硝酸盐累积。不过，在土壤还原处理早期土壤含水量很高，反硝化为主的硝酸盐转化作用若启动不够迅速，则土壤硝酸盐的淋失风险很大，当土壤保水性较差的时候，硝酸盐的淋失风险更大。土壤还原处理时额外添加碳源可以加速土壤硝氮转化。不过，添加不同类型的碳源的成本、操作难度和效果不同。秸秆类碳源生物降解比较缓慢，秸秆粉碎较差的情况下加入土壤，虽然可以提高土壤有机质含量，但可能增加土壤水的下渗速率而增加土壤还原处理时期的硝酸盐淋失；水溶性很好的碳源如甲醇等可以在灌水的同时添加进去，但成本较高，而且在灌溉不当的情况下很容易随水流失。因此，在休闲期土壤还原处理过程中，需要采取适当的强度与方式浇灌，以适宜剂量添加适当类型的碳源，充分利用反硝化等微生物作用原位转化硝酸盐，原位安全削减土壤硝酸盐过量累积，最大限度降低土壤还原处理灌溉引起的硝酸盐淋失。
发明内容
本发明目的在于提出一种分步安全削减设施菜地土壤硝酸盐和硫酸盐过量累积的方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种分步安全削减设施菜地土壤硝酸盐和硫酸盐过量累积的方法，待处理土壤深翻、干燥后均匀撒施碳源，撒施碳源后翻动和平整压实土壤，土壤平整压实后浇灌含有双氰胺的水，而后在土壤表面喷撒可降解植物油，喷撒植物油后覆膜闷棚处理5-30天以转化土壤硝酸盐，然后浇灌而后再继续闷棚处理2-7天以淋洗硫酸盐，从而分步安全消减待处理土壤硝酸盐和硫酸盐的过量累积。
所述碳源为粉末态碳源为主、水溶性碳源为辅的组合碳源，其中，粉末态碳源和水溶性碳源的添加质量分别为0-40cm土壤待削减硝酸盐质量的1-5倍和0.1-1倍，二者的添加总质量为0-40cm土壤待削减硝酸盐质量的1.5-6倍。
所述非水溶性碳源为粉末秸秆或淀粉类物质；水溶性碳源为工业白糖或葡萄糖。
所述含有双氰胺的水中，双氰胺的含量为1-10mg/L；所述可降解植物油在表层土壤喷撒量为每平米10-100g。
进一步说：
1)休闲期揭棚，翻动土壤，干燥至土壤湿度小于<15％；
2)土壤干燥后向土壤表面均匀撒施碳源；
3)撒施碳源后翻动、平整压实土壤；
4)土壤平整压实后浇灌含有双氰胺的水至0-40cm土壤的水分含量为土壤田间持水量的90％-110％；
5)浇灌含有双氰胺的水后向土壤表层每平米均匀喷撒可降解植物油；
6)均匀喷撒植物油后覆膜闷棚处理5-30天；
7)浇灌不含油双氰胺的水至0-40cm土壤的水分含量为土壤田间持水量的1.5-3.0倍，继续闷棚2-7天后敞棚，土壤降湿平整后待用。本发明所具有的优点：
本发明处理方法将待处理的土壤深翻、干燥、添加碳源、再翻动和平整压实后，前期浇灌含有双氰胺的水并在土壤表面喷可降解植物油后持续较长时间闷棚处理，原位转化土壤硝氮；后期浇灌不含有双氰胺的水持续较短时间闷棚处理以淋洗硫酸盐，从而实现硝酸盐和硫酸盐过量累积的分步安全削减，既避免常规大水洗盐导致的硝酸盐淋失，也减少一般淹水还原处理土壤导致的硝酸盐淋失。其中，粉末态碳源为主、水溶性碳源为辅的组合碳源利于低成本快速启动土壤反硝化；土壤表层喷洒少量可降解植物油，利于减少闷棚处理阶段土壤水分的蒸发损失；土壤还原处理后期大水灌溉，利于硝酸盐累积安全削减后再安全削减硫酸盐累积。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施方式做进一步说明，应当指出的是，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本发明，并不局限于本发明。
本发明对硝酸盐和硫酸盐过量累积的设施菜地土壤，接受翻动、干燥、添加碳源、再翻动和平整压实、适量浇灌含有双氰胺的水、土壤表面喷可降解植物油后闷棚处理5-30天以转化土壤硝酸盐，然后大量浇灌不含有双氰胺的水闷棚处理2-7天以淋洗硫酸盐，从而实现土壤硝酸盐和硫酸盐过量累积的分步安全削减，既避免常规大水洗盐导致严重的硝酸盐淋失，也减少常规淹水还原处理土壤导致的硝酸盐淋失。
实施例1
待处理区域：一大棚土壤长期轮种长茬番茄和短茬生菜，9年后，土壤次生盐化严重，冬春茬番茄结束后0-40cm土壤硝酸盐和硫酸盐的平均含量分别达到1.13g/kg和0.72g/kg。
现在希望将土壤硝酸盐和硫酸盐含量分别降至0.40和0.50g/kg以下，为此，按以下顺序处理土壤：
1)在冬春茬番茄罢园后，揭棚，翻动0-40cm土壤，土壤湿度7天内降至13.1％；
2)在土壤表面撒施工业白糖(0.19kg/平米)和玉米粉(0.38kg/平米)，分别为0-40cm土壤待削减硝酸盐质量(0.38kg/平米)的0.5倍和1倍；
3)按照上述要求将碳源均匀撒施土壤表面后再翻土、平整压实土壤；
4)对上述平整压实的土壤进行漫灌，加水使得0-40cm土壤水分含量为土壤田间持水量的105％；其中，水中添加4.0mg/L的双氰胺；
5)而后于土壤表面喷洒大豆油，其中，每平米土壤表面喷洒大豆油25g；
6)喷洒大豆油后向土壤表面覆膜，闷棚处理15天；
7)然后浇灌不含有双氰胺的水至0-40cm土壤含水量为田间持水量的2.0倍；
8)继续闷棚3天后揭棚，土壤湿度降至20％后平整土壤待用。
对上述处理后土壤的表层0-40cm土壤中硝酸盐和硫酸盐进行测试，0-40cm土壤中硝酸盐和硫酸盐的含量分别降至0.31g/kg和0.43g/kg，达到预期削减目标。
实施例2
待处理区域：一大棚土壤长期轮种长茬黄瓜和短茬生菜，8年后，土壤次生盐化较重，冬春茬番茄结束后0-40cm土壤硝酸盐和硫酸盐的平均含量分别达到0.92g/kg和0.67g/kg。
现在希望将土壤硝酸盐含量和硫酸盐含量分别降至0.40和0.50g/kg以下，为此，按以下顺序处理土壤：
1)在冬春茬黄瓜罢园后，揭棚，翻动0-40cm土壤，土壤湿度10天内降至12.5％；
2)在土壤表面撒施工业白糖(0.081kg/平米)和玉米粉(0.405kg/平米)，为0-40cm土壤待削减硝酸盐质量(0.27kg/平米)的0.3倍和1.5倍；
3)按照上述要求将碳源均匀撒施土壤表面后再翻动和平整压实土壤；
4)对上述平整压实的土壤进行漫灌，加水使得0-40cm土壤水分含量为土壤田间持水量的105％；其中，水中添加2.0mg/L的双氰胺；
5)而后于土壤表面喷洒可大豆油，其中，每平米土壤表面喷洒大豆油30g；
6)喷洒大豆油后向土壤表面覆膜，闷棚处理20天；
7)然后浇灌不含有双氰胺的水至0-40cm土壤含水量为田间持水量的1.8倍；
8)继续闷棚4天后揭棚，土壤湿度降至20％平整土壤待用。
对上述处理后土壤的表层0-40cm土壤中硝酸盐、硫酸盐进行测试，0-40cm土壤中硝酸盐和硫酸盐的含量分别降至0.28g/kg和0.41g/kg，达到预期削减目标。

Claims (4)

1.一种分步安全削减设施菜地土壤硝酸盐和硫酸盐过量累积的方法，其特征在于：待处理土壤深翻、干燥后均匀撒施碳源，撒施碳源后翻动和平整压实土壤，土壤平整压实后浇灌含有双氰胺的水，而后在土壤表面喷撒可降解植物油，喷撒植物油后覆膜闷棚处理5-30天以转化土壤硝酸盐，然后浇灌，而后再继续闷棚处理2-7天以淋洗硫酸盐，从而分步安全消减待处理土壤硝酸盐和硫酸盐的过量累积。
2.按权利要求1所述的分步安全削减设施菜地土壤硝酸盐和硫酸盐过量累积的方法，其特征在于：所述碳源为粉末态碳源为主、水溶性碳源为辅的组合碳源，其中，粉末态碳源和水溶性碳源的添加质量分别为0-40cm土壤待削减硝酸盐质量的1-5倍和0.1-1倍，二者的添加总质量为0-40cm土壤待削减硝酸盐质量的1.5-6倍。
3.按权利要求1所述的分步安全削减设施菜地土壤硝酸盐和硫酸盐过量累积的方法，其特征在于：所述含有双氰胺的水中，双氰胺的含量为1-10mg/L；所述可降解植物油在表层土壤喷撒量为每平米10-100g。
4.按权利要求1-3任意一项所述的分步安全削减设施菜地土壤硝酸盐和硫酸盐过量累积的方法，其特征在于：
1)休闲期揭棚，翻动土壤，干燥至土壤湿度小于<15％；
2)土壤干燥后向土壤表面均匀撒施碳源；
3)撒施碳源后翻动、平整压实土壤；
4)土壤平整压实后浇灌含有双氰胺的水至0-40cm土壤的水分含量为土壤田间持水量的90％-110％；
5)浇灌含有双氰胺的水后向土壤表层每平米均匀喷撒可降解植物油；
6)均匀喷撒植物油后覆膜闷棚处理5-30天；
7)浇灌不含油双氰胺的水至0-40cm土壤的水分含量为土壤田间持水量的1.5-3.0倍，继续闷棚2-7天后敞棚，土壤降湿平整后待用。
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