CN110121963B - 一种盐碱地的快速恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种盐碱地的快速恢复方法，包括以下步骤：土壤翻耕、恢复剂浇注、缓冲层铺设、营养层铺设、种植土层铺设、营养剂浇注、营腐生动物培养、植物种植和养护。有现有技术相比较，本发明提供的一种盐碱地的快速恢复方法采用腐殖酸、硫酸亚铁、磷石膏和水制备而成的恢复剂对土壤进行浸泡处理，实现了盐碱土原土的活力恢复和营养物质的积累；并且采用恢复剂浸泡后的原土土壤孔隙度降低，减少了后期反盐通道的形成。

Description

一种盐碱地的快速恢复方法

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种盐碱地的快速恢复方法。

背景技术

盐碱地是盐类集积的一个种类，是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长，根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成，大部分与土壤中碳酸盐的累计有关，因而碱化度普遍较高，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。

各种盐碱土都是在一定的自然条件下形成的，其形成的实质主要是各种易溶性盐类在地面作水平方向与垂直方向的重新分配，从而使盐分在集盐地区的土壤表层逐渐积聚起来。影响盐碱土形成的主要因素有：

1、气候条件；在我国东北、西北、华北的干旱、半干旱地区，降水量小，蒸发量大，溶解在水中的盐分容易在土壤表层积聚。夏季雨水多而集中，大量可溶性盐随水渗到下层或流走，这就是“脱盐”季节；春季地表水分蒸发强烈，地下水中的盐分随毛管水上升而聚集在土壤表层，这是主要的“返盐”季节。东北、华北、半干旱地区的盐碱土有明显的“脱盐”“返盐”季节，而西北地区，由于降水量很少，土壤盐分的季节性变化不明显。

2、地理条件；地形部位高低对盐碱土的形成影响很大，地形高低直接影响地表水和地下水的运动，也就与盐分的移动和积聚有密切关系，从大地形看，水溶性盐随水从高处向低处移动，在低洼地带积聚。盐碱土主要分布在内陆盆地、山间洼地和平坦排水不畅的平原区，如松辽平原。从小地形(局部范围内)来看，土壤积盐情况与大地形正相反，盐分往往积聚在局部的小凸处。

3、土壤质地和地下水；质地粗细可影响土壤毛管水运动的速度与高度，一般来说，壤质土毛管水上升速度较快，高度也高，砂土和粘土积盐均慢些。地下水影响土壤盐碱的关键问题是地下水位的高低及地下水矿化度的大小，地下水位高，矿化度大，容易积盐。

4、河流和海水的影响；河流及渠道两旁的土地，因河水侧渗而使地下水位抬高，促使积盐。沿海地区因海水浸渍，可形成滨海盐碱土。

5、耕作管理的不当；有些地方浇水时大水漫灌，或低洼地区只灌不排，以致地下水位很快上升而积盐，使原来的好地变成了盐碱地，这个过程叫次生盐渍化。为防止次生盐渍化，水利设施要排灌配套，严禁大水漫灌，灌水后要及时耕锄。

可以看出，目前土壤盐碱化问题是土壤退化和环境问题主要决定因素之一，也是土地资源利用和开发最主要的障碍，因而盐碱土的改良成为了一项最紧迫的任务。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盐碱地的快速恢复方法，可以在短时间内修复土壤。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种盐碱地的快速恢复方法，包括以下步骤：

1)土壤翻耕；

对盐碱地进行平整，然后对平整后的盐碱地进行翻耕若干次，翻耕的深度大于60公分；

2)恢复剂浇注；

对盐碱地浇注自来水，自来水浇注高度离土壤表面10公分，浸泡10天后排出；然后对盐碱地浇注恢复剂浇注高度离土壤表面10公分，浸泡10天后排出；

恢复剂包含下列成分：腐殖酸、硫酸亚铁、磷石膏和水；

3)缓冲层铺设；

清除浇注后的土壤，清除深度70公分；然后铺设缓冲层；所述缓冲层从下至上依次为碎石层、细沙层、中沙层、粗沙层和碎石层；

4)营养层铺设；

在缓冲层上铺设营养层，所述营养层从下至上依次为客土层、粪土层、秸秆层、草木灰层和客土层；

5)种植土层铺设；

在营养层上铺设种植土层，所述种植土层包括步骤3)中清除的土壤，所述种植土层铺设的厚度为30公分；然后在铺设种植土层后的土壤上挖设若干竖井，深度至缓冲层即可；

6)营养剂浇注；

对铺设种植土层后的土壤喷洒营养剂，所述营养剂包括以下物质：尿素20～30份、吸附剂1～5份、稳定剂1～5份、保水剂5～8份、微生物菌剂3～5份、甘蔗粉末发酵液10～20份、玉米芯粉末发酵液10～20份、粪便发酵液10～20份；

7)营腐生动物培养；

在营养剂浇注后一周，在营养层放入若干蜣螂幼虫或蜣螂卵；在种植土层放入若干蚯蚓幼虫；

8)植物种植；

在营腐生动物培养后3天，在种植土层上单行条间隔种植乔木和灌木，相邻的乔木和灌木之间距离为1.2～1.5米，在相邻的乔木和灌木之间种植碱蓬；

搭建棚架，在棚架上设置若干远红外灯，远红外灯光的波长为155～395微米，每天用远红外灯照射2～4小时。

9)养护；

从植物种植完成之日起，每周松土一次，松土深度为5～8厘米；每次松土后喷洒植物营养液。

优选地，在所述步骤3)中，所述中沙层埋设有热棒，所述热棒温度为55～65℃。

优选地，在所述步骤4)中，所述客土层埋设有热棒，所述热棒温度为35～45℃。

优选地，在所述步骤5)中，所述种植土层还包括客土，种植土层中客土重量占种植土总量为30～70％。

优选地，在所述缓冲层和所述营养层之间还铺设有无纺布层，所述无纺布上均匀设置直径小于1.5cm²的孔隙，孔隙设置的密度为100个/m²。

优选地，在所述步骤4)和步骤5)中，所述客土土壤的湿度大于80％、PH介于6.7～7之间、微生物含量大于10⁸个/g、大团聚体含量大于20％、土壤孔隙度介于40％～50％之间。

优选地，在所述步骤6)中，所述营养剂浇注量满足下列关系：

W＝(M²·K)/(1000·N·T)；

式中：W为每亩营养剂浇注量；M为每亩种植土层中客土重量；K为种植土层中客土的土壤孔隙度；N为每亩种植土层总重量；T为为每亩种植土层中客土的大团聚体含量。

优选地，在所述步骤9)中：

当土壤盐分≥0.2％，每周喷灌中性水一次，喷灌至土壤不再吸收水份为止；

当土壤盐分<0.2％，每天喷洒中性水一次，喷洒至土壤表面浸湿为止。

优选地，在所述步骤7)中，所述蜣螂幼虫或蜣螂卵的放入量满足下列关系：

D＝(3000·X·L²)/(Y·d·h)；

式中：D为每亩营养层中蜣螂幼虫或蜣螂卵的数量；X为每亩营养层中粪土层的总重量；Y为每亩营养层中粪土层、秸秆层和草木灰层的总重量；L为每亩营养层中粪土层的平均厚度；d为每亩营养层的平均厚度；h为每亩营养层中粪土层、秸秆层和草木灰层的平均厚度。

优选地，在所述步骤7)中，所述蚯蚓幼虫的放入量满足下列关系：

C＝(2000·M·T·K)/(Z·N)；

式中：C为每亩种植土层中蚯蚓幼虫的加入量；Z为每亩种植土层中客土的湿度。

本发明提供的一种盐碱地的快速恢复方法，与现有技术相比较具有以下优点：

1、本发明采用腐殖酸、硫酸亚铁、磷石膏和水制备而成的恢复剂对土壤进行浸泡处理，实现了盐碱土原土的活力恢复和营养物质的积累；并且采用恢复剂浸泡后的原土土壤孔隙度降低，减少了后期反盐通道的形成。

2、本发明的缓冲层由碎石层、细沙层、中沙层、粗沙层和碎石层构成，这样的缓冲层一方面能够阻碍地底反盐现象的发生，另一方面细沙层、中沙层具有较大的孔隙可以作为储水层，细沙层可以减缓水分的下渗，保证了水分的存储率。

3、本发明在缓冲层上铺设的营养层由客土层、粪土层、秸秆层、草木灰层和客土层构成，这样夹在客土层之间的粪土层、秸秆层、草木灰层可以依靠客土层内的微生物进行发酵及营养物质的转换。

4、本发明在改良后的土壤上挖设若干竖井，在暴雨或灌注水的情况下可以避免水对营养层和种植土层的冲刷，减少了营养物质的流失。

具体实施方式

下面将对本发明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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

实施例1

陕西卤泊滩盐碱地试验田a，面积1.3亩，恢复前土壤PH值为9.42；恢复方法如下：

1)土壤翻耕；

对试验田a土壤进行平整，然后对平整后的试验田a进行翻耕3次，翻耕的深度65公分；

2)恢复剂浇注；

对试验田a浇注自来水，自来水浇注高度离土壤表面10公分，浸泡10天后排出；然后对试验田a浇注恢复剂浇注高度离土壤表面10公分，浸泡10天后排出；

恢复剂包含下列成分：腐殖酸、硫酸亚铁、磷石膏和水；

3)缓冲层铺设；

清除浇注后的土壤，清除深度70公分；然后铺设缓冲层；所述缓冲层从下至上依次为碎石层、细沙层、中沙层、粗沙层和碎石层；

4)营养层铺设；

在缓冲层上铺设营养层，所述营养层从下至上依次为客土层、粪土层、秸秆层、草木灰层和客土层；

5)种植土层铺设；

在营养层上铺设种植土层，所述种植土层包括步骤3)中清除的土壤，所述种植土层铺设的厚度为30公分；然后在铺设种植土层后的土壤上挖设若干竖井，深度至缓冲层即可；

6)营养剂浇注；

对铺设种植土层后的土壤喷洒营养剂，所述营养剂包括以下物质：尿素20份、吸附剂3份、稳定剂3份、保水剂6份、微生物菌剂4份、甘蔗粉末发酵液15份、玉米芯粉末发酵液15份、粪便发酵液15份；

7)营腐生动物培养；

在营养剂浇注后一周，在营养层放入若干蜣螂幼虫或蜣螂卵；在种植土层放入若干蚯蚓幼虫；

8)植物种植；

在营腐生动物培养后3天，在种植土层上单行条间隔种植乔木和灌木，相邻的乔木和灌木之间距离为1.4米，在相邻的乔木和灌木之间种植碱蓬；

搭建棚架，在棚架上设置若干远红外灯，远红外灯光的波长为205微米，每天用远红外灯照射3小时。

9)养护；

从植物种植完成之日起，每周松土一次，松土深度为7厘米；每次松土后喷洒植物营养液。

在完成上述盐碱地恢复的过程中，在植物种植完成之后每月测量测量一次PH值，得到结果如下：

从上表可以看出，修复之后的试验田a盐碱地PH值下降，恢复到了可种植农作物的范围内。

12个月之后开始连续种植农作物5年，第一年种植小麦，第二年种植土豆。第三年种植棉花，第四年种植青稞，第五年种植玉米。五年内种植的农作物均有良好的收成，并且在每年收获收割季节，测量试验田a的土壤PH值，均维持在8.0左右，未发现上升的情况，该土壤已经恢复为正常种植田。

本发明采用腐殖酸、硫酸亚铁、磷石膏和水制备而成的恢复剂对土壤进行浸泡处理，实现了盐碱土原土的活力恢复和营养物质的积累；并且采用恢复剂浸泡后的原土土壤孔隙度降低，减少了后期反盐通道的形成。

本发明的缓冲层由碎石层、细沙层、中沙层、粗沙层和碎石层构成，这样的缓冲层一方面能够阻碍地底反盐现象的发生，另一方面细沙层、中沙层具有较大的孔隙可以作为储水层，细沙层可以减缓水分的下渗，保证了水分的存储率。

本发明在缓冲层上铺设的营养层由客土层、粪土层、秸秆层、草木灰层和客土层构成，这样夹在客土层之间的粪土层、秸秆层、草木灰层可以依靠客土层内的微生物进行发酵及营养物质的转换。

本发明在改良后的土壤上挖设若干竖井，在暴雨或灌注水的情况下可以避免水对营养层和种植土层的冲刷，减少了营养物质的流失。

实施例2

陕西卤泊滩盐碱地试验田b，面积1.9亩，恢复前土壤PH值为9.87；

在实施例1的基础上，本实施例中：

沙层埋设有热棒，所述热棒温度为60℃；

客土层埋设有热棒，所述热棒温度为40℃。

植土层还包括客土，种植土层中客土重量占种植土总量为50％。

在缓冲层和营养层之间还铺设有无纺布层，无纺布上均匀设置直径1cm²的孔隙，孔隙设置的密度为100个/m²。

在完成上述盐碱地恢复的过程中，在植物种植完成之后每月测量测量一次PH值，得到结果如下：

从上表可以看出，修复之后的试验田b盐碱地PH值下降，恢复到了可种植农作物的范围内。

12个月之后开始连续种植农作物5年，第一年种植小麦，第二年种植土豆。第三年种植棉花，第四年种植青稞，第五年种植玉米。五年内种植的农作物均有良好的收成，并且在每年收获收割季节，测量试验田a的土壤PH值，均维持在8.0左右，未发现上升的情况，该土壤已经恢复为正常种植田。

发明人发现，在客土层埋设35～45℃热棒，可以使得客土层之间的土层在最优的条件下进行发酵和营养物质转换。

另外，在中沙层埋设55～65℃的热棒，通过中沙层作为一个热屏障，可以隔绝底部返盐情况；通过测量发现，在中沙层上部的粗砂层盐分含量低于0.04％，在中沙层下部的细沙层的盐分含量为0.2～0.5％之间。

在在缓冲层和营养层之间还铺设有无纺布层，可以保证水分和空气的正常流动，另外能够防止土壤因为雨水冲刷而发生下层，另外也能通过无纺布减少返盐通道的形成。

在本发明中客土的选择条件为：湿度大于80％、PH介于6.7～7之间、微生物含量大于10⁸个/g、大团聚体含量大于20％、土壤孔隙度介于40％～50％之间。

PH值呈微酸性，可以有效的抑制盐碱土壤的出现；

微生物含量大于10⁸个/g，可以保证土壤的肥沃度，营养物质吸收会变得迅速；

土壤大团聚体为土壤中直径大于0.25mm的团聚状结构单位，大团聚体含量大于20％，大团聚体有助于营养物质的保存，因此大团聚体含量越多越能够储存营养物质；但大团聚体的含量选择不要超过40％；

土壤孔隙度介于40％～50％之间，孔隙度太大容易形成返盐通道，孔隙度太小会照成土壤于空气中气体交换不畅，因此土壤孔隙度小于40％最适于微生物和植物的生长。

在本发明中，营养剂浇注量满足下列关系：

W＝(M²·K)/(1000·N·T)；

式中：W为每亩营养剂浇注量；M为每亩种植土层中客土重量；K为种植土层中客土的土壤孔隙度；N为每亩种植土层总重量；T为为每亩种植土层中客土的大团聚体含量。

营养剂的含量选择在土壤修复过程中非常重要，如果营养剂喷洒过多，或造成土壤发生富营养化，容易使得病害虫、不利于植物生长的细菌、杂草等繁殖；如果营养剂喷洒过少，会导致土壤肥力不足；尤其是土壤中孔隙度和大团聚体含量均会影响到营养剂的吸收。

经过试验，采用W＝(M²·K)/(1000·N·T)公式计算出来的营养剂浇注量，这样大团聚体含量与营养剂浇注量成反比；因为大团聚体含量高越高营养物质可储存的量会越高，为了避免土壤过度富集，将营养剂浇注量与大团聚体含量设置成反比。

在本发明中，当土壤盐分≥0.2％，每周喷灌中性水一次，喷灌至土壤不再吸收水份为止；

当土壤盐分<0.2％，每天喷洒中性水一次，喷洒至土壤表面浸湿为止。

这样当盐分过高的时候，可以通过多次喷洒水分降低土壤中的盐分。

在本发明中，在所述步骤7)中，所述蜣螂幼虫或蜣螂卵的放入量满足下列关系：

D＝(3000·X·L²)/(Y·d·h)；

式中：D为每亩营养层中蜣螂幼虫或蜣螂卵的数量；X为每亩营养层中粪土层的总重量；Y为每亩营养层中粪土层、秸秆层和草木灰层的总重量；L为每亩营养层中粪土层的平均厚度；d为每亩营养层的平均厚度；h为每亩营养层中粪土层、秸秆层和草木灰层的平均厚度。

在本发明中，在所述步骤7)中，所述蚯蚓幼虫的放入量满足下列关系：

C＝(2000·M·T·K)/(Z·N)；

式中：C为每亩种植土层中蚯蚓幼虫的加入量；Z为每亩种植土层中客土的湿度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (9)

1.一种盐碱地的快速恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)土壤翻耕；

对盐碱地进行平整，然后对平整后的盐碱地进行翻耕若干次，翻耕的深度大于60公分；

2)恢复剂浇注；

对盐碱地浇注自来水，自来水浇注高度离土壤表面10公分，浸泡10天后排出；然后对盐碱地浇注恢复剂，浇注高度离土壤表面10公分，浸泡10天后排出；

恢复剂包含下列成分：腐殖酸、硫酸亚铁、磷石膏和水；

3)缓冲层铺设；

清除浇注后的土壤，清除深度70公分；然后铺设缓冲层；所述缓冲层从下至上依次为碎石层、细沙层、中沙层、粗沙层和碎石层；所述中沙层埋设有热棒，所述热棒温度为55～65℃；

4)营养层铺设；

在缓冲层上铺设营养层，所述营养层从下至上依次为客土层、粪土层、秸秆层、草木灰层和客土层；

5)种植土层铺设；

在营养层上铺设种植土层，所述种植土层包括步骤3)中清除的土壤，所述种植土层铺设的厚度为30公分；然后在铺设种植土层后的土壤上挖设若干竖井，深度至缓冲层即可；

6)营养剂浇注；

对铺设种植土层后的土壤喷洒营养剂，所述营养剂包括以下物质：尿素20～30份、吸附剂1～5份、稳定剂1～5份、保水剂5～8份、微生物菌剂3～5份、甘蔗粉末发酵液10～20份、玉米芯粉末发酵液10～20份、粪便发酵液10～20份；

7)营腐生动物培养；

在营养剂浇注后一周，在营养层放入若干蜣螂幼虫或蜣螂卵；在种植土层放入若干蚯蚓幼虫；

8)植物种植；

在营腐生动物培养后3天，在种植土层上单行条间隔种植乔木和灌木，相邻的乔木和灌木之间距离为1.2～1.5米，在相邻的乔木和灌木之间种植碱蓬；

搭建棚架，在棚架上设置若干远红外灯，远红外灯光的波长为155～395微米，每天用远红外灯照射2～4小时；

9)养护；

从植物种植完成之日起，每周松土一次，松土深度为5～8厘米；每次松土后喷洒植物营养液。

2.根据权利要求1所述的一种盐碱地的快速恢复方法，其特征在于，在所述步骤4)中，所述客土层埋设有热棒，所述热棒温度为35～45℃。

3.根据权利要求2所述的一种盐碱地的快速恢复方法，其特征在于，在所述步骤5)中，所述种植土层还包括客土，种植土层中客土重量占种植土总量为30～70％。

4.根据权利要求3所述的一种盐碱地的快速恢复方法，其特征在于，在所述缓冲层和所述营养层之间还铺设有无纺布层，所述无纺布上均匀设置直径小于1.5cm²的孔隙，孔隙设置的密度为100个/m²。

5.根据权利要求4所述的一种盐碱地的快速恢复方法，其特征在于，在所述步骤4)和步骤5)中，所述客土土壤的湿度大于80％、PH介于6.7～7之间、微生物含量大于10⁸个/g、大团聚体含量大于20％、土壤孔隙度介于40％～50％之间。

6.根据权利要求5所述的一种盐碱地的快速恢复方法，其特征在于，在所述步骤6)中，所述营养剂浇注量满足下列关系：

W＝(M²·K)/(1000·N·T)；

式中：W为每亩营养剂浇注量；M为每亩种植土层中客土重量；K为每亩种植土层中客土的土壤孔隙度；N为每亩种植土层总重量；T为每亩种植土层中客土的大团聚体含量。

7.根据权利要求6所述的一种盐碱地的快速恢复方法，其特征在于，在所述步骤9)中：

当土壤盐分≥0.2％，每周喷灌中性水一次，喷灌至土壤不再吸收水份为止；

当土壤盐分<0.2％，每天喷洒中性水一次，喷洒至土壤表面浸湿为止。

8.根据权利要求7所述的一种盐碱地的快速恢复方法，其特征在于，在所述步骤7)中，所述蜣螂幼虫或蜣螂卵的放入量满足下列关系：

D＝(3000·X·L²)/(Y·d·h)；

式中：D为每亩营养层中蜣螂幼虫或蜣螂卵的数量；X为每亩营养层中粪土层的总重量；Y为每亩营养层中粪土层、秸秆层和草木灰层的总重量；L为每亩营养层中粪土层的平均厚度；d为每亩营养层的平均厚度；h为每亩营养层中粪土层、秸秆层和草木灰层的平均厚度。

9.根据权利要求8所述的一种盐碱地的快速恢复方法，其特征在于，在所述步骤7)中，所述蚯蚓幼虫的放入量满足下列关系：

C＝(2000·M·T·K)/(Z·N)；

式中：C为每亩种植土层中蚯蚓幼虫的加入量；Z为每亩种植土层中客土的湿度。