CN110476533A - 一种盐碱地综合改良系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及土壤改良技术领域,提出一种盐碱地综合改良系统及方法。上述盐碱地综合改良系统包括盐碱地种植系统、水产养殖系统和发酵池。盐碱地综合改良方法利用上述盐碱地综合改良系统包括深耕晒垡和强灌、铺设暗管和滴灌机构、铺设沙土、秸秆和薄膜、打孔施肥、种植农作物和有机肥制作等步骤。上述盐碱地综合改良系统及方法将盐碱地种植系统、水产养殖系统和发酵池有效的结合起来,并配合暗管和膜下滴灌系统,对盐碱地实现包括水利节水、秸秆覆盖、施用有机肥和膜下滴灌等多重盐碱地改良方式,有效而可持续的对盐碱地实行了改良。
Description
技术领域
本发明涉及土壤改良技术领域,具体而言,涉及一种盐碱地综合改良系统及方法。
背景技术
盐碱地是各类盐土、碱土及盐化、碱化土壤的总称,根据土壤中盐碱含量的多少,一般可以分为轻度、中度和重度盐碱地3类。据不完全统计我国盐碱地面积约1700万公顷,约占世界盐碱化土壤总面积的1.7%,中国盐碱地面积所占比例远大于世界平均水平。中国的土地盐碱化已经严重的影响了我国的生态环境和粮食生产,盐碱地土壤改良和修复迫在眉睫。
在盐碱地修复的改良过程中涉及物理改良、水利改良、化学改良、生物改良和添加天然矿土资源与工业肥料等改良方法。上述改良方法各有利弊,例如水利改良是治理盐碱地最有效的办法,但是水量消耗大、投资巨大,维护费用高,并且容易造成土壤中的矿质元素流失。上述几种改良方式虽然已经普遍使用,但是其效果并不理想。因此,一种因地制宜、综合防治、绿色环保的综合改良方法,在绿色可持续发展农业的现代农业生态环境下具有十分重要的作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种盐碱地综合改良系统,其有效的避免了单一盐碱地改良带来的弊端,其能够有效合理的将盐碱地种植系统、水产养殖系统和发酵池配合起来,实现盐碱地改良的可持续绿色发展。上述综合改良系统能够节约水源,并将各个系统的废料变废为宝。
本发明的另一目的在于提供一种盐碱地综合改良方法,利用上述盐碱地综合改良系统将盐碱地种植系统、水产养殖系统和发酵池有效的结合起来,并配合暗管和膜下滴灌系统,对盐碱地实现包括水利节水、秸秆覆盖、施用有机肥和膜下滴灌等多重盐碱地改良方式,有效而可持续的对盐碱地实行了改良。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。
本发明提出一种盐碱地综合改良系统,其包括:
盐碱地种植系统、水产养殖系统和发酵池;
盐碱地种植系统用于种植耐碱农作物/普通农作物的盐碱地表面铺设有沙土,盐碱地上设置有膜下滴灌系统和种植有藻类的排水沟,盐碱地土壤下铺设有暗管,盐碱地种植系统中的耐碱农作物/普通农作物成熟后,农作物果实作为产品输出,农作物秸秆传送至盐碱地表面用于秸秆覆盖和/或发酵池用于发酵,藻类作为肥料输送至盐碱地种植系统和/或发酵池;
水产养殖系统包括与淡水管连接的高盐度池塘、种植有莲藕并套养虾的低盐度池塘和养有鱼的鱼塘,暗管和排水沟中的灌溉水经过滤后回流到高盐度池塘经调解盐度后水定期传送到低盐度池塘,低盐度池塘多余的水定期返回至鱼塘,鱼塘内的水引流至盐碱地种植系统或排出,水产养殖系统中的莲藕、虾、鱼作为产品输出,荷叶作为肥料输送至盐碱地种植系统和/或发酵池,塘泥作为肥料输送到盐碱地种植系统。
发酵池分别与盐碱地种植系统和水产养殖系统连接,荷叶、秸秆、藻类和运来的人畜粪便在发酵池发酵制得有机肥,将有机肥传送到盐碱地种植系统;
一种盐碱地综合改良方法,利用上述的盐碱地综合改良系统,其包括以下步骤:
深耕晒垡和强灌:施用磷石膏水,强灌土地同时松土,直至冲刷出水的盐度降至初始的三分之一,深耕深翻平整土地并在太阳下进行暴晒,翻土深度为2.0m-2.2m,深松把表层盐分含量高的土壤翻至下层,同时把含盐较少的下层土壤翻至表层,并在翻过土的底部铺设两层隔水层;
铺设暗管和滴灌机构:在上层隔水层上深度为0.4m-1.9m处从下至上铺设用于排出盐水且表面设置有微孔的暗管,微孔中设置有海绵,暗管在竖直方向和水平方向间隔设置,暗管通过集水管连通,集水管通过负压收集的盐水和排水沟中的水经高盐度池塘将盐度下调后流入种植有莲藕并套养虾的低盐度池塘,进一步降低盐度后流入养有鱼的鱼塘,鱼塘的水排出或通过管道引流至田间,排水沟内种植藻类,在暗管的上层铺设多层带有压力补偿型滴头的滴灌管,滴灌管的末端呈树枝状且掩埋深度为10cm-35cm,滴灌管汇集并通过管道与网式过滤器的出口连接,网式过滤器入口与水泵连接;
铺设沙土、秸秆和薄膜:在上述深耕过的土地上依次铺设5cm-10cm的沙土,沙土上层铺设3cm-5cm秸秆,秸秆内部铺设薄膜;
打孔施肥:在秸秆和沙土内打施肥孔,并将发酵池中发酵成熟的有机肥和塘泥灌入施肥孔进行施肥;
种植农作物:套种玉米和黄豆、或套种大豆和小麦;
有机肥制作:荷叶、秸秆、藻类和运来的人畜粪便在发酵池发酵制得有机肥;
与现有技术相比,本发明的盐碱地综合改良系统及方法的有益效果是:其能够有效合理的将盐碱地种植系统、水产养殖系统和发酵池配合起来,实现盐碱地改良的可持续绿色发展。上述综合改良系统能够节约水源,并将各个系统的废料变废为宝,改善了单一系统改良中可能出现的众多问题,有效的将各个改良系统的优缺点进行整合,实现了改良的优异效果。其中在盐碱地系统中配合使用暗管和膜下滴灌系统,还在种植的过程中对盐碱地表面进行秸秆覆盖,实现了对盐碱地的多重节水,进而控制了盐碱地的盐碱性的进一步恶化。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的盐碱地综合改良系统及盐碱地综合改良方法进行具体说明。
本发明提供了一种盐碱地综合改良系统,其包括盐碱地种植系统、水产养殖系统和发酵池;
盐碱地种植系统用于种植耐碱农作物/普通农作物的盐碱地表面铺设有沙土,盐碱地上设置有膜下滴灌系统和种植有藻类的排水沟,盐碱地土壤下铺设有暗管,盐碱地种植系统中的耐碱农作物/普通农作物成熟后,农作物果实作为产品输出,农作物秸秆传送至盐碱地表面用于秸秆覆盖和/或发酵池用于发酵,藻类作为肥料输送至盐碱地种植系统和/或发酵池;
膜下滴灌系统能够将灌溉水直接灌溉到农作物的根部,能够有效的节约灌溉用水,同时也减少了土壤中水分的蒸发。盐碱地土壤中含有的盐分和碱分,其来源其实就是水。当水分蒸发以后,水分中的盐和碱剩下来,形成了盐碱地。膜下滴灌系统的使用减少了灌溉水的使用,因而减少了水分的蒸发,降低了土壤继续盐碱化的可能。同时在在土壤中铺设膜薄,有利于保持水分,减少水分蒸发,进一步控制了盐碱地的进一步盐碱化。
排水沟的设置可以在水分充足,例如大雨过后等情况下,将多余的水分排到排水沟,避免多余的水分留在土壤中,在持续的水分蒸发过程中,进一步增大土地的盐碱化程度。在排水沟中种植藻类,藻类能够作为土壤的肥料,同时在排水沟中种植藻类,比单独修建藻类池塘,更能够节约空间,实现对空间的有效利用。
暗管是设置在土壤中用于土地排水的管道,其能够将土壤中的盐碱水收集通过暗管排放到相应的地方,防止盐分返回到土地上。在土壤中设置暗管能够有效控制地下水位,节省土地,减少维护费用等特点。
盐碱地种植系统种植的农作物成熟后,产品输出,农作物秸秆传送至盐碱地表面用于秸秆覆盖,或者用于发酵池发酵用作有机肥。将秸秆用作秸秆覆盖,有利于降低土壤水分的流失,秸秆实现了有效的利用,变废为宝。
具体地,膜下滴灌系统包括埋在土壤中的薄膜、滴灌机构、以及活塞式助肥器,滴灌机构包括依次连接的水泵、网式过滤器和滴灌管,活塞式助肥器可选择连接至网式过滤器和滴灌管之间,且控制中心的输出端与活塞式助肥器连接用以控制活塞式助肥器
膜下滴灌系统包括埋在土壤中的薄膜、滴灌机构和可选择连接至网式过滤器和滴灌管之间的活塞式助肥器,滴灌机构包括依次连接的水泵、网式过滤器和滴灌管,且控制中心的输出端与活塞式助肥器连接用以控制活塞式助肥器。
水产养殖系统包括与淡水管连接的高盐度池塘、种植有莲藕并套养虾的低盐度池塘和养有鱼的鱼塘,暗管和排水沟中的灌溉水经过滤后回流到高盐度池塘经调解盐度后水定期传送到低盐度池塘,低盐度池塘多余的水定期返回至鱼塘,鱼塘内的水引流至盐碱地种植系统或排出,水产养殖系统中的莲藕、虾、鱼作为产品输出,荷叶作为肥料输送至盐碱地种植系统和/或发酵池,塘泥作为肥料输送到盐碱地种植系统;
暗管和排水沟中高浓度盐碱性的灌溉水经过滤后流入高盐度池塘,在高盐度池塘中通过淡水调节将灌溉水的盐度控制在10以下。将盐度控制在10以下的灌溉水定期传送到低盐度池塘。在低盐度池塘种植莲藕,同时套养虾。上述莲藕和虾能够有效降低灌溉水的盐度。经过低浓度池塘,不仅能够降低池水的盐度,并且能够副产莲藕和虾,实现了资源的有效利用,绿色环保。经过低盐度池塘降低盐度的灌溉水,传送到鱼塘。在鱼塘,鱼将自己的粪便等排放到水中,实现对灌溉水养分的输入,同时进一步降低灌溉水的盐度。其中,鱼作为副产品输出,鱼塘中的灌溉水返回盐碱地种植系统进行灌溉或排出。低浓度池塘或者鱼塘中的荷叶、塘泥返回盐碱地种植系统,作为有机肥或矿物质对土壤提供营养。
发酵池分别与盐碱地种植系统和水产养殖系统连接,荷叶、秸秆、藻类和运来的人畜粪便在发酵池发酵制得有机肥,将有机肥传送到盐碱地种植系统;
上述发酵池能够将不能作为产品输出的荷叶、秸秆、藻类和运来的人畜粪便发酵成为肥料,用于对盐碱地施肥。
本发明还提供一种盐碱地综合改良方法,包括以下步骤:
深耕晒垡和强灌:施用磷石膏水,强灌土地同时松土,直至冲刷出水的盐度降至初始的三分之一,深耕深翻平整土地并在太阳下进行暴晒,翻土深度为2.0m-2.2m,深松把表层盐分含量高的土壤翻至下层,同时把含盐较少的下层土壤翻至表层,并在翻过土的底部铺设两层隔水层;
施用磷石膏的含钙物质能够置换更多的钠离子和防止碱化,然后用大水强灌可以将土壤中含有的盐分和碱分冲刷到水中,并随着水排出。磷石膏置换出的钠离子也随着大水流走。
深耕深翻平整土地能够消除局部洼坡积盐的不利因素,使水分均匀下渗,提高冲洗脱盐的效果,防止土壤斑状盐渍化。并且,深耕深翻能够降低毛管作用的效果,提高土壤透水保水性能,进而达到防止表土返盐的效果。将翻土深度设计在2.0m-2.2m之间,方便铺设隔水层,并且能够方便铺设暗管。
铺设暗管和滴灌机构:在上层隔水层上深度为0.4m-1.9m处从下至上铺设用于排出盐水且表面设置有微孔的暗管,微孔中设置有海绵,暗管在竖直方向和水平方向间隔设置,暗管通过集水管连通,集水管通过负压收集的盐水和排水沟中的水经高盐度池塘将盐度下调后流入种植有莲藕并套养虾的低盐度池塘,进一步降低盐度后流入养有鱼的鱼塘,鱼塘的水排出或通过管道引流至田间,排水沟内种植藻类,在暗管的上层铺设多层带有压力补偿型滴头的滴灌管,滴灌管的末端呈树枝状且掩埋深度为10cm-35cm,滴灌管汇集并通过管道与网式过滤器的出口连接,网式过滤器入口与水泵连接;
需要说明的是,暗管可以收集土壤中高盐度的灌溉水,降低土壤的盐度。暗管和排水沟中高浓度盐碱性的灌溉水经过滤后流入高盐度池塘,在高盐度池塘中通过淡水调节将灌溉水的盐度控制在10以下。将盐度控制在10以下的灌溉水定期传送到低盐度池塘。在低盐度池塘种植莲藕,同时套养虾。上述莲藕和虾能够有效降低灌溉水的盐度。经过低浓度池塘,不仅能够降低池水的盐度,并且能够副产莲藕和虾,实现了资源的有效利用,绿色环保。经过低盐度池塘降低盐度的灌溉水,传送到鱼塘。在鱼塘,鱼将自己的粪便等排放到水中,实现对灌溉水养分的输入,同时进一步降低灌溉水的盐度。其中,鱼作为副产品输出,鱼塘中的灌溉水返回盐碱地种植系统进行灌溉或排出。低浓度池塘或者鱼塘中的荷叶、塘泥返回盐碱地种植系统,作为有机肥或矿物质对土壤提供营养。
需要说明的是,在暗管的上层铺设有带有压力补偿型滴头的滴灌管。上述滴管管埋在土壤中,靠近农作物的根部,能够有效的节约灌溉用水,同时也减少了土壤中水分的蒸发。膜下滴灌系统的使用减少了灌溉水的使用,因而减少了水分的蒸发,降低了土壤继续盐碱化的可能。滴灌管掩埋深度10cm-35cm,上述深度靠近农作物的根部,距离土壤表面较远,能够较为有效的减少水分的蒸发量。滴灌管汇集并通过管道与网式过滤器的出口连接,网式过滤器入口与水泵连接。鱼塘中的灌溉水经过网式过滤器的过滤后流入盐碱地种植系统。
铺设沙土、秸秆和薄膜:在上述深耕过的土地上依次铺设5cm-10cm的沙土,沙土上层铺设3cm-5cm秸秆,秸秆内部铺设薄膜;
铺设的沙土沙粒之前的距离较远,能够减缓土壤毛细管作用,降低土壤表面盐度。需要说明的是,沙土铺设厚度为5cm-10cm,铺设足够的沙土厚度使得农作物的根部绝大部分埋在沙土中,有利于农作物的生长。在沙土上铺设5cm-15cm厚的秸秆,铺设秸秆能够有效减少灌溉水的蒸发,进而实现降低土地盐度的作用。
进一步地,在铺设沙土、秸秆和薄膜步骤之后,打孔施肥步骤之前,将活塞式助肥器安装在网式过滤器和滴灌管之间的管路上。
将上述活塞式助肥器安装网式过滤器和滴灌管之间的管路上能够有效的将肥料融入管路中的水中。在使用过程中,需要施肥时,将活塞式助肥接在管路中,当不需要施肥时候可以取消接入活塞式助肥。利用活塞式助肥可以给农作物施加溶于水的化学肥料,以及矿物质。
打孔施肥:在秸秆和沙土内打施肥孔,并将发酵池中发酵成熟的有机肥和塘泥灌入施肥孔进行施肥;
种植农作物:套种玉米和黄豆、或套种大豆和小麦;
进一步的,在种植农作物步骤之后,将活塞式助肥器安装在网式过滤器和滴灌管之间的管路上。
将上述活塞式助肥器安装网式过滤器和滴灌管之间的管路上能够有效的将肥料融入管路中的水中。在使用过程中,需要施肥时,将活塞式助肥接在管路中,当不需要施肥时候可以取消接入活塞式助肥。利用活塞式助肥可以给农作物施加溶于水的化学肥料,以及矿物质。
有机肥制作:荷叶、秸秆、藻类和运来的人畜粪便在发酵池发酵制得有机肥;
本发明提供了一种盐碱地综合改良系统及一种盐碱地综合改良方法。上述盐碱地综合改良系统和盐碱地综合改良方法能够有效合理的将盐碱地种植系统、水产养殖系统和发酵池配合起来,实现盐碱地改良的可持续绿色发展。上述综合改良系统能够节约水源,并将各个系统的废料变废为宝,改善了单一系统改良中可能出现的众多问题,有效的将各个改良系统的优缺点进行整合,实现了改良的优异效果。其中在盐碱地系统中配合使用暗管和膜下滴灌系统,还在种植的过程中对盐碱地表面进行秸秆覆盖,实现了对盐碱地的多重节水,进而控制了盐碱地的盐碱性的进一步恶化。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本实施例1-5和对比例1-2中涉及的改良盐碱地为重度盐碱地,上述重度盐碱地的含盐量为1.1%。
实施例1
本实施例提供一种盐碱地综合改良系统,包括盐碱地种植系统、水产养殖系统和发酵池。
盐碱地种植系统用于种植耐碱农作物/普通农作物的盐碱地表面铺设有沙土,盐碱地上设置有膜下滴灌系统和种植有藻类的排水沟。盐碱地土壤下铺设有暗管,盐碱地种植系统中的耐碱农作物/普通农作物成熟后,农作物果实作为产品输出,农作物秸秆传送至盐碱地表面用于秸秆覆盖和/或发酵池用于发酵,藻类作为肥料输送至盐碱地种植系统和/或发酵池。
排水沟的设置可以在水分充足,例如大雨过后等情况下,将多余的水分排到排水沟,避免多余的水分留在土壤中,在持续的水分蒸发过程中,进一步增大土地的盐碱化程度。在排水沟中种植藻类,藻类能够作为土壤的肥料,同时在排水沟中种植藻类,比单独修建藻类池塘,更能够节约空间,实现对空间的有效利用。
暗管是设置在土壤中用于土地排水的管道,其能够将土壤中的盐碱水收集通过暗管排放到相应的地方,防止盐分返回到土地上。在土壤中设置暗管能够有效控制地下水位,节省土地,减少维护费用等特点。
盐碱地种植系统种植的农作物成熟后,产品输出,农作物秸秆传送至盐碱地表面用于秸秆覆盖,或者用于发酵池发酵用作有机肥。将秸秆用作秸秆覆盖,有利于降低土壤水分的流失,秸秆实现了有效的利用,变废为宝。
膜下滴灌系统能够将灌溉水直接灌溉到农作物的根部,能够有效的节约灌溉用水,同时也减少了土壤中水分的蒸发。盐碱地土壤中含有的盐分和碱分,其来源其实就是水。当水分蒸发以后,水分中的盐和碱剩下来,形成了盐碱地。膜下滴灌系统的使用减少了灌溉水的使用,因而减少了水分的蒸发,降低了土壤继续盐碱化的可能。同时在在土壤中铺设膜薄,有利于保持水分,减少水分蒸发,进一步控制了盐碱地的进一步盐碱化。膜下滴灌系统包括埋在土壤中的薄膜、滴灌机构、以及可选择连接至网式过滤器和滴灌管之间的活塞式助肥器,滴灌机构包括依次连接的水泵、网式过滤器和滴灌管,且控制中心的输出端与活塞式助肥器连接用以控制活塞式助肥器。
水产养殖系统包括与淡水管连接的高盐度池塘、种植有莲藕并套养虾的低盐度池塘和养有鱼的鱼塘。暗管和排水沟中的灌溉水经过滤后回流到高盐度池塘经调解盐度后水定期传送到低盐度池塘,低盐度池塘多余的水定期返回至鱼塘,鱼塘内的水引流至盐碱地种植系统或排出。水产养殖系统中的莲藕、虾、鱼作为产品输出,荷叶作为肥料输送至盐碱地种植系统和/或发酵池,塘泥作为肥料输送到盐碱地种植系统。
暗管和排水沟中高浓度盐碱性的灌溉水经过滤后流入高盐度池塘,在高盐度池塘中通过淡水调节将灌溉水的盐度控制在10以下。将盐度控制在10以下的灌溉水定期传送到低盐度池塘。在低盐度池塘种植莲藕,同时套养虾。上述莲藕和虾能够有效降低灌溉水的盐度。经过低浓度池塘,不仅能够降低池水的盐度,并且能够副产莲藕和虾,实现了资源的有效利用,绿色环保。经过低盐度池塘降低盐度的灌溉水,传送到鱼塘。在鱼塘,鱼将自己的粪便等排放到水中,实现对灌溉水养分的输入,同时进一步降低灌溉水的盐度。其中,鱼作为副产品输出,鱼塘中的灌溉水返回盐碱地种植系统进行灌溉或排出。低浓度池塘或者鱼塘中的荷叶、塘泥返回盐碱地种植系统,作为有机肥或矿物质对土壤提供营养。
发酵池分别与盐碱地种植系统和水产养殖系统连接,荷叶、秸秆、藻类和运来的人畜粪便在发酵池发酵制得有机肥,将有机肥传送到盐碱地种植系统。
发酵池将看似废物的荷叶、秸秆、藻类和人畜粪便用于发酵制作有机肥,得到的有机肥能够传送到盐碱地种植系统,对农作物的生长发挥非常有益的作用。
本实施例还提供一种利用上述盐碱地综合改良系统的盐碱地的综合改良方法,包括以下步骤:
深耕晒垡和强灌:在盐碱地土壤中施用磷石膏,用大水强灌土地同时松土,直至冲刷出水的盐度降至初始的三分之一。再对土壤进行深耕深翻平整并在太阳下进行暴晒,翻土深度为2.2m。上述深松把表层盐分含量高的土壤翻至下层,同时把含盐较少的下层土壤翻至表层,并在翻过土的底部铺设两层隔水层。
铺设暗管和滴灌机构:在上层隔水层上深度为0.4m-1.9m处从下至上铺设用于排出盐水且表面设置有微孔的暗管,微孔中设置有海绵,暗管在竖直方向和水平方向每20cm间隔设置,暗管通过集水管连通。上述暗管和集水管形成排水网络,将地下的盐度较高的水收集至集水管和排水沟,并传送至高盐度池塘将盐度下调后传送至种植有莲藕并套养虾的低盐度池塘。低盐度池塘的盐度进一步降低后流入养有鱼的鱼塘,鱼塘的水排出或通过管道引流至田间。排水沟种植藻类,在暗管的上层铺设带有压力补偿型滴头的滴灌管,滴灌管的末端呈树枝状且具有多个孔洞,滴灌管掩埋深度10cm。滴灌管汇集并通过管道与网式过滤器的出口连接,将网式过滤器入口与水泵连接。灌溉水经过网式过滤器的过滤后可流入盐碱地。
铺设沙土、秸秆和薄膜:在上述深耕过的土地上依次铺设10cm的沙土,沙土上层铺设3cm秸秆,秸秆内部铺设薄膜。
打孔施肥:在秸秆和沙土内打施肥孔,并将发酵池中发酵成熟的有机肥和塘泥灌入施肥孔进行施肥。
种植农作物:套种玉米和黄豆。
有机肥制作:荷叶、秸秆、藻类和运来的人畜粪便在发酵池发酵制得有机肥。
每年重复上述盐碱地综合改良方法,选取改良前,改良一年后,改良二年后,改良三年后的土壤进行分析。
实施例2
本实施例提供一种盐碱地的综合改良方法,其与实施例1的主要区别在于在种植农作物步骤之后,将活塞式助肥器安装在网式过滤器和滴灌管之间的管路上。在上述步骤安装活塞式助肥器能够在种植农作物后,对土地进一步施肥,增产农作物。
每年重复上述盐碱地综合改良方法,选取改良前,改良一年后,改良二年后,改良三年后的土壤进行分析。
实施例3
本实施例提供一种盐碱地的综合改良方法,其与实施例1的主要区别在于,在铺设沙土、秸秆和薄膜步骤之后,打孔施肥步骤之前,将活塞式助肥器安装在网式过滤器和滴灌管之间的管路上。
每年重复上述盐碱地综合改良方法,选取改良前,改良一年后,改良二年后,改良三年后的土壤进行分析。
实施例4
本实施例提供一种盐碱地的综合改良方法,包括以下步骤:
深耕晒垡和强灌:在盐碱地土壤中施用磷石膏,用大水强灌土地同时松土,直至冲刷出水的盐度降至初始的三分之一。再对土壤进行深耕深翻平整并在太阳下进行暴晒,翻土深度为2m。上述深松把表层盐分含量高的土壤翻至下层,同时把含盐较少的下层土壤翻至表层,并在翻过土的底部铺设两层隔水层。
铺设暗管和滴灌机构:在上层隔水层上深度为0.4m-1.9m处从下至上铺设用于排出盐水且表面设置有微孔的暗管,微孔中设置有海绵,暗管在竖直方向和水平方向每30cm间隔设置,暗管通过集水管连通。上述暗管和集水管形成排水网络,将地下的盐度较高的水收集至集水管和排水沟,并传送至高盐度池塘将盐度下调后传送至种植有莲藕并套养虾的低盐度池塘。低盐度池塘的盐度进一步降低后流入养有鱼的鱼塘,鱼塘的水排出或通过管道引流至田间。排水沟种植藻类,在暗管的上层铺设带有压力补偿型滴头的滴灌管,滴灌管的末端呈树枝状且具有多个孔洞,滴灌管掩埋深度35cm。滴灌管汇集并通过管道与网式过滤器的出口连接,将网式过滤器入口与水泵连接。灌溉水经过网式过滤器的过滤后可流入盐碱地。
铺设沙土、秸秆和薄膜:在上述深耕过的土地上依次铺设5cm的沙土,沙土上层铺设5cm秸秆,秸秆内部铺设薄膜。
打孔施肥:在秸秆和沙土内打施肥孔,并将发酵池中发酵成熟的有机肥和塘泥灌入施肥孔进行施肥。
种植农作物:套种大豆和小麦。
有机肥制作:荷叶、秸秆、藻类和运来的人畜粪便在发酵池发酵制得有机肥。
每年重复上述盐碱地综合改良方法,选取改良前,改良一年后,改良二年后,改良三年后的土壤进行分析。
实施例5
本实施例还提供一种利用上述盐碱地综合改良系统的盐碱地的综合改良方法,包括以下步骤:
深耕晒垡和强灌:在盐碱地土壤中施用磷石膏,用大水强灌土地同时松土,直至冲刷出水的盐度降至初始的三分之一。再对土壤进行深耕深翻平整并在太阳下进行暴晒,翻土深度为2.1m。上述深松把表层盐分含量高的土壤翻至下层,同时把含盐较少的下层土壤翻至表层,并在翻过土的底部铺设两层隔水层。
铺设暗管和滴灌机构:在上层隔水层上深度为0.4m-1.9m处从下至上铺设用于排出盐水且表面设置有微孔的暗管,微孔中设置有海绵,暗管在竖直方向和水平方向每20cm间隔设置,暗管通过集水管连通。上述暗管和集水管形成排水网络,将地下的盐度较高的水收集至集水管和排水沟,并传送至高盐度池塘将盐度下调后传送至种植有莲藕并套养虾的低盐度池塘。低盐度池塘的盐度进一步降低后流入养有鱼的鱼塘,鱼塘的水排出或通过管道引流至田间。排水沟种植藻类,在暗管的上层铺设带有压力补偿型滴头的滴灌管,滴灌管的末端呈树枝状且具有多个孔洞,滴灌管掩埋深度22.5cm。滴灌管汇集并通过管道与网式过滤器的出口连接,将网式过滤器入口与水泵连接。灌溉水经过网式过滤器的过滤后可流入盐碱地。
铺设沙土、秸秆和薄膜:在上述深耕过的土地上依次铺设7.5cm的沙土,沙土上层铺设4cm秸秆,秸秆内部铺设薄膜。
打孔施肥:在秸秆和沙土内打施肥孔,并将发酵池中发酵成熟的有机肥和塘泥灌入施肥孔进行施肥。
种植农作物:套种大豆和小麦。
有机肥制作:荷叶、秸秆、藻类和运来的人畜粪便在发酵池发酵制得有机肥。
每年重复上述盐碱地综合改良方法,选取改良前,改良一年后,改良二年后,改良三年后的土壤进行分析。
对比例1
在含盐量为1.1%的重度盐碱地上套种大豆和小麦,种植前,对种植一年后,种植二年后,种植三年后的土壤进行分析。
对比例2
在含盐量为1.1%的重度盐碱地上套种玉米和黄豆,种植前,对种植一年后,种植二年后,种植三年后的土壤进行分析。
分析实施例1-5和对比例1-2中土壤深度为18cm处土壤的总含盐量(此含盐量为总含盐量)。土壤电导率是测定土壤水溶性盐的指标,是土壤的重要指标,是判定土壤中盐类离子是否限制农作物生长的因素。本发明通过测量电导率测量计算土壤的总含盐量,具体方法如下:
电导电极常数的测定:用标准KCl溶液(其电导率在一定温度下是已知的)导出电极常数。取浓度为0.02mol/L的氯化钾标准溶液30ml置于烧杯中,测量其电导率(SKCl),同时测量液温,查表得到该温度下0.02mol/L的氯化钾标准溶液的电导率,并计算电导电极常数;电导电极常数K=ECKCl/SKCl,其中ECKCl为标准KCl溶液的电导率,可在标准表格上查到,SKCl为同一电极在相同条件下实际测得的电导率值;
土壤浸出液配置及其电导率测量:称取过1mm筛分干土20g,置于250ml干燥锥形瓶中,加入蒸馏水100ml,振荡5min,过滤,得到滤液。吸取滤液30ml,放在50ml的小烧杯中。测量溶液温度后,用电导仪测定待测液的电导率(St);
表1:实施例1-5和对比例1-2盐碱地改良前后土壤中总含盐量
检测样本 | 检测批次 | 总含盐量(%) |
实施例1 | 改良前 | 2.7 |
实施例1 | 改良一年后 | 0.50 |
实施例1 | 改良二年后 | 0.12 |
实施例1 | 改良三年后 | 0.08 |
实施例2 | 改良前 | 2.7 |
实施例2 | 改良一年后 | 0.43 |
实施例2 | 改良二年后 | 0.11 |
实施例2 | 改良三年后 | 0.06 |
实施例3 | 改良前 | 2.7 |
实施例3 | 改良一年后 | 0.41 |
实施例3 | 改良二年后 | 0.9 |
实施例3 | 改良三年后 | 0.04 |
实施例4 | 改良前 | 2.7 |
实施例4 | 改良一年后 | 0.51 |
实施例4 | 改良二年后 | 0.14 |
实施例4 | 改良三年后 | 0.09 |
实施例5 | 改良前 | 2.7 |
实施例5 | 改良一年后 | 0.51 |
实施例5 | 改良二年后 | 0.11 |
实施例5 | 改良三年后 | 0.08 |
对比例1 | 种植前 | 2.7 |
对比例1 | 种植一年后 | 2.5 |
对比例1 | 种植二年后 | 2.4 |
对比例1 | 种植三年后 | 2.3 |
对比例2 | 种植前 | 2.7 |
对比例2 | 种植一年后 | 2.6 |
对比例2 | 种植二年后 | 2.3 |
对比例2 | 种植三年后 | 2.1 |
计算:土壤浸出液电导率EC25=电导率(St)*温度校正系数(ft)*电导电极常数(K);其中,温度校正系数(ft)查表25℃时氯化钾溶液的电导率;土壤全盐量由地区盐分与电导率的数理统计关系求得。
将经过上述方法测得的总含盐量数据记录整理列入表1。从表1中可以看出经过本发明盐碱地综合改良系统和利用上述综合改良系统的盐碱地综合改良方法后,盐碱地在一年改良后,土地的盐度大幅度下降。与没有改良直接种植农作物的盐碱地相比,其改良效果明显,并且,通过上述盐碱地综合改良系统,副产鱼、虾、莲藕等,合理利用排水沟养殖藻类,实现了盐碱地的绿色、可持续综合改良。
综上所述,本发明涉及一种盐碱地综合改良系统和盐碱地的综合改良方法,其能够有效合理的将盐碱地种植系统、水产养殖系统和发酵池配合起来,实现盐碱地改良的可持续绿色发展。上述综合改良系统能够节约水源,并将各个系统的废料变废为宝,改善了单一系统改良中可能出现的众多问题,有效的将各个改良系统的优缺点进行整合,实现了改良的优异效果。其中在盐碱地系统中配合使用暗管和膜下滴灌系统,还在种植的过程中对盐碱地表面进行秸秆覆盖,实现了对盐碱地的多重节水,进而控制了盐碱地的盐碱性的进一步恶化。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种盐碱地综合改良系统,其特征在于,其包括盐碱地种植系统、水产养殖系统和发酵池;
所述盐碱地种植系统用于种植耐碱作物/普通作物的盐碱地表面铺设有沙土,盐碱地上设置有膜下滴灌系统和种植有藻类的排水沟,所述盐碱地土壤下铺设有暗管,所述盐碱地种植系统中的耐碱作物/普通作物成熟后,作物果实作为产品输出,作物秸秆传送至所述盐碱地表面用于秸秆覆盖和/或所述发酵池用于发酵,藻类作为肥料输送至所述盐碱地种植系统和/或所述发酵池;
所述水产养殖系统包括与淡水管连接的高盐度池塘、种植有莲藕并套养虾的低盐度池塘和养有鱼的鱼塘,所述暗管和所述排水沟中的灌溉水经过滤后回流到所述高盐度池塘经调解盐度后水定期传送到所述低盐度池塘,所述低盐度池塘多余的水定期返回至所述鱼塘,所述鱼塘内的水引流至所述盐碱地种植系统或排出,所述水产养殖系统中的所述莲藕、所述虾、所述鱼作为产品输出,荷叶作为肥料输送至所述盐碱地种植系统和/或所述发酵池,塘泥作为肥料输送到所述盐碱地种植系统;
所述发酵池分别与所述盐碱地种植系统和所述水产养殖系统连接,所述荷叶、所述秸秆、所述藻类和运来的人畜粪便在所述发酵池发酵制得有机肥,将所述有机肥传送到所述盐碱地种植系统。
2.根据权利要求1所述的盐碱地综合改良系统,其特征在于,所述膜下滴灌系统包括埋在土壤中的薄膜、滴灌机构、以及活塞式助肥器,所述滴灌机构包括依次连接的水泵、网式过滤器和滴灌管,所述活塞式助肥器可选择连接至所述网式过滤器和所述滴灌管之间,且所述控制中心的输出端与所述活塞式助肥器连接用以控制所述活塞式助肥器。
3.一种利用权利要求2所述的盐碱地综合改良系统的盐碱地综合改良方法,其特征在于,包括如下步骤:
深耕晒垡和强灌:施用磷石膏水,强灌土地同时松土,直至冲刷出水的盐度降至初始的三分之一,深耕深翻平整土地并在太阳下进行暴晒,翻土深度为2.0m-2.2m,深松把表层盐分含量高的土壤翻至下层,同时把含盐较少的下层土壤翻至表层,并在翻过土的底部铺设两层隔水层;
铺设暗管和滴灌机构:在上层所述隔水层上深度为0.4m-1.9m处从下至上铺设用于排出盐水且表面设置有微孔的暗管,所述微孔中设置有海绵,所述暗管在竖直方向和水平方向间隔设置,所述暗管通过集水管连通,所述集水管通过负压收集的盐水和排水沟中的水经高盐度池塘将盐度下调后流入种植有莲藕并套养虾的低盐度池塘,进一步降低盐度后流入养有鱼的鱼塘,所述鱼塘的水排出或通过管道引流至田间,所述排水沟内种植藻类,在所述暗管的上层铺设多层带有压力补偿型滴头的滴灌管,所述滴灌管的末端呈树枝状且掩埋深度为10cm-35cm,所述滴灌管汇集并通过管道与网式过滤器的出口连接,所述网式过滤器入口与水泵连接;
铺设沙土、秸秆和薄膜:在上述深耕过的土地上依次铺设5cm-10cm的沙土,所述沙土上层铺设3cm-5cm秸秆,所述秸秆内部铺设薄膜;
打孔施肥:在所述秸秆和所述沙土内打施肥孔,并将发酵池中发酵成熟的有机肥和塘泥灌入所述施肥孔进行施肥;
种植农作物:套种玉米和黄豆、或套种大豆和小麦;
有机肥制作:荷叶、秸秆、藻类和运来的人畜粪便在所述发酵池发酵制得所述有机肥。
4.根据权利要求3所述的盐碱地综合改良方法,其特征在于,在所述种植农作物步骤之后,将活塞式助肥器安装在所述网式过滤器和所述滴灌管之间的管路上。
5.根据权利要求3所述的盐碱地综合改良方法,其特征在于,在所述铺设沙土、秸秆和薄膜步骤之后,所述打孔施肥步骤之前,将活塞式助肥器安装在所述网式过滤器和所述滴灌管之间的管路上。
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