CN110521318A - 一种土壤盐渍化改良系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤盐渍化改良系统，属于土壤改良领域，包括如下步骤：步骤一，开挖沟渠；步骤二，建立台田；步骤三，建排地下排水管；步骤四，建立循环耕种；步骤五，定期维护。本发明采用开挖沟渠、建立台田、建排地下排水管、建立循环耕种和定期维护的方式，通过水体的蓄积、鱼虾的养殖、农作物的浇灌和排水管的排水等一系列管理、利用，能有效促进盐分淋洗作用,并由地下排水管将水分排入沟渠，不但促进土壤中的盐分不断排出、减少土壤中盐分的聚积，而且还能控制和降低土壤地下水位，防止盐分表聚或返盐积盐，最终实现土壤盐渍化的改良。

Description

一种土壤盐渍化改良系统

技术领域

本发明涉及土壤改良领域，具体涉及一种土壤盐渍化改良系统。

背景技术

土壤盐渍化是指土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，使盐分积累在表层土壤中的过程，是指易溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程，也称盐碱化。盐渍土因其盐分多、pH值高、养分贫瘠，导致土壤肥力差、生产力低，极大影响植物生长和生态环境。而我国也是盐渍土分布广泛的国家，我国的盐渍土或称盐碱土的分布范围广、面积大、类型多，总面积约1亿公顷。因此，土壤盐渍化对增加土地资源、缓解土地紧张状况、改善生态环境具有重要意义。

在申请公布号为CN 108848725 A的专利中公开了一种土壤盐渍化改良系统，包括土地深翻施肥装置和地下水位监测装置，所述土地深翻施肥装置由输送管道、深翻管道、旋转电机、增压泵和控制系统组成，所述输送管道一侧设置有增压泵，另一侧封闭；所述输送管道外壁一侧设置有一排输送孔，所述深翻管道连接所述输送孔；所述深翻管道另一侧为封闭结构并且连接有旋转电机，所述深翻管道外壁上均匀分布有旋耕刀；所述地下水位监测装置包括有高度传感器、信号发射器和水漂，所述控制系统包括中央处理器、信号接收器、信号发送器和控制面板。该发明通过土地深翻施肥装置对土壤进行深翻、打入需要的水或者团粒结构，地下水位监测装置能够提前预防土壤产生盐渍化，但其存在如下缺点：仅通过深翻施肥对土壤进行改良，不能很好地抑制土壤中的水分以及地下水中的盐分上升，也不能很好消除盐分在土壤中的聚积现象，而且需要施用大量的有机肥来进行土壤改良，成本较高，同时该系统还需额外配备地下水位监测装置，操作不便，功耗较大，不利于长期推广使用。

发明内容

1.要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题在于提供一种土壤盐渍化改良系统，能有效控制和降低土壤地下水位，抑制地下水中盐分的向上迁移现象，减少土壤盐分表聚或积盐返盐，从而实现土壤盐渍化改良。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：

一种土壤盐渍化改良系统，包括如下步骤：

步骤一，开挖沟渠：在待改良的土壤区域深翻挖土，并开挖建立沟渠，且相邻2条沟渠之间的间距为30～40m，每条沟渠的长度为15～20m，宽度为5～8m，深度为4～5m；

步骤二，建立台田：在步骤一中开挖的沟渠两侧土壤区域进行基坑开挖，基坑开挖深度为沟渠深度的一半，并在基坑底部铺设一层砂粒，砂粒铺设完成后将带孔塑膜铺设在砂粒表面，再将开挖的土壤填入基坑中，建立台田；

步骤三，建排地下排水管：在步骤二中建立的台田区域内铺设PE排水管，排水管埋入台田地下1.8～2m处，相邻2根排水管之间间距为1～2m，且每根排水管均与步骤一中建立的沟渠相连通；

步骤四，建立循环耕种：在步骤三中建立好排水管的台田中种植农作物，并在沟渠中养殖鱼虾；

步骤五，定期维护：正常季节每隔5～8天将沟渠中的养殖水对台田进行浇灌冲洗，雨水季节每隔1天将沟渠中的蓄水进行抽排，种植的农作物每收割一次，需对台田进行一次深耕翻土，每2年对台田进行一次换土，换土量为翻土量的30％。

具体地，步骤一中所述沟渠的截面均为倒梯形结构，且沟渠两侧的倾斜角度均为30°。

具体地，步骤二中所述铺设的砂粒层厚为3～6cm。

具体地，步骤三中所述排水管为PE管。

具体地，步骤四中所述种植的农作物可为大豆、枸杞、甜高粱、向日葵和玉米中的一种或几种。

具体地，步骤四中所述种植农作物之前，在台田表面铺设一层秸秆碎料，秸秆碎料的厚度为5～8cm，且铺设的秸秆碎料可为往年种植的农作物的杆茎碎料。

3.有益效果

(1)本发明采用开挖沟渠、建立台田、建排地下排水管、建立循环耕种和定期维护的方式，通过沟渠雨水养殖、养殖水浇灌种植的农作物、排水管排水，实现对雨水的有效循环利用，在节约水分的同时，又使得土壤中的盐分在循环过程中被淋洗析出，减少盐分在土壤中的聚积，进而实现对土壤盐渍化的改良。

(2)本发明通过在建立的台田下方铺设砂粒层和带孔塑膜，将其作为反渗层，有效抑制了底层土壤和地下水中盐分随着土壤毛细管水上升的现象，防止盐分聚集在土壤表面，从而有效改善土壤盐渍化状况。

(3)本发明通过建立的地下排水管，截留雨水导入沟渠中，避免水分渗漏造成地下水位升高，更抑制雨水携带土壤中的盐分进入地下水中随地下水迁移的现象，进而有效防止土壤盐渍化。

(4)本发明在种植农作物之前，采用往年种植的农作物的杆茎碎料作为秸秆碎料铺设在台田表面，可以阻挡土壤水分上行，增加光反射率和热量传递，降低土壤表面温度和土壤蒸发耗水量，减弱地表积盐速度，不仅回收利用了秸秆碎料，而且实现了养分归还，有利于地表农作物生长吸收。同时，利用农作物根茎吸收土壤中的盐分、改善土壤团粒结构和水的性质，提高土壤肥力，抑制土壤盐碱化，实现土壤盐渍化改良。

综上，本发明所提供的一种土壤盐渍化改良系统，能有效通过水体蓄积、鱼虾养殖、农作物浇灌和排水管排水的循环使用，使循环水体中的盐分被淋洗、吸收，并通过种植区土壤中铺设的砂粒层和带孔塑膜阻止盐分随水分上行反渗，使得盐分随水经排水管流入沟渠，避免盐分的迁移更抑制了水位的上升，从而防止盐分表聚或积盐返盐，最终实现对土壤盐渍化的改良。同时，回收利用农作物废弃的秸秆碎料能改善土壤环境，提高土壤肥力，是一种环境友好型土壤盐渍化改良系统，便于长期推广。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

一种土壤盐渍化改良系统，包括如下步骤：

步骤一，开挖沟渠：在待改良的土壤区域深翻挖土，并开挖建立沟渠，沟渠的截面均为倒梯形结构，且沟渠两侧的倾斜角度均为30°，有效使得地表径流沿倾斜坡面流入沟渠，避免了地下水位升高引起的土壤盐渍化，且相邻2条沟渠之间的间距为30m，每条沟渠的长度为15m，宽度为5m，深度为4m；

步骤二，建立台田：在步骤一中开挖的沟渠两侧土壤区域进行基坑开挖，基坑开挖深度为沟渠深度的一半，并在基坑底部铺设一层砂粒，铺设的砂粒层厚为3cm，以其作为反渗层，抑制底层土壤和地下水中盐分随着土壤毛细管水上升而表聚的现象，有效改善了土壤盐渍化。砂粒铺设完成后将带孔塑膜铺设在砂粒表面，再将开挖的土壤填入基坑中，建立台田；

步骤三，建排地下排水管：在步骤二中建立的台田区域内铺设排水管，排水管为PE管，其具有结构强度高，卫生性好，自洁抗菌的优点，能有效避免循环水中杂质、盐分等多种化学介质对其的腐蚀性，长期使用后不易结垢，保证了水体在排水管内的流通性，排水管埋入台田地下1.8m处，相邻2根排水管之间间距为1m，且每根排水管均与步骤一中建立的沟渠相连通；

步骤四，建立循环耕种：在步骤三中建立好排水管的台田中种植农作物，并在沟渠中养殖鱼虾，种植的农作物为大豆和玉米，种植农作物之前，在台田表面铺设一层秸秆碎料，秸秆碎料的厚度为5cm，铺设的秸秆碎料可为往年种植的农作物的杆茎碎料，并利用大豆和玉米对土壤的遮蔽作用，降低土壤水分蒸发，减弱地表积盐速度，并能根据农作物的根际微生物调节作用和固氮作用，改善土壤理化性质，提高土壤养分水平，促进土壤脱盐，抑制土壤盐碱化；且将往年种植的农作物的杆茎碎料铺设在台田表面，能进一步阻挡土壤水分上行，通过增加光的反射率和热量传递，降低土壤表面温度，进一步降低土壤蒸发耗水量，减少了土壤盐渍化，同时，回收利用的秸秆碎料能改善土壤环境，减少环境污染，节约经济成本；

步骤五，定期维护：正常季节每隔5天将沟渠中的养殖水对台田进行浇灌冲洗，雨水季节每隔1天将沟渠中的蓄水进行抽排，种植的农作物每收割一次，需对台田进行一次深耕翻土，每2年对台田进行一次换土，换土量为翻土量的30％。

实施例2

一种土壤盐渍化改良系统，包括如下步骤：

步骤一，开挖沟渠：在待改良的土壤区域深翻挖土，并开挖建立沟渠，沟渠的截面均为倒梯形结构，且沟渠两侧的倾斜角度均为30°，有效使得地表径流沿倾斜坡面流入沟渠，避免了地下水位升高引起的土壤盐渍化，沟渠且相邻2条沟渠之间的间距为35m，每条沟渠的长度为18m，宽度为6m，深度为4.2m；

步骤二，建立台田：在步骤一中开挖的沟渠两侧土壤区域进行基坑开挖，基坑开挖深度为沟渠深度的一半，并在基坑底部铺设一层砂粒，铺设的砂粒层厚为4cm，以其作为反渗层，抑制底层土壤和地下水中盐分随着土壤毛细管水上升而表聚的现象，有效改善了土壤盐渍化。砂粒铺设完成后将带孔塑膜铺设在砂粒表面，再将开挖的土壤填入基坑中，建立台田；

步骤三，建排地下排水管：在步骤二中建立的台田区域内铺设排水管，排水管为PE管，其具有结构强度高，卫生性好，自洁抗菌的优点，能有效避免循环水中杂质、盐分等多种化学介质对其的腐蚀性，长期使用后不易结垢，保证了水体在排水管内的流通性，排水管埋入台田地下1.9m处，相邻2根排水管之间间距为1.5m，且每根排水管均与步骤一中建立的沟渠相连通；

步骤四，建立循环耕种：在步骤三中建立好排水管的台田中种植农作物，并在沟渠中养殖鱼虾种植的农作物为枸杞，种植农作物之前，在台田表面铺设一层秸秆碎料，秸秆碎料的厚度为6cm，铺设的秸秆碎料可为往年种植的农作物的杆茎碎料，并利用枸杞吸收土壤中的盐分，改善土壤理化性质，提高土壤养分水平，促进土壤脱盐，抑制土壤盐碱化；且将往年种植的农作物的杆茎碎料铺设在台田表面，能进一步阻挡土壤水分上行，通过增加光的反射率和热量传递，降低土壤表面温度，进一步降低土壤蒸发耗水量，减少了土壤盐渍化，同时，回收利用的秸秆碎料能改善土壤环境，减少环境污染，节约经济成本。

步骤五，定期维护：正常季节每隔6天将沟渠中的养殖水对台田进行浇灌冲洗，雨水季节每隔1天将沟渠中的蓄水进行抽排，种植的农作物每收割一次，需对台田进行一次深耕翻土，每2年对台田进行一次换土，换土量为翻土量的30％。

实施例3

一种土壤盐渍化改良系统，包括如下步骤：

步骤一，开挖沟渠：在待改良的土壤区域深翻挖土，并开挖建立沟渠，沟渠的截面均为倒梯形结构，且沟渠两侧的倾斜角度均为30°，有效使得地表径流沿倾斜坡面流入沟渠，避免了地下水位升高引起的土壤盐渍化，且相邻2条沟渠之间的间距为40m，每条沟渠的长度为20m，宽度为8m，深度为5m；

步骤二，建立台田：在步骤一中开挖的沟渠两侧土壤区域进行基坑开挖，基坑开挖深度为沟渠深度的一半，并在基坑底部铺设一层砂粒，铺设的砂粒层厚为5cm，以其作为反渗层，抑制底层土壤和地下水中盐分随着土壤毛细管水上升而表聚的现象，有效改善了土壤盐渍化。砂粒铺设完成后将带孔塑膜铺设在砂粒表面，再将开挖的土壤填入基坑中，建立台田；

步骤三，建排地下排水管：在步骤二中建立的台田区域内铺设排水管，排水管为PE管，其具有结构强度高，卫生性好，自洁抗菌的优点，能有效避免循环水中杂质、盐分等多种化学介质对其的腐蚀性，长期使用后不易结垢，保证了水体在排水管内的流通性，排水管埋入台田地下2m处，相邻2根排水管之间间距为2m，且每根排水管均与步骤一中建立的沟渠相连通；

步骤四，建立循环耕种：在步骤三中建立好排水管的台田中种植农作物，并在沟渠中养殖鱼虾，种植的农作物为向日葵，种植农作物之前，在台田表面铺设一层秸秆碎料，秸秆碎料的厚度为8cm，铺设的秸秆碎料可为往年种植的农作物的杆茎碎料，并利用向日葵对土壤进行遮蔽，降低土壤水分蒸发，减弱地表积盐速度，并能根据农作物的根际微生物调节作用，改善土壤理化性质，提高土壤养分水平，促进土壤脱盐，抑制土壤盐碱化；且将往年种植的农作物的杆茎碎料铺设在台田表面，能进一步阻挡土壤水分上行，通过增加光的反射率和热量传递，降低土壤表面温度，进一步降低土壤蒸发耗水量，减少了土壤盐渍化，同时，回收利用的秸秆碎料能改善土壤环境，减少环境污染，节约经济成本；

步骤五，定期维护：正常季节每隔8天将沟渠中的养殖水对台田进行浇灌冲洗，雨水季节每隔1天将沟渠中的蓄水进行抽排，种植的农作物每收割一次，需对台田进行一次深耕翻土，每2年对台田进行一次换土，换土量为翻土量的30％。

实施例4

一种土壤盐渍化改良系统，包括如下步骤：

步骤一，开挖沟渠：在待改良的土壤区域深翻挖土，并开挖建立沟渠，沟渠的截面均为倒梯形结构，且沟渠两侧的倾斜角度均为30°，有效使得地表径流沿倾斜坡面流入沟渠，避免了地下水位升高引起的土壤盐渍化，且相邻2条沟渠之间的间距为40m，每条沟渠的长度为18m，宽度为8m，深度为4m；

步骤二，建立台田：在步骤一中开挖的沟渠两侧土壤区域进行基坑开挖，基坑开挖深度为沟渠深度的一半，并在基坑底部铺设一层砂粒，铺设的砂粒层厚为5cm，以其作为反渗层，抑制底层土壤和地下水中盐分随着土壤毛细管水上升而表聚的现象，有效改善了土壤盐渍化。砂粒铺设完成后将带孔塑膜铺设在砂粒表面，再将开挖的土壤填入基坑中，建立台田；

步骤三，建排地下排水管：在步骤二中建立的台田区域内铺设排水管，排水管为PE管，其具有结构强度高，卫生性好，自洁抗菌的优点，能有效避免循环水中杂质、盐分等多种化学介质对其的腐蚀性，长期使用后不易结垢，保证了水体在排水管内的流通性，排水管埋入台田地下2m处，相邻2根排水管之间间距为1.8m，且每根排水管均与步骤一中建立的沟渠相连通；

步骤四，建立循环耕种：在步骤三中建立好排水管的台田中种植农作物，并在沟渠中养殖鱼虾，种植的农作物为甜高粱，种植农作物之前，在台田表面铺设一层秸秆碎料，秸秆碎料的厚度为6cm，铺设的秸秆碎料可为往年种植的农作物的杆茎碎料，并利用甜高粱对土壤进行遮蔽，降低土壤水分蒸发，减弱地表积盐速度，并能根据农作物的根际微生物调节作用，改善土壤理化性质，提高土壤养分水平，促进土壤脱盐，抑制土壤盐碱化；且将往年种植的农作物的杆茎碎料铺设在台田表面，能进一步阻挡土壤水分上行，通过增加光的反射率和热量传递，降低土壤表面温度，进一步降低土壤蒸发耗水量，减少了土壤盐渍化，同时，回收利用的秸秆碎料能改善土壤环境，减少环境污染，节约经济成本；

步骤五，定期维护：正常季节每隔8天将沟渠中的养殖水对台田进行浇灌冲洗，雨水季节每隔1天将沟渠中的蓄水进行抽排，种植的农作物每收割一次，需对台田进行一次深耕翻土，每2年对台田进行一次换土，换土量为翻土量的30％。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。

Claims (6)

1.一种土壤盐渍化改良系统，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，开挖沟渠：在待改良的土壤区域深翻挖土，并开挖建立沟渠，且相邻2条沟渠之间的间距为30～40m，每条沟渠的长度为15～20m，宽度为5～8m，深度为4～5m；

步骤二，建立台田：在步骤一中开挖的沟渠两侧土壤区域进行基坑开挖，基坑开挖深度为沟渠深度的一半，并在基坑底部铺设一层砂粒，砂粒铺设完成后将带孔塑膜铺设在砂粒表面，再将开挖的土壤填入基坑中，建立台田；

步骤三，建排地下排水管：在步骤二中建立的台田区域内铺设排水管，排水管埋入台田地下1.8～2m处，相邻2根排水管之间间距为1～2m，且每根排水管均与步骤一中建立的沟渠相连通；

步骤四，建立循环耕种：在步骤三中建立好排水管的台田中种植农作物，并在沟渠中养殖鱼虾；

步骤五，定期维护：正常季节每隔5～8天将沟渠中的养殖水对台田进行浇灌冲洗，雨水季节每隔1天将沟渠中的蓄水进行抽排，种植的农作物每收割一次，需对台田进行一次深耕翻土，每2年对台田进行一次换土，换土量为翻土量的30％。

2.根据权利要求1所述的一种土壤盐渍化改良系统，其特征在于，步骤一中所述沟渠的截面均为倒梯形结构，且沟渠两侧的倾斜角度均为30°。

3.根据权利要求1所述的一种土壤盐渍化改良系统，其特征在于，步骤二中所述铺设的砂粒层厚为3～6cm。

4.根据权利要求1所述的一种土壤盐渍化改良系统，其特征在于，步骤三中所述排水管为PE管。

5.根据权利要求1所述的一种土壤盐渍化改良系统，其特征在于，步骤四中所述种植的农作物可为大豆、枸杞、甜高粱、向日葵和玉米中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的一种土壤盐渍化改良系统，其特征在于，步骤四中所述种植农作物之前，在台田表面铺设一层秸秆碎料，秸秆碎料的厚度为5～8cm，铺设的秸秆碎料可为往年种植的农作物的杆茎碎料。