CN110915341B

CN110915341B - 一种基于大地电导率仪的内陆盐碱地精准改良方法

Info

Publication number: CN110915341B
Application number: CN201911292356.6A
Authority: CN
Inventors: 杨治平; 张强; 王永亮; 郭彩霞; 黄高鉴; 郭军玲
Original assignee: INSTITUTE OF AGRICULTURAL ENVIRONMENT AND RESOURCE SHANXI ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES
Current assignee: INSTITUTE OF AGRICULTURAL ENVIRONMENT AND RESOURCE SHANXI ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2022-07-05
Anticipated expiration: 2039-12-12
Also published as: CN110915341A

Abstract

本发明公开了一种基于大地电导率仪的内陆盐碱地精准改良法，包括：（1）在选定的盐碱地范围内用GPS定位，绘制区域矢量化图，根据盐碱地面积设计网格单元，确定测定样点位置及样点数；(2)应用大地电导率仪现场测定样点土壤电导率；（3）应用测定数值绘制区域内电导率空间分布图，明确盐碱程度分布；（4）根据测定数据制定盐碱地改良化学改良剂的推荐指标值；（5）依据分布图和推荐指标，进行盐碱地的精准改良。本发明摒弃了以往界定盐碱程度必须野外手动采样结合室内分析化验的繁琐程序，是一种野外非扰动、快速简便测定土壤表观电导率进行盐碱地改良的精准方法，成本低且高效，非常适用于盐碱地改良企业、合作社应用。

Description

一种基于大地电导率仪的内陆盐碱地精准改良方法

技术领域

本发明属于盐碱地改良技术领域，具体为一种基于大地电导率仪（EM38-MK2）的内陆盐碱地精准改良的方法。

背景技术

内陆盐碱地是我国主要的盐碱区域，包括西北、东北和黄河中上游地区，约占全国盐碱总面积的69%，是我国重要的后备耕地资源。将盐碱荒地快速改良为耕地，对保障我国粮食安全、增加耕地面积、改善农业生态环境具有重要意义。

但是盐碱地土壤盐渍化程度不同，类型复杂多样，在很小的范围内往往差异较大，土壤盐分含量的这种不均匀性，对作物的大面积种植和可持续发展带来诸多困难，因此针对不同盐碱化程度地块进行准确定位，定点改良土壤盐碱，使土壤盐碱均达到作物的正常生长范围，实现土壤盐碱的均质化改良是盐碱地大规模开发与改良的重点。

传统方法采用田间采样法测定电导率（EC）来进行，此法比较费时、费力，受田间盐碱变异程度大以及人力、物力等因素限制，常无法采集到足够的样本数量，难以做到精准改良。大地电导率仪（EM38）能在地表直接测量土壤的表观电导率，为非接触直读式、适用于大面积土壤盐碱化的测量。目前有关大地电导率仪方面的报道很少，而且专利也只是局限于大地电导率仪测定数值的解译或测定方法的记载，如CN107145644A（一种基于多源数据耦合的土壤盐渍化解译）通过对表观土壤电导率、遥感影像、土壤盐分调查含量三者的耦合，实现三维土壤盐分状况解译。CN105766116A（基于精准农业的改良剂变量施撒系统）提供了一种基于精准农业的改良剂变量施撒系统，重点在改良剂施撒设备研制。

这些现有技术没有涉及如何利用大地电导率仪测定值建立土壤盐碱化程度指标，按照不同的盐碱化程度建立改良剂用量推荐系统，然后进行定位定点的精准改良。

发明内容

本发明目的是解决盐碱地改良中盐碱空间变异性问题，提供一种基于大地电导率仪（EM38-MK2）的内陆盐碱地精准改良方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种基于大地电导率仪（EM38-MK2）的内陆盐碱地精准改良方法，是通过以下步骤实现的：

（1）、地块测量

在当年秋季或笠年早春土壤消冻后，对拟改良的地块应用GPS进行地形测量定位，制作大比例尺地形图，建立矢量化电子坐标图。

（2）、网格设定

在改良的地块内设置改良网格单元，确定测定的样点位置和样点数。网格大小根据地块大小和盐碱分布变异特征确定，网格单元大小一般为2×2m~50×50m。

（3）、现场检测

利用大地电导率仪测定所确定样点水平方向的电导率，同时使用高精度GPS定位。

（4）、将大地电导率仪测定的数值按照换算系数转换为传统的EC值，应用Sufer12.0软件绘制成空间分布图。根据EC值建立盐碱地改良化学改良剂的推荐指标值。

电导率EC）≥1.20，pH≥11的区域每亩施用脱硫石膏2000~3000kg、风化煤2000~3000kg、有机肥3000~4000kg、硫酸亚铁300~350kg；电导率（EC）为0.91~1.20，pH为10.5~11.0的区域每亩施用脱硫石膏2000kg、风化煤20000kg、有机肥3000kg、硫酸亚铁300kg；电导率（EC）为0.61~0.90，pH为10.1~10.5的区域每亩施用脱硫石膏1500~2000kg、风化煤1500~2000kg、有机肥2000~3000kg，硫酸亚铁200~300kg；电导率（EC）为0.31~0.60，pH为9.1~10.0的区域每亩施用脱硫石膏1000~1500kg、风化煤1000~1500kg、有机肥1000~2000kg，硫酸亚铁100~200kg；电导率（EC）为0.16~0.30，pH为8.6~9.0的区域每亩施用脱硫石膏500~1000kg、风化煤500~1000kg、有机肥500~1000kg，硫酸亚铁150~100kg。

（5）、精准施用改良材料

依据分布图和推荐指标，制定不同的脱硫石膏、风化煤、有机肥、硫酸亚铁等化学改良剂的用量。于冬前或笠年3月中下旬前将改良剂施入，旋耕，使改良剂和土壤混合均匀，并进行一次冬灌或春浇，灌溉量为150~200m³/亩。

（6）、种植作物

按照EC值以及土壤的pH范围选择不同的作物类型。

电导率EC）≥1.20，pH≥11时，选择苜蓿、田箐、甜菜等作物；电导率（EC）为0.91~1.20，pH为10.5~11.0时，选择菊芋、甜菜、油葵等作物；电导率（EC）为0.61~0.90，pH为10.1~10.5时，选择燕麦、藜麦、葵花等作物；电导率（EC）为0.31~0.60，pH为9.1~10.0时，选择饲草高粱、饲草玉米；电导率（EC）为0.16~0.30，pH为8.6~9.0时，选择常规玉米、高粱等作物。

本发明方法具有如下有益效果：

1、本发明方法针对盐碱地盐碱空间变异大的特征，采用大地电导率仪（EM38-MK2）进行测定改良，实现了定位定点精准改良，可以平抑盐碱地的空间变异。

2、本发明摒弃了以往界定盐碱程度必须野外手动采样结合室内分析化验的繁琐程序，是一种野外非扰动、快速简便测定土壤表观电导率进行盐碱地改良的精准方法，降低改良成本，改良效益高，非常适用于盐碱地改良企业、合作社应用。

本发明设计合理，具有很好的实际应用及推广价值。

附图说明

图1表示实施例中监测点位示意图。

图2表示实施例中EC值分布图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施例进行详细说明。

本实施地点选在山西省怀仁县毛皂村基地，盐碱类型为苏打盐化土；于2016年对该试验地应用基于大地电导率仪的内陆盐碱地精准改良方法，按照以下步骤进行：

（1）、选地与地块测量

在当年3月中旬，选择拟改良的地块，面积为2ha。应用GPS进行地形测量定位，制作大比例尺地形图，建立矢量化电子坐标图。

（2）、网格设定

在改良的地块内设置改良网格单元，确定测定的样点位置和样点数。网格大小根据地块大小和盐碱分布变异特征确定，网格单元大小为10m×10m，同时对四个方位进行了加密监测，监测样点数共164个，监测点位如图1所示。

（3）、现场检测

（4）、绘制盐碱空间分布图

将大地电导率仪测定的数值按照换算系数转换为传统的EC值，转换公式为y=0.455㏑(x)-0.9562，其中y为传统EC值，x为大地电导率测定值。然后应用Sufer12.0软件将传统EC值绘制成空间分布图，如图2所示。

（5）、确定化学改良剂的推荐施用量

根据EC值建立盐碱地改良化学改良剂的推荐指标值如下：电导率（EC）≥1.20，pH≥11的区域每亩施用脱硫石膏2000~3000kg、风化煤2000~3000kg、有机肥3000~4000kg、硫酸亚铁300~350kg；电导率（EC）为0.91~1.20，pH为10.5~11.0的区域每亩施用脱硫石膏2000kg、风化煤20000kg、有机肥3000kg、硫酸亚铁300kg；电导率（EC）为0.61~0.90，pH为10.1~10.5的区域每亩施用脱硫石膏1500~2000kg、风化煤1500~2000kg、有机肥2000~3000kg，硫酸亚铁200~300 kg；电导率（EC）为0.31~0.60，pH为9.1~10.0的区域每亩施用脱硫石膏1000~1500kg、风化煤1000~1500kg、有机肥1000~2000kg，硫酸亚铁100~200kg；电导率（EC）为0.16~0.30，pH为8.6~9.0的区域每亩施用脱硫石膏500~1000kg、风化煤500~1000kg、有机肥500~1000kg，硫酸亚铁150~100kg。

（6）、精准施用改良材料

依据分布图和推荐指标，制定不同的脱硫石膏、风化煤、有机肥、硫酸亚铁等化学改良剂的用量。于当年3月底前将改良剂施入，旋耕，使改良剂和土壤混合均匀，过15天后，进行一次春浇，灌溉量为150~200m³/亩。

（7）、种植作物

所选的地块基本属于中度到重度的苏打盐化土，选择种植饲草玉米，品种为雅玉8号，种植密度为5000株/亩。

（8）、精准改良技术实施的效果

2016年实施后的效果与2015年未实施时的效果比较，各项盐分指标处EC值均有所降低。与2015年背景值比较，2016年秋后土壤pH平均下降0.57个单位，EC值下降了0.13mS/cm，交换性Na⁺下降2.18cmol/kg，水溶性Na⁺（cmol/kg）下降0.48cmol/kg，生物量提高了21098kg/ha。从变异系数看，各项指标均降低，说明精准改良技术缩小了土壤盐分的空间变异。

表1 精准改良实施效果

2016年实施精准改良技术后，生物量比2015年提高了21098kg/ha，增产56.9%，田间玉米株高差异变小，长势趋于一致，增产效果非常显著。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。

Claims

1.一种基于大地电导率仪的内陆盐碱地精准改良方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）、地块测量：对拟改良的地块应用GPS进行地形测量定位，制作地形图，并建立矢量化电子坐标图；

（2）、网格设定：在改良的地块内设置改良网格单元，确定测定的样点位置和样点数；

（3）、现场检测：利用大地电导率仪测定所确定样点水平方向的电导率，同时使用GPS定位，将大地电导率仪测定的数值转换为EC值，转换公式为y=0.455㏑(x)-0.9562，其中y为传统EC值，x为大地电导率测定值；应用Sufer12.0软件绘制成空间分布图，明确盐碱程度分布；

（4）、根据EC值建立盐碱地改良化学改良剂的推荐指标值；

EC≥1.20、pH≥11的区域每亩施用脱硫石膏2000~3000kg、风化煤2000~3000kg、有机肥3000~4000kg、硫酸亚铁300~350kg；

EC为0.91~1.20，pH为10.5~11.0的区域每亩施用脱硫石膏2000kg、风化煤2000kg、有机肥3000kg、硫酸亚铁300kg；

EC为0.61~0.90 ，pH为10.1~10.5的区域每亩施用脱硫石膏1500~2000kg、风化煤1500~2000kg、有机肥2000~3000kg，硫酸亚铁200~300kg；

EC为0.31~0.60，pH为9.1~10.0的区域每亩施用脱硫石膏1000~1500kg、风化煤1000~1500kg、有机肥1000~2000kg，硫酸亚铁100~200kg；

EC为0.16~0.30，pH为8.6~9.0的区域每亩施用脱硫石膏500~1000kg、风化煤500~1000kg、有机肥500~1000kg，硫酸亚铁150~100kg；

（5）、精准施用改良材料：依据分布图和推荐指标，制定化学改良剂的用量；

于当年3月底前将改良剂施入，旋耕，使改良剂和土壤混合均匀，过15天后，进行一次春浇，灌溉量为150~200m³/亩；

（6）、种植作物：按照EC值范围选择不同的作物类型；

EC≥ 1.20、pH≥11时，选择苜蓿、田箐、甜菜作物；

EC为0.91~1.20、pH为10.5~11.0时，选择菊芋、甜菜、油葵作物；

EC为0.61~0.90、pH为10.1~10.5时，选择燕麦、藜麦、葵花作物；

EC为0.31~0.60、pH为9.1~10.0时，选择饲草高粱、饲草玉米作物；

EC为0.16~0.30、pH为8.6~9.0时，选择常规玉米、高粱作物。

2.根据权利要求1所述的基于大地电导率仪的内陆盐碱地精准改良方法，其特征在于：网格单元大小为2×2m~50×50m。

3.根据权利要求2所述的基于大地电导率仪的内陆盐碱地精准改良方法，其特征在于：有机肥为腐熟的牛粪、鸡粪、羊粪、猪粪中的一种或几种的混合物。