CN111512727A - 一种热带区域海水倒灌农地的生态修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热带区域海水倒灌农地的生态修复方法，包括以下步骤：在海水倒灌盐碱地进行土壤起垄，采用全膜双垄沟模型，起垄的垄体为梯形结构，所述垄体垂直于海岸线方向；在垄上种植耐盐植物，垄沟中种植老鼠簕。通过自然降水、灌溉将垄上盐分淋洗到垄沟中，垄沟中种植的老鼠簕利用的盐腺，将多余的盐分排出体外，收割耐盐作物和老鼠簕，有效地移除盐分，达到垄上垄下双重作用减少土壤中的盐分的效果，同时，老鼠簕和耐盐植物多种植物生长代谢活动、根系的穿插作用以及物枯枝落叶及死根茬的腐殖作用，改善了土壤的理化性质。综合去盐效率高，增加土壤肥力，降低土壤酸碱度的效率高，能更好、更快地进行土壤修复，在经济和生态上也有更高的效益。
Description
技术领域
本发明涉及盐碱化土地的生态修复技术领域，特别涉及一种热带区域海水倒灌农地的生态修复方法。
背景技术
20世纪以来，土地盐碱化在我国发展迅速，中国各地耕地盐碱化日趋严重，土地盐碱化是农业生态环境退化的重大原因。海南岛属热带季风性气候，沿海岸线有不少面积的农田分布，受东北和西南季风影响，热带风暴和台风频繁，海水倒灌耕地现象时有发生；尤其是受较强台风影响的时候，海水倒灌现象明显，受害农田面积大，土壤恢复耕性周期长，土壤盐分过高严重危害农作物的生长，南方滨海地区由于其人口集中分布、土地耕种面积少，盐渍土土壤板结严重，结构性差，肥力低下，极大限制了该区域土地资源的有效利用。
现有的盐碱地修复技术主要是侧重于在盐碱地上恢复农业生产，脱盐效率比较缓慢，一般为在土壤中添加土壤改良剂以及种植耐盐作物等方法对盐碱地进行改良。这些方法在一定程度上起到了作用，但均有明显的缺点：土壤改良剂成本高，改良效果有限，使盐分固化而盐离子的总量并没有减少，不能解决根本问题，很可能会成为或造成二次污染，给土壤带来新的不安性因素；耐盐植物对盐度范围有一定要求，对于盐度较高的土壤，盐度超过耐盐作物的最适生长范围，作物生长不好，利用程度有限，其对盐分的去除效果，较为缓慢。且由于气候变化，风暴潮的可能性比较大，所以不利于长期防止倒灌的影响。故急需一种生态修复方法，避免使用传统土壤改良剂，但能够有效修复热带区域海水倒灌农地。
发明内容
鉴于此，本发明提出一种热带区域海水倒灌农地的生态修复方法，在不使用传统土壤改良剂的情况下，有效修复热带区域海水倒灌农地。
本发明的技术方案是这样实现的：一种热带区域海水倒灌农地的生态修复方法，包括以下步骤：在海水倒灌盐碱地进行土壤起垄，采用全膜双垄沟模型，起垄的垄体为梯形结构，所述垄体垂直于海岸线方向；在垄上种植耐盐植物，垄沟中种植老鼠簕。本发明采用全膜双垄沟模型，设置垄体垂直于海岸线方向，在垄上种植玉米、冰菜、番杏、苣荬菜耐盐植物，垄沟中种植老鼠簕，能够有效改善热带区域海水倒灌农地土壤物理性能，提高其土壤的孔隙度、有机质，降低盐量，对热带区域海水倒灌农地具有显著的修复效果。
进一步的，种植前，在垄上施用肥料4-6kg/亩，所述肥料包括以下重量份的原料制得：牛粪25-35份、椰糠30-50份、海藻渣10-20份、玉米棒子芯20-30份、香蕉茎秆15-25份、鱼藤根1-5份、枯草芽孢杆菌粉2-4份。优选地，所述肥料包括以下重量份的原料制得：牛粪30份、椰糠38份、海藻渣12份、玉米棒子芯25份、香蕉茎秆20份、鱼藤根3份、枯草芽孢杆菌粉2份。
进一步的，所述肥料的制备方法包括以下步骤：将香蕉茎秆、玉米棒子芯、鱼藤根粉碎后，置于2.3MPa条件下汽爆10-12min，得汽爆物料，将汽爆物料加入牛粪、椰糠、海藻渣，混合均匀后，加入枯草芽孢杆菌粉搅拌混合，喷水润湿物料后发酵2-4天，制得目标肥料。
进一步的，所述耐盐作物包括玉米、冰菜、番杏、苣荬菜。优选地，在大垄上种植玉米，在小垄上种植冰菜、番杏、苣荬菜中一种。
进一步的，大垄宽65-75cm、垄高13-16cm，小垄宽35-45cm、垄高18-22cm，垄沟底宽8-10cm。优选地，大垄宽70cm、垄高15cm，小垄宽40cm、垄高20cm，垄沟底宽10cm。
进一步的，所述热带区域海水倒灌农地修复前的平均含盐量为2-3％。
本发明选用的耐盐作物：
(1)冰菜，学名：冰叶日中花(拉丁学名：Mesembryanthemum crystallinum Linn.)是番杏科、日中花属的一年生或二年生草本。冰菜具有一定的观赏价值，是一种高营养价值的蔬菜，具有较高的经济价值。
(2)玉米(拉丁学名：Zea mays L.)是禾本科的一年生草本植物。它是重要的粮食作物。玉米与传统的水稻、小麦等粮食作物相比，具有很强的耐旱性、耐寒性、耐贫瘠性以及极好的环境适应性。玉米的营养价值较高，是优良的粮食作物。
(3)番杏，别名：法国菠菜、新西兰菠菜(拉丁学名：Tetragonia tetragonioides(Pall.)Kuntze)，番杏科一年生肉质草本植物。可作蔬菜，含丰富的铁、钙、维生素A和各种维生素B；全株可药用于清热解毒，祛风消肿，治肠炎、败血症、疔疮红肿、风热目赤等，具有很高的药用价值。
(4)苣荬菜，又名苦菜(学名：Sonchus arvensis L.)是菊科，苦苣菜属多年生草本植物。苣荬菜是一种蔬菜，可食用，因风味独特，深受人们的青睐。同时苣荬菜有较高的药用价值，全株可入药。性苦，寒。有清热解毒，利溼排脓，凉血止血之功效。有抗菌，降血压，降胆固醇，抗肿瘤，保肝作用。
(5)老鼠簕(Acanthus ilicifolius L.)：又名老鼠怕，是爵床科、属直立灌木，是红树林重要的药用植物之一。老鼠簕具有较高的药用价值，民间广泛用于治疗急慢性肝炎、风湿病、蛇伤等，有镇痛消炎作用。《中药大辞典》中记载，其味淡，根可入药，具有凉血清热、散痰积、解毒止痛的功效；老鼠簕除了为鸟类提供了栖息地、食物资源外，还具有防风消浪、促淤保滩、固岸护堤的功能；此外，老鼠簕叶形奇特，花色清雅，可作为滨海景观植物，有较大的经济作用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在保持特色作物生产的基础上，充分利用抗性好、高经济的耐盐作物和老鼠簕进行的起垄多种植物复合种植模式，通过自然降水、灌溉将垄上盐分淋洗到垄沟中，垄沟中种植的老鼠簕利用的盐腺，将多余的盐分排出体外，收割耐盐作物和老鼠簕，有效地移除盐分，达到垄上垄下双重作用减少土壤中的盐分的效果，同时，老鼠簕和耐盐植物多种植物生长代谢活动、根系的穿插作用以及物枯枝落叶及死根茬的腐殖作用，改善了土壤的理化性质。所选用的植物具有较高的生态、药用和经济价值，相对于传统修复方法，不仅去盐效率高，而且增加土壤肥力，降低土壤酸碱度的效率也高，能更好、更快地进行土壤修复，从长远角度考虑，在经济和生态上也有更高的效益。
(1)本发明采用冰菜、玉米、番杏和苣荬菜耐盐植物，均能在盐渍土地下正常生长，且经济效益高；结合泌盐红树植物老鼠簕，具有较强的泌盐作用，能降低土壤中的盐分，且泌盐量均随环境盐度的增加而增加。通过老鼠簕和耐盐植物多种植物通过生长代谢活动和根系的穿插作用，使土壤容重、总空隙度、通透性、总团聚体等物理性质得到改善。植物枯枝落叶及死根茬的腐殖作用，使土壤有机质增加，促进了土壤微生物的生长和繁殖，改善了土壤养分状况和化学性状，提高了土壤肥力，降低土壤盐碱度。
(2)本发明采用全膜双垄沟模型，形成垄上种植耐盐植物，垄沟种植老鼠簕的起垄多种植物复合种植模式，利用淋洗作用，通过自然降水、灌溉，将垄上的土壤中的盐分淋洗到垄沟中，有利于快速土壤脱盐；垄沟中老鼠簕通过较强的泌盐作用，将多余的盐分排出体外，从而达成降低土壤中盐分的双重作用。
(3)本发明设置垄体垂直于海岸线方向，有利于暴雨天排除过量的雨水，更好保护土壤的有机质，促进土壤中盐分排出。
(4)本发明采用由牛粪、椰糠、海藻渣、玉米棒子芯、香蕉茎秆、鱼藤根、枯草芽孢杆菌粉经科学配比发酵制得肥料，显著提高对热带区域海水倒灌农地修复效果，对待修复土壤的孔隙度、有机质、含盐量均具有显著改善。本发明特制肥料不但促进耐盐植物和老鼠簕的生长，而且有助于改善土壤性质。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
一种热带区域海水倒灌农地的生态修复方法，包括以下步骤：在海水倒灌盐碱地进行土壤起垄，采用全膜双垄沟模型，其垄体为梯形结构，大垄宽约70cm、垄高约15cm，小垄宽约40cm、垄高约20cm，垄沟底宽约10cm；所述垄体垂直于海岸线方向；在大垄上种植玉米，在小垄上种植冰菜(2-6月中旬)和苣荬菜(6月下旬-9月)，垄沟中种植老鼠簕。种植期间采用常规水肥管理方式。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，种植前，在垄上施用肥料5kg/亩，所述肥料包括以下重量份的原料制得：牛粪30份、椰糠38份、海藻渣12份、玉米棒子芯25份、香蕉茎秆20份、鱼藤根3份、枯草芽孢杆菌粉2份；所述肥料的制备方法包括以下步骤：将香蕉茎秆、玉米棒子芯、鱼藤根粉碎后，与牛粪置于2.3MPa条件下汽爆10min，得汽爆物料，将汽爆物料加入椰糠、海藻渣，混合均匀后，加入枯草芽孢杆菌粉搅拌混合，喷水润湿物料后发酵3天，制得目标肥料。
实施例3
本实施例与实施例2的区别在于，所述肥料包括以下重量份的原料制得：牛粪25份、椰糠30份、海藻渣10份、玉米棒子芯20份、香蕉茎秆15份、鱼藤根2份、枯草芽孢杆菌粉2份。
实施例4
本实施例与实施例2的区别在于，所述肥料包括以下重量份的原料制得：牛粪35份、椰糠50份、海藻渣20份、玉米棒子芯30份、香蕉茎秆25份、鱼藤根5份、枯草芽孢杆菌粉4份。
对比例1-本对比例与实施例1区别，垄沟中种植老鼠簕替换白骨壤。
对比例2-本对比例与实施例1区别，所述垄体平行于海岸线方向。
对比例3-本对比例与实施例2区别，所述牛粪替换为等量的鸡粪，所述香蕉茎秆替换等量的玉米茎秆。
对比例4-本对比例与实施例2区别，所述肥料制备的原料未经汽爆，包括以下步骤：将香蕉茎秆、玉米棒子芯、鱼藤根粉碎后，加入牛粪、椰糠、海藻渣，混合均匀后，加入枯草芽孢杆菌粉搅拌混合，喷水润湿物料后发酵3天，制得肥料。
试验例
选择海南省儋州市热带区域海水倒灌农地作为试验对象，随机划分等面积试验区，每个试验区面积为1亩，各试验区盐碱水平基本一致，采用上述实施例1-4以及对比例1-4的生态修复方法进行处理，将修复前与修复一年后土壤(土层0～40cm)理化性状进行对比，试验数据均取自各试验区5个采集点测定所得数据的平均值。其中，
(1)田间土壤持水量：采用环刀法测定。持水量＝(湿土重-烘干土重)/烘干土重×100％。
(2)孔隙度＝(1-土壤容重/土壤比重)×100％；其中土壤容重采用环刀法测定。
(3)有机质含量(％)：采用重铬酸钾容量法测定，即用定量的重铬酸钾硫酸溶液，在电加热条件下，使土壤中的有机质氧化，剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁标准溶液滴定，并以二氧化硅为添加剂作实际空白标定，根据氧化前后氧化剂质量差值，计算出有机碳量，再乘以系数1.724(由有机碳换算为有机质的系数)，即为土壤有机质含量。
(4)全盐含量(％)：采用重量法测定，即吸取一定量的土壤浸出液于瓷蒸发皿，在水浴上蒸干，用H2O2氧化有机质，然后在105℃烘箱中烘干，称重，得烘干残渣重，(烘干残渣重/土样重)×100％即为全盐含量。
结果如下：
上述结果表明，修复后土壤的孔隙度、有机质含量明显升高，而且全盐含量明显下降，表明采用本发明实施例1-4的修复方法对热带区域海水倒灌农地具有显著的修复效果。尤其是实施例2-4的修复效果更佳，其中实施例2的修复效果最佳。
其中实施例1与实施例2对比表明，采用本发明自制肥料，对土壤的孔隙度、有机质、含盐量均具有显著的影响，显著提高对热带区域海水倒灌农地修复效果。对比例3-4与实施例2对比，进一步表明采用本发明自制肥料较大提高热带区域海水倒灌农地修复效果。
对比例1-2与实施例1对比表明，在垄沟中种植老鼠簕，另外设置垄体垂直于海岸线方向，对土壤的孔隙度、有机质、含盐量也有很大的影响，明显提高修复效果。
而且本发明实施例1-4各试验区种植的玉米、冰菜、苣荬菜以及老鼠簕，生长正常，整体经济效益高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种热带区域海水倒灌农地的生态修复方法，其特征在于，包括以下步骤：在海水倒灌盐碱地进行土壤起垄，采用全膜双垄沟模型，起垄的垄体为梯形结构，所述垄体垂直于海岸线方向；在垄上种植耐盐植物，垄沟中种植老鼠簕。
2.根据权利要求1所述的一种热带区域海水倒灌农地的生态修复方法，其特征在于，种植前，在垄上施用肥料4-6kg/亩，所述肥料包括以下重量份的原料制得：牛粪25-35份、椰糠30-50份、海藻渣10-20份、玉米棒子芯20-30份、香蕉茎秆15-25份、鱼藤根1-5份、枯草芽孢杆菌粉2-4份。
3.根据权利要求1所述的一种热带区域海水倒灌农地的生态修复方法，其特征在于，所述耐盐作物包括玉米、冰菜、番杏、苣荬菜。
4.根据权利要求3所述的一种热带区域海水倒灌农地的生态修复方法，其特征在于，在大垄上种植玉米，在小垄上种植冰菜、番杏、苣荬菜中一种。
5.根据权利要求1所述的一种热带区域海水倒灌农地的生态修复方法，其特征在于，大垄宽65-75cm、垄高13-16cm，小垄宽35-45cm、垄高18-22cm，垄沟底宽8-10cm。
6.根据权利要求2所述的一种热带区域海水倒灌农地的生态修复方法，其特征在于，所述肥料包括以下重量份的原料制得：牛粪30份、椰糠38份、海藻渣12份、玉米棒子芯25份、香蕉茎秆20份、鱼藤根3份、枯草芽孢杆菌粉2份。
7.根据权利要求1所述的一种热带区域海水倒灌农地的生态修复方法，其特征在于，大垄宽70cm、垄高15cm，小垄宽40cm、垄高20cm，垄沟底宽10cm。
8.根据权利要求2或6所述的一种热带区域海水倒灌农地的生态修复方法，其特征在于，所述肥料的制备方法包括以下步骤：将香蕉茎秆、玉米棒子芯、鱼藤根粉碎后，置于2.3MPa条件下汽爆10-12min，得汽爆物料，将汽爆物料加入牛粪、椰糠、海藻渣，混合均匀后，加入枯草芽孢杆菌粉搅拌混合，喷水润湿物料后发酵2-4天，制得目标肥料。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种热带区域海水倒灌农地的生态修复方法，其特征在于，所述热带区域海水倒灌农地修复前的平均含盐量为2-3％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200811 |