CN112772038A - 一种盐碱地土壤改良方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤改良技术领域，具体涉及一种盐碱地土壤改良方法，包括铺设排水暗管、排水带、回填、开挖排水沟、开挖集水沟、种植抗盐碱植物和地表层改良步骤，本发明可有效降低盐碱土壤中盐分含量，具体通过将传统的单一渗水管排放改变为渗水管加排水带相结合的方式，汲水方式从线状汲水变为面状汲水，对于含盐水分的排放更加全面，减少了渗水，有效地将含盐水分排走而不是渗透至地下水中。

Description

一种盐碱地土壤改良方法

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，具体涉及一种盐碱地土壤改良方法。

背景技术

土壤盐碱化是一个世界性的问题，遍及世界各国，但主要分布在全球干旱半干旱地区。美国、加拿大、俄罗斯、德国、法国、蒙古及中国等都有盐碱土分布。全世界约有盐碱地10亿公顷，其中干旱半干旱盐碱土就占54％，成为旱地农业中最大的环境问题。为此，世界各国都在积极研究、探索土壤盐碱化的治理措施，籍以提高土壤资源的有效利用，改善生态环境，促进农业可持续发展。

我国的盐碱地主要分布在干旱和半干旱的西北、华北和东北地区，主要为内陆盐碱地和滨海盐碱地。盐碱地可粗略分为碱土与盐土两大类，盐土面积远多于碱土，氯化物盐土含盐量在0.6％以上，毒性最大，硫酸盐类盐土毒性较小，含盐量在2％以上，以上两种盐的混合盐类含盐量在1％以上，毒性居中。

盐碱地是由于诸如地形、气候、土壤、地质、地貌等的自然因素和诸如不合理灌溉、破坏植被、土壤耕作方式粗放等的人为因素所导致的，其中自然因素导致的盐碱化十分严重，现有研究普遍认为土壤盐碱化是由于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。盐碱土危害极大，土壤盐渍化会使植物产生生理干旱，不利于植物的生长，当土壤中可溶性盐离子含量过高时会对植物产生毒害作用，影响植物吸收养分，影响植物气孔开闭，降低土壤养分的有效性，使土壤理化性质变差，肥力变差。另外，由于盐碱土可溶性盐离子浓度高、水热条件差、可供微生物利用的C、N含量低等因素，土壤微生物总量低于同生态区域土壤，并且单一盐土中的微生物数量低于复合型盐碱中微生物的数量。利用磷脂脂肪酸谱图技术分析土壤中微生物总量发现，微生物总量与盐碱地土壤含盐量和碱化度呈显著的负相关，且盐碱程度越强，标记物多样性越单一。这充分的反应了以盐害为主导的土壤环境对微生物的抑制作用，但也有观点认为这是盐碱土上植被生物量降低而产生的间接的负面效应。

现有技术中对于盐碱地的治理基本遵循“盐随水来，盐随水去”的原则，采用明、暗沟排水使水对土壤进行淋洗，减少土壤中的盐分，但是采用这种方式进行改良的盐碱地，地面各点淋洗水渗透不均匀，靠近排水沟或渗水管的区域，含盐水分流走迅速，导致土壤盐分淋洗不均一；其次，部分盐碱地地下水矿化程度高，导致盐碱地板结，渗水能力降低，进而导致淋洗水无法及时快速排出，无法到达改良的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种盐碱地土壤改良方法，建立带状分布的地下排盐排水系统，结合地表排水沟，实现快速全面排水。

本发明的一种盐碱地土壤改良方法，包括以下步骤：

(1)铺设排水暗管

平整土地，在平整后的土地上开挖V型的暗管沟槽，将挖出的土料集中放置备用，暗管沟槽深度在1-1.5m之间，在暗管沟槽底部铺滤料层，滤料层包括粗滤料和细滤料，先在暗管沟槽底部铺设粗滤料，再在粗滤料的缝隙之间填充细滤料，将渗水管埋设在滤料层中；

(2)铺设排水带

在暗管沟槽的两个侧壁上铺设一层细滤料层，再在细滤料层上倾斜地设置毛细透排水带，V型的暗管沟槽的两侧的毛细透排水带交错设置，同侧的相邻毛细透排水带之间预留30-50cm的距离，在毛细透排水带上再次铺设一层细滤料层；

(3)回填

将步骤(1)中挖出的土料的部分与土壤调节基质混合后回填至暗管沟槽中形成调节层，所述调节层的厚度在20-30cm之间，将剩余土料全部回填至暗管沟槽中；

(4)开挖排水沟

在开挖过暗管沟槽的土地的两侧开挖平行于排水暗管的排水沟，将开挖排水沟产生的土料堆砌在回填后的暗管沟槽上方形成台田，排水沟的沟底深度高于渗水管的填埋深度；

(5)开挖集水沟

在盐碱地的外围开挖一圈集水沟，集水沟连通排水沟和渗水管，所开挖的集水沟深度低于渗水管的出水口高度；

(6)种植抗盐碱植物

在步骤(4)所形成的台田上种植抗盐碱植物；

(7)地表层改良

在台田上部平铺3-5cm厚度的秸秆。

其中，步骤(1)中相邻暗管沟槽的距离在3-5m之间。

进一步，所述粗滤料选用鹅卵石、碎砖块、渣石、建筑废料或矿渣中的一种或它们的混合物，所述细滤料采用砾石、蛭石、陶粒、沸石或粗砂中的一种或它们的混合物组成，且细滤料的粒径在2-5mm之间。

进一步，所述毛细透排水带长度在50-80cm之间，宽度在30-50cm之间，倾斜设置的毛细透排水带的下部末端朝向渗水管垂直设置，垂直部分的长度占毛细透排水带总长度的1/4-1/3。

进一步，所述土壤调节基质成分包括草炭、锯末、微生物肥料、有机肥、腐殖酸以及脱硫石膏，其中草炭按重量分数计不少于40％，微生物肥料不少于20％。

进一步，最终形成的调节层中，土壤调节基质所占重量份比例在30％-50％之间。

本发明的有益效果是：本发明公开的一种盐碱地土壤改良方法，在盐碱地上形成台田和排水沟，台田上用于种植抗盐碱植物，起到生物治理的作用，台田的结构从上往下依次可分为由秸秆组成的表层、盐碱土层、调节层和由渗水管、毛细透排水带和滤料层共同组成的渗水层，秸秆铺设在台田表面，可抑制或减少土壤水分蒸发，有效减轻盐分表聚，且降水时不影响雨水下渗对盐碱土壤进行淋洗，调节层与渗水层形成隔盐层，具有与原来的盐碱土壤截然不同的毛细结构，打断了地下水上升的毛细管路，使得带有盐分的地下水到达渗水层和调节层时，水分只能蒸发上升，而盐分只能停留在渗水层，在降水时溶解排出，有效减少上层土壤的盐分聚集。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。

实施例一

本实施例中的一种盐碱地土壤改良方法，包括铺设排水暗管、排水带、回填、开挖排水沟、开挖集水沟、种植抗盐碱植物和地表层改良步骤。

1、首先需要平整土地，在平整后的土地上开挖V型的暗管沟槽，将挖出的土料集中放置备用，暗管沟槽深度应该在地下水水位以上，根据不同地区的实际情况可以在1-1.5m之间选择，相邻暗管沟槽的距离在3-5m之间，在暗管沟槽底部铺滤料层，滤料层包括粗滤料和细滤料，先在暗管沟槽底部铺设粗滤料，再在粗滤料的缝隙之间填充细滤料，将渗水管埋设在滤料层中；根据实际情况，所述粗滤料可选用鹅卵石、碎砖块、渣石、建筑废料或矿渣中的一种或它们的混合物，在渗水管底部形成具有巨大空隙的骨架结构，所述细滤料采用砾石、蛭石、陶粒、沸石或粗砂中的一种或它们的混合物组成。

2、在暗管沟槽的两个侧壁上铺设一层细滤料层，再在细滤料层上倾斜地设置毛细透排水带，毛细透排水带是上下表面具有毛细排水管路的塑胶带，可利用毛细原理不断地从土壤中汲取饱和水分，利用虹吸原理将汲取的水分汇集在较低的一端也就是处于中部较低位置的渗水管处，V型的暗管沟槽的两侧的毛细透排水带交错设置，同侧的相邻的毛细透排水带之间预留30-50cm的距离，以供后续抗盐碱植物的根须生长，毛细透排水带长度在50-80cm之间，优选在80cm，宽度在30-50cm之间,优选在50cm，倾斜设置的毛细透排水带的下部末端朝向渗水管垂直设置，垂直部分的长度占毛细透排水带总长度的1/4-1/3，垂直部分可起到虹吸作用，加速含盐水分朝渗水管聚集，在毛细透排水带上再次铺设一层细滤料层，使得毛细透排水带整体处于细滤料层的包裹中，避免其与土壤的直接接触导致的堵塞问题，细滤料的粒径应该大于毛细透排水带的毛细管路直径，所以优选在2-5mm之间，滤料层、渗水管以及毛细透排水带共同构成渗水层，粗滤料起到骨架作用，对渗水管起到必要的保护，细滤料将出滤料之间的空隙进行填充，形成与原土壤毛细管路不同的结构，土壤毛管孔隙减少而大孔隙增多，一方面有利于上层盐分的淋洗，另一方面，由于土壤中的毛细管路的断裂，水只能以气态形式上升，而可容盐分停留在渗水层下方。

3、将步骤(1)中挖出的土料的部分与土壤调节基质混合后回填至暗管沟槽中形成调节层，所述调节层的厚度在20-30cm之间，将剩余土料回填至暗管沟槽中，若因为土壤调节基质的加入导致剩余土料无法完全回填，即可在暗管沟槽上方进行堆砌。

4、在开挖过暗管沟槽的土地的两侧开挖平行于排水暗管的排水沟，将开挖排水沟产生的土料堆砌在回填后的暗管沟槽上方，至此即形成结构为盐碱土层、调节层和渗水层的台田，排水沟的沟底深度高于渗水管的填埋深度，在降雨时土壤水分可能会出现饱和，多余的水分进而在排水沟聚集排出，但是多数情况下，土壤并不会完全饱和或上部土壤到达饱和程度，但是下部土壤并没有饱和，这种情况下，向下渗透的水多于经过排水管排走的水，渗水管起到主要的排水作用，因此将渗水管的深度设置在排水沟沟底深度之下，有利于渗透水的排放，相比较与传统的单独暗管排放，本发明将传统的单一渗水管排放改变为渗水管加排水带相结合的方式，汲水方式从线状汲水变为面状汲水，对于含盐水分的排放更加全面，减少了渗水。

5、在盐碱地的外围开挖一圈集水沟，集水沟连通排水沟和渗水管，所开挖的集水沟深度低于渗水管的出水口高度。

6、在步骤(4)所形成的台田上种植抗盐碱植物，抗盐碱植物的种类选用根系较为发达的品种，例如青杨。

7、在台田上部平铺3-5cm厚度的秸秆，秸秆作为表层的治理材料，来源广泛，具体的盐碱地改良机理为：通过覆盖秸秆，减少阳光对土壤的直接照射，减少水分蒸发，进而降低向上迁移的地下水量。

本实施中，土壤调节基质成分包括草炭、锯末、微生物肥料、有机肥、腐殖酸以及脱硫石膏，其中草炭按重量分数计为40％，微生物肥料计为20％，锯末20％，其余原料酌情添加直至将PH值控制在5-7之间，将重量份占比为30％的土壤调节基质和70％的土料进行混合形成调节层原料，草炭含有大量水分、腐殖酸和未被彻底分解的植物残体、腐殖质以及一部分矿物质，有机质含量在30％以上，对环境友好。草炭同时也是良好的微生物吸附剂，能有效吸附微生物，保持微生物的活性，将其与锯末、有机肥以及脱硫石膏混合后形成微生物的繁殖基，微生物肥料优选为含有植物根际促生菌的微生物肥料，用于提高土壤的微生物含量，微生物作为土壤中最活跃的部分，具有促进碳、氮、磷、硫等养分循环、修复环境污染、维持陆地生态系统稳定等作用。同时，微生物对土壤物质组分、理化性质和微环境表现出高度的响应特性，提高微生物含量以及增加微生物多样性，有助于提高抗盐碱植物的存活率。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：

草炭按重量分数计为50％，微生物肥料计为30％，将重量份占比为50％的土壤调节基质和50％的土料进行混合形成调节层原料。

对比例

选用同一地区的未做处理的、保持自然状态下的盐碱地土壤进行对比检测。

对比方法：台田堆砌、排水沟开挖完成后，自然养护3个月后，用土钻进行取样，实施例一以及实施例二从台田上进行取样，对比例从地面进行取样，位置分别为距土表0～20cm(A地点)、20～40cm(B地点)、40～60cm(C地点)、60～80cm(D地点)，用于测定土壤含盐量，。

测试结果如下表所示：

由上表可以看出，各实施例相对于对比例，土壤中的各离子含量有显著下降，实施例二相比于实施例一，改良程度更为明显。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种盐碱地土壤改良方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)铺设排水暗管

平整土地，在平整后的土地上开挖V型的暗管沟槽，将挖出的土料集中放置备用，暗管沟槽深度在1-1.5m之间，在暗管沟槽底部铺滤料层，滤料层包括粗滤料和细滤料，先在暗管沟槽底部铺设粗滤料，再在粗滤料的缝隙之间填充细滤料，将渗水管埋设在滤料层中；

(2)铺设排水带

在暗管沟槽的两个侧壁上铺设一层细滤料层，再在细滤料层上倾斜地设置毛细透排水带，V型的暗管沟槽的两侧的毛细透排水带交错设置，同侧的相邻毛细透排水带之间预留30-50cm的距离，在毛细透排水带上再次铺设一层细滤料层；

(3)回填

将步骤(1)中挖出的土料的部分与土壤调节基质混合后回填至暗管沟槽中形成调节层，所述调节层的厚度在20-30cm之间，将剩余土料全部回填至暗管沟槽中；

(4)开挖排水沟

在开挖过暗管沟槽的土地的两侧开挖平行于排水暗管的排水沟，将开挖排水沟产生的土料堆砌在回填后的暗管沟槽上方形成台田，排水沟的沟底深度高于渗水管的填埋深度；

(5)开挖集水沟

在盐碱地的外围开挖一圈集水沟，集水沟连通排水沟和渗水管，所开挖的集水沟深度低于渗水管的出水口高度；

(6)种植抗盐碱植物

在步骤(4)所形成的台田上种植抗盐碱植物；

(7)地表层改良

在台田上部平铺3-5cm厚度的秸秆。

2.根据权利要求1所述的盐碱地土壤改良方法，其特征在于：步骤(1)中相邻暗管沟槽的距离在3-5m之间。

3.根据权利要求1所述的盐碱地土壤改良方法，其特征在于：所述粗滤料选用鹅卵石、碎砖块、渣石、建筑废料或矿渣中的一种或它们的混合物，所述细滤料采用砾石、蛭石、陶粒、沸石或粗砂中的一种或它们的混合物组成，且细滤料的粒径在2-5mm之间。

4.根据权利要求1所述的盐碱地土壤改良方法，其特征在于：所述毛细透排水带长度在50-80cm之间，宽度在30-50cm之间，倾斜设置的毛细透排水带的下部末端朝向渗水管垂直设置，垂直部分的长度占毛细透排水带总长度的1/4-1/3。

5.根据权利要求1所述的盐碱地土壤改良方法，其特征在于：所述土壤调节基质成分包括草炭、锯末、微生物肥料、有机肥、腐殖酸以及脱硫石膏，其中草炭按重量分数计不少于40％，微生物肥料不少于20％，调节土壤调节基质的PH值为5-7之间。

6.根据权利要求5所述的盐碱地土壤改良方法，其特征在于：最终形成的调节层中，土壤调节基质所占重量份比例在30％-50％之间。