CN113261405A

CN113261405A - 一种增强石膏改良重度苏打盐碱地水田效果的方法

Info

Publication number: CN113261405A
Application number: CN202110521348.5A
Authority: CN
Inventors: 赵永敢; 贺京哲; 王淑娟; 刘嘉; 李彦
Original assignee: Tsinghua Agriculture Co ltd; Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua Agriculture Co ltd; Tsinghua University
Priority date: 2021-05-13
Filing date: 2021-05-13
Publication date: 2021-08-17

Abstract

本发明公开了一种增强石膏改良重度苏打盐碱地水田效果的方法，属于盐碱地改良种植领域。本发明的方法为先进行1次或多次人工灌溉泡田→打浆→水平→沉浆→排水操作后，排水时田面水层电导率≤2mS/cm或全盐量≤1g/L，再施入石膏进行1次人工灌溉泡田→打浆→水平→沉浆→排水操作；然后进行人工灌溉→插秧；本发明的方法可排出更多的钠盐、镁盐、钾盐，减少石膏(主要是钙离子)的损失，从而使得盐碱地改良效果更彻底；经过本发明的方法处理后，盐碱地水田底泥的pH值和电导率维持在较低水平，且不随石膏施入时间的延长而明显降低，说明本发明的方法对增强石膏改良重度苏打盐碱地水田的效果具有显著作用。

Description

一种增强石膏改良重度苏打盐碱地水田效果的方法

技术领域

本发明涉及盐碱地改良种植领域，具体涉及的是一种增强石膏改良重度苏打盐碱地水田效果的方法。

背景技术

盐碱地作为我国重要的后备土地资源，其治理和利用是促进我国耕地资源占补平衡，确保区域粮食安全，推动地区生态建设的现实需求。针对盐土，可通过合理的灌排措施辅以一定的农艺措施进行改良，达到满足作物生长需求的目的，其治理和利用相对较为简便。针对碱土，目前大多通过加入石膏增加土壤中的Ca²⁺以置换土壤胶体上的交换性Na⁺，同时沉淀土壤中CO₃ ^2-的改良方法进行治理。但针对盐化和碱化程度双重严重的苏打盐碱地，土壤中的高浓度的盐分离子直接影响石膏的溶解度，使其溶出Ca²⁺大幅减少，对土壤胶体上的交换性Na⁺的置换作用以及对土壤中的CO₃ ^2-的沉淀作用大幅减弱，盐碱治理效果较差，种植效果往往不太理想。亟需通过调控石膏施用方式和配套灌排措施形成一套完整的灌排技术制度，这对增强石膏改良盐化和碱化程度双重严重的重度苏打盐碱地水田效果，满足农业生产需求，提高粮食产量具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种增强石膏改良重度苏打盐碱地水田效果的方法，该方法克服了重度苏打盐碱地区水田石膏改良效果受限的问题。

一种增强石膏改良重度苏打盐碱地水田效果的方法，包括如下步骤：

(1)选择重度苏打盐碱地水田；进行翻耕、旋耕和平整土地；

(2)进行第1次人工灌溉泡田、打浆、水平；然后沉浆；沉浆后进行第1次排水；

(3)第1次排水时，测定田面水层电导率或全盐量；

(4)如果第1次排水时田面水层电导率≤2mS/cm或全盐量≤1g/L，则待田面水全部排除后按照平整土地后耕层(0～20cm)土壤碱化度施入石膏；

(5)如果第1次排水时田面水层电导率>2mS/cm或全盐量>1g/L，则待田面水全部排除后进行第2次人工灌溉泡田、打浆、水平；然后沉浆；沉浆后进行第2次排水；第2次排水时，测定田面水层电导率或全盐量；

(6)重复步骤(5)，直至第n次排水时田面水层电导率≤2mS/cm或全盐量≤1g/L，待田面水全部排除后按照平整土地后耕层(0～20cm)土壤碱化度施入石膏；

(7)施入石膏后进行一次人工灌溉泡田→打浆→水平→沉浆→排水操作；排水后即完成石膏改良重度苏打盐碱地水田泡田期灌排水操作。

上述的方法中，所述重度苏打盐碱地水田的土壤pH值≥9，电导率≥4mS/cm。

具体的，所述重度苏打盐碱地水田的土壤pH值为9～11，电导率为4～20mS/cm；更具体的，所述土壤pH值为9～10.5，电导率为4.5～7mS/cm。

上述的方法中，所述人工灌溉泡田的用水量为田面水层高度为5～15cm；具体可为8～10cm。

所述人工灌溉泡田的时间为12～24小时；具体可为12小时。

上述的方法，步骤(2)中，所述沉浆的时间为24～72小时；具体可为24小时。

上述的方法，步骤(5)和(7)中，所述沉浆的时间为12～36小时；具体可为24小时。

上述的方法中，所述石膏为主要成分为硫酸钙的天然石膏和/或人工合成石膏。

上述的方法中，所述石膏为矿质石膏、脱硫石膏、磷石膏、柠檬酸石膏和建筑石膏中的至少一种。

上述的方法中，所述沉浆为自然沉浆。

上述的方法中，步骤(7)之后还包括进行人工灌溉和插秧的步骤；

具体的，所述插秧时灌溉的用水量为田面水层高度为2～3cm。

上述的方法中，所述平整土地采用粗平和/或精平(激光平地)等方式；

上述的方法中，所述平整土地完成后田面高低落差控制在5cm以内；

所述打浆包括但不限于用专用打浆机或旋耕机等机械设备进行水耙搅浆；

上述的方法中，所述水平完成后田面高低落差控制在3cm以内。

所述测定田面水层电导率或全盐量可用手持电导率仪现场检测，也可采样带回实验室测定电导率或全盐量。

上述的方法中，所述石膏的施入量按公式(1)计算：

W＝[86.07×CEC×(ESP–5％)+86.04×TA–28.22]×H×D/R×η (1)

上述公式中，W为石膏施入量(kg/公顷)，CEC为土壤阳离子交换量(cmol/kg)，ESP为土壤碱化度(％)，TA为土壤总碱度(cmol/kg)，H为土壤改良深度(cm)，D为土壤容重(g/cm³)，R为石膏的有效利用率(％)，η为石膏的质量分数(％)。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明克服了针对重度苏打盐碱地区水田石膏改良效果受限的问题，并形成一套完整的泡田期提高石膏改良效果的灌排技术制度。本发明的方法先进行1次或多次人工灌溉泡田→打浆→水平→沉浆→排水操作后，再施入石膏进行1次人工灌溉泡田→打浆→水平→沉浆→排水操作，可以实现排出更多的钠盐、镁盐、钾盐，减少石膏(主要是钙离子)的损失，从而使得盐碱地改良效果更彻底；经过本发明的方法处理后，盐碱地水田底泥的pH值和电导率维持在较低水平，且不随石膏施入时间的延长而明显降低，说明本发明的方法对增强石膏改良重度苏打盐碱地水田的效果具有显著作用；改良当年即可使盐碱地水田的盐碱程度由重度变为中度，甚至变为轻度；

(2)经过本发明的方法改良的重度苏打盐碱地水田与直接施入石膏后进行1次灌溉泡田→打浆→水平→沉浆→排水操作的水田相比，土壤pH值降低了0.37～1.18个百分点，电导率降低了37％～65％，水稻产量提高了25％～46％。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中，白稻8号是白城市农科院水稻研究所培育的品种，购自当地农资市场；

松粳22号是黑龙江省龙科种业集团有限公司培育的品种，购自当地农资市场；

吉宏6号是吉林省吉林市宏业种子有限公司培育的品种，购自当地农资市场；

脱硫石膏购自大唐长山热电厂。

实施例1

在吉林省大安市兴业村重度苏打盐碱地水田中实施，实施前耕层(0～20cm)土壤pH值为10.53，电导率为6.87mS/cm。

本发明的方法操作如下：

(1)选取试验田，设置实验组和对照组，各3次重复，结果取平均值；进行翻耕、旋耕和平整土地；平整土地完成后田面高低落差控制在5cm以内；

(2)对试验组进行第1次人工灌溉泡田(用水量为田面水层高度为8～10cm、泡田时间为12小时)、打浆、水平；然后沉浆24小时，接着进行第1次排水；

(3)第1次排水时，测定田面水层电导率，电导率为3.94mS/cm；

(4)进行第2次人工灌溉泡田(用水量为田面水层高度为8～10cm、泡田时间为12小时)、打浆、水平；然后沉浆24小时，接着进行第2次排水；

(5)第2次排水时，测定田面水层电导率，电导率为1.98mS/cm；

(6)待田面水全部排除后施入脱硫石膏；脱硫石膏施用量为4.2吨/亩；

(7)然后进行第3次人工灌溉泡田(用水量为田面水层高度为8～10cm、泡田时间为12小时)、打浆、水平；然后沉浆24小时，接着进行第3次排水；即完成石膏改良重度苏打盐碱地水田泡田期灌排水；

对照组的处理方法为进行翻耕、旋耕、平整土地后先施入脱硫石膏，然后进行人工灌溉泡田→打浆→水平→沉浆→排水操作1次；施用的脱硫石膏量和人工灌溉泡田→打浆→水平→沉浆→排水操作条件与实验组相同；

泡田期灌排水操作完成后，实验组0～20cm土壤pH值为8.52，比对照组降低1.18个单位；电导率为1.77mS/cm，比对照处理降低61％；

(8)完成泡田期灌排水后，实验组和对照组再进行人工灌溉，田面水层高度保持2～3cm，进行插秧；供试作物为水稻，品种为白稻8号；

实施当年，实验组的水稻产量比对照组增加46％。

实施例2

在吉林省大安市四棵树乡重度苏打盐碱地水田中实施，实施前耕层(0～20cm)土壤pH值为9.82，电导率为5.89mS/cm。

本发明的方法操作如下：

(3)第1次排水时，测定田面水层电导率，电导率为3.14mS/cm；

(5)第2次排水时，测定田面水层电导率，电导率为1.55mS/cm；

(6)待田面水全部排除后施入脱硫石膏；脱硫石膏施用量为3.5吨/亩；

(7)然后进行第3次人工灌溉泡田(用水量为田面水层高度8～10cm、泡田时间为12小时)、打浆、水平；然后沉浆24小时，接着进行第3次排水；即完成石膏改良重度苏打盐碱地水田泡田期灌排水；

泡田期灌排水操作完成后，实验组0～20cm土壤值pH为8.36，比对照组降低0.56个单位；电导率为1.48mS/cm，比对照组降低55％；

(8)完成泡田期灌排水后，实验组和对照组再进行人工灌溉，田面水层高度保持2～3cm，进行插秧；供试作物为水稻，品种为松粳22号；

实施当年，实验组的水稻产量比对照组增加32％。

实施例3

在吉林省松原市余字乡重度苏打盐碱地水田中实施，实施前耕层(0～20cm)土壤pH值为9.15，电导率为4.58mS/cm。

本发明的方法操作如下：

(1)选取试验田，设置实验组和对照组，各3次重复，结果取平均值；进行翻耕、旋耕、平整土地；平整土地完成后田面高低落差控制在5cm以内；

(3)第1次排水时，测定田面水层电导率，电导率为1.99mS/cm；

(4)待田面水全部排除后施入脱硫石膏；脱硫石膏施用量为2.8吨/亩；

(5)然后进行第2次人工灌溉泡田(用水量为田面水层高度为8～10cm、泡田时间为12小时)、打浆、水平；然后沉浆24小时，接着进行第2次排水；即完成石膏改良重度苏打盐碱地水田泡田期灌排水；

对照组的处理方法为进行翻耕、平整土地后先施入脱硫石膏，然后进行人工灌溉泡田→打浆→水平→沉浆→排水操作1次；施用的脱硫石膏量和人工灌溉泡田→打浆→水平→沉浆→排水操作条件与实验组相同；

泡田期灌排水操作完成后，实验组0～20cm土壤pH值为8.03，比对照组降低0.37个单位；电导率为1.17mS/cm，比对照组降低52％；

(6)完成泡田期灌排水后，实验组和对照组再进行人工灌溉，田面水层高度保持2～3cm，进行插秧；供试作物为水稻，品种为吉宏6号；

实施当年，实验组的水稻产量比对照组增加25％。

Claims

1.一种增强石膏改良重度苏打盐碱地水田效果的方法，包括如下步骤：

(1)选择重度苏打盐碱地水田；进行翻耕、旋耕和平整土地；

(3)第1次排水时，测定田面水层电导率或全盐量；

(4)如果第1次排水时田面水层电导率≤2mS/cm或全盐量≤1g/L，则待田面水全部排除后按照平整土地后耕层土壤碱化度施入石膏；

(6)重复步骤(5)，直至第n次排水时田面水层电导率≤2mS/cm或全盐量≤1g/L，待田面水全部排除后按照平整土地后耕层土壤碱化度施入石膏；

(7)施入石膏后进行一次人工灌溉泡田→打浆→水平→沉浆；排水后即完成石膏改良重度苏打盐碱地水田泡田期灌排水。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述重度苏打盐碱地水田的土壤pH值≥9，电导率≥4mS/cm。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述人工灌溉泡田的用水量为田面水层高度为5～15cm；

所述人工灌溉泡田的时间为12～24小时。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述沉浆的时间为24～72小时。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(5)和(7)中，所述沉浆的时间为12～36小时。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：所述石膏为主要成分为硫酸钙的天然石膏和/或人工合成石膏。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：所述石膏为矿质石膏、脱硫石膏、磷石膏、柠檬酸石膏和建筑石膏中的至少一种。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：所述沉浆为自然沉浆。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(7)之后还包括进行人工灌溉和插秧的步骤；

具体的，所述插秧时灌溉的用水量为田面水层高度为2～3cm。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于：所述石膏的施入量按公式(1)计算：

W ＝ [86.07×CEC × (ESP – 5％) + 86.04 × TA – 28.22] × H × D / R × η (1)

公式(1)中，W为石膏施入量，单位为kg/公顷，CEC为土壤阳离子交换量，单位为cmol/kg，ESP为土壤碱化度，％，TA为土壤总碱度，单位为cmol/kg，H为土壤改良深度，单位为cm，D为土壤容重，单位为g/cm³，R为石膏的有效利用率，％，η为石膏的质量分数，％。