CN114048437B - 农用盐碱地中降低碱度物料施用量的计算方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种农用盐碱地中降低碱度物料施用量的计算方法和应用，其中农用盐碱地中降低碱度物料施用量的计算方法根据下式进行计算：其中，AR表示单位面积降低碱度物料施用量，单位为kg/亩；ΔpH＝pHi‑pH0，pHi表示农用盐碱地土壤的初始pH值，pH0表示农用盐碱地土壤的目标pH值；C表示单位千克风干的初始农用盐碱地土壤中的有机质含量，单位为g/kg。由此，采用该计算方法能够准确计算出降低农用盐碱地土壤所需的降低碱度物料的施用量，从而有效实现对农用盐碱地土壤pH值的快速与准确调节，对于促进农业可持续发展和耕地质量提升具有重要意义。

Description

农用盐碱地中降低碱度物料施用量的计算方法和应用
技术领域
本发明属于农业领域，具体涉及一种农用盐碱地中降低碱度物料施用量的计算方法和应用。
背景技术
我国盐碱地分布广，面积大，据官方统计，我国农业高效利用的盐碱地面积达1亿亩，占全国耕地面积6％左右，主要分布在三北(华北、西北、东北)区域。盐碱地的碱度高导致养分有效性降低，作物出苗率低，产量较低。通过施用降碱度物料，能够有效降低土壤碱度，提高养分有效性，改善作物长势和提高作物产量，提高农户的经济效益。
盐碱地降碱度物料施用量是指把农用盐碱地的较高根际pH调节到需要的根际土壤pH所需要的降碱度物料的数量，降碱度物料的需要量通常与土壤类型、土壤基础pH、土壤有机质含量等指标相关。降碱度物料通常用酸性物质来实现。目前大部分农户按照经验盲目施用降碱度物料，比如，酸雨石和硫磺等强酸性物质是农户经常选择的物料，降碱度物料选择粗放，而且亩施用量从几十公斤到几百公斤的情况都有，缺少针对性和精准性，施用成本偏高，导致性价比较低，农户采用率不高，长此以往，影响土壤健康和农业可持续发展。针对盐碱地降碱度问题，目前还没有精准确定降碱度物料施用量的方法或手段，也没有能够有针对性的精准确定降碱度物料施加量的公式可以应用。
因此，发明一种精准确定降碱度物料施用量的计算方法势在必行，是实现盐碱地精准降低碱度的有效技术途径，对于促进农业可持续发展和耕地质量提升具有重要意义。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种农用盐碱地中降低碱度物料施用量的计算方法和应用，采用该计算方法能够准确计算出降低农用盐碱地土壤所需的降低碱度物料的施用量，从而有效实现对农用盐碱地土壤pH值的快速与准确调节，对于促进农业可持续发展和耕地质量提升具有重要意义。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种农用盐碱地中降低碱度物料施用量的计算方法。根据本发明的实施例，所述计算方法包括：根据下式进行计算：
其中，
AR表示单位面积降低碱度物料施用量，单位为kg/亩；
ΔpH＝pHi-pH0，pHi表示农用盐碱地土壤的初始pH值，pH0表示农用盐碱地土壤的目标pH值；
C表示单位千克风干的初始农用盐碱地土壤中的有机质含量，单位为g/kg。
根据本发明实施例的农用盐碱地中降低碱度物料施用量的计算方法，能够准确计算出降低农用盐碱地土壤所需的降低碱度物料的施用量，从而有效实现对农用盐碱地土壤pH值的快速与准确调节，对于促进农业可持续发展和耕地质量提升具有重要意义。
另外，根据本发明上述实施例的农用盐碱地中降低碱度物料施用量的计算方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述降低碱度物料包括硫酸铵和矿物腐植酸。
在本发明的一些实施例中，所述硫酸铵和所述矿物腐植酸的质量比为2:1。
在本发明的一些实施例中，所述硫酸铵满足以下条件：按照1g：250ml的固液比将所述硫酸铵与蒸馏水混合，得到的硫酸铵溶液的pH为4.0～4.5。
在本发明的一些实施例中，所述矿物腐植酸满足以下条件：按照1g：250ml的固液比将所述矿物腐植酸与蒸馏水混合，得到的矿物腐植酸溶液的pH为4.0～4.5。
在本发明的一些实施例中，所述含有硫酸铵的产品为晶体状，所述矿物腐植酸为粉末状且所述矿物腐植酸的粒径为100目。
在本发明的一些实施例中，所述矿物腐植酸为粉末状。
在本发明的一些实施例中，所述矿物腐植酸的粒径为100目。
在本发明的第二个方面，本发明提出了一种降低农用盐碱地土壤碱度的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：
(1)获取农用盐碱地土壤的初始pH值pHi和单位重量风干的初始农用盐碱地土壤中的有机质含量C；
(2)根据农用盐碱地土壤的目标pH值pH0确定ΔpH，其中ΔpH＝pHi-pH0；
(3)基于上述农用盐碱地中降低碱度物料施用量的计算方法计算得到单位面积降低碱度物料施用量AR；
(4)基于步骤(3)得到的AR，采用根际施用方法施用所述降低碱度物料。
根据本发明实施例的降低农用盐碱地土壤碱度的方法，通过采用上述能准确计算出降低农用盐碱地土壤所需的降低碱度物料的施用量的计算方法，能简便、精准、快速降低农用盐碱地碱度，尤其适用于我国滨海盐碱区和内陆盐碱区，同时田间试验证明该方法确实能够精准有效实现土壤碱度的降低，且能提高土壤养分有效性和土壤肥力，对作物生长和作物产量提高皆有正向促进作用。
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述根际施用方法的施用位置为：地面以下3～5cm且距离种子水平距离为5cm的区域进行条施。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的降低农用盐碱地土壤碱度的方法流程示意图；
图2是本发明的根际施用方法的施用位置示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明创新性的提出了一种农用盐碱地中降低碱度物料施用量的计算方法。通过此计算方法可以精准确定降低农用盐碱地土壤所需的降低碱度物料的施用量，从而有效实现对农用盐碱地土壤pH值的快速与准确调节，简便、精准、快速降低盐碱地碱度，促进农业可持续发展及耕地质量提升。
根据本发明的实施例，所述方法包括：
根据下式进行计算：
其中，
上式中，AR表示单位面积降低碱度物料施用量，单位为kg/亩。具体的，降低碱度物料包括硫酸铵和矿物腐植酸，硫酸铵和矿物腐植酸的质量比为2:1，其中，硫酸铵为晶体状并且硫酸铵需满足以下条件：按照1g：250ml的固液比将硫酸铵与蒸馏水混合，得到的硫酸铵溶液的pH为4.0～4.5；矿物腐植酸是由褐煤等低阶煤活化制成，其为粉末状且该粉末状矿物腐植酸的粒径为100目，并且矿物腐植酸满足以下条件：按照1g：250ml的固液比将矿物腐植酸与蒸馏水混合，得到的矿物腐植酸溶液的pH为4.0～4.5。
上式中，ΔpH＝pHi-pH0，pHi表示农用盐碱地土壤的初始pH值，pH0表示农用盐碱地土壤的目标pH值，其中土壤的pH值采用电位法测定，测定过程中，蒸馏水与土壤液固比为50ml∶10g。
上式中，C表示农用盐碱地的初始有机质含量，即：单位千克风干的初始农用盐碱地土壤中所含有的有机质的克数，单位为g/kg，其测定方法依照农业行业标准NY/T1121.6-2006。
在本发明的第二个方面，本发明提出了一种降低农用盐碱地土壤碱度的方法。根据本发明的实施例，参考图1，该方法包括：
S100：获取农用盐碱地土壤的初始pH值pHi和单位重量风干的初始农用盐碱地土壤中的有机质含量C
该步骤中，农用盐碱地土壤的初始pH值pHi采用电位法测定，测定过程中，蒸馏水与土壤液固比为50ml∶10g；C表示农用盐碱地的初始有机质含量，即：单位千克风干的初始农用盐碱地土壤中所含有的有机质的克数，单位为g/kg，其测定方法依照农业行业标准NY/T 1121.6-2006。
S200：根据农用盐碱地土壤的目标pH值pH0确定ΔpH
该步骤中，农用盐碱地土壤的目标pH值pH0采用电位法测定，测定过程中，蒸馏水与土壤液固比为50ml∶10g，然后根据ΔpH＝pHi-pH0计算pH变化量。
S300：基于本申请提出的农用盐碱地中降低碱度物料施用量的计算方法计算得到单位面积降低碱度物料施用量AR
该步骤中，将上述步骤S100和S200得到的ΔpH、C、pHi代入本申请农用盐碱地中降低碱度物料施用量的计算方法中的式子计算得到单位面积降低碱度物料施用量AR值。
S400：基于步骤S300得到的AR，采用根际施用方法施用降低碱度物料
该步骤中，参考图2，根际施用方法的施用位置为：地面以下距离H为3～5cm且距离种子水平距离L为5cm的区域进行条施。
需要说明的是，土壤碱度的调节一季度调整一次，一次调整ΔpH为0.2～0.5为宜，如果外源物质的大量增加反而不利于作物生长，分期分次施用效果较好。
根据本发明实施例的降低农用盐碱地土壤碱度的方法，通过采用上述能准确计算出降低农用盐碱地土壤所需的降低碱度物料的施用量的计算方法，能简便、精准、快速降低农用盐碱地碱度，尤其适用于我国滨海盐碱区和内陆盐碱区，同时田间试验证明该方法确实能够精准有效实现土壤碱度的降低，且能提高土壤养分有效性和土壤肥力，对作物生长和作物产量提高皆有正向促进作用。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
试验基本情况
试验时间：2021年5月-2021年10月；试验地点：山东省滨州市惠民县农户田块；土壤类型：滨海盐碱地，土壤质地为壤土；供试作物：玉米；
1、检测待降碱度土壤的初始pH值pHi为8.3、风干初始土壤中有机质含量C为18.7g/kg。土壤其他基础理化性质：土壤碱解氮87.7mg/kg、有效磷20.1mg/kg、速效钾156mg/kg；
2、根据待降碱度土壤的目标pH值pH0为8.0和初始pH值pHi为8.3计算ΔpH，即ΔpH＝pHi-pH0＝8.3-8.0＝0.3；
3、根据计算降碱度物料施用量AR为33kg/亩；
4、根据降碱度物料(NH4)2SO4和矿物源腐殖酸实物量(质量比)比例为2：1，计算(NH4)2SO4和矿物源腐殖酸的施用量分别为22kg/亩和11kg/亩，准确称重后均匀掺混配制；
5、采用根际施用方法施用上述掺混后的降碱度物料：在玉米播种时，采用根际区域(在距离种子5cm侧下方施用，距离地面3-5cm范围区间均匀条施)施用33kg/亩的上述掺混的降碱度物料。
试验效果：
施用上述降碱度物料2个月后采集根际土壤样品检测根际土壤pH，其中，根际土壤样品的采集方法：根际土壤是距离作物根系表面1mm-10mm，松散黏附于根系表面附近的土壤，将作物生长到一定时期后，从土壤中小心取出来，置于一块干净的塑料布上，用手轻轻抖动，抖落下来的土壤，即根际土壤。
测定结果如表1，根际土壤pH值由8.3降低为8.0，降低幅度ΔpH为0.3，预计目标值pH0与实际测定值吻合，说明计算公式有效可用，而且施用该降碱度物料可以使土壤有效磷含量增加5.6wt％，土壤碱解氮含量增加10.7wt％，增加了土壤养分的有效性，同时根据表2可知，玉米抽丝期地上部生物量增加8.8wt％，玉米产量增加12.3wt％，施用降碱度物料后玉米长势向好和玉米产量增加，说明该方法不仅能精准降低盐碱地根际土壤pH，提升土壤肥力，而且对作物生长和产量有非常好的作用。
表1降碱度物料施用对根际土壤pH和土壤养分的影响
表2降碱度物料施用对玉米长势和产量的影响
注：表1和表2的对照为直接在实施例1的盐碱地土壤上种植玉米，其未进行降碱度处理。
实施例2
试验基本情况
试验时间：2020年4月-2020年11月；试验地点：内蒙古锡林格勒盟正蓝旗农户承包田；土壤类型：内蒙古干旱盐碱地，土壤质地为壤土；供试作物：马铃薯(加工薯，麦肯1号)
1、检测待降碱度土壤的初始pH值pHi为8.9、风干初始土壤中有机质含量C为18.4g/kg。土壤其他基础理化性质：土壤碱解氮147.8mg/kg、有效磷44.7mg/kg、速效钾195mg/kg。
2、根据待降碱度土壤的目标pH值pH0为8.4和初始pH值pHi为8.9计算ΔpH，即ΔpH＝pHi-pH0＝8.9-8.4＝0.5；
3、根据计算降碱度物料施用量AR为108kg/亩；
4、根据降碱度物料(NH4)2SO4和矿物源腐殖酸实物量(质量比)比例为2：1，计算(NH4)2SO4和矿物源腐殖酸的施用量分别为72kg/亩和36kg/亩，准确称重后均匀掺混配制。
5、采用根际施用方法施用上述掺混后的降碱度物料：在马铃薯播种时，采用根际区域(在距离种子5cm侧下方施用，距离地面3-5cm范围区间均匀条施)施用108kg/亩的降碱度物料。
试验效果：
施用上述降碱度物料2个月后采集根际土壤样品检测根际土壤pH，其中，根际土壤样品的采集方法：根际土壤是距离作物根系表面1mm-10mm，松散黏附于根系表面附近的土壤，将作物生长到一定时期后，从土壤中小心取出来，置于一块干净的塑料布上，用手轻轻抖动，抖落下来的土壤，即根际土壤。
测定结果如表3，根际土壤pH值由8.9降低为8.4，降低幅度ΔpH为0.5，预计目标值pH0与实际测定值吻合，说明计算公式有效可用，而且，与对照相比，施用降低碱度物料处理土壤有效磷增加11.8wt％，土壤碱解氮增加13.1wt％，土壤养分有效性增加，同时根据表4可知，马铃薯出苗率提高6.9wt％，马铃薯产量增加13.8wt％，施用降碱度物料后，不仅能精准降低土壤碱度，增加土壤养分有效性，提升土壤肥力，而且马铃薯出苗率和产量都增加。
表3降碱度物料施用对根际土壤pH和土壤养分含量的影响
表4降碱度物料施用对马铃薯出苗和产量的影响
注：表3和表4的对照为直接在实施例2的盐碱地土壤上种植马铃薯，其未进行降碱度处理。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种农用盐碱地中降低碱度物料施用量的计算方法，其特征在于，包括：根据下式进行计算：
其中，
AR表示单位面积降低碱度物料施用量，单位为kg/亩；
ΔpH＝pHi-pH0，pHi表示农用盐碱地土壤的初始pH值，pH0表示农用盐碱地土壤的目标pH值；
C表示单位千克风干的初始农用盐碱地土壤中的有机质含量，单位为g/kg，
所述降低碱度物料由硫酸铵和矿物腐植酸组成，所述硫酸铵和所述矿物腐植酸的质量比为2:1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫酸铵满足以下条件：按照1g：250ml的固液比将所述硫酸铵与蒸馏水混合，得到的硫酸铵溶液的pH为4.0～4.5。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述矿物腐植酸满足以下条件：按照1g：250ml的固液比将所述矿物腐植酸与蒸馏水混合，得到的矿物腐植酸溶液的pH为4.0～4.5。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫酸铵为晶体状。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述矿物腐植酸为粉末状。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述矿物腐植酸的粒径为100目。
7.一种降低农用盐碱地土壤碱度的方法，其特征在于，包括：
(1)获取农用盐碱地土壤的初始pH值pHi和单位重量风干的初始农用盐碱地土壤中的有机质含量C；
(2)根据农用盐碱地土壤的目标pH值pH0确定ΔpH，其中ΔpH＝pHi-pH0；
(3)基于权利要求1-6中任一项所述的方法计算得到单位面积降低碱度物料施用量AR；
(4)基于步骤(3)得到的AR，采用根际施用方法施用所述降低碱度物料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述根际施用方法的施用位置为：地面以下3～5cm且距离种子水平距离为5cm的区域进行条施。
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