CN115250669A

CN115250669A - 一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法

Info

Publication number: CN115250669A
Application number: CN202211000138.2A
Authority: CN
Inventors: 徐敏; 肖豪; 伍钧; 孙凯; 周伦理; 龙威宇; 丁嘉文; 赵莞东; 杨刚
Original assignee: Sichuan Agricultural University
Current assignee: Sichuan Agricultural University
Priority date: 2022-08-19
Filing date: 2022-08-19
Publication date: 2022-11-01

Abstract

本发明公开一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法，包括步骤一、道路沟渠的完善及土地整理，步骤二、土壤改良检测，步骤三、土壤施肥改良，步骤四、基础设施及配套设施完善，步骤五、实施地块的试验；本发明通过对试验地块的土壤进行平整修复及进行针对性施肥进行土壤肥力改良，使得试验地块完全符合作物种植比对试验的条件，使得土地利用更加充分，不会因为试验地块的建渣和土壤贫瘠而浪费土地资源，同时通过作物种植试验进一步验证了本申请方法对土壤肥力改良的效果，大大增加了本方法的说服力。

Description

一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法

技术领域

本发明涉及土壤质量提升技术领域，尤其涉及一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法。

背景技术

土壤是人类赖以生存和发展的物质基础，提高耕地质量、促进土地可持续利用是社会经济发展的重要前提；

目前农作物产量试验地块现场土壤实施的基础建设和设施不完善，影响试验地块对种植试验的结果，从而影响对土地质量提升修复的评价，因此，本发明提出一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法，该建渣废弃农田土壤质量提升修复方法使得试验地块完全符合作物种植比对试验的条件，使得土地利用更加充分，不会因为试验地块的建渣和土壤贫瘠而浪费土地资源，同时通过作物种植试验进一步验证了本申请方法对土壤肥力改良的效果，大大增加了本方法的说服力。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法，包括以下步骤：

步骤一、道路沟渠的完善及土地整理，将生产便道整理通畅，并将各田块的排灌系统连接至排水通畅的沟渠，并地块回填平整并找坡；

步骤二、土壤改良检测，在土地整理后采集土样进行基本理化特性及重金属含量分析，获取土壤肥力缺乏特征；

检测前进行田地建渣处理，采用拣石机将实施地块上的石头和建渣清理，然后将地块中块体大的土壤进行破碎、打细处理；

步骤三、土壤施肥改良，根据步骤二获取的土壤肥力缺乏特征对实施地块土壤分区针对性施加对应的改良有机肥进行土壤改良，施肥方法为

S1、秸秆覆盖，将小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆和油菜秸秆破碎后铺洒覆盖在实施地块土壤表面，铺洒厚度在4-8厘米，铺洒后喷淋兑水的发酵剂，等待秸秆腐烂；

S2、土壤深翻，待破碎的秸秆腐烂后将利用耕地机对土壤进行深翻破碎，深度控制在40-60厘米；

S3、撒施改良肥料，土壤深翻处理后将混合的改良有机肥、常规有机肥和复合肥一起撒施在土壤表面，并在撒施后进行喷洒灌溉；

其中改良有机肥是通过将有机肥料与土壤改良剂进行混合并添加微生物菌剂制得；

步骤四、基础设施及配套设施完善，在土壤改良后的地块建立若干灌溉塘及抽水井，同时建设基础设施及常用农机的采购和大型农机的租赁；

步骤五、实施地块的试验，利用步骤四中的基础和完善的配套设施在步骤三中土壤改良后的实施地块进行常规小麦种植试验，并统计得到土壤质量提升结果。

进一步改进在于：所述步骤一中的沟渠包含深2米、宽1.5米的主沟渠和深1米、宽1米的次沟渠，保证排灌通畅，所述步骤二中采用拣石机清理石头和建渣时清理深度≥40厘米，回填平整并找坡后生成标有各地块面积和标高的图纸。

进一步改进在于：所述步骤三中采集土样时在实施地块地形图上制定采样路线图并选取标注采样点，采样点个数控制在9-15个点，选取采样点时避开田埂、沟边、肥堆和污染田块特殊部位，采样时按照制定的采样路线进行采样，采样时保证每个采样点采土深度和采样量相同且在同一季节进行。

进一步改进在于：所述步骤三中土壤基本理化特性及重金属含量分析及土壤改良在进行种植试验前进行，在土壤改良后再次进行土壤基本理化特征及重金属含量分析。

进一步改进在于：所述S3中有机肥料为生物有机肥，其技术指标包含有机质≥45％，总养分N+P₂O₅+K₂O≥5％，水分≤30％，酸碱度在 5.5～8.5pH之间，所述土壤改良剂为有机肥力改良剂、土壤保水剂、石灰、鸡粪和木炭的混合物，所述微生物菌剂技术指标包含有机质≥ 50％，有效活菌数≥5亿/克，还包含侧孢短芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、淡紫拟青霉和含矿源黄腐酸。

进一步改进在于：所述有机肥料的制作流程为

D1、原材料抽检，对购回的原材料进行抽检，检测总养分的含量以及有机质、酸碱度和水分的含量；

D2、原材料配料，将过检的原材料进行粉碎，再对其进行配料并做好记录和制作发酵记录牌；

D3、发酵，采用槽式发酵，将配好的原材料进行60天的发酵，发酵期间根据温度和持续高温的时间进行六次翻堆；

D4、原料腐熟后进行粉碎筛选，然后进行30天的陈化翻堆；

D5、陈化好的产品进行检验，合格后进入相应的指标产品的成品包装即获得有机肥料。

进一步改进在于：所述D3中发酵过程分为四个阶段，分别为发热阶段、高温阶段、降温阶段和腐熟保肥阶段。

进一步改进在于：所述步骤四中建立的灌溉塘和抽水井的每个点位覆盖面积在100-200亩，基础设施采用集装箱和现场可使用建筑搭建，常用农机包括拖拉机、开沟机、农用三轮车及农用工具

本发明的有益效果为：本发明通过对试验地块的土壤进行平整修复及进行针对性施肥进行土壤肥力改良，使得试验地块完全符合作物种植比对试验的条件，使得土地利用更加充分，不会因为试验地块的建渣和土壤贫瘠而浪费土地资源，同时通过作物种植试验进一步验证了本申请方法对土壤肥力改良的效果，大大增加了本方法的说服力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一方法流程图。

图2为本发明实施例一土壤采样方法流程图。

图3为本发明实施例一土壤改良方法流程图。

图4为本发明实施例二有机肥制作流程图。

图5为本发明实施例三随机区组设计图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

根据图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法，包括以下步骤：

步骤一、道路沟渠的完善及土地整理，将生产便道整理通畅，主干道6m左右，次干道3m左右，保证其分布到达各实施地块，并将各田块的排灌系统连接至排水通畅的沟渠，便于生产用水，同时避免积水，包含深2米、宽1.5米的主沟渠和深1米、宽1米的次沟渠，保证排灌通畅，并将地块高差不一的区域进行回填平整并找坡，防止积水下沉，然后生成标有各地块面积和标高的图纸；

检测前进行田地建渣处理，采用拣石机将实施地块上的石头和建渣清理，清理深度≥40厘米，将地块中块体大的土壤进行破碎、打细处理，使土粒较细，且较均匀，有利于作物种植及作物根系下扎；

步骤三、土壤施肥改良，根据获取的土壤肥力缺乏特征对实施地块土壤施加改良有机肥进行土壤改良；

采集土样分析时具体包括：

G1、进行现场勘查并在图纸上将地块划定若干采样代表单元；

G2、根据采样代表单元分布情况编制采样路线图及样品编号；

G3、在地块图纸上确定代表单元内9-15个采样点并根据采样点确定采样行走路线；

G4、进行实地采样，并将采样的样品编号进行风干处理；

G5、对风干的样品进行基本理化特性及重金属含量的分析实验，并根据样品编号统计分析结果；

所述G3中确定采样点时保证采样点分布均匀，且避开田埂、沟边、肥堆、污染田块等特殊部位，G4中进行实地采样时保证每个采样点的采土深度和采土量一致，且保证在各个地块的采样点采样时的季节相同，采样后立即根据G2中编制的编号对采集的样品进行标记收纳；

土壤基本理化特性及重金属含量分析及土壤改良在进行种植试验前进行，在土壤改良后再次进行土壤基本理化特征及重金属含量分析；

土壤改良方法具体为：

S3、撒施改良肥料，土壤深翻处理后将混合的改良肥料撒施在土壤表面，并在撒施后进行喷洒灌溉；

其中改良有机肥是通过将有机肥料与土壤改良剂进行混合并添加微生物菌剂制得；所述有机肥料为生物有机肥，其技术指标包含有机质≥45％，总养分N+P₂O₅+K₂O≥5％，水分≤30％，酸碱度在5.5～8.5pH 之间，所述土壤改良剂为有机肥力改良剂、土壤保水剂、石灰、鸡粪和木炭的混合物，可以确保改良肥料适用于任何类型的贫瘠土地，所述微生物菌剂技术指标包含有机质≥50％，有效活菌数≥5亿/克，还包含侧孢短芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、淡紫拟青霉和含矿源黄腐酸；

微生物菌剂可以诱导植物产生抗性及促进植物生长；提高化肥利用率，抑制农作物对硝态氮、重金属、农药的吸收；对盐碱地的改良，净化和修复土壤，降低农作物病害发生；对土壤微生物的呼吸强度有刺激作用；

淡紫拟青霉菌剂是纯微生物活孢子制剂，具有高效、光谱、长效、安全、无污染、无残留等特点，可明显刺激作物生长，提高产量；对多种线虫都有防治效能，其寄主有根结线虫、胞囊线虫、金色线虫、异皮线虫、甚至人畜肠道蛔虫，是防治根结线虫最有前途的生防制剂；能产生丰富的衍生物，其一是类似吲哚乙酸产物，它最显著的生理功效是低浓度时促进植物根系与植株的生长；对植物病原菌具有拮抗效能；

使土壤疏松，吸附水量大，透气增湿、养墒、防旱，使土壤有良好的水、气、热条件，可以吸附土壤中的有害离子，从而降低土壤中盐的浓度，减少盐类对种子和幼苗的危害，改良盐碱地；

促进植株根系的生长，提高植株对中微量元素肥的吸收能力，提高N、P、K的吸收利用率，避免土壤板结，增强树势，减少病虫害的侵染，参与土壤中离子交换反应，把土壤中的重金属离子吸附固定，防止它们进入生物循环；

固氮、解磷、活化钾，同时能与难溶性微量元素发生螯合反应，生成溶解性好可被作物吸收的特殊功能微量元素螯合物，从而有利于根系吸收微量元素。

步骤四、基础设施及配套设施完善，在土壤改良后的地块建立若干灌溉塘及抽水井，每个点位覆盖面积在100-200亩，同时建设基础设施及常用农机的采购和大型农机的租赁；

其中基础设施包括厕所、淋浴室、办公区、住宿区、实验用房、农机停放检修区、烘干加工区及农资库房，基础设施采用集装箱和现场可使用建筑搭建，常用农机包括拖拉机、开沟机、农用三轮车及农用工具。

实施例二

根据图4所示，本实施例提供了一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法中有机肥料的制作流程，包括以下步骤：

D1、原材料抽检，对购回的原材料进行抽检，主要检测总养分(氮、磷、钾)的含量，以及检测有机质、酸碱度、水分的含量，出示检测报告；

D2、原材料配料，所有原材料到厂后先分类进行粉粹，再根据配方进行配料，在配料中做好配方记录表，并且检测配料的水分含量、有机质含量、总养分含量及酸碱度，以及制作发酵记录牌；

D3、发酵，做完配料及记录工作后，进入发酵阶段，主要是槽式发酵，发酵时间60天，发酵记录牌随料插放，主要是记录发酵时间、温度、翻堆时间、总养分的含量等详细信息，产品发酵翻堆是根据温度及持续高温的时间来判断(60度至70度)，整个翻堆过程是6次；

发酵过程具体分为以下四个阶段：

发热阶段，堆肥制作初期，堆肥中的微生物以中温、好气性的种类为主，最常见的是无芽孢细菌、芽孢细菌和霉菌，它们启动堆肥的发酵过程，在好气性条件下旺盛分解易分解有机物质(如简单糖类、淀粉、蛋白质等)，产生大量的热，不断提高堆肥温度，从20℃左右上升至40℃左右，称为发热阶段，或中温阶段；

高温阶段，随着温度的提高，好热性的微生物逐渐取代中温性的种类而起主导作用，温度持续上升，一般在几天之内即达50℃以上，进入高温阶段，在高温阶段，好热放线菌和好热真菌成为主要种类，它们对堆肥中复杂的有机物质(如纤维素、半纤维素、果胶物质等) 进行强烈分解，热量积累，堆肥温度上升至60℃-70℃，甚至可高达 80℃，随即大多数好热性微生物也大量死亡或进入休眠状态，这对加快堆肥的腐熟有很重要的作用，堆肥不当的堆肥，只有很短的高温期，或者根本达不到高温，因而腐熟很慢，在半年或者更长时期内还达不到半腐熟状态；

降温阶段，当高温阶段持续一定时间后，纤维素、半纤维素、果胶物质大部分已被分解，剩下很难分解的复杂成分(如木质素)和新形成的腐殖质，微生物的活动减弱，温度逐渐下降，当温度下降到40℃以下时，中温性微生物又成为优势种类；

如果降温阶段来得早，表明堆制条件不够理想，植物性物质分解不充分，这时可以翻堆，将堆积材料拌匀，使之产生第二次发热、升温，以促进堆肥的腐熟；

腐熟保肥阶段堆肥腐熟后，体积缩小，堆温下降至稍高于气温，这时应将堆肥压紧，造成厌气状态，使有机质矿化作用减弱，以利于保肥；

D4、原料腐熟后进行粉碎筛选，然后进行30天的陈化翻堆；

实施例三

根据图5所示，为探究通过不同有机肥处理并种植小麦后，土壤基本理化特性的改善情况，并验证有机肥处理对小麦产量、品质的改善作用，本实施例提供了利用实施例一的一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法修复后的小区试验，如表一所示，试验设10个处理，每个处理设3次重复，采用随机区组排列，如说明书附图3所示。试验小区面积为20m²(4m×5m)，每个种植小区四周留有50cm过道间隔开。所有种植小区除对照处理(CK)外皆施用“28-6-6”(氯基) 复合肥50kg/亩作为底肥。试验播种方式采取点播，行距15cm，种植密度112.5kg/hm²(7.5kg/亩)。试验区周围剩余农田按照试验区组播种方式播种，剩余农田与试验区仍需留有50cm以上过道隔开，具体施肥处理方式见表一所示。其余农事操作(如：灌溉、除草、施用农药等)按常规小麦种植进行。

表一各处理组施肥方案

处理	施肥方案
		处理Ⅰ	对照(CK)不施用任何肥料
处理Ⅱ	只施用50kg复合肥作为底肥
		处理Ⅲ	施用“普通有机肥”1000kg+50kg复合肥(翻地耕整时施用)
处理Ⅳ	施用“普通有机肥”1500kg+50kg复合肥(翻地耕整时施用)
		处理Ⅴ	施用“普通有机肥”2000kg+50kg复合肥(翻地耕整时施用)
处理Ⅵ	施用“普通有机肥”2500kg+50kg复合肥(翻地耕整时施用)
		处理Ⅶ	施用“定制微生物肥料”1000kg+50kg复合肥(翻地耕整时施用)
处理Ⅷ	施用“定制微生物肥料”1500kg+50kg复合肥(翻地耕整时施用)
		处理Ⅸ	施用“定制微生物肥料”2000kg+50kg复合肥(翻地耕整时施用)
处理Ⅹ	施用“定制微生物肥料”2500kg+50kg复合肥(翻地耕整时施用)

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法，其特征在于：所述步骤一中的沟渠包含深2米、宽1.5米的主沟渠和深1米、宽1米的次沟渠，保证排灌通畅，所述步骤二中采用拣石机清理石头和建渣时清理深度≥40厘米，回填平整并找坡后生成标有各地块面积和标高的图纸。

3.根据权利要求1所述的一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法，其特征在于：所述步骤三中采集土样时在实施地块地形图上制定采样路线图并选取标注采样点，采样点个数控制在9-15个点，选取采样点时避开田埂、沟边、肥堆和污染田块特殊部位，采样时按照制定的采样路线进行采样，采样时保证每个采样点采土深度和采样量相同且在同一季节进行。

4.根据权利要求1所述的一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法，其特征在于：所述步骤三中土壤理化特性及重金属含量分析及土壤改良在进行种植试验前进行，在土壤改良后再次进行土壤理化特征及重金属含量分析。

5.根据权利要求1所述的一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法，其特征在于：所述S3中有机肥料为生物有机肥，其技术指标包含有机质≥45％，总养分N+P₂O₅+K₂O≥5％，水分≤30％，酸碱度在5.5～8.5pH之间，所述土壤改良剂为有机肥力改良剂、土壤保水剂、石灰、鸡粪和木炭的混合物，所述微生物菌剂技术指标包含有机质≥50％，有效活菌数≥5亿/克，还包含侧孢短芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、淡紫拟青霉和含矿源黄腐酸。

6.根据权利要求1所述的一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法，其特征在于：所述有机肥料的制作流程为

D4、原料腐熟后进行粉碎筛选，然后进行30天的陈化翻堆；

7.根据权利要求6所述的一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法，其特征在于：所述D3中发酵过程分为四个阶段，分别为发热阶段、高温阶段、降温阶段和腐熟保肥阶段。

8.根据权利要求1所述的一种建渣废弃农田土壤质量提升修复方法，其特征在于：所述步骤四中建立的灌溉塘和抽水井的每个点位覆盖面积在100-200亩，基础设施采用集装箱和现场可使用建筑搭建，常用农机包括拖拉机、开沟机、农用三轮车及农用工具。