CN101946573A - 一种盐碱地改良方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种盐碱地改良方法，特别是涉及一种重黏质壤土盐碱地的改良方法。其方法是：筑台田，形成台田与浅池相间分布的格局；将台田1修整为向两侧倾斜的坡面，台田垂直结构由下向上分为底部隔水层、底部排水管，上部隔水层和土埂，把粉碎的秸秆和发酵好的牛粪施入上述台田表面，深耕，并将台田耙平；将海冰或浅池中的咸水冰，堆放在台田表面，然后在冰堆表面覆盖无纺布或作物秸秆，并固定覆盖物在台田表面。本发明具有高脱盐率、提高土壤肥力、抗旱保墒的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种盐碱地改良方法，特别是涉及一种重黏质壤土盐碱地的改良方法。
背景技术
我国北方滨海地区盐碱地主要分布在环渤海地区，包括莱州湾沿岸的黄河三角洲、渤海湾沿岸的沉积平原、辽东湾沿岸的辽河下游冲积平原。这些地区受海水的影响，地下水位高、矿化度强，土壤含盐量可达1％-3％，如不进行改造，只能生长一些耐盐植物，如芦苇、碱蓬等，无法被农业或林业所利用。
经过长期的生产实践，我国在盐碱地改造方面积累丰富的经验，主要的技术措施有台田、改土、排水、洗盐等。台田是指从四周挖土垫高地面，形成条带状高台，从而排除积水、降低地下水位，减轻土壤盐分累积；改土是指置换客土或增施有机肥，改善盐碱地的物理性质，起到抑盐、淋盐、压碱和增加土壤肥力的作用；排水是指挖排水沟，排出地面水，或者埋设地下暗管，排出地下水；洗盐是指把淡水浇灌到地里，在地面形成一定深度的水层，使土壤中的盐分充分溶解，再从排水沟把溶解了土壤盐分的渗出水排走，从而降低土壤的含盐量。但由于我国盐碱地类型复杂，改良工作十分困难，上述这些技术措施并不是都能收到良好的效果。
近年来，修筑台田和暗管排碱的方法在黄河三角洲地区盐碱地改造中取得了良好的效果，这主要是由于黄河三角洲的盐渍土含沙量较高，灌水后下渗较快，土壤中所含有盐分容易被灌溉水带走；而且该地区河网密度大，有较多的淡水资源可用于灌溉洗盐。而对于渤海湾和辽东湾沿岸的重黏质壤土盐碱地来说，土壤粘重(淤泥质)、板结、透水性差，可用于洗盐的地表水资源匮乏，春季干旱少雨土壤蒸发力强，大气降水量少且不稳定等原因，使传统的台田、灌水、暗管等方法难以收到理想的盐碱地改良效果。
要想改善重黏质壤土盐碱地的改良效果，必须要解决以下几个技术问题：
①切断或减少地下水(苦咸水)对土壤的影响；
②寻找可用于土壤洗盐的淡水，并提升灌溉效果；
③排出土体内部的水分；
④抑制土壤蒸发，减少土壤毛管对土壤盐分的富集作用。
发明内容
本发明旨在解决上述技术难题，提供一种高脱盐率、提高土壤肥力、抗旱保墒的盐碱地改良方法。
本发明的目的在于提供一种用台田进行盐碱地覆冰洗盐的方法。
本发明方法如下：
挖土修池筑台田，形成台田与浅池相间分布的格局；将台田修整为向两侧倾斜的坡面，在坡面上铺设一层塑料薄膜或不透水的无纺布，在塑料薄膜或者无纺布上方铺设成网状的排水暗管，并伸出台田外，将土堆放在排水暗管上，形成梯形台田，在土堆表面修出一个倾斜面，并在倾斜面上铺设一层作物秸秆，并伸出台田外，在作物秸秆层上方堆放土，形成台田，并在台田四周修起土埂。其中，浅池的深度要低于地下水水位，作物秸秆层应在台田表面30厘米以下。
把粉碎的秸秆和发酵好的牛粪施入上述台田表面，深耕，并将台田耙平；将海冰或浅池中的咸水冰堆放在台田表面，然后在冰堆表面覆盖无纺布或作物秸秆，并固定覆盖物在台田表面。
本发明具体的一种盐碱地改良方法，包括如下流程：
挖土修池筑台田(1)，形成台田(1)与浅池(2)相间分布的格局；将台田(1)修整为向两侧倾斜的坡面，在坡面上铺设一层底部隔水层，在底部隔水层上方铺设底部排水管，并伸出台田(1)外，将土堆放在底部排水管上，形成梯形台田，在土堆表面修出一个倾斜面，并在倾斜面上铺设一层上部隔水层，并伸出台田外，在上部隔水层上方堆放土，形成台田，并在台田四周修起土埂(6)；把粉碎的秸秆和发酵好的牛粪施入上述台田表面，深耕，并将台田耙平；将海冰或浅池中的咸水冰(7)堆放在台田表面，然后在冰堆表面覆盖无纺布或作物秸秆(8)，并固定覆盖物在台田表面；
本发明所述台田宽度为30-50米、高度为1.3-1.8米，浅池的深度低于地下水水位，台田垂直结构由下向上分为底部隔水层、底部排水管，上部隔水层和土埂(6)；
本发明所述底部隔水层为塑料薄膜3或不透水的无纺布，隔水层在台田底部呈中间高、两侧低的倾斜状态，中间与两侧之间的相对高差为0-40厘米；
本发明所述底部排水管在台田底部构成由主管(4-1)和支管(4-2)相互连通所构成的排水***，排水管直径90-120毫米，管壁有渗水孔，排水管铺设在底部隔水层的上方，主管(4-1)沿台田长度方向呈一字型排开，且两侧的出口要伸出台田外部0.5米；支管(4-2)的一端在台田中间与主管相连接，另一端沿台田宽度方向分别向两侧浅池呈八字形排开，并伸出台田外部0.3米，支管铺设的间距为8-10米；
本发明所述排水暗管(4-1)、(4-2)是PVC双壁波纹管；
本发明所述上部隔水层为作物秸秆(5)，作物秸秆(5)在从台田底部向上(1)米处作物秸秆(5)顺向依次铺开，铺设厚度为(4-6)厘米，在台田表面30厘米以下；作物秸秆(5)在台田上部呈中间高、两侧低的倾斜状态，中间与两侧之间的相对高差为0-40厘米，且作物秸秆或芦苇杆的外端伸出台田外部10厘米；
本发明所述海冰或浅池中的咸水冰(7)大小为10-20厘米，堆冰厚度为50-60厘米；
本发明所述无纺布或作物秸秆(8)的覆盖厚度不低于10厘米，无纺布规格为100-130克/平米，颜色为深色。
在冬季，由于海冰和咸水冰中的卤水胞盐度很高，在一般的低温条件下仍然为液态而不会冻结，卤水胞受重力作用会从冰体底部被排出，当其进入台田土壤后会逐渐下渗并被台田中的排水层或排水暗管排出台田，而剩余的淡水冰晶则随着气温的回升而缓慢融化，所形成的淡水会缓慢地渗入台田土壤，这些淡水在下渗过程中会溶解一部分土壤盐分并被排水层或排水暗管等排出台田，可以起到淋融洗盐改土的作用；在春季，台田表面覆盖的无纺布或作物秸秆能够减少土壤水分蒸发，台田上部内置的秸秆层会阻隔台田下部土壤毛管水向台田上部的运动，两者的结合可抑制土壤毛管水上升所带来的土壤盐分向土壤表层富集，还可以起到保墒抗旱的作用。在夏季和秋季，雨水进入台田土壤并向土壤深层渗透，雨水在下渗过程中会溶解一部分土壤盐分并被排水层或排水暗管等排出台田，从而起到淋融洗盐改土的作用。这种台田、浅池、隔水、排水、覆冰、控温保墒等多种措施的结合，可以阻隔地下苦咸水、排出土壤重力水、抑制土壤毛管水、降低土壤水分蒸发，并通过海冰和咸水冰缓慢融化、逐渐下渗的过程，结合土壤生物改良措施(施入秸秆或堆肥)，淋洗并排出土壤盐分，起到冬季覆冰洗盐、春季保墒压盐、夏秋雨水洗盐的作用，使滨海地区能最大限度地充分利用海水、咸水、雨水等自然资源，实现在没有地表淡水灌溉条件下的盐碱地改良目的。
本发明具有以下特点：
①切断或阻隔了地下苦咸水与台田土壤之间的联系，使台田土壤中的盐分失去供给，不再增加；
②由于浅池的深度已经低于地下水位(苦咸水)，地下水和雨水以及台田中流出来的水会汇入浅池，形成有一定深度(1.0-1.3米左右)的水体。为灌溉洗盐提供水源；
③将进入台田土壤的雨水或灌溉水从台田底部排出台田，雨水或灌溉水在台田土壤的下降过程中，会溶解一部分土壤盐分并将其带出土体，从而降低台田土壤的盐分含量；
④加快了台田表层土壤在雨水和灌溉水作用下的洗盐速度，减少了台田深层土壤中的盐分向台田表面的富集；
⑤改善了台田表层土壤的物理结构，增强了土壤的通透性，提高了土壤肥力；
⑥因地制宜为灌溉洗盐找到了新水源，
⑦海冰或咸水冰中的浓卤水在冬季仍然为液体，可以被秸秆覆盖层或排水暗管率先排出，而剩下的冰体(淡水)会缓慢融化，冰水进入土壤后能与土壤盐分充分融合，并逐渐排出土体，其灌溉洗盐效果将得到大大提高
⑧抑制了春季的土壤蒸发，保证了冬季的灌溉洗盐效果，又起到了抗旱保墒作用；
附图说明
图1是台田-浅池结构及覆冰洗盐原理示意图
其中：1.台田 2.浅池 3.塑料薄膜 4-1.排水暗管主管
4-2.排水暗管支管 5.秸秆层 6.土埂
7.海冰或咸水冰冰块 8.无纺布或秸秆
图2是实施例1的台田结构及覆冰洗盐示意图
图3是实施例2的台田结构及覆冰洗盐示意图
具体实施方式
实施例1：
实施地点：河北省黄骅市中捷友谊农场13队盐碱荒地，土壤类型为重黏质壤土，土壤容重为1.40-1.68g/cm3，土壤初始含盐量在8-9.2g/kg。
按上述方法挖土修池筑台田。台田底部的长、宽为41米×41米，顶部的长、宽为37.5米×37.5米，高度1.60米；浅池的底部的长、宽为37.5米×37.5米，顶部的长、宽为41米×41米，池深1.65米。台田内有两个隔断层，第一个隔断层在台田底部，隔断层材料为塑料薄膜，第二个隔断层从台田底部向上1米高度处，隔断层材料为芦苇杆。台田内有两个排水层，底部排水层为PVC双壁波纹排水管(铺设在塑料薄膜之上)，管径110毫米，管壁有渗水孔，可以排出从台田上部渗透至底部雨水或灌溉水；上部排水层也就是第二个隔断层的芦苇杆(芦苇杆所构成的隔断层既可以阻隔土壤深层水向表层移动，还可以使雨水或灌溉水的一部分顺芦苇杆被横向排出台田土体)，可以排出从台田表面渗透至该深度雨水或灌溉水。在台田表面沿台田边缘修起宽度50厘米、高度40厘米的土埂。台田修筑时间为2008年10月，台田结构如附图2所示。
2009年1月25日-1月29日在台田表面堆放海冰，堆放厚度0.4米，折合水量为200mm，海冰的含盐量约为5g/kg。堆冰结束后即刻在海冰表面覆盖无纺布，无纺布规格为120克/平米。2009年2月初海冰开始融化，2月中旬全部融化殆尽。台田不同深度的土壤盐度如表1所示，0-20厘米土壤盐度从8.2g/kg降低到3.0g/kg，土壤脱盐率为63.4％，20-40厘米土壤盐度从8.1g/kg降低到5.5g/kg，土壤脱盐率为32.1％。
表1台田堆冰无覆盖条件下土壤含盐量的变化(单位：g/kg)
实施例2：
实施地点：河北省黄骅市中捷友谊农场13队盐碱荒地，土壤类型为重黏质壤土，土壤容重为1.40-1.68g/cm3。2009年10月台田土壤的含盐量在6-10g/kg。
台田修建方法与实施例1基本相同，只是在第二个隔断层高度上(从台田底部向上1米高度处)铺设两端指向浅池方向的芦苇束。每把芦苇束直径10-12厘米，长度要长于该高度上的台田宽度20厘米，从而使其两端各能伸出台田外部10厘米。芦苇束沿台田中线方向依次排开，铺设间距5米。台田修筑时间为2009年4月，台田结构如附图2所示。
2010年1月1日-1月9日在台田表面堆放取自邻近浅池内的咸水冰，堆冰厚度0.7米，折合水量为380mm，咸水冰的含盐量约为3.3g/kg。堆冰结束后即刻在咸水冰表面覆盖芦苇杆，芦苇杆覆盖厚度为10厘米。2010年2月中旬咸水冰开始融化，3月中旬全部融化殆尽。台田不同深度的土壤盐度如表2所示，0-20厘米土壤盐度从10g/kg降低到1.5g/kg，土壤脱盐率为85％，20-40厘米土壤盐度从4.5g/kg降低到3.5g/kg，土壤脱盐率为22.2％。
表2台田堆冰有覆盖条件下土壤含盐量的变化(单位：g/kg)
实施例3
平整土地，去除地上所有杂物，将台田的中间部分沿台田长度方向用土垫30-50厘米，使之形成向两侧浅池方向略微倾斜的坡面；在坡面上铺设一层塑料薄膜或不透水的无纺布3，薄膜或无纺布的接缝处相互重叠15厘米；在塑料薄膜上方铺设管壁有渗水孔、管径为110毫米PVC双壁波纹管4-1、4-2，波纹管分为一根主管4-1和多根支管4-2，主管在台田中间被土垫起的最高处沿台田长度方向铺设，主管两侧的出口要伸出台田外部0.5米，支管的一端在台田中间与主管相连接，另一端沿台田宽度方向分别向两侧浅池方向铺设，并伸出台田外部0.3米，支管铺设的间距为8-10米，形成网络状；将挖浅池取出的土均匀地堆放在塑料薄膜和PVC双壁波纹管上，形成下宽上窄、高度为1.0米时的梯形台田；在土堆表面中线沿台田长度方向修出一个中间高、两侧向浅池方向的倾斜面，中间和两侧最大相对高差为40厘米，并在这个倾斜面上依次顺向铺设一层厚度为4-6厘米作物秸秆5，作物秸秆5伸出台田外部10厘米；在作物秸秆层上方堆放高度为30厘米土；将事先剥离出的原生表土回填至土堆上方30厘米，形成高度为1.5-1.7米的台田，并在台田四周修起宽度50厘米、高度40厘米的土埂6。
其中，修筑台田可以起到相对降低地下水位的作用，在台田底部再铺设一层塑料薄膜，可以阻隔地下水通过毛管作用上升到表层土体。土体中埋入排水暗管是为了尽快排出淤泥质盐渍土中存有的咸水，或者使灌水洗盐能顺畅地进行。
秋季时把粉碎的秸秆和发酵好的牛粪施入在台田表面，施入量为秸秆0.25吨/亩、牛粪堆肥0.5吨/亩，然后深耕至30厘米，并将台田耙平；进入冬季后，将海冰(或浅池中的咸水冰)7采集上来堆放在台田表面，冰块大小以10-20厘米左右为宜，堆冰厚度为50-60厘米；在冰堆表面覆盖无纺布(或草帘子、或作物秸秆、或芦苇杆)8，并将这些覆盖物其固定在台田表面，防止被风刮起、散落。草帘子、作物秸秆、芦苇杆的覆盖厚度不低于10厘米，无纺布规格为100-130克/平米，颜色以深色为宜，如绿色、黄色或黑色。在春季播种之前3-5天再把草帘子、或作物秸秆、或芦苇杆或无纺布等覆盖物掀起，深翻整地后即可播种。
其中，在台田表面覆盖海冰或浅池中的咸水冰，是因为海冰或咸水冰由淡水冰晶和卤水胞组成，其盐度仅是原水(海水或地表咸水)盐度的1/10-1/3，大致为3‰-11‰。不仅如此，在海冰或咸水冰的冰体之中还存在有许多缝隙，如果将海冰或咸水冰采集上岸并堆放起来，经过一段时间之后，冰体中的缝隙会随着外界气温的变化而逐渐加大，冰体中的卤水胞(盐度可高达50‰-70‰，液体状、不冻结，约占冰体体积的10％-20％)会在重力的作用下沿着缝隙被排出至冰体之外，海冰或咸水冰就会由微咸水转化为淡水，并可用其对盐碱地进行灌溉洗盐。也就是说，在冬季把海冰或咸水冰采集上来并堆放在盐碱地上的话，这些冰就可以转化成为灌溉洗盐用的淡水。在地表面覆盖作物秸秆、铺设无纺布或者塑料薄膜，可以起到抑制土壤水分蒸发的作用，减少土壤水分的损失，还可以降低土壤中的盐分向表层土体的富集。
Claims (8)
1.一种盐碱地改良方法，其特征在于包括如下流程：
挖土修池筑台田(1)，形成台田(1)与浅池(2)相间分布的格局；将台田(1)修整为向两侧倾斜的坡面，在坡面上铺设一层底部隔水层，在底部隔水层上方铺设底部排水管，并伸出台田(1)外，将土堆放在底部排水管上，形成梯形台田，在土堆表面修出一个倾斜面，并在倾斜面上铺设一层上部隔水层，并伸出台田外，在上部隔水层上方堆放土，形成台田，并在台田四周修起土埂(6)；把粉碎的秸秆和发酵好的牛粪施入上述台田表面，深耕，并将台田耙平；将海冰或浅池中的咸水冰(7)堆放在台田表面，然后在冰堆表面覆盖无纺布或作物秸秆(8)，并固定覆盖物在台田表面。
2.如权利要求1所述的盐碱地改良方法，其特征在于台田宽度为30-50米、高度为1.3-1.8米，浅池的深度低于地下水水位，台田垂直结构由下向上分为底部隔水层、底部排水管，上部隔水层和土埂(6)。
3.如权利要求1所述的盐碱地改良方法，其特征在于底部隔水层为塑料薄膜(3)或不透水的无纺布，隔水层在台田底部呈中间高、两侧低的倾斜状态，中间与两侧之间的相对高差为0-40厘米。
4.如权利要求1所述的盐碱地改良方法，其特征在于底部排水管在台田底部构成由主管(4-1)和支管(4-2)相互连通所构成的排水***，排水管直径90-120毫米，管壁有渗水孔，排水管铺设在底部隔水层的上方，主管(4-1)沿台田长度方向呈一字型排开，且两侧的出口要伸出台田外部0.5米；支管(4-2)的一端在台田中间与主管相连接，另一端沿台田宽度方向分别向两侧浅池呈八字形排开，并伸出台田外部0.3米，支管铺设的间距为8-10米。
5.如权利要求4所述的盐碱地改良方法，其特征在于排水暗管(4-1)、(4-2)是PVC双壁波纹管。
6.如权利要求1所述的盐碱地改良方法，其特征在于上部隔水层为作物秸秆(5)，作物秸秆(5)在从台田底部向上(1)米处作物秸秆(5)顺向依次铺开，铺设厚度为(4-6)厘米，在台田表面30厘米以下；作物秸秆(5)在台田上部呈中间高、两侧低的倾斜状态，中间与两侧之间的相对高差为0-40厘米，且作物秸秆或芦苇杆的外端伸出台田外部10厘米。
7.如权利要求1所述的盐碱地改良方法，其特征在于海冰或浅池中的咸水冰(7)大小为10-20厘米，堆冰厚度为50-60厘米。
8.如权利要求1所述的盐碱地改良方法，其特征在于无纺布或作物秸秆(8)的覆盖厚度不低于10厘米，无纺布规格为100-130克/平米，颜色为深色。
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