CN104770097A - 基于物料掺拌的滨海重度盐渍土壤的原土改良绿化方法 - Google Patents

Abstract

基于物料掺拌的滨海重度盐渍土壤的原土改良绿化方法，将滨海重度盐渍土平整土地，铺施粗沙、石膏和秸秆，采用机械2-3次深翻将物料掺拌入0-60cm深度的土壤；所述粗砂颗粒大小3.1~3.7mm，掺拌量为50m³/亩；所述石膏有效成份为CaSO₄·2H₂O，掺拌量为2t/亩；所述秸秆为粉碎后长度2~4cm的玉米秸秆，掺拌量为30m³/亩；物料掺入土壤3个月后，施入180~220 kg/hm² N素和120~160 kg/hm² P素增加土壤有效态养分，起垄栽植绿化植物，栽植后用20m³/亩的秸秆进行地表覆盖，以滴灌措施进行淋盐，进行正常滴灌灌溉管理。本发明适用区域广、推广应用前景广阔。

Description

基于物料掺拌的滨海重度盐渍土壤的原土改良绿化方法

技术领域

本发明属于滨海重度盐渍土利用与生态绿化美化建设技术领域，涉及一种基于物料掺拌的滨海重度盐渍土原土快速改良绿化方法。

背景技术

目前国内外在盐碱化防治技术研究中，主要集中在工程措施防治技术、物理措施防治技术、生物措施防治技术和化学措施防治技术研究等方面。其中，工程防治措施主要有排水排盐工程、引洪放淤工程、平整土地、合理灌溉、淡水洗盐、暗管排水排盐工程的合理修建等，荷兰、巴基斯坦等国应用暗管排水工程技术大面积改造盐碱地，在海岸滩涂改造、防护林建设等方面都取得了一定的成效。物理防治措施主要包括物理混掺土壤改造技术、地表物理覆盖等。生物防治措施可以有效增加土壤有机质，促进土壤微生物生长和繁殖，改善土壤养分状况和化学性状，提高土壤肥力，主要有耐盐吸盐植物和树种种植技术、增施绿肥、有机肥、微生物肥等改土技术、秸秆还田和生物覆盖技术等。化学防治措施主要为盐碱改造剂的研制与应用，包括施用可溶性钙盐类、酸类和成酸类化学物质等。各种防治技术的优化集成应用则是目前国内外盐碱化防治研究的热点。Tejada等（2006）对施用了棉花杆堆肥和禽类粪便等有机物质的盐渍土壤进行监测分析，指出有机物质处理能够有效提高土表自生植被的覆盖率、土壤结构的稳定性、水溶性碳水化合物的含量以及土壤中各种酶类的活性，降低土壤电导率和交换性Na⁺的含量。Clark等（2007）报道了豆渣、加拿大油菜残渣、禽类粪便和锯末等多种有机物质对盐渍土壤性质的影响，认为上述有机物质的施入，能有效影响土壤中矿物质氮含量、pH值、电导率、交换性阳离子含量、可溶性有机碳含量及土壤呼吸等指标，且都有利于盐渍土壤性质的改造。张玉珍等（2009）报道了生物措施、渗管排盐、客土抬高地面、大穴换土等工程措施对河北省沿海盐碱土壤改造的效果，结果发现：大穴客土，下部设隔离层和渗管排盐，见效快，客土持续时间长，绿化美化效果好。张静等（2009）研究表明，氧化硫硫杆菌和排硫杆菌能显著降低土壤pH值。逄焕成等（2009）认为，施用微生物菌剂后，盐碱土壤中钾细菌和枯草芽孢杆菌数量、土壤有机质含量和速效N、P、K含量状况均明显高于无添加菌剂对照处理，土壤pH值和含盐量均有不同程度下降。魏凤巢等（2008）结合上海市滨海盐渍土改造实践，认为改造盐渍土应因地制宜、综合改造，生物改造是科学改土的最佳途径，植树造林是生物改造的最高形式，应大力提倡在沿海滩涂盐渍土区植树造林。

整体上来看，近年来国内外关于滨海盐碱地盐碱化防治与改良绿化技术的研究进展主要集中在滨海盐碱地客土造林技术模式和原土造林技术模式研究两大方面。其中，滨海盐碱地客土绿化造林技术模式主要是耦合运用人工换土、铺设隔离层和地下网管等工程避盐措施、选用耐盐苗木品种等单项技术，如天津市研究应用了“砾石隔离层＋客土”、“暗管排咸＋淡水压碱＋客土”、“台田淋碱”等滨海盐碱地客土绿化造林技术模式。滨海盐碱地客土绿化造林技术模式具有见效快、绿化景观效果好的优点，目前主适宜于广场、市内道路及园区等重点地区的绿化造林应用，但是往往工程量大、成本高，在中重度盐碱地区的绿化成本高达250-300元/m²，最高甚至达到500元/m²，。以色列等国自上世纪70年代开始将滴灌技术用于盐碱地灌溉，我国自上世纪90年代末开始在新疆等干旱地区推广应用膜下滴灌防治干旱与盐渍化问题，近年来中科院研发了有效改造重度盐碱土的“滴灌+垄作+覆膜”、“滴灌+高垄＋覆膜”、“咸水滴灌+高垄＋覆膜”等技术模式，并在枣树、枸杞的耐盐应用中取得了良好的效果。

近年来，随着科学发展和工业的进步，沿海滩涂地区土壤改良和绿化技术多为多种物理、化学、生物学技术的集成，如天津海林园艺环保科技工程有限公司和北京林业大学共同研发的自主知识产权“滨海盐土快速高效改良及植被构建技术”，要点：①对原土进行改良，不换种植土；②碴石、盲沟、淋层等地下排水排盐***；③试验地四周采取截渗措施；④自地面至淋层铺设沙柱孔群通透***；⑤表层土壤混施有机肥、秸秆等。天津节水型盐碱滩地物理—化学—生态综合改良及植被构建技术的实施，将水利与农田建设、降低和排除土壤盐分、引进耐盐植物和提高其耐盐能力相结合的水利工程、农业措施和生物技术集成的***工程，其中采用有机肥料和草炭配施硫酸亚铁，提高了土壤肥力，增加了团粒结构，调节了土壤pH，使天津滨海盐碱土的土壤性质和植物生长状况在短时间内得到了改善。赵名彦在天津临港地区经过多年的探索试验和观测研究总结出了“减蒸促排”、“集雨附盐防蒸”盐碱地造林改良模式，“减蒸促排”模式技术要点为利用透水管网铺设排水***（管直径200mm间距6m，埋深1m）、造林后树穴表面设覆盖层、适宜的树种选择、合理的栽植养护等；“集雨阻盐防蒸”模式技术要点为开沟筑背、设置集雨床和集雨面、树穴底部设置隔盐层表面设置覆盖、适宜的树种选择、合理的栽植和田间管理等。两种模式均能够有效的减缓盐分的积聚，降低盐分的含量，提高脱盐率，养分含量得到一定改善，苗木成活率提高。

由于滨海滩涂地区具有淡水资源短缺、盐碱化的反复性、土壤养分亏缺等特点，土壤脱盐困难，树木几乎难以生长，存在盐碱防治长效性差、绿化难等问题。

发明内容

解决的技术问题：本发明针对目前滨海重度盐渍土改良利用困难、工程绿化成本高、土壤易返盐、地力条件差等一系列现实问题，提供一种基于物料掺拌的滨海重度盐渍土壤的原土改良绿化方法。

技术方案：基于物料掺拌的滨海重度盐渍土壤的原土改良绿化方法，将滨海重度盐渍土平整土地，铺施粗沙、石膏和秸秆，采用机械2-3次深翻将物料掺拌入0-60cm深度的土壤；所述粗砂颗粒大小3.1~3.7mm，掺拌量为50m³/亩；所述石膏有效成份为CaSO₄·2H₂O，掺拌量为2t/亩；所述秸秆为粉碎后长度2~4cm的玉米秸秆，掺拌量为30m³/亩；物料掺入土壤3个月后，施入180~220 kg/hm² N素和120~160 kg/hm² P素增加土壤有效态养分，起垄栽植绿化植物，栽植后用20m³/亩的秸秆进行地表覆盖，以滴灌措施进行淋盐，进行正常滴灌灌溉管理。

所述起垄栽植绿化植物的具体要求为：垄宽2m，垄面平整，垄间开沟20cm宽，20cm深；所述淋盐滴灌在绿化植物栽植和地表秸秆覆盖后立即进行，分2天时间完成，每天滴灌水量25m³/亩；所述正常滴灌依据土壤含水量状况进行，当0-30cm土壤含水量低于田间持水量的50%时开始滴灌，滴灌后使土壤含水量达80%田间持水量。

所述的滨海重度盐渍土壤指1m土体内土壤含盐量≥15g/kg，饱和导水率为0。

所述增加土壤有效态养分的施入量为N素200 kg/hm²，P素为150 kg/hm² 。

所述滨海重度盐渍土壤的0-20 cm耕层土壤容重为1.65  g/cm³，土壤含盐量为30~40g/kg；pH为8.75。

有益效果：通过粗沙、石膏、秸秆的掺拌，降低土壤容重，改良土壤孔隙度状况，提高非毛管孔隙比例，提高土壤透水率。通过间歇性滴灌不仅能使土壤快速脱盐，并能保持土壤长时间内不返盐，有利于维持表土“淡化层”，保证绿化苗木成活率。通过氮肥的投入增加土壤有效态氮素，促进绿化植物的生长，通过磷酸氢二铵的投入补充土壤严重缺磷的状况。通过石膏的投入，抑制土壤在脱盐过程中造成的pH值上升。本发明适用区域广、推广应用前景广阔。我国海岸线长达4000公里，滨海盐渍土资源极其丰富。基于物料掺拌的滨海重度盐渍土原土快速改良技术体系具有工程措施简单、材料易得、低成本、操作简便等特点，是我国滨海重度盐渍区域土壤改良的重要途径，同时也是滨海地区生态建设的重要环节。该技术体系不仅适用于滨海重度盐渍区域，同时也适用于内陆其他粘质重度盐渍土区域。

附图说明

图1为基于物料掺拌的滨海重度盐渍土壤的快速原土改良绿化方法流程示意图；

图2为物料掺拌前后0-20cm土层土壤容重；

图3为物料掺拌前后0-20cm土层土壤最大持水量；

图4为物料掺拌前后0-20cm土层土壤总孔隙度；

图5为物料掺拌前后0-20cm土层土壤饱和导水率；

图6为物料掺拌前后0-60cm土体内不同时期土壤盐分；

图7为物料掺拌前后0-60cm土体内不同时期土壤pH；

图8为物料掺拌前后0-60cm土体内不同土层土壤有机质含量。

具体实施方式

试验地块位于河北省唐山市曹妃甸新区，该区地处环渤海经济带。研究区原多为淤泥滩涂及淤泥回填的鱼塘虾池，地表大部分为海水覆盖，属于滨海滩涂地貌，填海造陆后，浅层地下水位咸水，水位埋深浅，土壤除能生长耐盐性极强的盐生植物（如碱蓬）外，常规农作物以及草坪、花卉、灌木、乔木等绿化植物均不能生长。

实施例1：

河北省唐山市曹妃甸滨海重度盐渍土，0-20 cm耕层土壤容重为1.65 g/cm³土壤含盐量为30~40g/kg；pH为8.75；设3个重复，每个重复100 m²（试验小区规格10 m×10 m）。栽植的绿化植物为紫穗槐。对照为未进行掺拌处理的原土。地点：河北省唐山市曹妃甸生态城；试验小区地理位置为东经118°30’，北纬39°10’，距海岸线7.2公里。

基于物料掺拌的滨海重度盐渍土壤的原土改良绿化方法，其核心在于利用粗沙、秸秆直接改良土壤质地偏粘的结构状况，增加土壤总孔隙度，尤其非毛管孔隙度状况，增大土壤饱和导水率，同时秸秆分解后可增加土壤有机质含量；利用石膏中的Ca²⁺置换土壤中的Na⁺，改良土壤碱化状况；通过土壤物理结构的改良，有利于滴灌淋洗土壤盐分，降低土体内的盐分至一般耐盐植物可正常生长承受的盐分范围之内。具体环节如下：

（1）将盐渍土平整土地，掺拌物料

将滨海重度盐渍土平整土地，铺一定量的粗沙、石膏、秸秆，采用机械2-3次深翻将物料掺拌入0-60cm深度的土壤。所述粗砂颗粒大小3.1~3.7mm，掺拌量为50m³/亩，所述石膏有效成份为CaSO₄·2H₂O，掺拌量为2t/亩；所述秸秆为粉碎后长度2~4cm的玉米秸秆，掺拌量为30m³/亩。

（2）起垄栽植绿化植物

施入200 kg/hm² N素和150 kg/hm² P素增加土壤有效态养分；起垄宽2m，垄面平整，垄间开沟20cm宽，20cm深；栽植绿化植物后用20m³/亩的玉米秸秆进行地表覆盖。

（3）滴灌方式进行淋盐和正常灌溉

在完成绿化植物栽植和地表秸秆覆盖后，即以滴灌措施进行淋盐，分2天时间完成，每天滴灌水量25m³/亩；然后依据土壤含水量状况进行正常滴灌灌溉，当0-30cm土壤含水量低于田间持水量的50%时开始滴灌，滴灌后使土壤含水量达80%田间持水量。

（3）结果及评价

由实施例可以看出，物料掺拌后，0-60 cm土体内土壤盐分显著下降，由15 g/kg下降至3~4 g/kg（图6），脱盐效果明显，土壤pH略有升高。同时土壤的理化性质得到明显改善，耕层土壤容重在物料掺拌后下降至较适于植物生长的1.2~1.4 g/cm³，耕层土壤总孔隙度显著增加，持水量显著增大，土壤的通气透水性增强，有利于盐分的淋洗并能更好的吸附保持土壤养分；土壤有机质含量显著增加（图8），有利于增加土壤微生物和土壤动物的活动，土壤耕性增强。

与单一石膏改良盐渍土相比，粗沙的使用快速改良了土壤容重，在较短时间内增加土壤非毛管孔隙数量，可是盐分迅速淋洗；秸秆的适用增加了土壤有机质的含量，一方面长期供给养分供植物生长所需，另一方面避免了因石膏施入土壤pH的过度升高。

与现有的工程盐渍土改良方式相比，物料掺拌的方式简便、快速，节省人力，一定程度上降低了改良成本；土壤持续脱盐，绿化植物生长形成的景观效果好。

Claims (5)

1.基于物料掺拌的滨海重度盐渍土壤的原土改良绿化方法，其特征在于：将滨海重度盐渍土平整土地，铺施粗沙、石膏和秸秆，采用机械2-3次深翻将物料掺拌入0-60cm深度的土壤；所述粗砂颗粒大小3.1~3.7mm，掺拌量为50m³/亩；所述石膏有效成份为CaSO₄·2H₂O，掺拌量为2t/亩；所述秸秆为粉碎后长度2~4cm的玉米秸秆，掺拌量为30m³/亩；物料掺入土壤3个月后，施入180~220 kg/hm² N素和120~160 kg/hm² P素增加土壤有效态养分，起垄栽植绿化植物，栽植后用20m³/亩的秸秆进行地表覆盖，以滴灌措施进行淋盐，进行正常滴灌灌溉管理。

2.根据权利要求1所述基于物料掺拌的滨海重度盐渍土壤的原土改良绿化方法，其特征在于所述起垄栽植绿化植物的具体要求为：垄宽2m，垄面平整，垄间开沟20cm宽，20cm深；所述淋盐滴灌在绿化植物栽植后立即进行，分2天时间完成，每天滴灌水量25m³/亩；所述正常滴灌依据土壤含水量状况进行，当0-30cm土壤含水量低于田间持水量的50%时开始滴灌，滴灌后使土壤含水量达80%田间持水量。

3.根据权利要求1所述基于物料掺拌的滨海重度盐渍土壤的原土改良绿化方法，其特征在于所述的滨海重度盐渍土壤指1m土体内土壤含盐量≥15g/kg，饱和导水率为0。

4.根据权利要求1所述基于物料掺拌的滨海重度盐渍土壤的原土改良绿化方法，其特征在于所述增加土壤有效态养分的施入量为N素200 kg/hm²，P素为150 kg/hm²。

5.根据权利要求1所述基于物料掺拌的滨海重度盐渍土壤的原土改良绿化方法，其特征在于所述滨海重度盐渍土壤的0-20 cm耕层土壤容重为1.65 g/cm³，土壤含盐量为30~40g/kg；pH为8.75。