CN106045762A - 兼具改土与肥效功能的滩涂盐碱地土壤改良剂及其制备方法和应用 - Google Patents

兼具改土与肥效功能的滩涂盐碱地土壤改良剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种兼具改土与肥效功能的滩涂盐碱地土壤改良剂及其制备和应用方法，所述土壤改良剂以质量份计含有：生活污泥80‑90份，氧化钙1.5份，生物炭3.5‑7.5份，作物秸秆5‑11份。本发明有效的解决了低成本条件下滩涂土壤快速改良的技术瓶颈：应用生活污泥与生物炭相结合，可有效促进滩涂土壤团聚体的形成，降低土壤返盐，降低pH，增加土壤有机质，及N、P等养分，有效促进滩涂盐碱地土壤结构改良和培肥，为增加我国农业耕地后备资源提供保证。

Description

兼具改土与肥效功能的滩涂盐碱地土壤改良剂及其制备方法 和应用
技术领域
本发明涉及滩涂盐碱地土壤改良剂及其制备和应用方法，特别涉及一种适合于我国沿海滩涂盐碱地、兼具改土与肥效功能的土壤改良剂及其制备方法和应用。
背景技术
我国东部沿海滩涂土地资源面广、量大，可作为重要的后备耕地资源，其主要分布在北起辽宁、南至广东、广西和海南的海滨地带，总面积约为217.04万hm2。近50年来，滩涂围垦作为实现“耕地占补平衡”的有效手段得到了迅速发展，我国通过滩涂围垦新增了110～120万hm2土地。按照目前我国入海河流泥沙的淤积速率，到2050年可再围垦100～150万hm2土地。2009年6月，国务院正式将“江苏沿海地区发展规划”列为国家战略。战略要求：2010年～2020年，江苏沿海将新围垦滩涂270万亩，其中60％以上需改造成农田，以通过“占补平衡”满足社会经济可持续发展对土地的持续需求。
然而，沿海滩涂土壤属于特殊原始土壤，与农业耕地最重要的区别是土壤表层的含盐量和土壤肥力之间的差异，前者决定了围垦滩涂能否进行作物生产，后者则决定作物生产是否具有可持续性，且土壤培肥包括土壤结构的改良，还具有巩固降盐成果及抑制土壤返盐的作用。以增加有机质为主导的“土壤培肥”，是滩涂土壤快速改良的关键环节：其一可通过改善土壤的理化性状，改变土壤盐分运动状况，促进土壤脱盐，抑制土壤返盐，中和土壤碱度，从而减轻盐分对作物的危害，提高作物产量，达到改良滩涂土壤的目的；其二可为土壤提供肥力物质，与土壤养分含量的增加有密切的联系，可不断地供给作物所需的各种营养、改善作物营养水平。加快新围垦滩涂土壤培肥进程，排除不利于农业生产的障碍因子，提高土地产出率和经济效益，是“江苏沿海地区发展规划”国家战略的首要任务之一。
发明内容
本发明针对目前滩涂盐碱地盐分含量高、有机质及养分含量低等一系列现实问题，提供一种兼具改土与肥效功能的滩涂盐碱地土壤改良剂及其制备方法和应用。
为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案是：
一种兼具改土与肥效功能的滩涂盐碱地土壤改良剂，以质量份计含有：生活污泥80-90份，氧化钙1.5份，生物炭3.5-7.5份，作物秸秆5-11份。
所述的生活污泥符合污泥农用国家标准(GB/T 24600-2009)，有机质含量(干基)≥30wt.％，水分≤80wt.％，pH为6-7。
所述的氧化钙为生石灰CaO，白色粉末，Ca(OH)2含量≥70-85％。
所述的生物炭以植物材料为原料，pH为7.0-8.5。
所述的作物秸秆为粉碎农作物秸秆，粉碎后长度5-10cm。
本发明还提供土壤改良剂的制备方法，采用搅拌机将生活污泥与氧化钙均匀混合，氧化钙的加入量为生活污泥质量的1.5％；添加生物炭和作物秸秆，所述生物炭和作物秸秆的总添加量为生活污泥、氧化钙总体系质量的8.5％-18.5％，搅拌均匀。
本发明提供采用土壤改良剂对滩涂盐碱地土壤改土与肥效的应用方法。在含盐量<4g/kg的轻度盐碱地，用量2吨/亩，作为基肥直接撒施；在含盐量4-8g/kg的中度盐碱地，用量5吨/亩，作为基肥直接撒施；在含盐量>8g/kg的重度盐碱地，用量10吨/亩，作为基肥直接撒施。
土壤改良剂均匀撒入土壤后，利用旋耕机将基肥与0-20cm土壤混合均匀。
本发明的有益效果：
(1)生活污泥，调节pH，促进盐碱土壤团聚体形成，改善盐碱地土壤结构，打破传导盐分的毛细管，降低盐碱地表层土壤盐分含量；增加土壤有机质及N、P等养分含量，为植物生长提供养分。
(2)氧化钙，与生活污泥中的水结合，发生化学反应CaO+H2O＝Ca(OH)2，降低生活污泥的含水量；该反应为放热反应，放出的热量可蒸发一部分水分，同时可杀灭生活污泥中的有害微生物；Ca2+进入土壤后，可进一步促进土壤团聚体的形成。
(3)生物炭，可增加盐碱地土壤阳离子交换量(CEC)，减少养分淋失，保水保肥。
(4)作物秸秆，可增加盐碱地土壤孔隙，打破传导盐分的毛细管，降低盐碱地土壤的返盐作用；此外，调节土壤C/N比，促进土壤微生物的生命活动。
(5)上述材料的优化配比，在盐碱地土壤中具有降低土壤盐分、pH、增加土壤CEC、增加有机质和N、P等养分含量，促进植物生长、提高植物生物量等多重效果。
附图说明
图1：施用不同配方改良剂，对盐碱地表层土壤盐分含量的对比图。每个数据点为3个试验小区的平均值；S3、S4、S5三个处理的盐碱地表层土壤盐分显著低于其他各处理。
图2：施用不同配方改良剂，对盐碱地表层土壤pH的对比图。每个数据点为3个试验小区的平均值；S5、S6两个处理的盐碱地表层土壤pH显著低于其他各处理。
图3：不同用量改良剂，对轻度盐碱地黑麦草生物量的对比图。每个数据点为3个试验小区的平均值；最佳改良剂用量为2吨/亩。
图4：不同用量改良剂，对中度盐碱地黑麦草生物量的对比图。每个数据点为3个试验小区的平均值；最佳改良剂用量为5吨/亩。
图5：不同用量改良剂，对重度盐碱地黑麦草生物量的对比图。每个数据点为3个试验小区的平均值；最佳改良剂用量为10吨/亩。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
一种兼具改土与肥效功能的滩涂盐碱地土壤改良剂，以质量份计含有：生活污泥80-90份，氧化钙1.5份，生物炭3.5-7.5份，作物秸秆5-11份。其中，生活污泥符合污泥农用国家标准(GB/T 24600-2009)，有机质含量(干基)≥30wt.％，水分≤80wt.％，pH为6-7。氧化钙为生石灰CaO，白色粉末，Ca(OH)2含量≥70-85％。生物炭以植物材料为原料，pH为7.0-8.5。作物秸秆为粉碎农作物秸秆，粉碎后长度5-10cm。
采用搅拌机将生活污泥与氧化钙均匀混合，氧化钙的加入量为生活污泥质量的1.5％；添加生物炭和作物秸秆，所述生物炭和作物秸秆的总添加量为生活污泥、氧化钙总体系质量的8.5％-18.5％，搅拌均匀。
实施例1
沿海滩涂中度盐碱地，0-20cm表层土壤盐分含量分别为7.76g/kg，土壤pH分别为9.26。试验地点：江苏省如东市方凌垦区；试验时间：2014年6月-2014年9月。试验地块于2000年围垦，围垦后未进行任何人为垦殖措施。
采用田间随机区组试验，各小区面积均为4.0m×4.0m。试验按不同土壤改良剂配方设7个处理，分别为CK、S1、S2、S3、S4、S5、S6，各处理重复3次。2014年6月将改良剂施入各小区，并利用旋耕机将污泥与0～20cm耕层土壤拌匀，2014年9月采集土壤样品，进行测定和分析。
其中，CK：空白，不施任何改良剂，其他措施完全一致；
S1：生活污泥70份；氧化钙1.5份；生物炭11.5份；作物秸秆17份。
S2：生活污泥75份；氧化钙1.5份；生物炭9.5份；作物秸秆14份。
S3：生活污泥80份；氧化钙1.5份；生物炭7.5份；作物秸秆11份。
S4：生活污泥85份；氧化钙1.5份；生物炭5.5份；作物秸秆8份。
S5：生活污泥90份；氧化钙1.5份；生物炭3.5份；作物秸秆5份。
S6：生活污泥95份；氧化钙1.5份；生物炭1.5份；作物秸秆2份。
对各处理0-20cm表层土壤盐分含量及pH的测定结果，见图1、图2。各土壤改良剂配方显著降低了0-20cm表层土壤盐分含量及pH。其中，S3、S4、S5三个处理的盐碱地0-20cm表层土壤盐分含量显著低于其他各处理。S5、S6两个处理的盐碱地0-20cm表层土壤pH显著低于其他各处理。综合盐分及pH数据，适合滩涂盐碱地土壤改良剂最佳配方为S5。考虑到，实际应用过程中，盐分含量更重要，因而，S3、S4、S5三个配方都可适用。
以S5配方为例，主要成分包括生活污泥、氧化钙、生物炭、作物秸秆，主要配置环节包括：
(1)将氧化钙粉末1.5份，加入符合农用标准的生活污泥，充分搅拌混匀。
(2)将生物炭、作物秸秆(5-10cm)按照3.5份、5份，加入(1)体系，充分搅拌混匀；制得兼具改土与肥效功能的滩涂盐碱地土壤改良剂。
(3)技术应用方法，针对沿海滩涂轻、中、重度盐碱地，均一次性施用；含盐量<4g/kg的轻度盐碱地最佳用量2吨/亩，作为基肥直接撒施；含盐量4-8g/kg中度盐碱地最佳用量5吨/亩，作为基肥直接撒施；含盐量>8g/kg的重度盐碱地最佳用量10吨/亩，作为基肥直接撒施。土壤改良剂均匀撒入土壤后，利用旋耕机将专用肥与0-20cm土壤混合均匀。施用后即可开展绿肥植物种植。
实施例2
沿海滩涂轻、中、重度盐碱地，0-20cm表层土壤盐分含量分别为3.75g/kg、7.82g/kg、9.21g/kg，土壤pH分别为8.46、8.87、9.33。试验地点：江苏省如东市方凌垦区；试验时间：2014年10月-2015年5月。试验地块于2000年围垦，围垦后未进行任何人为垦殖措施。
采用田间随机区组试验，各小区面积均为4.0m×4.0m。试验按不同用量的土壤改良剂S5配方设6个处理，分别为0、1、2、5、10、15吨/亩，各处理重复3次。2014年10月将改良剂施入各小区，并利用旋耕机将污泥与0～20cm耕层土壤拌匀，2014年11月～2015年5月，每小区种植黑麦草植物。于2015年5月采集测定黑麦草生物量。
不同改良剂施用量，对轻、中、重度盐碱地种植的黑麦草生物量的影响见图3、图4、图5。在轻度盐碱地(含盐量3.75g/kg)条件下，施用2吨改良剂即可获得较高的黑麦草生物量；在中度盐碱地(含盐量7.82g/kg)条件下，施用5吨改良剂可获得较高的黑麦草生物量；在重度盐碱地(含盐量9.21g/kg)条件下，需施用10吨改良剂可获得较高的黑麦草生物量。
本发明有效的解决了低成本条件下滩涂土壤快速改良的技术瓶颈：应用生活污泥与生物炭相结合，可有效促进滩涂土壤团聚体的形成，降低土壤返盐，降低pH，增加土壤有机质，及N、P等养分，有效促进滩涂盐碱地土壤结构改良和培肥，为增加我国农业耕地后备资源提供保证。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种兼具改土与肥效功能的滩涂盐碱地土壤改良剂，其特征在于：以质量份计含有：生活污泥80‐90份，氧化钙1.5份，生物炭3.5‐7.5份，作物秸秆5‐11份。
2.如权利要求1所述的兼具改土与肥效功能的滩涂盐碱地土壤改良剂，其特征在于：所述的生活污泥符合污泥农用国家标准(GB/T 24600‐2009)，有机质含量(干基)≥30wt.％，水分≤80wt.％，pH为6‐7。
3.如权利要求1所述的兼具改土与肥效功能的滩涂盐碱地土壤改良剂，其特征在于：所述的氧化钙为生石灰CaO，白色粉末，Ca(OH)2含量≥70‐85％。
4.如权利要求1所述的兼具改土与肥效功能的滩涂盐碱地土壤改良剂，其特征在于：所述的生物炭以植物材料为原料，pH为7.0‐8.5。
5.如权利要求1所述的兼具改土与肥效功能的滩涂盐碱地土壤改良剂，其特征在于：所述的作物秸秆为粉碎农作物秸秆，粉碎后长度5‐10cm。
6.权利要求1‐5所述的土壤改良剂的制备方法，其特征在于：采用搅拌机将生活污泥与氧化钙均匀混合，氧化钙的加入量为生活污泥质量的1.5％；添加生物炭和作物秸秆，所述生物炭和作物秸秆的总添加量为生活污泥、氧化钙总体系质量的8.5％‐18.5％，搅拌均匀。
7.采用权利要求1‐5所述的土壤改良剂对滩涂盐碱地土壤改土与肥效的方法，其特征在于：在含盐量<4g/kg的轻度盐碱地，用量2吨/亩，作为基肥直接撒施；在含盐量4‐8g/kg的中度盐碱地，用量5吨/亩，作为基肥直接撒施；在含盐量>8g/kg的重度盐碱地，用量10吨/亩，作为基肥直接撒施。
8.如权利要求7所述的采用土壤改良剂对滩涂盐碱地土壤改土与肥效的方法，其特征在于：土壤改良剂均匀撒入土壤后，利用旋耕机将基肥与0‐20cm土壤混合均匀。
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