CN107155790A - 一种通过微生物发酵秸秆改良盐碱土质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过微生物发酵秸秆改良盐碱土质的方法，包括如下步骤：(1)挖掘盐碱土，构建微生物发酵坑道；(2)坑道秸秆覆盖与微生物菌群覆盖；(3)盐碱土的“脱”盐碱处理和全覆盖；(4)植物根系改良。本发明通过此方法改良盐碱土，不仅能够改善滩涂的生态环境，而且极大的提高了秸秆还田的利用率。

Description

一种通过微生物发酵秸秆改良盐碱土质的方法

技术领域

本发明属于土质改良领域，具体涉及一种通过微生物发酵秸秆改良盐碱土质的方法。

背景技术

江苏地处中国大陆沿海地区中部，是长江三角洲区域重要组成部分，其中，平原面积7万多平方公里，占全省面积的70％以上，是典型的大河入海口冲击平原。与此同时，长江每年新带入大量的泥沙进入黄海，形成新的冲积平原。这些冲击平原长期因盐水浸渍和风化作用，可溶性盐经过重新分配后，形成大片沿海滩涂风化盐碱土。目前，江苏沿海滩涂1031万亩，占中国的1/4，是重要的土地后备资源。“江苏沿海大开发”战略已提升为国家战略，因此科学合理对这些滩涂盐碱土进行升级改良已是迫在眉睫。

由于天然的地势和气候优势，江苏自古以来就是我国的农业大省，拥有耕地面积6894万亩，人均占有耕地0.87亩。但巨大的耕地面积每年会带来大量的秸秆，传统的秸秆燃烧秸秆会带来大量的空气污染，在国家的相关政策下，“禁烧秸秆”已成为大家的共识。现阶段，秸秆的利用主要为深耕还田、发酵饲料等，秸秆利用率很低，因此，秸秆的回收再利用已然成为摆在我们面前的一道难题。

现有的盐碱地改良的方法主要有四种：一是药剂改良，例如申请号为CN201210161872.7，名称为“一种盐碱地改良药剂及盐碱地改良造林整地方法”的专利申请，该申请公开了一种通过喷洒混合药剂中和土地酸碱度，改良盐碱土质的方法，由于盐碱地的盐碱分布并不均匀，因此使用该方法药物剂量难以控制。二是灌水排盐，例如申请号为CN201310328902.3的专利申请，该申请公开了一种安装排盐管，通过淡水的淋融洗盐作用，使土壤内的水分充分流动，让盐分随水流通过排盐管排出去的方法，由于修筑排盐管道需要耗费很大的人力、物力，且排盐管冲走盐碱的同时，极易造成土壤肥力的流失，不利于大型深根系植物的种植。三是深耕深翻，经过耕翻，可把表层土壤中盐分翻扣到耕层下边，把下层含盐较少的土壤翻到表面。翻耕能疏松耕作层，切断土壤毛细管，减弱土壤水分蒸发，有效地控制土壤返盐。但深耕深翻只能适用于盐碱覆盖于表面的低盐碱度土壤，不适用于重盐碱地改良。四是栽种前，对绿化带部位的原土进行夯实、展平，铺设双层特殊材料的隔离层，例如塑料膜，并且铺上一层适当厚度的碎石，下设塑料管用于排水洗盐，最后将黑土混合少量的黄土，回填覆盖在原土上表面。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种通过微生物发酵秸秆改良滩涂盐碱地的方法。

技术方案：为了使沿海滩涂风化盐碱土质达到适合植物生长所需的要求，且结合东部地区大面积的小麦和水稻种植的天然优势，我们提出通过秸秆在土壤内部发酵产生微生物对滩涂风化盐碱土进行改良，具体方案如下：

一种通过微生物发酵秸秆改良盐碱土质的方法，包括如下步骤：

(1)挖掘盐碱土，构建微生物发酵坑道

对需要进行绿化栽培的区域的表面盐碱土进行平整处理，并在盐碱地土壤表面泼洒少量的水，然后对盐碱土质进行挖掘，挖掘的坑道为长条状，每个坑道的挖掘宽度为80cm～120cm，每个坑道的长度近似于绿化区域的长度，坑道的深度为40cm～50cm，坑道与坑道之间的距离控制在2.5m左右，在挖掘中，需要控制土质湿度，从而保证坑道成形；

(2)坑道秸秆覆盖与微生物菌群覆盖

将作物秸秆先进行切碎处理，控制长度4～7厘米，将粉碎后的秸秆用少量水浸湿后铺满在原先已经挖掘好的微生物发酵坑道上，秸秆覆盖厚度为10cm，并施入少量的已腐蚀的有机肥，经过15天～30天后，秸秆变成褐色或黑褐色，且富有弹性，易破碎时，选择同一纬度的熟质肥沃土壤在秸秆上覆盖10cm，使得熟制肥沃土壤的完整微生物群落进行繁衍，形成微生物菌群土质层，上述完成后，重复覆盖秸秆和肥沃土壤；

(3)盐碱土的“脱”盐碱处理和全覆盖

将挖掘出来的盐碱土铺设在塑料薄膜上，尽量铺设均匀，通过梅雨季的降雨对盐碱土层进行冲洗后，泼洒少量的脱硫石膏粉并进行适当的晾晒，此后将经过“脱”盐碱处理的土壤对需要进行的绿化区域进行全覆盖；

(4)植物根系改良

待上述步骤完成，且土壤重新覆盖并趋于稳定后,在覆盖区域种植少量的耐盐碱地被植物，每15天～20天施加一次矾肥水，改良周期为9个月～2年。

作为优选，所述的步骤(1)中的微生物发酵坑道挖掘完毕后底部安装若干个伸向外侧的排水管。

作为优选，所述步骤(2)中所选择的同一纬度的熟制肥沃土壤需保证其土壤酸碱度6.5～7.5，土壤有机质含量≥30g/kg。

作为优选，所述步骤(2)完成后，微生物发酵坑道内含有4层，有下层至上层依次为秸秆层、微生物菌群土质层、秸秆层、微生物菌群土质层。

有益效果：本发明通过此方法不仅能够改善滩涂的生态环境，而且积极响应了国家禁烧秸秆、综合利用的号召，提供了一种通过秸秆发酵立体化改良滩涂盐碱地的方法，其优势具体如下：

1.通过微生物发酵秸秆的生态改良方法，改良成本低，克服了“灌水排盐”法费时费力的缺点，也对秸秆的回收和综合利用提供了一种很好的方法。

2.通过秸秆的间隙隔断，能够有效阻断土壤毛细管作用，减少土壤水体蒸发，切断地下水盐分向地表输送的通道，有效的阻断了深层的盐碱反渗。

3.通过迁移原碱土、覆盖秸秆、植物根系改良等步骤，相比现有技术，增加了碱土改良的深度，使得深根系的植物和不耐盐碱植物能够在我国沿海滩涂得到生长。

4.秸秆还田后经过微生物作用形成的腐植酸与土壤中的钙、镁粘结成腐植酸钙和腐植酸镁，降低了土壤的碱度，并使土壤形成大量的水稳性团粒结构，还田后土壤容重降低，总孔隙度增加。土壤物理性状的改善使土壤的通透性增强，提高了土壤蓄水保肥能力，有利于提高土壤温度，促进土壤中微生物的活性和养分的分解利用，有利于作物根系的生长发育，促进了根系的吸收活动。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。

实施例1

在本实施例中，实施地点为长江中下游地区沿海冲积平原的滩涂盐碱地，在该盐碱地欲建设一条长100m，宽10m的绿化带，该绿化带需满足乔木、灌木、地被的立体搭配和密集种植。具体实施步骤为：

(1)挖掘盐碱土构建微生物发酵坑道

对需要进行绿化栽培的区域的表面盐碱土进行平整处理，并在盐碱地土壤表面泼洒少量的水。然后对盐碱土质进行挖掘，挖掘的坑道为长条状，每个坑道的挖掘宽度为80cm，每个坑道的长度为100m，坑道的深度为40cm，坑道与坑道之间的距离控制在2.5m左右，该实施例中，共计4条微生物发酵坑道。在挖掘中，需要控制土质湿度，从而保证坑道成形。

(2)坑道秸秆覆盖与微生物菌群覆盖

将作物秸秆先进行切碎处理，控制长度4厘米，将粉碎后的秸秆用少量水浸湿后铺满在原先已经挖掘好的微生物发酵坑道上，秸秆覆盖厚度为10cm，并施入少量的已腐蚀的有机肥。经过18天后，秸秆变成褐色或黑褐色，且富有弹性，易破碎时，选择同一纬度的熟质肥沃土壤在秸秆上覆盖10cm，使得熟制肥沃土壤的完整微生物群落进行繁衍，形成微生物菌群土质层。

上述完成后，重复覆盖秸秆和肥沃土壤。

在该步骤中所选择的同一纬度的熟制肥沃土壤在覆盖前测得土壤酸碱度为6.5，土壤有机质含量为45g/kg。

(3)盐碱土的“脱”盐碱处理和全覆盖

将挖掘出来的盐碱土铺设在塑料薄膜上，尽量铺设均匀，通过梅雨季的降雨对盐碱土层进行冲洗后，泼洒少量的脱硫石膏粉并进行适当的晾晒。此后将经过“脱”盐碱处理的土壤对需要进行的绿化区域进行全覆盖。

(4)植物根系改良

待上述步骤完成，且土壤重新覆盖并趋于稳定后,在覆盖区域种植少量的耐盐碱地被植物，每15天施加一次矾肥水，改良周期为9个月。

(5)植物种植

经过9个月秸秆的发酵成熟，栽植树木。筛选同一纬度在此生长的所有树种，采用密植的方式栽植树木，乔木、灌木、地被立体搭配的原则。乔木选择广玉兰、女贞、雪松、五针松中的一种或多种进行栽植，灌木选择红叶石楠、女贞、大叶黄杨、茶花中的一种或多种进行栽植，地被满铺麦冬。建植过程中，作适当的地形处理，形成许多高低不等、形状不一的土丘，将广玉兰、五针松等不耐盐的花木种植在上坡位或坡顶，这样的小环境含盐量相对较低，便于植物生长，这种方式所栽植树种已成活10年以上，至今长势良好。

实施例2

在本实施例中，实施地点为长江中下游地区沿海冲积平原的滩涂盐碱地，在该盐碱地欲建设一条长100m，宽2.5m的绿化带，该绿化带需满足乔木、灌木、地被的立体搭配和密集种植。具体实施步骤为：

(1)挖掘盐碱土构建微生物发酵坑道

对需要进行绿化栽培的区域的表面盐碱土进行平整处理，并在盐碱地土壤表面泼洒少量的水。然后对盐碱土质进行挖掘，挖掘的坑道为长条状，每个坑道的挖掘宽度为120cm，每个坑道的长度为100m，坑道的深度为50cm，坑道与坑道之间的距离控制在2.5m左右，该实施例中，共计3条微生物发酵坑道。在挖掘中，需要控制土质湿度，从而保证坑道成形。

(2)坑道秸秆覆盖与微生物菌群覆盖

将作物秸秆先进行切碎处理，控制长度7厘米，将粉碎后的秸秆用少量水浸湿后铺满在原先已经挖掘好的微生物发酵坑道上，秸秆覆盖厚度为10cm，并施入少量的已腐蚀的有机肥。经过15天后，秸秆变成褐色或黑褐色，且富有弹性，易破碎时，选择同一纬度的熟质肥沃土壤在秸秆上覆盖10cm，使得熟制肥沃土壤的完整微生物群落进行繁衍，形成微生物菌群土质层。

上述完成后，重复覆盖秸秆和肥沃土壤。

在该步骤中所选择的同一纬度的熟制肥沃土壤在覆盖前测得土壤酸碱度为6.8，土壤有机质含量为48g/kg。

(3)盐碱土的“脱”盐碱处理和全覆盖

将挖掘出来的盐碱土铺设在塑料薄膜上，尽量铺设均匀，通过梅雨季的降雨对盐碱土层进行冲洗后，泼洒少量的脱硫石膏粉并进行适当的晾晒。此后将经过“脱”盐碱处理的土壤对需要进行的绿化区域进行全覆盖。

(4)植物根系改良

待上述步骤完成，且土壤重新覆盖并趋于稳定后,在覆盖区域种植少量的耐盐碱地被植物，每20天施加一次矾肥水，改良周期为2年。

(5)植物种植

经过2年秸秆的发酵成熟，栽植树木。筛选同一纬度在此生长的所有树种，采用密植的方式栽植树木，乔木、灌木、地被立体搭配的原则。乔木选择广玉兰、女贞、雪松、五针松中的一种或多种进行栽植，灌木选择红叶石楠、女贞、大叶黄杨、茶花中的一种或多种进行栽植，地被满铺麦冬。建植过程中，作适当的地形处理，形成许多高低不等、形状不一的土丘，将广玉兰、五针松等不耐盐的花木种植在上坡位或坡顶，这样的小环境含盐量相对较低，便于植物生长，这种方式所栽植树种已成活10年以上，至今长势良好。

通过以上两个实施例，我们发现乔木、灌木和地被长势良好，成活率均达到90％以上，绿化带满足乔木、灌木、地被的立体搭配和密集种植的技术要求。

实施例3

在本实施例中，实施地点为长江中下游地区沿海冲积平原的滩涂盐碱地，在该盐碱地欲建设一条长100m，宽2.5m的绿化带，该绿化带需满足乔木、灌木、地被的立体搭配和密集种植。具体实施步骤为：

(1)挖掘盐碱土构建微生物发酵坑道

对需要进行绿化栽培的区域的表面盐碱土进行平整处理，并在盐碱地土壤表面泼洒少量的水。然后对盐碱土质进行挖掘，挖掘的坑道为长条状，每个坑道的挖掘宽度为100cm，每个坑道的长度为100m，坑道的深度为45cm，坑道与坑道之间的距离控制在2.5m左右，该实施例中，共计5条微生物发酵坑道。在挖掘中，需要控制土质湿度，从而保证坑道成形。

(2)坑道秸秆覆盖与微生物菌群覆盖

将作物秸秆先进行切碎处理，控制长度6厘米，将粉碎后的秸秆用少量水浸湿后铺满在原先已经挖掘好的微生物发酵坑道上，秸秆覆盖厚度为10cm，并施入少量的已腐蚀的有机肥。经过22天后，秸秆变成褐色或黑褐色，且富有弹性，易破碎时，选择同一纬度的熟质肥沃土壤在秸秆上覆盖10cm，使得熟制肥沃土壤的完整微生物群落进行繁衍，形成微生物菌群土质层。

上述完成后，重复覆盖秸秆和肥沃土壤。

在该步骤中所选择的同一纬度的熟制肥沃土壤在覆盖前测得土壤酸碱度为7.5，土壤有机质含量为48g/kg

(3)盐碱土的“脱”盐碱处理和全覆盖

将挖掘出来的盐碱土铺设在塑料薄膜上，尽量铺设均匀，通过梅雨季的降雨对盐碱土层进行冲洗后，泼洒少量的脱硫石膏粉并进行适当的晾晒。此后将经过“脱”盐碱处理的土壤对需要进行的绿化区域进行全覆盖。

(4)植物根系改良

待上述步骤完成，且土壤重新覆盖并趋于稳定后,在覆盖区域种植少量的耐盐碱地被植物，每18天施加一次矾肥水，改良周期为18个月。

(5)植物种植

经过2年秸秆的发酵成熟，栽植树木。筛选同一纬度在此生长的所有树种，采用密植的方式栽植树木，乔木、灌木、地被立体搭配的原则。乔木选择广玉兰、女贞、雪松、五针松中的一种或多种进行栽植，灌木选择红叶石楠、女贞、大叶黄杨、茶花中的一种或多种进行栽植，地被满铺麦冬。建植过程中，作适当的地形处理，形成许多高低不等、形状不一的土丘，将广玉兰、五针松等不耐盐的花木种植在上坡位或坡顶，这样的小环境含盐量相对较低，便于植物生长，这种方式所栽植树种已成活10年以上，至今长势良好。

通过以上两个实施例，我们发现乔木、灌木和地被长势良好，成活率均达到90％以上，绿化带满足乔木、灌木、地被的立体搭配和密集种植的技术要求。

以上所述仅为本发明的3种实施例而已，并不用于限制本发明实施例所应用的绿化带，对于本领域的技术人员来说，本发明也可以应用到类似盐碱地其它绿化带的种植过程中，并且可以有各种改进、变化，包括为适应不同的植物树种，如翻盖深度的变化等，凡在本发明的原则和范围内，所做的修改、润饰、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种通过微生物发酵秸秆改良盐碱土质的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)挖掘盐碱土，构建微生物发酵坑道

对需要进行绿化栽培的区域的表面盐碱土进行平整处理，并在盐碱地土壤表面泼洒少量的水，然后对盐碱土质进行挖掘，挖掘的坑道为长条状，每个坑道的挖掘宽度为80cm～120cm，每个坑道的长度近似于绿化区域的长度，坑道的深度为40cm～50cm，坑道与坑道之间的距离控制在2.5m左右，在挖掘中，需要控制土质湿度，从而保证坑道成形；

(2)坑道秸秆覆盖与微生物菌群覆盖

将作物秸秆先进行切碎处理，控制长度4～7厘米，将粉碎后的秸秆用少量水浸湿后铺满在原先已经挖掘好的微生物发酵坑道上，秸秆覆盖厚度为10cm，并施入少量的已腐蚀的有机肥，经过15天～30天后，秸秆变成褐色或黑褐色，且富有弹性，易破碎时，选择同一纬度的熟质肥沃土壤在秸秆上覆盖10cm，使得熟制肥沃土壤的完整微生物群落进行繁衍，形成微生物菌群土质层，上述完成后，重复覆盖秸秆和肥沃土壤；

(3)盐碱土的“脱”盐碱处理和全覆盖

将挖掘出来的盐碱土铺设在塑料薄膜上，尽量铺设均匀，通过梅雨季的降雨对盐碱土层进行冲洗后，泼洒少量的脱硫石膏粉并进行适当的晾晒，此后将经过“脱”盐碱处理的土壤对需要进行的绿化区域进行全覆盖；

(4)植物根系改良

待上述步骤完成，且土壤重新覆盖并趋于稳定后,在覆盖区域种植少量的耐盐碱地被植物，每15天～20天施加一次矾肥水，改良周期为9个月～2年。

2.根据权利要求1所述的通过微生物发酵秸秆改良盐碱土质的方法，其特征在于：所述步骤(2)中所选择的同一纬度的熟制肥沃土壤需保证其土壤酸碱度6.5～7.5，土壤有机质含量≥30g/kg。

3.根据权利要求1所述的通过微生物发酵秸秆改良盐碱土质的方法，其特征在于：所述步骤(2)完成后，微生物发酵坑道内含有4层，有下层至上层依次为秸秆层、微生物菌群土质层、秸秆层、微生物菌群土质层。