CN108966722A - 一种应用四维改良法进行盐碱地改良的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种应用四维改良法进行盐碱地改良的方法，具体包括以下四个维度的综合运用：第一维，要素物联网***；第二维，土壤定向调理剂；第三维，植物生长调节素；第四维，抗逆性水稻。所述第一维，要素物联网***，可以进一步包括：将设置于地下的灌排管网与传感器、物联网、大数据配套形成集成排灌***。本发明方法中四大技术要素配套使用，应用于盐碱地改良。改良土地前，先对当地土壤、灌溉水样进行测定检测，根据土壤和水样中PH值、电导率、重金属含量、农残含量、有机质含量等分析数据，合理自由的搭配四维改良法中四大技术要素，因地制宜，量身定做最优的解决方案。

Description

一种应用四维改良法进行盐碱地改良的方法

技术领域

本发明涉及土地改良技术领域，特别涉及一种应用四维改良法改良盐碱地的方法。

背景技术

盐碱地是盐类集积的一种土地，是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长，根据***教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成，大部分与土壤中碳酸盐的累计有关，因而碱化度普遍较高，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。

简单地说，盐碱地就是含盐量超标的土体，尤其是土壤表层积聚过多的可溶性盐，对农作物生长有害的土地。各种盐碱土都是在一定的自然条件下形成的，其形成的实质主要是各种易溶性盐类在地面作水平方向与垂直方向的重新分配，从而使盐分在集盐地区的土壤表层逐渐积聚起来。

盐碱土主要有两种类型，一种是分布在江河湖泊沿岸阶地的低平地形、爽槽形、滩洼地形，具有次生性质；第二种盐碱土属于古代和近代盐湖周围以及地层含盐所形成的土壤剧烈积盐，具有原生性质。盐碱土形成是自然和人为因素共同作用的结果，研究表明，土壤母质、质地、地形、新构造运动、水文条件和人为活动等是影响盐碱土形成的重要因素。

盐碱地在利用过程当中，简单说，可以分为轻盐碱地、中度盐碱地和重盐碱地。轻盐碱地是指它的出苗率在70％-80％，它含盐量在千分之三以下；重盐碱地是指它的含盐量超过千分之六，出苗率低于50％；中间这块就是中度盐碱地(用pH值表示为：轻度盐碱地pH值为：7.1-8.5，中度盐碱地pH值为：8.5-9.5，重度盐碱地pH值为：9.5以上)。

现有技术中，盐碱地的改良方法一般如下：

1、洗盐。洗盐就是把水灌到盐碱地里，使土壤盐分溶解，通过下渗把表土层中的可溶性盐碱排到深层土中或淋洗出去，侧渗入排水沟加以排除。

2、平整土地。平整土地可使水分均匀下渗，提高降雨淋盐和灌溉洗盐的效果，防止土壤斑状盐渍化。深耕深翻。盐分在土壤中的分布情况为地表层多，下层少，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。盐碱地翻耕的时间最好是春季和秋季。春、秋是返盐较重的季节。秋季耕翻尤其有利于杀死病虫卵，清除杂草，深埋根茬，加强有机质分解和迟效养分的释放，所以值得提倡。

3、适时耙地。耙地可疏松表土，截断土壤毛细管水向地表输送盐分，起到防止返盐的作用。耙地要适时，要浅春耕，抢伏耕，早秋耕，耕干不耕湿。

4、增施有机肥，合理施用化肥。盐碱地一般有低温、土瘦、结构差的特点。有机肥经微生物分解、转化形成腐殖质，能提高土壤的缓冲能力，并可和碳酸钠作用形成腐殖酸钠，降低土壤碱性。腐殖酸钠还能刺激作物生长，增强抗盐能力。腐殖质可以促进团粒结构形成，从而使孔度增加，透水性增强，有利于盐分淋洗，抑制返盐。有机质在分解过程中产生大量有机酸，一方面可以中和土壤碱性，另一方面可加速养分分解，促进迟效养分转化，提高磷的有效性。因此，增施有机肥料是改良盐碱地，提高土壤肥力的重要措施。此外，化肥对改良盐碱的作用也受到人们重视，化肥给土壤中增加氮磷钾，促进作物生长，提高了作物的耐盐力。施用化肥可以改变土壤盐分组成，抑制盐类对植物的不良影响。无机肥可增加作物产量，多出秸秆，扩大有机肥源，以无机促有机。当然，盐碱地施用化肥时要避免施用碱性肥料，如氨水、碳酸氢铵、石灰氮、钙镁磷肥等，而应以中性和酸性肥料为好。硫酸钾复合肥是微酸性肥料，适合在盐碱地上施用，且有改良盐碱地的良好作用。

但现有技术中对盐碱地的改良需要花费大量的人力、物力、财力，且改良的效果不尽人意。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种应用四维改良法进行盐碱地改良的工艺方法。本发明四维改良法不仅可以改良沿海、内陆盐碱地，对重金属污染、农残土地也有很好的改良效果。本发明方法中四大技术要素配套使用，应用于盐碱地改良。改良土地前，先对当地土壤、灌溉水样进行测定检测，根据土壤和水样中PH值、电导率、重金属含量、农残含量、有机质含量等分析数据，合理自由的搭配四维改良法中四大技术要素，因地制宜，量身定做最优的解决方案。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种应用四维改良法进行盐碱地改良的方法，具体包括以下四个维度的综合运用：

第一维，要素物联网***；

第二维，土壤定向调理剂；

第三维，植物生长调节素；

第四维，抗逆性水稻。

所述第一维，要素物联网***，可以进一步包括：将设置于地下的灌排管网与传感器、物联网、大数据配套形成集成排灌***。

所述第一维，要素物联网***，还可以进一步包括：将工程改碱用水与农艺用水有机融为一体，实现水、土、盐平衡条件。

所述第一维，要素物联网***，也可以进一步包括：采用暗管排水，或采用暗管排盐；加快耕作层淋盐效率，阻隔深层盐碱水随毛细管作用上升导致的返碱，同时回收灌溉用水。

所述第一维，要素物联网***，又可以进一步包括：采用微型环境理化因子传感器与NB-LoT物联网通讯技术结合，将植物生长和水土循环过程中的地下水肥条件、地上生长环境、作物生长态势、病虫害信息即时传送至大数据中心，通过AI和专家化诊断***处理远程控制的方式，实现水土肥药的智能化控制。

所述第二维，土壤定向调理剂，可以进一步包括：使用以改性石膏为主要原料的土壤改良剂。

所述第二维，土壤定向调理剂，还可以进一步包括：使用以改性天然活性物质(例如：生物酶制剂)为主要原料的土壤改良剂。

所述第三维，植物生长调节素，可以进一步包括：根据作物不同长势对肥料配方做出适应性调整。

所述第四维，抗逆性水稻，可以进一步包括：通过培育种植抗逆性较强的水稻，适应一定浓度的盐碱地和重金属污染地。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种如前述任一项所述应用四维改良法进行盐碱地改良的方法在盐碱地、重金属污染地或者半干旱地区的应用。

本发明有益效果包括：本发明应用四维改良法进行盐碱地改良的工艺方法中，四维改良法不仅可以改良沿海、内陆盐碱地，对重金属污染、农残土地也有很好的改良效果。四大技术要素配套使用，应用于盐碱地改良。改良土地前，应先对当地土壤、灌溉水样进行测定检测，根据土壤和水样中PH值、电导率、重金属含量、农残含量、有机质含量等分析数据，合理自由的搭配四维改良法中四大技术要素，因地制宜，量身定做最优的解决方案。

具体实施方式

下面结合实施例详述本发明。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明，但本发明并不局限于这些实施例。

在本发明的一实施例中，提供了一种应用四维改良法进行盐碱地改良的工艺方法，具体包括以下步骤：

第一维，要素物联网***

将设置于地下的灌排管网与传感器、物联网、大数据等多项高新技术进行配套形成的集成排灌***。将工程改碱用水与农艺用水有机融为一体，实现水、土、盐平衡条件。

采用暗管排水(盐)，加快耕作层淋盐效率，阻隔深层盐碱水随毛细管作用上升导致的返碱，同时回收灌溉用水。其原理是根据“盐随水来，盐随水走”的水盐运动规律，把带有小孔的管道埋于地表以下1～2米的深度，结合灌溉淋洗，把土壤表层的盐分溶解排走的技术。

在土壤层内部设置灌溉***和排水***，运用挖掘机将土层挖到一定深度后将黑色UPVC管道埋入地下。分两种深度安装。

一种深埋在地下两米，安装大量传感器，即微型环境理化因子传感器。如果感应到下层的盐碱水随土壤毛细作用上升，管道就会打开一个阀门，将这些盐度较高的水收集后导入沟渠排出，从而阻隔土壤返碱；如果感应到上层淡水下渗，管道就会自动打开另一个阀门，将这些淡水收集后进行循环利用。

另一种埋在地下约半米深。它可以将灌溉水、氮磷钾等混合而成水肥一体化营养液，直接传输并滴灌到作物根部。这样不仅可以节水70％以上，而且还能根据作物生长需求进行自动调节。

这些地下暗排管网，加上设置在地表的高清摄像头、土壤温度湿度盐度传感器、蒸发量传感器、水层PH传感器等，便构成了“四维改良法”中的要素物联网***的一部分。这些传感设备捕捉到的数据，会被地表基站实时接收，然后统一传回到大数据中心。

基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

NB-IOT聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IoT)市场，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。NB-IOT使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式，与现有网络共存。NB-IoT具备四大特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，覆盖面积扩大100倍；二是具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元。

采用上述最先进的微型环境理化因子传感器与NB-LoT物联网通讯技术结合，将植物生长和水土循环过程中的地下水肥条件、地上生长环境、作物生长态势、病虫害等信息即时传送至大数据中心，通过AI和专家化诊断***处理远程控制的方式，实现水土肥药的智能化控制。***包括1)田间气象监测***，自动采集温度、湿度、降雨量、风速、水面蒸发、光照度、光合有效、紫外线辐射、土壤温度、土壤湿度等信息，每十分钟(可自行设置)自动完成无线远程传输、上传、存储、形成小气候数据库。***统计分析运算，通过建立病虫预测模型，自动生成病情、虫情预测预报发生期走势图，同时还可以辅助相关部门对灾害天气如干旱、洪涝、低温、霜冻等做出及时预警减少作物气候灾害损失，对现代农业综合信息的收集提供；2)田间作物长势***，在制定区域安装远红外摄像球机，管理者通过视频***可清晰直观的实时查看种植区作物的生长及病虫害情况，并对突发性异常事件的过程进行及时监视和记录，用以提供及时高效的指挥和调度。远程视频在平台上可以自动控制云台动作，变换摄像头方位等功能；采集的视频帧速、图像大小可调节，还可与农林小气候信息采集***、虫情测报***、远程频振诱控***和微生物自动喷雾***等各***配合使用，远程可视监控频振诱控、天敌自动释放、微生物自动喷雾、智能滴灌***进行高效作业。生态远程实时监测***可设定多个可视化通道监测区域内不同方位农作物生长、病虫的数量和种类等信息。***能在任何恶劣环境下的完成监测工作，加强了预警监测能力，为农作物基层测报员预测预报预警农业病虫害提供了可靠依据，被称为测报人员的“千里眼”；3)田间病虫害预警***，自动采集、筛选有效孢子图像，通过远程无线传输病菌孢子图像，自动上传、存储，形成病菌图像信息库。***病原孢子大数据结合实时采集病害信息，***智能综合运算、对比、分析，孢子预测图模智能自动生成详细病原孢子捕捉培养时间、数量、种类发生轨迹曲线图，方便直观的分析区域内病害种类以及传播程度；自动诱虫、虫体处理，定时采集虫体高清图像。无线网络传输、自动上传每天采集虫情图像信息，形成虫害数据库。虫害当前及历史数据用户可自由调取。经***大数据汇总，智能计算、分析掌握田间虫情变化趋势。昆虫预测模型自动生成害虫种类、数量、发生时间曲线图，方便用户直观的分析区域内虫害种类以及危害程度。

由各个环节自动控制，实现按期、自动、定量灌水，及时自动化排出含盐水，定时、定量施肥，保证“***流畅”。

第二维，土壤定向调理剂

土壤调理剂是用于调理土壤的元素的一种药品，主要针对那些土壤因为过度使用或者污染导致营养流失的土壤，有极其显著的″保水、增肥、透气″三大土壤调理性能。能够打破土壤板结、疏松土壤、提高土壤透气性、降低土壤重金属污染，促进土壤微生物活性、增强土壤肥水渗透力；具有改良土壤，治理荒漠、保水抗旱，增强农作物抗病能力，提高农作物产量，改善农产品品质，恢复农作物原生态等功能。

以改性石膏为主的土壤改良剂，具有很强的吸附能力，可以吸附包括重金属在内的大量离子，降低重金属活性、改善土壤质量，此外，磷石膏则含有更多种植物生长所必需要的营养元素，能够用于改良盐碱地土壤，促进土壤养分平衡的建立。

以改性天然活性物质为主的土壤改良剂，能改善土壤理化性质、降低土壤的PH，增加土壤的交换性能，改良土壤结构，增加土壤的渗透性能，提高碱化土的有效养分含量，增加土壤的生物活性，同时，改性天然活性物质的吸附能力强、吸附容量可调，可用于不同问题程度的问题土地。

第三维，植物生长调节素

植物生长调节素是一种新型有机营养配方，测土配方结合作物生长对微量元素的需求规律，将新型植物生长调节素和微量元素有机肥合理搭配，促进作物生长的同时起到降低土壤盐碱度和重金属危害的作用。例如，在盐碱地块，普遍缺少有机质含量，可选择蚯蚓粪有机肥，蚯蚓粪有机肥中含有丰富氨、磷、钾、微量元素、激素、酶等，含有30％以上有机质，且有机质经过2次发酵和2次动物消化，所形成的有机质质量高、易溶于土壤中，易被植物吸收。在盐碱地块，植物生长较正常土壤普遍长势较差，且作物脆弱更易倒伏，可选择可溶性硅肥，水稻施硅能增加水稻整个生育时期的纤维素的含量，水稻植株纤维素含量越高，茎秆越坚硬，能大大增强抗倒伏和抗病能力施硅可以增加水稻生育后期叶片叶绿素含量，延缓叶片的衰老，从而增加功能叶片光合作用；硅肥还可以提高水稻根系活力，提高水稻产量。另外，在盐碱地块，可选择以氨基酸为主的冲施液肥，随水灌入田块，易于被植物吸收，增强植物的光合作用，提高光合产物运转率，还有增加产量的作用。

植物生长调节素可提供作物生长所需要的全部营养元素，根据作物不同长势对肥料配方作出调整，科学的配方不会造成营养元素的浪费，更不会因为过多或过少的养分对作物生长造成影响。

第四维，抗逆性水稻

植物的抗逆性是指植物具有的抵抗不利环境的某些性状；如抗寒，抗旱，抗盐，抗病虫害等。通过培育种植耐盐碱水稻、低镉稻、耐旱水稻等抗逆性较强的水稻，以适应一定浓度的盐碱地和重金属污染地。

耐盐碱水稻是在现有自然存活的高耐盐碱性野生稻的基础上，利用遗传工程技术，选育出可供产业化推广的、盐度不低于1％盐度海水灌溉条件下、能正常生长且产量能达到200-300公斤/亩的水稻品种。可在盐碱地中生长，且不惧海水的短期浸泡。耐盐碱水稻是通过将前期筛选的耐盐碱品种，在不同盐含量(范围在2‰-10‰条件下)的调配灌溉水下进行进一步试验，配合分子标记辅助育种，最终选育出耐盐碱性好，品质优，产量高的水稻品种。

以上所述，仅是本发明的几个实施例，并非对本发明做任何形式的限制，虽然本发明以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于本发明技术方案保护范围内。

Claims (10)

1.一种应用四维改良法进行盐碱地改良的方法，其特征在于，具体包括以下四个维度的综合运用：

第一维，要素物联网***；

第二维，土壤定向调理剂；

第三维，植物生长调节素；

第四维，抗逆性水稻。

2.根据权利要求1所述应用四维改良法进行盐碱地改良的方法，其特征在于，所述第一维，要素物联网***，进一步包括：将设置于地下的灌排管网与传感器、物联网、大数据配套形成集成排灌***。

3.根据权利要求1所述应用四维改良法进行盐碱地改良的方法，其特征在于，所述第一维，要素物联网***，进一步包括：将工程改碱用水与农艺用水有机融为一体，实现水、土、盐平衡条件。

4.根据权利要求1所述应用四维改良法进行盐碱地改良的方法，其特征在于，所述第一维，要素物联网***，进一步包括：采用暗管排水，或采用暗管排盐；加快耕作层淋盐效率，阻隔深层盐碱水随毛细管作用上升导致的返碱，同时回收灌溉用水。

5.根据权利要求1所述应用四维改良法进行盐碱地改良的方法，其特征在于，所述第一维，要素物联网***，进一步包括：采用微型环境理化因子传感器与NB-LoT物联网通讯技术结合，将植物生长和水土循环过程中的地下水肥条件、地上生长环境、作物生长态势、病虫害信息即时传送至大数据中心，通过AI和专家化诊断***处理远程控制的方式，实现水土肥药的智能化控制。

6.根据权利要求1所述应用四维改良法进行盐碱地改良的方法，其特征在于，所述第二维，土壤定向调理剂，进一步包括：使用以改性石膏为主要原料的土壤改良剂。

7.根据权利要求1所述应用四维改良法进行盐碱地改良的方法，其特征在于，所述第二维，土壤定向调理剂，进一步包括：使用以改性天然活性物质为主要原料的土壤改良剂。

8.根据权利要求1所述应用四维改良法进行盐碱地改良的方法，其特征在于，所述第三维，植物生长调节素，进一步包括：根据作物不同长势对肥料配方做出适应性调整。

9.根据权利要求1所述应用四维改良法进行盐碱地改良的方法，其特征在于，所述第四维，抗逆性水稻，进一步包括：通过培育种植抗逆性较强的水稻，适应一定浓度的盐碱地和重金属污染地。

10.一种如权利要求1～9中任一项所述应用四维改良法进行盐碱地改良的方法在盐碱地、重金属污染地或者半干旱地区的应用。