CN109348772B - 盐碱地中地膜和膜间的水平轮换种植方法 - Google Patents

盐碱地中地膜和膜间的水平轮换种植方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了盐碱地中地膜和膜间的水平轮换种植方法。该方法包括以下步骤：(1)在上一年秋季整地时，在种植行地下水平间隔铺设秸秆层Ⅰ，在第一年春季播种前，将地膜铺设在与所述秸秆层Ⅰ对应的地表；(2)在第一年秋季所述作物收获后，将所述作物秸秆翻埋到所述膜间Ⅰ下形成新的秸秆层Ⅱ；(3)第二年春季，将地膜铺设在与所述秸秆层Ⅱ对应的地表；(4)以此类推，每年秋季作物收获后，在覆盖地膜以及膜间的地表下每年轮换铺设新的秸秆层；每年春季在地膜和膜间轮换种植作物。在覆盖地膜以及膜间的地表下每年轮换铺设新的秸秆，能够减缓多年来盐分在膜间的表聚以及切断土壤毛细管，增加土壤有机质，还可以解决在同一位置种植造成的连作障碍问题。

Description

盐碱地中地膜和膜间的水平轮换种植方法
技术领域
本发明涉及土壤耕作技术领域，特别涉及盐碱地中地膜和膜间的水平轮换种植方法。
背景技术
土壤盐碱化是一个世界性的环境问题。据不完全统计，全世界盐渍土面积约近10亿公顷。我国是土壤盐碱化较为严重的国家之一，总面积大约1亿公顷，主要分布在东北、华北以及西北内陆地区。由于我国人口快速增长和国民经济高速发展的需要，建设用地激增和耕地保护之间的矛盾日益突出，为了缓解这种冲突，我们需要提高现有土地生产力或开垦新的土地。盐碱地是一种潜在的土地资源，目前尚有80％左右的盐渍土未得到利用，若能得到合理的开发和利用，可以带来巨大的生态和经济效益。
目前常用的盐碱地改良措施主要包括四类：1.工程改良措施：如钻灌水井、修筑台田、埋设暗管等。2.农艺改良措施：是建立在“盐随水来，盐随水去”的水盐运移规律基础上的，通过不同农艺耕作方式，抑制或减少土壤水分的蒸发，减轻盐分的表聚，淡化耕作层，进而达到改良的目的。它主要包括合理的耕作与栽培技术，通过翻耕、耙地、镇压、中耕等田间作业，创造良好的土壤表层结构，促进脱盐；通过合理灌溉、施肥和地表覆盖等措施，增加土壤墒情，抑制盐分表聚，调节土壤水肥气热状况，为作物高产创造良好的土壤环境。3.生物改良措施：耐盐植物的选择是盐碱地生物改良的前提，培育和种植耐盐植物对盐碱地的改良利用极为重要。4.化学改良措施：是利用酸碱中和原理来改良盐碱土理化性质的方法。其效果主要表现在以下两个方面：一是改善土壤结构，提高盐碱土排盐降渍的能力；二是增加盐基代换，调节土壤酸碱度。以上方法各有优缺点：工程措施工程量大，投入高，加大了农业生产成本；农艺措施存在返盐的潜在危险；生物措施切实可行且最具生态效益和经济效益，技术发展迅速；化学改良措施治标不治本，使用不当易造成二次污染。
现有的盐碱地改良技术中，申请号为201110320898.7的发明公开了“盐碱地控抑盐方法及盐碱地控抑盐***”，包括地膜和埋入地下的秸秆层，采用地膜覆盖和秸秆深埋相结合的方法，通过地表地膜覆盖达到抑制土壤盐分向土壤表层聚集，通过作物根系密集层以下铺设控抑盐隔离层达到抑制下层土壤盐分上升、以及加速作物根系密集层土壤盐分向下淋洗的目的。但这种“上膜下秸”技术控盐方法由于膜间地表长期裸露而造成其盐分表聚现象严重、连作障碍问题的出现以及深埋的秸秆随着年限的增长会腐解影响控抑盐效果等问题。
发明内容
为了弥补以上领域的不足，本发明提供了一种可以解决重茬、多年膜间盐分表聚以及使有限秸秆发挥更大培肥效果于一体的盐碱地中地膜和膜间的水平轮换种植方法。
本发明采用如下技术方案：
本发明提供的盐碱地中地膜和膜间水平轮换种植作物的方法，包括以下步骤：
(1)在上一年秋季整地时，在种植行的地表下铺设秸秆层Ⅰ，在第一年春季播种前，将地膜铺设在与所述秸秆层Ⅰ对应的地表，形成地膜行Ⅰ，构成第一年的地膜下是秸秆层Ⅰ，第一年的膜间下是土壤层的结构；在所述地膜行Ⅰ的地膜上打孔种植作物；
(2)在第一年秋季所述作物收获后，将所述作物秸秆翻埋到所述膜间下形成新的秸秆层Ⅱ；
(3)第二年春季，将地膜铺设在与所述秸秆层Ⅱ对应的地表，形成地膜行Ⅱ，构成第二年的地膜下是秸秆层Ⅱ、以及第二年的膜间下是秸秆层Ⅰ的结构；在所述地膜行Ⅱ的地膜上打孔种植作物；
(4)以此类推，每年秋季作物收获后，在覆盖地膜以及膜间的地表下每年轮换铺设新的秸秆层；每年春季在地膜和膜间轮换种植作物。
所述步骤(1)中在种植行的地表下35cm～40cm处水平铺设宽度为40cm～45cm、厚度为5cm～7cm的秸秆层Ⅰ；所述第一年的膜间宽度为75cm～80cm；所述地膜行Ⅰ的宽度为40cm～45cm。
所述步骤(2)中将所述作物秸秆直接翻埋到所述膜间下35cm～40cm处形成新的秸秆层Ⅱ，所述秸秆层Ⅱ的厚度为5cm～7cm、宽度为40cm～45cm。
所述步骤(3)中所述第二年的膜间宽度为75cm～80cm；所述地膜行Ⅱ的宽度为40cm～45cm。
所述地膜的宽度为40cm～45cm。
所述秸秆层Ⅰ和秸秆层Ⅱ均是由长度为5cm～10cm的秸秆铺设而成。
所述秸秆层Ⅰ和秸秆层Ⅱ的上方为第一土壤层，下方为第二土壤层，所述第一土壤层和所述第二土壤层均为盐碱地土壤。
所述秋季翻埋秸秆、所述春季铺好地膜后分别进行秋浇压盐和春灌，春灌后在地膜膜面打孔播种作物。
所述作物为食葵；所述秸秆为玉米和/或食葵秸秆。
本发明所提供的盐碱地中地膜和膜间的水平轮换种植作物的方法，其优势在于：
(1)秸秆层的存在减缓水分入渗，同时切断了土壤毛细管的连续性，形成了土壤毛管水的上移障碍层，从而抑制了底土和地下水中盐分随水分的蒸发上移；
(2)覆盖地膜使土表与空气的接触面变小，降低了表层土壤水分潜在蒸发，整个表层土壤水分变化平缓，土壤水势较为稳定，由于表层蒸发减少，使得深层土壤与表层土壤的水势差减少，降低水分向表层运移的能力，从而深层土壤盐分向表层运移的可能性大大减少；
(3)地膜和膜间轮换种植可以解决作物连作障碍问题，而地膜和膜间下都埋有秸秆层可以减缓膜间裸地土壤盐分表聚以及有限秸秆集中培肥等问题；
(4)秸秆层腐解后能增加土壤有机质，提高土壤肥力，增加土壤非毛管孔隙数量，破除土壤板结层，改善土壤结构，提高土壤对盐分变化的缓冲性。
附图说明
图1盐碱地中地膜和膜间的水平轮换种植第一年种植结构；
图2盐碱地中地膜和膜间的水平轮换种植第二年种植结构；
其中，1-地表，2-地膜，3-膜间，4-第一土壤层，5-第二土壤层，6-秸秆层Ⅰ，7-秸秆层Ⅱ。
具体实施方式
实施例1、盐碱地中地膜和膜间的水平轮换种植食葵的方法
一、盐碱地中地膜和膜间水平轮换种植食葵的方法，包括以下步骤：
(1)在上一年秋季整地时，在种植行的地表下35cm处铺设秸秆层Ⅰ，秸秆层Ⅰ是由长度为5cm的食葵秸秆铺设而成；在第一年春季播种前，将地膜铺设在与所述秸秆层Ⅰ对应的地表，地膜的宽度为40cm，形成地膜行Ⅰ，地膜行Ⅰ的宽度为40cm。构成第一年的地膜下是秸秆层Ⅰ，膜间下是土壤层的结构；在所述地膜行Ⅰ的地膜上打孔种植作物；秸秆层Ⅰ的宽度为40cm、厚度为5cm；第一年的膜间宽度为75cm。
(2)在第一年秋季所述食葵收获后，将食葵秸秆翻埋到所述膜间下35cm处形成新的秸秆层Ⅱ；秸秆层Ⅱ也是由长度为5cm的秸秆铺设而成。秸秆层Ⅱ的宽度为40cm、厚度为5cm。
(3)第二年春季，将新的地膜铺设在与所述秸秆层Ⅱ对应的地表，地膜的宽度为40cm，形成地膜行Ⅱ，地膜行Ⅱ的宽度为40cm；构成第二年的地膜下是秸秆层Ⅱ、以及第二年的膜间下是秸秆层Ⅰ的结构；在所述地膜行Ⅱ的地膜上打孔种植食葵；第二年的膜间宽度为75cm。
(4)以此类推，每年秋季食葵收获后，在覆盖地膜以及膜间的地表下每年轮换铺设新的秸秆层；每年春季在地膜和膜间轮换种植食葵。每年秋季翻埋秸秆、每年春季铺好地膜后分别进行秋浇压盐和春灌，春灌后在地膜膜面打孔播种作物。
二、用以上盐碱地中地膜和膜间水平轮换种植食葵的方法行成的地膜和膜间的水平轮换种植结构如下：
第一年种植结构：从地表1自上而下依次包含第一土壤层4、秸秆层6以及第二土壤层5；所述地表1上设置有水平交换排列的地膜2和膜间3；所述地膜2的位置下第一年覆有秸秆层6，所述膜间3的位置下第一年是土壤层(图1)；
第二年种植结构：第一年种植结构中的地膜2的位置下的秸秆层6第二年变为膜间3下依然是旧的秸秆层Ⅰ6，而第一年种植结构中的膜间3的位置下是土壤层第二年变为地膜2下是新的秸秆层Ⅱ7(图2)；即每年地膜和膜间轮换进行且地膜和膜间下距地表35cm处从第二年开始都会变为秸秆层；所述秸秆层的厚度和宽度分别为5cm、40cm；所述地膜2的宽度为40cm；所述膜间3的宽度为75cm；所述第一土壤层4的厚度为35cm；在所述地膜2上打孔种植作物；所述第一土壤层4和第二土壤层5为盐碱地土壤。
采用以上水平轮换种植方法，在土壤表面铺设地膜，使土壤蒸发强度减小，同时由于地膜下土层含水率的提高，降低土壤盐分的浓度，减少土壤表层盐分的积聚，从而起到保墒、抑盐的效果；在地膜和膜间轮换种植可以解决盐碱地中向日葵连作引起的病虫草害、减产等问题；在覆盖地膜以及膜间的地表下每年轮换铺设新的秸秆，能够解决秸秆腐解、减缓多年来盐分在膜间的表聚以及切断土壤毛细管，阻隔盐分向上运移，且秸秆腐解后还能有效改善土壤结构、增加土壤有机质，使有限秸秆发挥更大的培肥效果。
三、该盐碱地中地膜和膜间的水平轮换种植***的效果
1、减缓膜间盐分表聚以及保墒抑盐增产效果显著：2015年-2017年进行了观测，与农户传统单一地膜覆盖种植模式相比较，至2017年在食葵苗期，本发明的方法其膜内、膜间土壤水分含量比传统单一地膜覆盖种植模式分别提高7.53％、28.99％，为食葵生长前期发育提供了充足的水分。本发明技术在食葵作物的整个生育期内能显著抑制膜内、膜间0-40cm土层盐分返盐，至2017年本发明技术平均比传统单一地膜覆盖种植模式的膜内、膜间相同位置返盐率降低85.81％、147.99％(表1)。
土壤水分含量以及返盐率测定方法见以下非专利文献：
卢闯,逄焕成,张宏媛,张建丽,张浩,李玉义.春灌结合秸秆隔层促进土壤脱盐增加微生物多样性[J].农业工程学报,2017,33(18):87-94。
2、强化秸秆对土壤的培肥效果：采用本技术发明可以每年将收获的食葵秸秆通过专用机具翻埋到不同位置，然后在对应地表位置覆盖地膜种植食葵，这样可以利用有限的秸秆资源建立隔层，而且这个隔层由于每年秸秆不断补充从而更好的强化秸秆对土壤的培肥效果，2017年采用本发明方法其0-40cm膜内、膜间有机质含量比传统单一地膜覆盖种植模式分别提高20.46、22.41％(表1)。
有机质含量和容重测定方法见以下非专利文献：
霍龙,逄焕成,卢闯,赵永敢,李玉义.地膜覆盖结合秸秆深埋条件下盐渍土壤呼吸及其影响因素[J].植物营养与肥料学报,2015,21(05):1209-1216；
吴才武,夏建新,段峥嵘.土壤有机质测定方法述评与展望[J].土壤,2015,47(03):453-460。
3、解决重茬引起的减产问题：至2017年，采用本发明方法在重度盐碱地中食葵出苗率、成苗率与传统单一地膜覆盖种植模式相比平均提高23.07％、26.50％，增产44.28％(表2)。
表1本发明技术与传统单一地膜覆盖种植模式的效果比较
Figure BDA0001902884450000051
注：返盐率＝(收获后盐分含量-播种前盐分含量)/播种前盐分含量*100
表2本发明技术与传统单一地膜覆盖种植模式的产量比较
Figure BDA0001902884450000052
实施例2、盐碱地中地膜和膜间的水平轮换种植食葵的方法
一、盐碱地中地膜和膜间水平轮换种植食葵的方法，包括以下步骤：
(1)在上一年秋季整地时，在种植行的地表下40cm处铺设秸秆层Ⅰ，秸秆层Ⅰ是由长度为10cm的玉米或食葵秸秆铺设而成；在第一年春季播种前，将地膜铺设在与所述秸秆层Ⅰ对应的地表，地膜的宽度为45cm，形成地膜行Ⅰ，地膜行Ⅰ的宽度为45cm。构成第一年的地膜下是秸秆层Ⅰ，膜间下是土壤层的结构；在所述地膜行Ⅰ的地膜上打孔种植作物；秸秆层Ⅰ的宽度为45cm、厚度为7cm；第一年的膜间宽度为80cm。
(2)在第一年秋季所述食葵收获后，将食葵秸秆翻埋到所述膜间下40cm处形成新的秸秆层Ⅱ；秸秆层Ⅱ也是由长度为10cm的秸秆铺设而成。秸秆层Ⅱ的宽度为45cm、厚度为7cm。
(3)第二年春季，将新的地膜铺设在与所述秸秆层Ⅱ对应的地表，地膜的宽度为45cm，形成地膜行Ⅱ，地膜行Ⅱ的宽度为45cm；构成第二年的地膜下是秸秆层Ⅱ、以及第二年的膜间下是秸秆层Ⅰ的结构；在所述地膜行Ⅱ的地膜上打孔种植食葵；第二年的膜间宽度为80cm。
(4)以此类推，每年秋季食葵收获后，在覆盖地膜以及膜间的地表下每年轮换铺设新的秸秆层；每年春季在地膜和膜间轮换种植食葵。每年秋季翻埋秸秆、每年春季铺好地膜后分别进行秋浇压盐和春灌，春灌后在地膜膜面打孔播种作物。
二、用以上盐碱地中地膜和膜间水平轮换种植食葵的方法行成的地膜和膜间的水平轮换种植结构如下：
第一年种植结构：从地表1自上而下依次包含第一土壤层4、秸秆层6以及第二土壤层5；所述地表1上设置有水平交换排列的地膜2和膜间3；所述地膜2的位置下第一年覆有秸秆层6，所述膜间3的位置下第一年是土壤层(图1)；
第二年种植结构：第一年种植结构中的地膜2的位置下的秸秆层6第二年变为膜间3下依然是旧的秸秆层Ⅰ6，而第一年种植结构中的膜间3的位置下是土壤层第二年变为地膜2下是新的秸秆层Ⅱ7(图2)；即每年地膜和膜间轮换进行且地膜和膜间下距地表40cm处从第二年开始都会变为秸秆层；所述秸秆层的厚度和宽度分别为7cm、45cm；所述地膜2的宽度为45cm；所述膜间3的宽度为80cm；所述第一土壤层4的厚度为40cm；在所述地膜2上打孔种植作物；所述第一土壤层4和第二土壤层5为盐碱地土壤。
采用以上水平轮换种植方法，在土壤表面铺设地膜，使土壤蒸发强度减小，同时由于地膜下土层含水率的提高，降低土壤盐分的浓度，减少土壤表层盐分的积聚，从而起到保墒、抑盐的效果；在地膜和膜间轮换种植可以解决盐碱地中向日葵连作引起的病虫草害、减产等问题；在覆盖地膜以及膜间的地表下每年轮换铺设新的秸秆，能够解决秸秆腐解、减缓多年来盐分在膜间的表聚以及切断土壤毛细管，阻隔盐分向上运移，且秸秆腐解后还能有效改善土壤结构、增加土壤有机质，使有限秸秆发挥更大的培肥效果。
三、该盐碱地中地膜和膜间的水平轮换种植***的效果
1、减缓膜间盐分表聚以及保墒抑盐增产效果显著：
用与实施例1相同的方法进行观测，效果与实施例1无显著差异。
2、强化秸秆对土壤的培肥效果：
用与实施例1相同的方法进行观测，效果与实施例1无显著差异。
3、解决重茬引起的减产问题：
用与实施例1相同的方法进行观测，效果与实施例1无显著差异。

Claims (4)

1.盐碱地中地膜和膜间水平轮换种植作物的方法，包括以下步骤：
(1)在上一年秋季整地时，在种植行的地表以下铺设秸秆层Ⅰ，在第一年春季播种前，将地膜铺设在与所述秸秆层Ⅰ对应的地表，形成地膜行Ⅰ，构成第一年的地膜下是秸秆层Ⅰ，第一年的膜间下是土壤层的结构；在所述地膜行Ⅰ的地膜上打孔种植作物；
(2)在第一年秋季所述作物收获后，将所述作物秸秆翻埋到所述膜间下形成新的秸秆层Ⅱ；
(3)第二年春季，将地膜铺设在与所述秸秆层Ⅱ对应的地表，形成地膜行Ⅱ，构成第二年的地膜下是秸秆层Ⅱ、以及第二年的膜间下是秸秆层Ⅰ的结构；在所述地膜行Ⅱ的地膜上打孔种植作物；
(4)以此类推，每年秋季作物收获后，在覆盖地膜以及膜间的地表下每年轮换铺设新的秸秆层；每年春季在地膜和膜间轮换种植作物；
所述步骤(1)中在种植行的地表以下35cm～40cm处铺设宽度为40cm～45cm、厚度为5cm～7cm的秸秆层Ⅰ；所述第一年的膜间宽度为75cm～80cm；所述地膜行Ⅰ的宽度为40cm～45cm；
所述步骤(2)中将所述作物秸秆直接翻埋到所述膜间下35cm～40cm处形成新的秸秆层Ⅱ，所述秸秆层Ⅱ的厚度为5cm～7cm、宽度为40cm～45cm；
所述秸秆层Ⅰ和秸秆层Ⅱ的上方为第一土壤层，下方为第二土壤层，所述第一土壤层和所述第二土壤层均为盐碱地土壤；
所述秋季翻埋秸秆、所述春季铺好地膜后分别进行秋浇压盐和春灌，春灌后在地膜膜面打孔播种作物；
所述作物为食葵；所述秸秆为玉米和/或食葵秸秆。
2.根据权利要求1所述的盐碱地中地膜和膜间水平轮换种植作物的方法，其特征在于：所述步骤(3)中所述第二年的膜间宽度为75cm～80cm；所述地膜行Ⅱ的宽度为40cm～45cm。
3.根据权利要求1所述的盐碱地中地膜和膜间水平轮换种植作物的方法，其特征在于：所述地膜的宽度为40cm～45cm。
4.根据权利要求1所述的盐碱地中地膜和膜间水平轮换种植作物的方法，其特征在于：所述秸秆层Ⅰ和秸秆层Ⅱ均是由长度为5cm～10cm的秸秆铺设而成。
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