一种采用沸石渗滤层的根部控盐方法及其在盐碱地卫矛种植中的应用与流程

文档序号:11798101阅读:411来源:国知局

本发明涉及一种采用沸石渗滤层的根部控盐方法及其在盐碱地卫矛种植中的应用,属于农业利用技术领域。



背景技术:

当前我国水、土资源拥有量,仅能保证5亿吨粮食生产能力,远远不能满足人口日益增长的巨大需求。同时,我国能源紧缺矛盾日趋尖锐,而生物质能源发展必需保障“粮食安全”的前提。我国目前拥有的各类总面积近4000多万亩的沿海滩涂是我国重要的后备土地资源,沿海滩涂盐碱土开发利用不仅可以提供食物来源,还可成为能源等重要耐盐植物的生产载体。

从目前来看,在利用滩涂盐碱地发展农业种植方面,如何控制作物根区不积聚太多盐分、在维持耕层土壤盐分平衡的同时节约水资源并提升地力已成为制约滩涂地区农业持续发展的现实问题。

对于盐碱地的改造,人类做了诸多有意义的探索和研究,主要有如下几种方法:1、化学改良法,即向盐碱地加入大量的化学物质,如石膏、磷石膏、酸性物质以及保水剂等化学,以改良盐碱地的有效成分;2、生物学方法,主要是通过种植耐碱性植物,人工建立枯草层等;3、物理方法,主要通过翻松土层,改变盐碱层的物理结构。

现有盐碱地的改造技术中控制作物根区不积聚太多盐分存在以下缺点:

1、对盐碱地中土壤的理化性质改良效果差;

2、土壤中含盐量不能够很好控制在植物适宜生长的范围内;

3、对盐碱地中土壤各离子的浓度调节效果差。

沸石是一种含有水架状结构的铝硅酸盐矿物,自然界已发现的沸石有30多种,较常见的有方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等,都以含钙、钠为主。它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。晶体所属晶系随矿物种的不同而异,以单斜晶系和正交晶系(斜方晶系)的占多数。方沸石、菱沸石常呈等轴状晶形,片沸石、辉沸石呈板状,毛沸石、丝光沸石呈针状或纤维状,钙十字沸石和辉沸石双晶常见。纯净的各种沸石均为无色或白色,但可因混入杂质而呈各种浅色。玻璃光泽。解理随晶体结构而异。莫氏硬度中等。比重介于2.0~2.3,含钡的则可达 2.5~2.8。



技术实现要素:

本发明为解决现有技术存在的不足,提供一种采用沸石渗滤层的根部控盐方法及其在盐碱地卫矛种植中的应用,以实现以下发明目的:

(1)本发明提供的含有渗滤层的根部控盐方法对盐碱地中土壤的理化性质具有良好的改良效果;

(2)本发明提供的含有渗滤层的根部控盐方法对土壤中含盐量能够控制在种植作物适宜生长的范围内;

(3) 本发明提供的含有渗滤层的根部控盐方法对种植地中各离子的浓度有良好的调节效果;

(4) 本发明提供的含有渗滤层的根部控盐方法对种植作物植株无任何副作用,安全性高。

为解决以上技术问题,本发明采用的技术方案如下:

一种采用沸石渗滤层的根部控盐方法,所述根部控盐方法包括铺设渗滤层步骤。

以下是对上述技术方案的进一步限定:

所述渗滤层,包括沸石、杉木活性炭、茶籽果壳活性炭、辣椒秸秆,沙土。

所述渗滤层,以重量份计,包括以下组分: 沸石50-70份、杉木活性炭8-11份、茶籽果壳活性炭8-11份、732强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂7-9份、紫穗槐叶4-6份、施氏假单胞菌0.8-1.2份、发酵羊粪4-6份、辣椒秸秆4-6份,沙土10-20份。

所述铺设渗滤层的厚度为20-25cm,渗滤层做出的排水坡度为1.2-2.3%。

所述根部控盐方法还包括开挖盐碱地种植地步骤,将种植土挖深140-160cm。

所述根部控盐方法还包括大水洗盐步骤,灌水量为480-560m3/公顷,三遍大水漫灌后,取土化验,当含盐量达到0.25%以下,pH值达到8.3以下时合格。

所述根部控盐方法还包括铺设排盐层步骤,回填10-15cm厚的原土。

一种采用沸石渗滤层的根部控盐方法在盐碱地卫矛种植中的应用,所述根部控盐方法的应用中卫矛灌溉,采用富微量元素的咸水、淡水轮灌的方式灌溉,富微量元素的咸水、淡水轮灌次数比为3:2,每10-13天灌溉一次,每次灌溉量为500-550m3/公顷。

所述含微量元素的肥包括以下重量份的组分:尿素5-10份、碳酸钾4-8份、螯合铁2-5份、硼酸2-5份、螯合锌3-6份。

所述的咸水:矿化度为2.8-3.2g/L,pH为7.8-8.3,含盐量为0.10-0.12%,钠盐含量占总盐含量的81-84%。

采用以上技术方案,本发明的有益效果为:

1、本发明提供的含有渗滤层的根部控盐方法对盐碱地中土壤的理化性质具有良好的改良效果。

3个月后,卫矛主根中部的土壤总孔隙为48.9-52.7%,卫矛主根下部的土壤总孔隙为47.8-51.3 %,卫矛主根中部的土壤含盐量为0.10-0.14%,卫矛主根下部的土壤含盐量0.13-0.15%。

使用含有渗滤层的根部控盐方法后,土壤变得疏松,土壤中含盐量能够控制在卫矛适宜生长的范围内。

2、本发明提供的含有渗滤层的根部控盐方法,种植地中各离子的浓度有良好的调节效果。

3个月后,卫矛主根中部的土壤Na+的含量为0.65-0.76g/kg,卫矛主根下部的土壤Na+ 的含量0.68-0.75 g/kg,卫矛主根中部的土壤Cl-的含量0.55-0.69g/kg,卫矛主根下部的土壤Cl-的含量0.59-0.71g/kg,大大减少了盐分在土壤中的累积。

3、本发明含有渗滤层的根部控盐方法对卫矛植株无任何副作用,安全性高,还取得意想不到的效果,卫矛的成活率、12个月卫矛高度生长量、12个月卫矛冠径生长量有明显的提高作用,卫矛移栽的成活率98.2%~99.4%,12个月卫矛高度生长量5.2cm~6.2cm,12个月卫矛高度生长量增长14-22%,12个月卫矛冠径生长量14mm~20mm,12个月卫矛冠径生长量增长11-19%。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1 一种采用沸石渗滤层的根部控盐方法

步骤1 盐碱地的选择

选择的盐碱地中土壤的含水率为11.2-15.1%,土壤的总孔隙度为37.6-43.8%,土壤的pH值为8.1-9.2,土壤的含盐量为0.57-0.69%,土壤的容重为1.48-1.54g/cm3,土壤中非毛管孔隙度为1.24-1.33%,Cl-的含量为3.19g/kg,Na+ 的含量为1.83g/kg。

步骤2 开挖盐碱地种植地

将种植土挖深140cm,底部压实,底部铺设防渗膜,周围做防水挡土墙。

步骤3 铺设排盐层

在挖开的种植地底部埋设暗管,暗管采用直径110PVC打孔波纹管,外包砂滤料厚度不小于8厘米,比降0.5‰,纵向间距为6米;集水管采用直径200PVC打孔波纹管,横向间距为400米,比降2‰;在沿横向暗管处,每隔200米设立一个检查井,检查井直径1米,各检查井通过集水管连接到集水井,集水井规格为2.5米×2米×3.5米,井中安装潜水泵,设自动控制装臵,水位达到一定程度后,潜水泵自动提水,然后回填10cm厚的原土。

步骤4 铺设渗滤层

在排盐层的上面铺设20cm厚的渗滤层,为保持土壤有良好的排水性透水性,渗滤层应做出1.2%的排水坡度,并向排盐管的位置倾斜。

所述渗滤层,各原料组分的质量百分比为:

沸石50份、杉木活性炭8份、茶籽果壳活性炭8份、732强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂7份、紫穗槐叶4份、施氏假单胞菌0.8份、发酵羊粪4份、辣椒秸秆4份,沙土10份。

所述施氏假单胞菌采用市场上现有产品,其菌株保藏编号为CICC10431。

使用时,将各原料组分混合均匀。

步骤5回填原土

在渗滤层的上部铺设5cm厚的稻草,要求铺盖结束后,无石子层外露现象,且草层厚度均匀,然后回填原土。

回填原土时,挖掘机要注意轻放,先撒20cm-25cm的土层,将稻草层压盖,确保防渗层的完整无损,再继续进行回填,直至填土层高出池壁5-8cm左右。

步骤6大水洗盐

对回填后的土壤进行整畦,保持畦内平整,在上施加有机肥和土壤改良剂,然后连续进行三次大水漫灌,进行洗盐,时间间隔以地表发干为下一次灌水标志,灌水量为480-560m3/公顷,三遍大水漫灌后,取土化验,当含盐量达到0.25%以下,pH值达到8.3以下时,视为合格。

实施例2一种采用沸石渗滤层的根部控盐方法

步骤1 盐碱地的选择

选择的盐碱地中土壤的含水率为11.2-15.1%,土壤的总孔隙度为37.6-43.8%,土壤的pH值为8.1-9.2,土壤的含盐量为0.57-0.69%,土壤的容重为1.48-1.54g/cm3,土壤中非毛管孔隙度为1.24-1.33%,Cl-的含量为3.19g/kg,Na+ 的含量为1.83g/kg。

步骤2 开挖盐碱地种植地

将种植土挖深150cm,底部压实,底部铺设防渗膜,周围做防水挡土墙。

步骤3 铺设排盐层

在挖开的种植地底部埋设暗管,暗管采用直径110PVC打孔波纹管,外包砂滤料厚度不小于8厘米,比降0.5‰,纵向间距为6米;集水管采用直径200PVC打孔波纹管,横向间距为400米,比降2‰;在沿横向暗管处,每隔200米设立一个检查井,检查井直径1米,各检查井通过集水管连接到集水井,集水井规格为2.5米×2米×3.5米,井中安装潜水泵,设自动控制装臵,水位达到一定程度后,潜水泵自动提水,然后回填12cm厚的原土。

步骤4 铺设渗滤层

在排盐层的上面铺设23cm厚的渗滤层,为保持土壤有良好的排水性透水性,渗滤层应做出1.8%的排水坡度,并向排盐管的位置倾斜。

所述渗滤层,各原料组分的质量百分比为:

沸石60份、杉木活性炭10份、茶籽果壳活性炭10份、732强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂8份、紫穗槐叶5份、施氏假单胞菌1份、发酵羊粪5份、辣椒秸秆5份,沙土15份。

所述施氏假单胞菌采用市场上现有产品,其菌株保藏编号为CICC10431。

使用时,将各原料组分混合均匀。

步骤5回填原土

在渗滤层的上部铺设5cm厚的稻草,要求铺盖结束后,无石子层外露现象,且草层厚度均匀,然后回填原土。

回填原土时,挖掘机要注意轻放,先撒20cm-25cm的土层,将稻草层压盖,确保防渗层的完整无损,再继续进行回填,直至填土层高出池壁5-8cm左右。

步骤6大水洗盐

对回填后的土壤进行整畦,保持畦内平整,在上施加有机肥和土壤改良剂,然后连续进行三次大水漫灌,进行洗盐,时间间隔以地表发干为下一次灌水标志,灌水量为480-560m3/公顷,三遍大水漫灌后,取土化验,当含盐量达到0.25%以下,pH值达到8.3以下时,视为合格。

实施例3一种采用沸石渗滤层的根部控盐方法

步骤1 盐碱地的选择

选择的盐碱地中土壤的含水率为11.2-15.1%,土壤的总孔隙度为37.6-43.8%,土壤的pH值为8.1-9.2,土壤的含盐量为0.57-0.69%,土壤的容重为1.48-1.54g/cm3,土壤中非毛管孔隙度为1.24-1.33%,Cl-的含量为3.19g/kg,Na+ 的含量为1.83g/kg。

步骤2 开挖盐碱地种植地

将种植土挖深160cm,底部压实,底部铺设防渗膜,周围做防水挡土墙。

步骤3 铺设排盐层

在挖开的种植地底部埋设暗管,暗管采用直径110PVC打孔波纹管,外包砂滤料厚度不小于8厘米,比降0.5‰,纵向间距为6米;集水管采用直径200PVC打孔波纹管,横向间距为400米,比降2‰;在沿横向暗管处,每隔200米设立一个检查井,检查井直径1米,各检查井通过集水管连接到集水井,集水井规格为2.5米×2米×3.5米,井中安装潜水泵,设自动控制装臵,水位达到一定程度后,潜水泵自动提水,然后回填15cm厚的原土。

步骤4 铺设渗滤层

在排盐层的上面铺设25cm厚的渗滤层,为保持土壤有良好的排水性透水性,渗滤层应做出2.3%的排水坡度,并向排盐管的位置倾斜。

所述渗滤层,各原料组分的质量百分比为:

沸石70份、杉木活性炭11份、茶籽果壳活性炭11份、732强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂9份、紫穗槐叶6份、施氏假单胞菌1.2份、发酵羊粪6份、辣椒秸秆6份,沙土20份。

所述施氏假单胞菌采用市场上现有产品,其菌株保藏编号为CICC10431。

使用时,将各原料组分混合均匀。

步骤5回填原土

在渗滤层的上部铺设5cm厚的稻草,要求铺盖结束后,无石子层外露现象,且草层厚度均匀,然后回填原土。

回填原土时,挖掘机要注意轻放,先撒20cm-25cm的土层,将稻草层压盖,确保防渗层的完整无损,再继续进行回填,直至填土层高出池壁5-8cm左右。

步骤6大水洗盐

对回填后的土壤进行整畦,保持畦内平整,在上施加有机肥和土壤改良剂,然后连续进行三次大水漫灌,进行洗盐,时间间隔以地表发干为下一次灌水标志,灌水量为480-560m3/公顷,三遍大水漫灌后,取土化验,当含盐量达到0.25%以下,pH值达到8.3以下时,视为合格。

实施例4一种采用沸石渗滤层的根部控盐方法在卫矛种植地中应用

1、扦插苗床

卫矛扦插苗床应选择在温室里进行,扦插床面宽为1米,长7-10米,高12-20厘米。苗床应排水良好,质地疏松,土壤细碎。扦插床应做成 “V” 型槽的高低床,目的是积水多时便于滤水。床背和沟槽做好后,要用平耙把床面搂平,确保床面平整和松软。

2、扦插基质

卫矛根系纤细,所以要求基质通气良好,排水通畅,有机物质含量高。通过试验,在田园土、松针、5%的饼肥和腐熟鸡肥组成的人工基质中长势良好。基质中应有少量的可溶性盐分,且应具有较高的持水(肥)性。据试验,基质一般按6∶3∶1:1的比例配制。即园田土6份、松针3份、豆粕1份、腐熟鸭肥1份。

3、土壤消毒

为使扦插苗木不受病虫害侵扰,扦插床做好后要进行全面的细致消毒。其方法是,用40%的锌硫磷稀释成500倍溶液,或高锰酸钾溶液同时进行喷洒,然后密封床面3-5天,打开后再用清水喷淋一遍即可。

4、插穗选择

应选择母枝健壮、生长旺盛、无病害的当年生木质化枝条。插穗的品质非常重要,关系到未来苗木产量、质量、抗性强弱,以及适应性大小等环节。

5、扦插方法

扦插时间:最好选择在9月中旬,最迟应在11月上旬完成,此时扦插最适宜。

扦插方法:插穗应截成长9-20厘米,并保留上部叶片。 如片过大,应剪去一半,下部叶片去掉。留芽时应根据实际情况,留芽4-6个底部应成马蹄形,顶部剪成平形,茬口平整,无撕裂。下切口放整齐,随采随插,最好不要过夜。为防止扦插苗底部在扦插时擦皮,应采用长条板,在板面上钉一排大钉子,然后压一排扦插洞,压一排插一排。按株距1厘米、距4厘米,行扦插。插后浇足水,立即用竹片做成小弓棚,再用塑料薄膜封严实。这样做能提高地温,增加湿度。 以后随着天逐渐变化,每隔3-5天,同时放风20分钟。最好在每天中午14-15时间。

6、生根期管理

第一阶段:萌发阶段(20-25天)此时,扦插穗无根也无叶,通过插穗自身原有的水份,插穗下切口与土壤相接处,经过木质部导管从土中吸收水份。这时插穗组织基本愈合,温度应保持在18-24℃,湿度保持在85-90%在第一阶段始终应保持潮湿,但不要过湿。

第二阶段:生长阶段。这时插穗地下部分已生出不定根,能吸收地下水份和养分,地上部分叶片能进行光合作用。根系生长快,生出次侧根,故此时应适当降低土壤的湿度,但不要过于干燥。因为,此时根系对高浓度的可溶盐特别敏感。这时可进行叶面施肥,可追氮、 磷料,促进苗木生长。要喷施0.20%酸二氢钾,施肥与浇水交替进行。

第三阶段:发育阶段。这个阶段从长出真叶开始,到有95%的苗木根系已经形成。此期间空气湿度需逐渐降低,每次浇水之前可以让土壤有一个干透的过程,从而形成干湿循环,有利于促进根系发育。

7、苗期管理

翌年春天,天气逐渐变暖,应将塑料薄膜和竹片取掉,然后在温室上盖70%的遮阳网。4月中旬,逐步把温室上面的塑料薄膜打开放风,并且对苗木进行灌溉。同时,要拨掉床面上的杂草,每天观察苗木生长情况。

8、移植前种植地处理

按实施例1-3中的根部控盐方法对种植地处理,铺设渗滤层。

9、扦插苗移植

扦插苗一般在5-6月份可以进行移栽,此时幼苗已经分杈,根系变成褐色。移栽的时候,最好选择阴天或半阴天,起苗时应把幼苗根系沾好泥浆,在栽植幼苗的前3天,把畦面浇一次水,以防幼苗在栽植过程中失去水份。栽植密度30×20厘米。畦面最适做成宽2.50米、长度不限,根据当地的情况而定。过3-5天可进行浅锄,这样做可防止土壤板结,减少水份蒸发。

苗木移植后灌溉:采用富微量元素的咸水、淡水轮灌的方式灌溉,富微量元素的咸水、淡水轮灌次数比为3:2,每10-13天灌溉一次,每次灌溉量为500-550m3/公顷。

取含微量元素的肥6.5-7.5kg溶于1000L咸水中,混合均匀,制得富微量元素咸水;

所述含微量元素的肥包括以下重量份的组分:尿素5-10份、碳酸钾4-8份、螯合铁2-5份、硼酸2-5份、螯合锌3-6份;

所述的咸水:矿化度为2.8-3.2g/L,pH为7.8-8.3,含盐量为0.10-0.12%,钠盐含量占总盐含量的81-84%。

8月份施磷肥,每667平方米追施10千克,这样能促进苗木木质化。10-11月中旬,把苗木用塑料布进行覆盖,盖前浇足封冻水,这样苗木第二年开春后不会抽梢。在清明节前后根据天气、气温变化情况,在中午时候对幼苗进行放风。

试验结果:

(1)本发明提供的含有渗滤层的根部控盐方法对盐碱地中土壤的理化性质具有良好的改良效果。

3个月后,卫矛主根中部的土壤总孔隙为48.9-52.7%,卫矛主根下部的土壤总孔隙为47.8-51.3 %,卫矛主根中部的土壤含盐量为0.10-0.14%,卫矛主根下部的土壤含盐量0.13-0.15%。

说明使用含有渗滤层的根部控盐方法后,土壤变得疏松,土壤中含盐量能够控制在卫矛适宜生长的范围内。

表1 本发明提供的含有渗滤层的根部控盐方法对盐碱地中土壤的理化性质的改良效果

(2)本发明提供的含有渗滤层的根部控盐方法,种植地中各离子的浓度有良好的调节效果。

3个月后,卫矛主根中部的土壤Na+的含量为0.65-0.76g/kg,卫矛主根下部的土壤Na+ 的含量0.68-0.75 g/kg,卫矛主根中部的土壤Cl-的含量0.55-0.69g/kg,卫矛主根下部的土壤Cl-的含量0.59-0.71g/kg,大大减少了盐分在土壤中的累积,具体指标见表2。

表2 本发明提供的渗滤层的控盐方法使用后卫矛种植地中的离子的浓度

(3)本发明含有渗滤层的根部控盐方法对卫矛植株无任何副作用,安全性高,还取得意想不到的效果,卫矛的成活率、12个月卫矛高度生长量、12个月卫矛冠径生长量有明显的提高作用,卫矛移栽的成活率98.2%~99.4%,12个月卫矛高度生长量5.2cm~6.2cm,12个月卫矛高度生长量增长14-22%,12个月卫矛冠径生长量14mm~20mm,12个月卫矛冠径生长量增长11-19%,具体见表3。

表3 卫矛的成活率、12个月卫矛冠径生长量及12个月卫矛高度生长量

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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