本发明涉及一种提升苏打盐碱地水田土壤有机质的方法。
背景技术：
苏打盐碱土不仅盐碱含量高、渗透性差、理化性质恶劣，而且土壤肥力水平低。以土壤有机质为例，苏打盐碱土有机质含量仅为同区域非盐渍土壤有机质含量的41.6％～77.4％，保肥保水性能及耕性均较差。苏打盐碱地引水种稻是生物改良盐碱地的成功范例，但是盐碱地改良一次性投入成本较高，而稻谷产量长期处于低产农田水平，造成产投比不合理，经济效益低下，严重困扰了盐碱地农业的健康发展。传统的苏打盐碱土改良多采用“以沙压碱”，或施用石膏等化学改良剂，虽然短期内土壤透性得到改善，土壤ph有所下降，而土壤团粒结构难以形成，保肥能力仍较差，化学肥料投入后损失严重，不但稻谷产量无法提高，还加重了环境污染的风险。因此，苏打盐碱地种稻改土是前提，培肥是关键，在土壤改良的同时兼顾地力培育对苏打盐碱地治理利用和健康发展是十分必要的。
土壤有机质含量与土壤肥力水平是密切相关的，有机质是植物生长所需养分的重要来源库，它不仅能够改善土壤的理化性质，促进植物生长发育，而且对于维持作物高产稳产，保持土壤肥力水平和稳定性发挥着重要作用。天然苏打盐碱土有机质含量低，开垦稻田后同时还面临着有机质降低的趋势，如果单纯依靠自然的转化和积累，土壤有机质含量提高的过程将非常漫长。常规快速提升土壤有机质的方法，如种植绿肥作物、秸秆还田和增施有机肥等，由于受土壤盐碱、气候条件以及有机肥来源短缺等影响，在盐碱地开垦种稻中很难实现。结合土壤改良，选择一种有机质含量高的物料，寄改良和培肥于一体，既有利于土壤快速排盐降碱又能提高地力水平，对于苏打盐碱地快速治理和水稻增产意义重大。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决苏打盐碱土有机质含量低，保肥性能差，种植水稻后产量难以提高，化肥施用后损失严重，存在潜在环境污染的风险，而提供一种提高盐碱地水田土壤有机质含量进而快速提升地力水平的改良方法。
本发明快速提升盐碱地水田土壤有机质的改良方法按以下步骤实现：
一、以城市生活污泥和畜禽粪便作为有机物料，经无害化处理，得到无害化的有机物料，将无害化的有机物料和钙离子置换剂充分混合后，烘干造粒，得到改良剂；
二、按照每亩水田用量为2～3吨将改良剂均匀撒施于平整后的水田表面，使用旋耕机耕翻厚度为10～15cm表土进行混合，然后向水田内注水深度至5～8cm，用耘浆机进行耙地，表层泥浆搅匀后边沉淀边排水，同时注入新水进行洗盐排碱，反复洗盐排碱多次，最后水田内留水深度小于5cm，自然沉降，得到改良洗盐后的田块；
三、按常规耕作方式对改良洗盐后的田块进行施肥和田间管理，然后进行插秧作业，在秧苗生长期每月换水3～4次进行排盐降碱，完成盐碱地水田土壤有机质的改良。
本发明快速提升盐碱地水田土壤有机质的改良方法包括以下有益效果：
1、兼顾土壤盐碱危害和地力贫瘠问题，排盐降碱与培肥地力并举，使土壤快速脱盐降碱，同时有机质含量迅速提高25％～28％，地力水平大幅提升；
2、改良当年即可种植，水稻产量可提高20％～25％，同时降低化肥用量10％～15％，实现农业节本增效，绿色可持续发展；
3、充分考虑土壤盐分和地力特点，快速构建健康肥沃农田，同时充分利用当地资源，变废为宝，既提高了土地生产力，又提高了资源利用效率；
4、有效避免了化学肥料大量施用对环境和粮食生产造成污染的潜在风险；
5、该方法可操作性强，简便易行，成本低，增产效果显著，对于盐碱地治理与稻作经济发展具有重要的应用价值。
附图说明
图1为实施例一中盐碱土改良后盆栽水稻幼苗长势对比图；
图2为实施例一中盐碱土改良后盆栽水稻幼苗变化柱状图，其中x代表一周，y代表二周；
图3为实施例二中盐碱土改良后田间水稻的长势图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式快速提升盐碱地水田土壤有机质的改良方法按以下步骤实施：
一、以城市生活污泥和畜禽粪便作为有机物料，经无害化处理，得到无害化的有机物料，将无害化的有机物料和钙离子置换剂充分混合后，烘干造粒，得到改良剂；
二、按照每亩水田用量为2～3吨将改良剂均匀撒施于平整后的水田表面，使用旋耕机耕翻厚度为10～15cm表土进行混合，然后向水田内注水深度至5～8cm，用耘浆机进行耙地，表层泥浆搅匀后边沉淀边排水，同时注入新水进行洗盐排碱，反复洗盐排碱多次，最后水田内留水深度小于5cm，自然沉降，得到改良洗盐后的田块；
三、按常规耕作方式对改良洗盐后的田块进行施肥和田间管理，然后进行插秧作业，在秧苗生长期每月换水3～4次进行排盐降碱，完成盐碱地水田土壤有机质的改良。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中所述的无害化处理为高温灭菌处理。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中无害化的有机物料中有机质的质量含量为25％～30％。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤一中所述的钙离子置换剂为磷石膏。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
本实施方式中所述的钙离子置换剂磷石膏的主要成分caso4·2h2o的质量百分比≥85％，其余组分主要包括水分≤10％，钙镁的磷酸盐或硫酸盐、水溶性p2o5、不溶性p2o5、sio2等。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤一中无害化的有机物料和钙离子置换剂混合的质量比为10～20：1～2。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤一中所述改良剂的粒径为100μm～300μm。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤二使用旋耕机耕翻厚度为12～15cm表土进行混合。其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤二中向水田内注水深度至6～7cm。其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤二中注入新水进行洗盐排碱，反复洗盐排碱2～3次。其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤二中最后水田内留水深度为3～4cm。其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是步骤三进行水稻插秧作业。其它步骤及参数与具体实施方式一至十之一相同。
实施例一：本实施例快速提升盐碱地水田土壤有机质的改良方法按以下步骤实施：
采用盆栽水稻试验：该试验所用盐碱土取自中国科学院大安碱地生态试验站(吉林大安)盐碱地稻田，将采集的土壤充分混匀后剔除石块及枯枝等杂质，将5kg盐碱土与定量改良剂充分混拌后装盆，沉实后静置3天，然后将浸泡24小时的水稻种子催芽至露白，每盆播种30粒，灌水至表面浸水1～2cm，表面覆膜，待水稻出苗3～5cm后揭去薄膜，每天定期补水，保持灌水水层深度为5cm。以不施改良剂的盐碱土(a)作为对照，同时设置单施等量钙离子置换剂(d)、单施2倍量钙离子置换剂(e)、改良剂半量(b)和改良剂优化量(c)的试验组进行比较，保证水稻品种以及后续栽培管理一致。
本实施例中所述的钙离子置换剂为磷肥工业副产物磷石膏，其主要成分caso4·2h2o的质量百分比≥85％。本实施例的钙离子置换剂由辽宁西洋特肥厂提供。
本实施例中单施等量钙离子置换剂的添加量为100g，单施2倍量钙离子置换剂的添加量为200g，改良剂半量中有机物料和钙离子置换剂的质量分别为1000g和100g，改良剂优化量中有机物料和钙离子置换剂的质量分别为2000g和100g。
改良效果：盆栽水稻种子在5种处理下均出苗，如图1所示，图1中由左至右依次为不施改良剂的盐碱土试验、改良剂半量试验、改良剂优化量试验、单施等量钙离子置换剂试验和单施2倍量钙离子置换剂试验。但生长2周后，除改良剂优化量(推荐量)的其他处理水稻幼苗均萎蔫死亡，而按本实施例改良剂推荐用量改良后的水稻幼苗生长良好。经土壤分析发现，不改良盐碱土的ph为9.4，盐分电导率为1.56ms/cm，有机质含量为12.4g/kg；使用本发明改良剂后土壤的ph为7.9，下降了1.5个单位，盐分电导率为1.01ms/cm，盐分下降了35.3％，有机质含量为15.6g/kg，提高了25.8％，土壤改良和培肥效果显著。从水稻幼苗长势看，使用本发明改良剂推荐用量后水稻株高较其他处理显著增加(如图2)。
实施例二：本实施例快速提升盐碱地水田土壤有机质的改良方法按以下步骤实施：
一、2016年在吉林省大安市盐碱地稻田进行田间试验，以城市生活污泥和畜禽粪便作为有机物料，经高温灭菌无害化处理，得到无害化的有机物料，按质量比为20：1将无害化的有机物料和钙离子置换剂磷石膏(主要成分caso4·2h2o的质量百分比≥85％)充分混合后，烘干造粒，得到改良剂；
二、按照每亩水田用量为3吨将改良剂均匀撒施于平整后的水田表面，使用旋耕机耕翻厚度为15cm表土进行混合，然后向水田内注水深度至8cm，用耘浆机进行耙地，表层泥浆搅匀后边沉淀边排水，同时注入新水进行洗盐排碱，反复洗盐排碱4次，最后水田内留水深度为4cm，自然沉降，得到改良洗盐后的田块；
三、按常规耕作方式对改良洗盐后的田块进行施肥和田间管理，然后进行水稻(东稻4号)插秧作业，在秧苗生长期每月换水4次进行排盐降碱，完成盐碱地水田土壤有机质的改良。
本实施例步骤三每公顷施氮肥(纯氮)150kg/ha，磷肥(p2o5)为70kg/ha，钾肥(k2o)为70kg/ha。
本实施例经改良后的盐碱地水稻长势良好，当年水稻产量达到5.4吨/公顷，较不改良地块增产23.6％，增产效果显著。