一种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，属于水利技术领域。针对目前黄河三角洲地区盐碱地治理不理想，淡水资源缺少的现状，本发明提供一种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，本发明中通过使用康宁木霉菌将秸秆混合物进行无氧发酵制得秸秆熟料，将秸秆熟料与盐碱土壤混合后使用滴灌装置对土壤进行滴灌，实验证实本发明节水灌溉工艺不仅使得土壤具有很强的保水性能，而且可以明显改善土壤的PH以及盐分含量，从而明显改善土壤的性质。
【专利说明】
一种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新工艺
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，属于水利技术领域。
【背景技术】
[0002] 土壤的盐碱化已经成为世界性的难题。全球土壤的盐碱化程度不断加剧，给人类 的生存和发展带来了巨大的挑战。据资料统计，全球的土壤盐碱化正在以每年100万hm2到 150万hm2的速度迅速增长着。为此，我国为防治土壤的盐碱化做了大量的研究工作。开发 盐碱地不仅可以扩大耕地面积，解决人口粮食问题，还能够扩大绿化面积，改善我们的生态 环境，提尚生活质量。
[0003] 黄河三角洲地区，地势低平，地下水位高。暖温带季风气候，冬春季干旱，夏秋季降 水较多，干旱季节，蒸发旺盛，地表积盐，形成土壤盐碱化问题;农业生产的革新从时间上体 现了农业生产的季节性和周期性，空间上的地域性。盐碱地的灌溉技术是决定着盐碱地的 改良效果以及盐碱地上的农作物的产量的重要因素。
[0004] 传统的大面积水灌溉的方法不仅浪费了水资源，而且并不能有效防治土地盐碱 化。从盐碱地的定义不难看出，盐碱地中的土壤盐分是通过土壤毛细管作用上升并聚集在 土壤表面的。如果想要对土壤去盐碱化无非就是排除土壤中多于的盐分，调节盐分在土壤 垂直剖面的分布，防止盐分在土壤中的持续积累。因此对盐碱地进行灌溉时一定要摒弃传 统的大面积灌溉来压盐的方法。这种方法一方面浪费了大量的水资源，另一方面还容易抬 高水位，进一步加重了土壤盐碱化的可能。因而，在本身就缺水的地区来进行大水压盐的治 理方法无异于"饮鸩止渴"。所以，通过科技的发展，开发一种适用于盐碱地的节水灌溉工艺 已经成为该地区的农业增产增收的关键所在。基于此，本发明提供种黄河三角洲盐碱地节 水灌溉新方法。
[0005] 节水灌溉，顾名思义就是使用高科技的力量通过一定的手段对农作物等进行灌 溉，使其在生长的同时达到节约用水的目的。早期，以色列就发展滴灌和喷灌技术，用于节 约型农业生产，取得了显著效果。我国的部分地区，如西北部的甘肃、宁夏以及新疆等地，由 于缺乏水源并且有大量的盐碱地，适合通过节水灌溉来发展农业水利，达到真正资源消耗 与经济发展相协调的效果。
[0006] 中国专利申请201610019368.1公开了一种农田节水灌溉方法，包括如下步骤：以 传统烧制的盖房用弧形瓦片为主要材料，将两片瓦上下错缝对扣，水平铺设于土壤耕作层 中，瓦与瓦口对接相连，形成通水、渗水瓦道，并在瓦道周围铺垫一层碎秸草;渗水瓦道铺好 后，覆土整地，以瓦道为中线呈弧面起垄，将垄体耙实，形成弧状地垄，垄上覆盖地膜，并将 地膜拉展用土压紧;构建瓦道的进水口和排气口，将排气口用桔草堵塞或用防虫网隔离，并 将进水口与输水管或支水渠相联，也可人工注水。中国专利申请201510100522.3涉及一种 滨海吹填土快速淋洗脱盐的节水灌溉方法，包括如下步骤:通过对待淋洗脱盐区进行土壤 盐分调查，确定吹填土全盐量，按照<〇. 3倍和>0.6倍吹填土全盐量的矿化度对附近可利 用的咸水水质进行筛选、配比，配置成矿化度为〇. 3~0.6倍土壤全盐量的咸水作为灌溉水， 当附近可利用的各水质矿化度均<0.3倍土壤全盐量，按矿化度大小排序，选择矿化度最大 的水质水源作为灌溉水，灌溉，至出水盐分浓度为灌溉水矿化度的1.0-1.15倍时停止，淡水 淋洗，至出水盐分浓度小于1.0dS/m时结束。上述两种方法都没有同时对土壤的保水率以及 压盐方面实现很好的效果。
【发明内容】
[0007] 针对目前黄河三角洲地区盐碱地治理不理想，淡水资源缺少的现状，本发明提供 一种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，本发明中通过使用康宁木霉菌将秸杆混合物进行 无氧发酵制得秸杆熟料，秸杆熟料不仅具有很强的保水性能，而且可以明显改善土壤的PH 以及盐分含量，从而明显改善土壤的性质。
[0008] 本发明通过下述技术方案实现上述技术问题： 一种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，其包括如下步骤： 1) 盐碱地取样测定:在预灌溉的盐碱地中取样测定盐碱地的pH和盐分含量； 2) 秸杆熟化:将小麦秸杆和高粱秸杆分别用粉碎机粉碎成直径为2_5cm的颗粒或长度 为3-6cm的长条，按照重量配比为1:0.5-2的配比混合后其置于无氧密闭环境中，向混合物 中加入自来水使得混合物的含水量在5%-8%之间，向其中加入10%-12%的康宁木霉菌种子 液;搅拌均勾后发酵72-96小时后使用pH调节剂调整秸杆熟料的pH在3.5-4.6之间，得到秸 杆熟料，备用； 3) 土质混合:将步骤2)得到的秸杆熟料与目标盐碱地土壤混合均匀，根据盐碱地取样 的pH和盐分含量确定秸杆熟料的使用量，使得混合后的土壤的pH在8.5以下，盐分含量小于 0.15 S/m;利用旋耕机深翻混合后盐碱地20-40cm; 4) 滴灌装置安装及滴灌:在耕作后盐碱地上安装滴灌管、微喷管和可移动喷灌机，并利 用滴灌管、微喷管和可移动喷灌机对盐碱地进行灌溉，以每天40-60立方米/亩的灌溉量连 续不间断灌溉3-5天； 如上所述的黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，所述的取样方法为棋盘式布点法，利 用人工土钻，按20cm间距分层采样，采集深度为种植土层厚度，一般为1.0-1.2m。
[0009] 上述所述的黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法中，所述的小麦秸杆和高粱秸杆的 重量配比优选为1:1.5，
【申请人】发现在上述配比情况下所得到的秸杆熟料的保湿能力和压 盐能力最好； 上述所述的黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法中，混合后使用康宁木霉菌的发酵时长 优选为84小时；所述的pH调节剂为酸性调节剂，选自硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的一种或多 种；
【申请人】发现在上述发酵时长获得不仅具有很好的保湿能力和压盐能力，而且发酵后熟 料中的影响组分更容易被作物吸收。
[0010] 上述所述的黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法中，所述步骤3)中的盐碱地深翻深 度为30cm。
[0011] 上述所述的黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法中，所述的滴灌量为每天50立方 米/亩，滴灌时间为4天。
[0012] 本发明中通过使用康宁木霉菌将秸杆混合物进行无氧发酵制得秸杆熟料，秸杆熟 料不仅具有很强的保水性能，而且可以明显改善土壤的PH以及盐分含量，从而明显改善土 壤的性质。其取得的有益效果如下： 本发明实施例6表明，本发明所述的黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法不论是灌溉后 3d还是灌溉后5d的效果评价方面均优于对比实施例1和对比实施例2,这主要表现在本发明 所述的节水灌溉方法的土壤保水率更高，灌溉后的pH更低，盐分含量更低。其在上述指标方 面均与对比实施例或对比实施例2相比具有显著性的差异。从灌溉3d和灌溉5d后的纵向数 据对比可以看出，本发明所述的节水灌溉工艺水分散失更小，土壤的返盐和返碱更慢，更有 利于作物的生长和土壤结构的改善。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发 明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术 人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限 定的范围。下述实施例中，所述的取样方法为棋盘式布点法，包括如下步骤:利用人工土钻 按20cm间距分层采样，采集深度为种植土层厚度，深度为1.0-1.2m。所述的pH调节剂为酸 性调节剂，选自硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的一种或多种。
[0014] 实施例1 一种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法 一种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，其包括如下步骤： 1) 盐碱地取样测定:在预灌溉的盐碱地中取样测定盐碱地的pH和盐分含量； 2) 秸杆熟化:将小麦秸杆和高粱秸杆分别用粉碎机粉碎成直径为2cm的颗粒或长度为 3cm的长条，按照重量配比为1:0.5的配比混合后其置于无氧密闭环境中，向混合物中加入 自来水使得混合物的含水量为5%，向其中加入10%的康宁木霉菌种子液;搅拌均匀后发酵72 小时后使用pH调节剂调整秸杆熟料的pH为3.5，得到秸杆熟料，备用； 3) 土质混合:将步骤2)得到的秸杆熟料与目标盐碱地土壤混合均匀，根据盐碱地取样 的pH和盐分含量确定秸杆熟料的使用量，使得混合后的土壤的pH在8.5以下，盐分含量小于 0.15 S/m;利用旋耕机深翻混合后盐碱地20cm; 4) 滴灌装置安装及滴灌:在耕作后盐碱地上安装滴灌管、微喷管和可移动喷灌机，并利 用滴灌管、微喷管和可移动喷灌机对盐碱地进行灌溉，以每天40立方米/亩的灌溉量连续不 间断灌溉3天。
[0015] 实施例2 -种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法 一种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，其包括如下步骤： 1) 盐碱地取样测定:在预灌溉的盐碱地中取样测定盐碱地的pH和盐分含量； 2) 秸杆熟化:将小麦秸杆和高粱秸杆分别用粉碎机粉碎成直径为5cm的颗粒或长度为 6cm的长条，按照重量配比为1:2的配比混合后其置于无氧密闭环境中，向混合物中加入自 来水使得混合物的含水量为8%，向其中加入12%的康宁木霉菌种子液;搅拌均匀后发酵96小 时后使用pH调节剂调整秸杆熟料的pH在4.6，得到秸杆熟料，备用； 3) 土质混合:将步骤2)得到的秸杆熟料与目标盐碱地土壤混合均匀，根据盐碱地取样 的pH和盐分含量确定秸杆熟料的使用量，使得混合后的土壤的pH在8.5以下，盐分含量小于 0.15 S/m;利用旋耕机深翻混合后盐碱地40cm; 4) 滴灌装置安装及滴灌:在耕作后盐碱地上安装滴灌管、微喷管和可移动喷灌机，并利 用滴灌管、微喷管和可移动喷灌机对盐碱地进行灌溉，以每天60立方米/亩的灌溉量连续不 间断灌溉5天。
[0016] 实施例3 -种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法 一种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，其包括如下步骤： 1) 盐碱地取样测定:在预灌溉的盐碱地中取样测定盐碱地的pH和盐分含量； 2) 秸杆熟化:将小麦秸杆和高粱秸杆分别用粉碎机粉碎成直径为4cm的颗粒或长度为 5cm的长条，按照重量配比为1:1.5的配比混合后其置于无氧密闭环境中，向混合物中加入 自来水使得混合物的含水量为7%，向其中加入11%的康宁木霉菌种子液;搅拌均匀后发酵84 小时后使用pH调节剂调整秸杆熟料的pH在4.0，得到秸杆熟料，备用； 3) 土质混合:将步骤2)得到的秸杆熟料与目标盐碱地土壤混合均匀，根据盐碱地取样 的pH和盐分含量确定秸杆熟料的使用量，使得混合后的土壤的pH在8.5以下，盐分含量小于 0.15 S/m;利用旋耕机深翻混合后盐碱地30cm; 4) 滴灌装置安装及滴灌:在耕作后盐碱地上安装滴灌管、微喷管和可移动喷灌机，并利 用滴灌管、微喷管和可移动喷灌机对盐碱地进行灌溉，以每天50立方米/亩的灌溉量连续不 间断灌溉4天。
[0017] 实施例4 一种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法 一种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，其包括如下步骤： 1) 盐碱地取样测定:在预灌溉的盐碱地中取样测定盐碱地的pH和盐分含量； 2) 秸杆熟化:将小麦秸杆和高粱秸杆分别用粉碎机粉碎成直径为2cm的颗粒或长度为 6cm的长条，按照重量配比为1:0.5的配比混合后其置于无氧密闭环境中，向混合物中加入 自来水使得混合物的含水量在8%，向其中加入10%的康宁木霉菌种子液;搅拌均匀后发酵72 小时后使用pH调节剂调整秸杆熟料的pH在4.6，得到秸杆熟料，备用； 3) 土质混合:将步骤2)得到的秸杆熟料与目标盐碱地土壤混合均匀，根据盐碱地取样 的pH和盐分含量确定秸杆熟料的使用量，使得混合后的土壤的pH在8.5以下，盐分含量小于 0.15 S/m;利用旋耕机深翻混合后盐碱地20cm; 4) 滴灌装置安装及滴灌:在耕作后盐碱地上安装滴灌管、微喷管和可移动喷灌机，并利 用滴灌管、微喷管和可移动喷灌机对盐碱地进行灌溉，以每天40立方米/亩的灌溉量连续不 间断灌溉5天。
[0018] 实施例5 -种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法 一种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，其包括如下步骤： 1) 盐碱地取样测定:在预灌溉的盐碱地中取样测定盐碱地的pH和盐分含量； 2) 秸杆熟化:将小麦秸杆和高粱秸杆分别用粉碎机粉碎成直径为5cm的颗粒或长度为 3cm的长条，按照重量配比为1:2的配比混合后其置于无氧密闭环境中，向混合物中加入自 来水使得混合物的含水量在5%，向其中加入12%的康宁木霉菌种子液;搅拌均匀后发酵72-96小时后使用pH调节剂调整秸杆熟料的pH在3.5，得到秸杆熟料，备用； 3) 土质混合:将步骤2)得到的秸杆熟料与目标盐碱地土壤混合均匀，根据盐碱地取样 的pH和盐分含量确定秸杆熟料的使用量，使得混合后的土壤的pH在8.5以下，盐分含量小于 0.15 S/m;利用旋耕机深翻混合后盐碱地40cm; 4) 滴灌装置安装及滴灌:在耕作后盐碱地上安装滴灌管、微喷管和可移动喷灌机，并利 用滴灌管、微喷管和可移动喷灌机对盐碱地进行灌溉，以每天60立方米/亩的灌溉量连续不 间断灌溉3天。
[0019] 对比实施例1专利申请201510100522.3所公开的一种滨海吹填土快速淋洗脱盐 的节水灌溉方法 一种含盐量>10g/kg、pH彡8.0的重盐碱吹填土快速淋洗脱盐的节水灌溉方法，包括如 下步骤： (1 )、待淋洗脱盐区的调查采样，进行种植土层土壤全盐量和pH分析测定；（2)、对待淋 洗脱盐区内及周边的地下水和各类可利用的地表水取样，测定水质矿化度；（3)、配置灌溉 咸水:①当地下水和地表水中，有一种水质矿化度介于0.3~0.6倍土壤全盐量范围内时，确 定这一水质水源作为灌溉咸水；当有多种水质矿化度介于0.3~0.6倍土壤全盐量范围内 时，按矿化度大小排序，最小矿化度的水质水源作为灌溉咸水;②当地下水和地表水中不存 在矿化度为〇. 3~0.6倍土壤全盐量的水质时:A.如果各水质矿化度均<0.3倍土壤全盐量， 按矿化度大小排序，选择矿化度最大的水质水源作为灌溉咸水;B.水质中同时存在<0.3 倍、>0.6倍土壤全盐量的水质时：<0.3倍土壤全盐量的仅有一个，确定这个水质作为灌溉 咸水供体，有多个，按矿化度大小排序，选择矿化度最大的作为灌溉咸水供体；>0.6倍土壤 全盐量的仅有一个，确定这个水质作为灌溉咸水供体，有多个，按矿化度大小排序，选择矿 化度最小的作为灌溉咸水供体;将<0.3倍和>0.6倍土壤全盐量的两类灌溉咸水供体，在 配水池内，按适宜体积比，配制成浓度为0.3~0.6倍土壤全盐量的灌溉咸水;C.如果各水质 矿化度均>〇. 6倍土壤全盐量，按矿化度大小排序，选择矿化度最小的水质水源作为灌溉咸 水供体，在配水池内，与淡水按适宜体积比，配制0.3~0.6倍土壤全盐量的灌溉咸水；（4)、 待淋洗脱盐区内按3-10m的长、宽做堰，堰高8-15cm，堰宽10-20cm;(5)、咸水灌溉，每3-5个 小时收集、测定种植土层淋出液盐分浓度；（6)、当淋出液盐分浓度为灌溉咸水矿化度的 1.0-1.15倍时，停止咸水灌溉；（7)、淡水灌溉，每3-5个小时收集、测定种植土层淋出液盐分 浓度；（8)、当淋出液盐分浓度< 1. OdS/m时，淋洗结束。
[0020] 对比实施例2专利申请201610019368.1的实施例1所述的农田节水灌溉方法 一种农田节水灌溉方法，包括如下步骤： S1、以传统烧制的盖房用弧形瓦片为主要材料，将两片瓦上下错缝对扣，水平铺设于土 壤耕作层中，瓦与瓦口对接相连，形成通水、渗水瓦道，瓦道底层距地表深度10-20cm，具体 深度可根据种植作物而定:一年生浅根系作物其瓦道应浅些，多年生深根系作物应深些。并 在瓦道周围铺垫一层3cm厚的碎秸草，以增加土壤透气和渗水性能； S2、渗水瓦道铺好后，覆土整地，整地以瓦道为中线呈弧面起垄，将垄体耙实，形成高 20cm、宽50-70cm的地垄，垄上覆盖幅宽为80-100cm的地膜，将地膜拉展用土压紧； S3、用几块砖铺设成略高于瓦道的方形小水池作为瓦道的注水口，另一端为排气口，应 高出瓦道面20cm，以防灌溉时瓦道水溢出，将排气口用枯草堵塞或用防虫网隔离，以防虫鼠 进入，并将进水口与输水管或支水渠相联，也可人工注水进行有限水灌溉。铺设的瓦道连续 长度保持在30m以内，两排瓦道间的距离为100cm，可根据不同作物的行距要求确定。
[0021] 实施例6本发明黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法的灌溉效果评价 分别使用实施例1-实施例5所述的节水灌溉方法以及对比实施例1和对比实施例2所述 的方法对黄河三角洲地区盐碱地进行灌溉，所述的盐碱地在pH以及盐分上无显著性的差 异。分别测定灌溉3d和6d的土壤保水率，pH以及盐分含量，其测定结果如表1所示。
[0022]表1本发明灌溉新方法的灌溉效果评价
与对比实施例1相比><0.05，##?<0.01;与对比实施例2相比，<0.05，，<0.01 由表1可以看出，本发明所述的黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法不论是灌溉后3d还 是灌溉后5d的效果评价方面均优于对比实施例1和对比实施例2,这主要表现在本发明所述 的节水灌溉方法的土壤保水率更高，灌溉后的pH更低，盐分含量更低。其在上述指标方面均 与对比实施例或对比实施例2相比具有显著性的差异。从灌溉3d和灌溉5d后的纵向数据对 比可以看出，本发明所述的节水灌溉工艺水分散失更小，土壤的返盐和返碱更慢，更有利于 作物的生长和土壤结构的改善。
【主权项】
1. 一种黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，其包括如下步骤： 1) 盐碱地取样测定:在预灌溉的盐碱地中取样测定盐碱地的pH和盐分含量； 2) 秸杆熟化:将小麦秸杆和高粱秸杆分别用粉碎机粉碎成直径为2-5cm的颗粒或长度 为3-6cm的长条，按照重量配比为1:0.5-2的配比混合后其置于无氧密闭环境中，向混合物 中加入自来水使得混合物的含水量在5%-8%之间，向其中加入10%-12%的康宁木霉菌种子 液;搅拌均勾后发酵72-96小时后使用pH调节剂调整秸杆熟料的pH在3.5-4.6之间，得到秸 杆熟料，备用； 3) 土质混合:将步骤2)得到的秸杆熟料与目标盐碱地土壤混合均匀，根据盐碱地取样 的pH和盐分含量确定秸杆熟料的使用量，使得混合后的土壤的pH在8.5以下，盐分含量小于 0.15 S/m;利用旋耕机深翻混合后盐碱地20-40cm; 4) 滴灌装置安装及滴灌:在耕作后盐碱地上安装滴灌管、微喷管和可移动喷灌机，并利 用滴灌管、微喷管和可移动喷灌机对盐碱地进行灌溉，以每天40-60立方米/亩的灌溉量连 续不间断灌溉3-5天。2. 根据权利要求1所述的黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，其特征在于，所述的取样 方法为棋盘式布点法。3. 根据权利要求2所述的黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，其特征在于，所述的棋盘 式布点法包括如下步骤:利用人工土钻按20cm间距分层采样，采集深度为种植土层厚度， 深度为1.0-1.2m。4. 根据权利要求1所述的黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，其特征在于，所述的小麦 秸杆和高粱秸杆的重量配比为1:1.5。5. 根据权利要求1所述的黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，其特征在于，混合后使用 康宁木霉菌的发酵时长为84小时。6. 根据权利要求1所述的黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，其特征在于，所述的pH调 节剂为酸性调节剂，选自硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的一种或多种。7. 根据权利要求1所述的黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，其特征在于，所述步骤3) 中的盐碱地深翻深度为30cm〇8. 根据权利要求1所述的黄河三角洲盐碱地节水灌溉新方法，其特征在于，所述的滴灌 量为每天50立方米/亩，滴灌时间为4天。
【文档编号】A01G25/00GK106069597SQ201610455959
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】张志强, 张志军, 罗建华, 尹龙泉
【申请人】滨州泰裕麦业有限公司