一种滨海盐碱地耕层下铺膜阻盐改良方法与流程

本发明属于农业生产技术领域，具体涉及一种滨海盐碱地耕层下铺膜阻盐改良方法。

背景技术：

我国滨海盐碱地在滨海地区分布广泛，盐渍化严重，面积大且有逐年增加的趋势，是待开发利用的重要后备土地资源。滨海盐碱地的改良开发和农业利用，不仅能够扩大滨海地区耕地面积、提高作物产量，而且能够发挥盐碱地的潜在价值、促进滨海地区农业的生产发展、提高区域经济效益，对解决我国人地矛盾、保障国家粮食安全具有重要的现实意义。

滨海盐碱地的问题主要在于地下水位高、地下水矿化度高、盐碱地耕层土壤盐碱含量高、土壤发育程度低、土体剖面层次性差、土壤质地过砂或过粘、耕层土壤肥力低、生产力低等问题。

现有的改良技术主要是降低地下水位、耕层土壤排盐排碱、土壤培肥等，其中，降低地下水位方面的技术措施有竖井排水、浅群井排碱、深沟排碱、台田种植、上农下渔、暗管排碱等水利工程技术措施，这些技术措施均能有效降低地下水位，但竖井或浅群井或深沟排碱工程量巨大，成本高昂，且深沟边坡易于坍塌变浅损毁；改碱暗管铺设技术难度和维护成本较高，开始使用效果较佳，但大面积长期使用易于堵塞废弃；台田种植和上农下渔等措施工程量大，仅适于局部小面积应用。

上述现有技术均有不同的优缺点，均存在后期维护费用高、技术难度大、效率低下、易于损毁废弃、返盐返碱等问题；因此如何克服上述问题成为本领域亟待解决的问题之一。

技术实现要素：

针对现有技术存在的诸多不足之处，本发明提供了一种滨海盐碱地耕层下铺膜阻盐改良方法，该方法根据滨海盐碱地的实地土壤盐碱及其质地状况、地下水含盐量及其变动范围，在盐碱地耕层以下根据作物根系生长需求选定改良深度、倾斜方向、倾斜角度和走向及其横向和上下压茬宽度铺设土工膜或厚层耐盐碱聚乙烯地膜，灌溉淋盐后撒施按土壤盐碱和质地情况确定用量的腐熟有机肥，耕翻混合、改良熟化膜上耕层土壤。本发明通过采用耕层下铺设阻盐隔膜，耕层土壤灌溉洗盐并结合施用腐熟有机肥，能够阻止含盐地下水向耕层运移，淋洗降低耕层土壤盐分，改良肥熟耕层土壤，不影响耕作种植，达到改良盐碱地、保苗增产的目的，具有方法轻简，适用性强和易于推广的优点，在滨海盐碱地大面积推广应用具有显著的经济、生态和社会效益。

现有技术都忽视了作物或果木生长所需土层厚度有限，大多数作物根系集中分布在耕层20cm以内，果木根系多数集中分布在20cm～100cm范围内，因此，发明人发现滨海盐碱地盐分阻控的关键在于阻断耕层以下高矿化度地下水对耕层土壤盐碱的供应，也即阻断作物或果木的主要根系活动层土壤的盐碱来源并持续改良和培肥耕层土壤，从而不断提升地力水平，提高产量，并达到可持续生产发展的目的。

在上述指导思想下，发明人获得了具体技术方案如下：

一种滨海盐碱地耕层下铺膜阻盐改良方法：

滨海盐碱地整地后在耕层20cm以下根据作物生长需求选定铺膜方式、深度、倾斜方向和角度、铺膜走向铺设土工膜或厚层耐盐碱聚乙烯地膜，灌溉洗盐，并撒施腐熟有机肥耕翻混合改良耕层土壤；

更为具体的：

所采用的铺膜材质为土工膜或厚层耐盐碱聚乙烯地膜；

铺膜阻盐方式有全倾斜铺膜阻盐方式和平斜铺膜阻盐方式，其根据滨海盐碱地耕层土壤盐碱状况选择，斜铺膜倾向由地块中部向两侧边缘排碱沟倾斜，并依据作物根深需求在耕层20cm以下设定铺膜上限和下限深度、倾斜角度和膜幅间横向压茬宽度与上下压茬间隙夹土层厚度计算斜铺膜上端和下端实际铺设深度，按照先地块两侧后中间的铺设操作方法实施，铺膜走向按地块长度方向；

其中全倾斜铺膜是针对含盐碱量较高的盐碱地条田，其更有利于灌溉淋洗的盐水更快速地流至条田外侧排碱沟，而平斜铺膜适用于盐碱含量较低的盐碱地条田，其目的也是为了阻断含盐地下水并排走灌溉淋洗的盐水，但是本身含盐碱较低，所以没必要施工时最低边缘深度太大，因为深度太大则费工严重，故而采用平斜铺膜方式；本发明中盐碱地轻度、中度和重度盐渍化土壤的分级分别为条田土壤盐碱含量0.2wt％～0.4wt％、0.4wt％～0.6wt％、0.6wt％～1.0wt％，而条田土壤盐碱含量＞1.0wt％则直接定义为盐土；本发明选定轻中度盐渍化土壤采用平斜铺膜，而条田土壤盐碱含量大于0.6wt％的全部采用全倾斜铺膜方式；

更进一步的，根据上述选择方式确定一般斜铺膜倾斜角度≤10°，膜幅宽度≥2.5m，膜幅横向压茬宽度5～20cm，膜幅上下压茬间隙≤3cm；

作物播前灌水1500～1800方/公顷洗盐，每年撒施腐熟有机肥9000～30000kg/公顷，耕翻混合改良耕层土壤，按照作物种植制度、施肥制度与灌溉制度进行田间管理和土壤培肥。

所述腐熟有机肥选自符合有机肥料ny525-2012的有机肥。

在确定了上述技术思路后，发明人根据盐碱地的情况确定了更为具体的实施方案如下：

(1)整地与铺膜材料及尺寸选择：整理条田，宽度20～30m，长度200～500m，条田周围挖筑排盐排碱沟，沟深1.5m，上口2～3m，底宽0.5～1m；铺膜材质选择土工膜或厚层耐盐碱聚乙烯地膜，使用寿命≥50年，其尺寸大小依据改良地块条田和铺设机械选择，铺膜幅宽≥2.5m，铺膜长度按照条田长度；

(2)铺膜方式选择与铺膜倾向和走向设定：

条田土壤盐碱含量≥0.6wt％，采用以条田宽度中点沿长度连线为中线分别向条田宽度两侧边缘排碱沟倾斜的耕层下全倾斜铺膜阻盐方式；

条田土壤盐碱含量＜0.6wt％，采用条田宽度中部在耕层下平铺膜至接近两侧排碱沟前，再耕层下斜铺膜至两侧排碱沟的平斜铺膜阻盐方式；阻盐铺膜的倾向均为由条田中线向条田宽度两侧边缘排碱沟倾斜，铺膜走向均为由条田长度一端沿条田长度走向铺设至长度的另一端；

(3)铺膜深度和倾斜角度计算与设置：

全倾斜铺膜阻盐方式为沿条田中线把条田分为两个铺膜改良半幅，在条田中线位置耕层20cm以下根据作物根深需求选定铺设深度上限，铺膜深度下限位于条田靠近排碱沟的边缘，铺膜下限深度≤100cm，具体根据铺膜机械动力和土壤质地情况进行预设定，铺膜深度上限和下限设定后，根据条田改良半幅宽度进而确定铺膜总宽度和倾斜角度，铺膜幅间横向压茬宽度为5～20cm，具体根据铺膜材料、尺寸及成本确定，根据铺膜总宽度、选定的铺膜幅宽和铺膜幅间压茬宽度可计算所需铺膜幅数，把设定在条田中线铺设深度上限作为第一幅铺膜倾斜上端边缘深度，根据铺膜幅宽和倾斜角度计算第一幅铺膜倾斜下端边缘深度，第一幅铺膜下端边缘深度向下设置第二幅铺膜的幅间压茬间隙夹土层厚度≤3cm，根据铺膜幅间压茬间隙夹土层厚度和横向压茬宽度、铺膜幅宽和倾斜角度计算第二幅铺膜倾斜上端边缘深度和下端边缘深度，以此类推第三幅、第四幅、直至得到最末幅倾斜上端和下端边缘深度，把最末幅铺膜倾斜下端边缘深度作为实际铺设下限深度；

具体按照以下公式计算：第一幅倾斜上端边缘深度h1^上为作物根深要求d(cm)，倾斜下端边缘深度h1^下为l×sinα+d(l为膜幅实宽，α为铺膜与水平面的夹角也即倾斜角度)；第二幅、第三幅、……，铺膜上端边缘深度hn^上为(n-1)×(l0tgα+h)×cosα+d，铺膜下端边缘深度hn^下为[(n-1)×(l0tgα+h)+ltgα]×cosα+d，或hn^下＝hn^上+lsinα，式中n为铺膜幅数(n≥2)，h为膜幅压茬间隙夹土层厚度(cm)，l0为膜幅净宽(也即膜幅实宽l减去横向压茬宽度后的单幅净宽，cm)；

一般最终控制倾斜角度≤10°，膜幅宽度≥2.5m，膜幅横向压茬宽度5～20cm，膜幅上下压茬间隙≤3cm；

平斜铺膜阻盐方式为条田宽度两侧边缘各斜铺一个幅宽铺膜至排碱沟，斜铺膜倾斜上端深度根据作物生长根深需求选定，其下端深度根据铺膜机械动力和条田土壤质地状况设定，根据二者的设定值计算倾斜角度、斜铺膜覆盖田面实际横向宽度和条田中间部位剩余田面宽度，再依据铺膜幅宽和平铺膜横向压茬宽度计算最外侧平铺膜延伸出斜铺膜上端边缘的压茬宽度、平铺膜幅净宽和所需平铺膜幅数，最外侧平铺膜外侧边缘与斜铺膜上端边缘压茬间隙夹土层厚度≤3cm，根据铺设需求具体设定，从而确定斜铺膜下端和上端边缘实际铺设深度和倾斜角度；平铺膜幅间上下间隙≤3cm，其幅间横向压茬宽度5～20cm，具体根据铺膜材料尺寸及成本确定。

(4)阻盐铺膜操作与实施：全倾斜铺膜阻盐方式采用先从条田宽度边缘靠近排碱沟任一侧开始，按照最末幅铺膜下端边缘实际铺设深度下限和上端边缘深度铺设，然后绕至条田宽度另一侧进行铺设，根据幅间压茬宽度、幅间垂直压茬夹土层厚度依次按照同一倾斜角度和方向铺设倒数第二幅、倒数第三幅、……，直至条田中线；平斜铺膜阻盐方式采用先从条田宽度边缘靠近排碱沟任一侧开始铺设斜铺膜，按照倾斜铺膜下端和上端边缘实际铺设深度铺设，然后绕至条田宽度另一侧按照同一倾斜角度和方向进行铺设，再根据平铺膜与斜铺膜间的压茬夹土层厚度、二者横向幅间压茬宽度和平铺膜铺设深度铺设平铺膜最外侧一幅，然后依据平铺膜幅间横向压茬宽度向条田内部依次铺设其他平铺膜，直至全部铺设完毕；

(5)灌水洗盐与改良培肥土壤：阻盐铺膜铺设完毕后用浅耙耙平田面，在条田四周修筑田埂，然后进行作物播前灌水1500～1800方/公顷洗盐，经过3-5季作物播前灌水洗盐，耕层盐分低于0.2wt％时，则可停止作物播前灌水洗盐，仅按照作物灌溉制度进行灌水即可；在耕层土壤宜耕期每年每公顷撒施腐熟有机肥9000～30000kg，耕翻混合改良耕层土壤结构性状，并按照作物种植制度、施肥制度与灌溉制度进行田间管理，循序改良培肥土壤，提升地力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明针对滨海盐碱地地下水含盐量高，随着土面蒸发和作物蒸腾，盐分向耕层聚集，造成耕层土壤盐渍加重，导致作物受盐害威胁，严重影响作物出苗、生长和产量等问题，采用耕层下铺膜阻盐改良方法，能够达到阻断耕层土壤盐碱来源，防止返盐返碱，保障作物生长并提高产量的效果。

(2)本发明的作物播前灌水洗盐和增施有机肥改良耕层土壤，既能达到盐碱地耕层土壤洗盐排盐、有效降低耕层土壤盐碱含量，又能达到有效改善土壤结构性状和作物根系生长环境，不断提升土壤肥力和生产力的目的。

(3)本发明具有适用性强、操作简便、易于推广的特点，在滨海盐碱地区域大面积推广应用，能够有效促进该区域农业生产的持续发展，取得显著的经济、生态和社会效益。

附图说明

图1为本发明所述全倾斜铺膜阻盐方式(实施例1)截面示意图；

图2为本发明所述平斜铺膜阻盐方式(实施例2)截面示意图；

图中：1为排碱沟，2为耕层，3为斜铺膜，4为平铺膜。

具体实施方式

实施例1

一种滨海盐碱地耕层下铺膜阻盐改良方法，

实验地块：山东省滨州市无棣县某村，其土地为土壤含盐量0.98wt％的重度盐碱地。

具体步骤如下：

(1)整地与铺膜材料及尺寸选择：修筑条田，条田宽度20m，长度500m，条田周围挖排盐排碱沟，沟深1.5m，上口2～3m，底宽0.5～1m，旋耕整平；铺膜材料为hdpe土工膜卷材(山东天鹤塑胶有限公司生产)，幅宽260cm，膜厚0.5mm，使用年限≥50年。

(2)铺膜方式选择与铺膜倾向和走向设定：条田土壤盐碱含量≥0.6wt％，采用全倾斜铺膜阻盐方式；阻盐铺膜的倾向均为由条田中线向条田宽度两侧边缘排碱沟倾斜，铺膜走向均为由条田长度北端沿条田长度走向铺设至条田南端。

(3)铺膜深度和倾斜角度计算与设置：条田种植制度为冬小麦-夏玉米，设定根深要求为20cm，在条田中线位置从土表向下20cm处为铺设深度上限，沿条田中线把条田分为两个铺膜改良半幅，每个半幅宽度为10m，设定铺膜下限深度50cm，铺膜总宽度为1001.25cm和倾斜角度2.86°，铺膜幅间横向压茬宽度为10cm，膜幅净宽250cm，所需膜幅数为4幅，条田中线第一幅铺膜倾斜上端边缘深度为土表下20cm、下端边缘深度为33.0cm，第二幅膜上端边缘深度33.5cm、下端为46.5cm，第三幅膜上端为47.0cm、下端为60.0cm，第四幅上端为60.4cm、下端为73.4cm。

(4)阻盐铺膜操作与实施：先从条田宽度边缘靠近排碱沟任一侧开始，按照最末幅铺膜(第四幅)下端边缘实际铺设深度73.4cm和上端边缘深度60.4cm铺设，然后绕至条田另一个改良半幅靠近排碱沟的一侧按照相同下端边缘深度和上端边缘深度、同一倾斜角度和方向铺设最末幅铺膜(第四幅)，然后依次按照计算出的第三幅、第二幅、第一幅铺膜各自上端边缘和下端边缘深度设置沿同一倾斜角度和方向进行铺设，直至条田中线全部铺设完毕。

(5)灌水洗盐与改良培肥土壤：阻盐铺膜铺设完毕后用浅耙耙平田面，在条田四周修筑宽30cm、高20cm的田埂，灌水1800方/公顷进行洗盐排盐，在耕层土壤宜耕期，撒施腐熟有机肥30000kg/公顷，浅耕使有机肥与耕层土壤混合并耙平，然后按照作物种植制度、施肥制度与灌溉制度进行播种和田间管理。

铺膜后第一季小麦测产平均为5027.5kg/公顷，比盐碱地常规种植对照田块3306.7kg/公顷增产52.0％，耕层土壤含盐量由0.98wt％降至0.46wt％，降幅达53.1％。

实施例2

一种滨海盐碱地耕层下铺膜阻盐改良方法，

实验地块：山东省滨州市沾化县某村，其土地为土壤含盐量0.55wt％的中度盐碱地。

具体步骤如下：

(1)整地与铺膜材料及尺寸选择：修筑条田，条田宽度30m，长度500m，条田周围挖排盐排碱沟，沟深1.5m，上口2～3m，底宽0.5～1m，旋耕整平；铺膜材料为hdpe土工膜卷材(山东天鹤塑胶有限公司生产)，幅宽260cm，膜厚0.5mm，使用年限≥50年。

(2)铺膜方式选择与铺膜倾向和走向设定：条田土壤盐碱含量＜0.6wt％，采用平斜铺膜阻盐方式，在条田宽度中部在耕层下平铺膜至接近两侧排碱沟前向下倾斜铺膜至两侧排碱沟；铺膜走向均为由条田长度北端沿条田长度走向铺设至条田南端。

(3)铺膜深度和倾斜角度计算与设置：条田种植制度为冬小麦-夏玉米，设定根深要求为25cm，在条田中线位置从土表向下25cm处为铺设深度上限，设定铺膜下限深度50cm，倾斜角度5.52°，一侧斜铺膜覆盖田面实际横向宽度为258.8cm，两侧斜铺膜覆盖田面实际横向宽度共为517.6cm，条田中间部位剩余田面宽度为2482.4cm，平铺膜外侧各向外延伸出斜铺膜上端边缘的压茬宽度为8.8cm，平铺膜幅上下无间隙压茬，平铺膜幅间横向压茬宽度为10cm，膜幅净宽250cm，所需平铺膜幅数为10幅，条田东西两侧斜铺膜上端边缘实际铺设深度要低于平铺膜1cm，斜铺膜下端边缘实际铺设深度为51cm，上端边缘实际铺设深度为26cm，倾斜角度不变为5.52°。

(4)阻盐铺膜操作与实施：先从条田宽度边缘靠近排碱沟任一侧开始铺设斜铺膜，按照倾斜铺膜下端和上端边缘实际铺设深度土表以下51cm和26cm铺设，然后绕至条田宽度另一侧进行铺设，再根据平铺膜与斜铺膜间的压茬夹土层厚度1cm、二者横向幅间压茬宽度8.8cm和平铺膜铺设深度25cm铺设平铺膜最外侧一幅，然后依据平铺膜幅间横向压茬宽度10cm向条田内部依次铺设其他平铺膜，直至全部铺设完毕；

(5)灌水洗盐与改良培肥土壤：阻盐铺膜铺设完毕后用浅耙耙平田面，在条田四周修筑宽30cm、高20cm的田埂，灌水1500方/公顷进行洗盐排盐，在耕层土壤宜耕期，撒施腐熟有机肥20000kg/公顷，浅耕使有机肥与耕层土壤混合并耙平，然后按照作物种植制度、施肥制度与灌溉制度进行播种和田间管理。

铺膜后第一季小麦收获时测产平均为6585.3kg/公顷，比盐碱地常规种植对照田块4672.1kg/公顷增产40.9％，耕层土壤含盐量由0.55wt％降至0.21wt％，降幅达61.8％。