本发明涉及农作物栽培技术领域，特别涉及一种四维改良盐碱地的方法。
背景技术
盐碱地是盐类集积的一个种类，是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长，根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成，大部分与土壤中碳酸盐的累计有关，因而碱化度普遍较高，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。
盐碱土是一种因含盐量过多或强碱性，而“生了病”的土瓌。盐碱地分级指标如下：轻度盐化士，土壤含盐量0.1～0.2％；中度盐化土，土壤含盐量0.2～0.4％：重度盐化土，土壤含盐量0.4～0.6％(我国大多数以30厘米土壤耕层来计算含盐量)。衡量盐碱地的另一指标是酸碱度，即ph值，一般以7.5为中性，＜7.0为微酸性，＞7.5为微碱性。
目前土壤改良方法主要有水利改良、化学改良、生物改良和物理改良。各种改良方的方式、作用与目的各不相同，但都为作物生长创造良好水、盐、肥、气环境，维持土地的持续利用。
利用特种肥料，有效改良中度至轻度园林盐碱地，该肥料是利用离子吸附转化盐类，肥盐平衡的合力降低含盐量，降低ph值，内含钠离子吸附剂，腐植酸，黄腐酸，烯土组成吸盐降碱的最佳聚合体。中度盐碱地配合大量应用麦糠加特种肥料，将有更好的效果。
盐碱地一般有低温、土瘦、结构差的特点。有机肥经微牛物分解、转化形成腐殖质能提高土壤的缓冲能力，并可和碳酸钠作用形成腐殖酸钠，降低土壤碱性。腐殖酸钠还能刺激作物生长，增强抗盐能力。腐殖质可以促进团粒结构形成，从而使孔隙度增加，透水性增强，有利于盐分淋洗，抑制返盐。有机质在分解过程中产生大量有机酸，一方面可以中和土壤碱性，另一方面可加速养分分解，促进迟效养分转化，提高磷的有效性。因此，增施有机肥料是改良盐碱地，提高土壤肥力的重要措施。
盐碱土主要有两种类型，一种是分布在江河湖泊沿岸阶地的低平地形、爽槽形、滩洼地形，具有次生性质；第二种盐碱土属于古代和近代盐湖周围以及地层含盐所形成的土壤剧烈积盐，具有原生性质。盐碱土形成是自然和人为因素共同作用的结果，研究表明，土壤母质、质地、地形、新构造运动、水文条件和人为活动等是影响盐碱土形成的重要因素。
盐碱地在利用过程当中，简单说，可以分为轻盐碱地、中度盐碱地和重盐碱地。轻盐碱地是指它的出苗率在70％-80％，它含盐量在千分之三以下；重盐碱地是指它的含盐量超过千分之六，出苗率低于50％；中间这块就是中度盐碱地(用ph值表示为：轻度盐碱地ph值为：7.1-8.5，中度盐碱地ph值为：8.5-9.5，重度盐碱地ph值为：9.5以上)。
现有技术中，盐碱地的改良方法一般如下：
1、洗盐。洗盐就是把水灌到盐碱地里，使土壤盐分溶解，通过下渗把表土层中的可溶性盐碱排到深层土中或淋洗出去，侧渗入排水沟加以排除。
2、平整土地。平整土地可使水分均匀下渗，提高降雨淋盐和灌溉洗盐的效果，防止土壤斑状盐渍化。深耕深翻。盐分在土壤中的分布情况为地表层多，下层少，经过耕翻，可把表层土壤中盐分翻扣到耕层下边，把下层含盐较少的土壤翻到表面。翻耕能疏松耕作层，切断土壤毛细管，减弱土壤水分蒸发，有效地控制土壤返盐。盐碱地翻耕的时间最好是春季和秋季。春、秋是返盐较重的季节。秋季耕翻尤其有利于杀死病虫卵，清除杂草，深埋根茬，加强有机质分解和迟效养分的释放，所以值得提倡。
3、适时耙地。耙地可疏松表土，截断土壤毛细管水向地表输送盐分，起到防止返盐的作用。耙地要适时，要浅春耕，抢伏耕，早秋耕，耕干不耕湿。
4、增施有机肥，合理施用化肥。盐碱地一般有低温、土瘦、结构差的特点。有机肥经微生物分解、转化形成腐殖质，能提高土壤的缓冲能力，并可和碳酸钠作用形成腐殖酸钠，降低土壤碱性。腐殖酸钠还能刺激作物生长，增强抗盐能力。腐殖质可以促进团粒结构形成，从而使孔度增加，透水性增强，有利于盐分淋洗，抑制返盐。有机质在分解过程中产生大量有机酸，一方面可以中和土壤碱性，另一方面可加速养分分解，促进迟效养分转化，提高磷的有效性。因此，增施有机肥料是改良盐碱地，提高土壤肥力的重要措施。此外，化肥对改良盐碱的作用也受到人们重视，化肥给土壤中增加氮磷钾，促进作物生长，提高了作物的耐盐力。施用化肥可以改变土壤盐分组成，抑制盐类对植物的不良影响。无机肥可增加作物产量，多出秸秆，扩大有机肥源，以无机促有机。当然，盐碱地施用化肥时要避免施用碱性肥料，如氨水、碳酸氢铵、石灰氮、钙镁磷肥等，而应以中性和酸性肥料为好。硫酸钾复合肥是微酸性肥料，适合在盐碱地上施用，且有改良盐碱地的良好作用。
有关盐碱土改良前人已做了大量的工作，改良途径主要分为两类，一是保护植被或引入抗盐碱植物，让其自然恢复，该方法见效慢且对中轻度盐碱地不实用。二是物理(用水泥硬覆盖、秸秆还田、夹沙、秸秆翻埋等、化学(高聚物改良剂、磷石膏等)方法，使土壤性质短期内发生明显改变，使之适合植物生长，从而达到治盐碱目的，缺点是成本太高，难以大面积推广。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种四维改良盐碱地的方法，更具体涉及一种减少土壤盐分的秸秆还田的方法，包含了不同的秸秆还田的方法对盐碱地的影响，从而获得最佳秸秆还田的方式来减少土地的含盐量。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种四维改良盐碱地的方法，包括以下步骤：
m1：以当地的水稻品种、水热条件及栽培种植模式为基础，进行区组试验，筛选适宜的水稻品种及配套的种植方式；
m2：种植方式选择旱稻直播、水稻插秧两种栽培；
m3：施加植物生长调节素；
m4：施加土壤改良剂；
m5：采用微型传感器与ns-iot物联网通讯技术实现水土肥药循环和植物生长过程的智能化控制。
所述步骤m2进一步包括：旱稻直播采用旱作免耕留茬直播技术和旱作翻耕覆膜技术两种栽培技术；水稻插秧采用水稻移栽栽培技术。
所述步骤m1进一步包括：采用暗管系统为水稻种植提供完备的水利基础设施；蓄水循环利用，达到节水的目的；通过氨基酸金属离子吸附技术，除去水中溶解的重金属离子。
所述步骤m3进一步包括：将新型植物生长调节素和微量元素有机肥搭配施加，促进作物生长的同时起到降低土壤盐碱度和重金属危害的作用。
所述步骤m5进一步包括：采用微型传感器与ns-iot物联网通讯技术，将植物生长和水土循环过程中的地下生长条件、地上生长环境、作物生长态势、病虫害信息即时传送至大数据中心，通过ai人工智能和远程专家数字化诊断控制的方式，实现水土肥药循环和植物生长过程的智能化控制。
所述步骤m5进一步包括：各个环节自动控制，实现按期、自动、定量灌水；及时自动化排出含盐水；定时、定量、均匀施肥，保证系统流畅，保证作物增产。
所述步骤m1进一步包括：暗管改碱灌溉工程建立、水稻栽培技术体系建立、水稻植保技术体系建立、水肥一体化技术建立。
所述步骤m1进一步包括：采取下述耕作模式：秸秆粉碎抛洒在土壤表面，采用土层置换犁进行土层置换，将秸秆翻埋入土。
所述步骤m1进一步包括：秸秆还田分两步：第一步是先用土层置换犁的第一犁开出一条0.35-0.45m深的堑沟；第二步是将秸秆填到堑沟内，第二犁随之将附近距离0.05-0.45m的耕作层土壤翻转扣在前述深的堑沟内，并形成一条新的0.35-0.45m深的堑沟，为下一次耕作做好准备。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种如前述任一项四维改良盐碱地的方法在土壤土质改良中的应用。
本发明有益效果包括：本发明四维改良盐碱地的方法，使盐碱地种水稻更加地容易，产出的大米更安全健康，同时又不损耗本就短缺的淡水资源；同时本发明暗管系统可为水稻种植提供完备的水利基础设施，两者结合，可快速降低土地的盐碱度；再加上轻松实现的蓄水功能，一方面实现蓄水的循环利用，达到节水的目的；另一方面通过氨基酸金属离子吸附技术，除去水中溶解的重金属离子，最终实现灌溉用水清洁健康，土地盐碱度明显降低，种出的水稻安全健康，产出的大米品质优良。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明，但本发明并不局限于这些实施例。
本发明属于作物栽培技术领域。更具体涉及一种减少土壤盐分的秸秆还田的方法，具体包含了不同的秸秆还田的方法对盐碱地的影响，从而获得最佳秸秆还田的方式来减少土地的含盐量。
盐碱地四维改良技术是包括抗逆性水稻、植物生长调节素、土壤改良剂和要素物联网这四个方面在盐碱地种稻，即可利用土地产粮，又可改良土壤，因而越种越适宜种植水稻，土壤改良越快。但是盐碱地种植水稻必须有健全的排涝系统和充足的水源，灌水要足、排水要好，达到林、田、路、渠综合治理，特别是新垦稻区更为重要。
稻田在保水的情况下，除一部分水消耗于叶面蒸腾作用和田间蒸发外，绝大部分渗漏水或地表水不断把盐碱洗出土体或渗入土壤底层，而使土体脱盐，尤其是土壤表层脱盐率最高，形成一个脱盐层，随着种稻年限的增加，脱盐层的厚度也逐渐增加，土壤的ph值下降2～3。
因为水田土壤含水量总处于饱和状态，能冲淡盐分，淋洗盐分渗到深处。长时间淹灌和排水灌水，土壤中的盐分就可以被淋洗排除。另外，盐碱地种稻，除了排盐还能改善土壤的理化性质。水稻通过根系释放出大量的二氧化碳，直接溶于水形成碳酸。碳酸的积累，可以综合土壤中的碳酸钠，降低土壤中的ph值；同时又促进土壤中含有难溶性的碳酸钙溶解，这一变化增加了土壤溶液中的钙离子浓度，使之被土壤中胶体表面吸附，其中的钠离子发生交换。被交换中的钠离子，随灌水淋洗到土壤底层或排出土体，由此强碱性变为轻碱性。
而为了使盐碱地种水稻更加地容易，产出的大米更安全健康，同时又不损耗本就短缺的淡水资源，种植耐盐碱、低镉、耐旱等抗逆性水稻显得十分必要。同时暗管系统可为水稻种植提供完备的水利基础设施，两者结合，可快速降低土地的盐碱度；再加上轻松实现的蓄水功能，一方面实现蓄水的循环利用，达到节水的目的；另一方面通过氨基酸金属离子吸附技术，除去水中溶解的重金属离子，最终实现灌溉用水清洁健康，土地盐碱度明显降低，种出的水稻安全健康，产出的大米品质优良。
本发明一实施例中具体的做法是：以当地的水稻品种、水热条件及栽培种植模式为基础，进行区组试验，筛选适宜的水稻品种及配套的种植方式。种植方式选择旱稻直播、水稻插秧两种栽培，其中旱稻直播采用旱作免耕留茬直播技术和旱作翻耕覆膜技术两种栽培技术；水稻插秧主要采用水稻移栽栽培技术。
植物生长调节素是一种新型有机营养配方，测土配方结合作物生长对微量元素的需求规律，将新型植物生长调节素和微量元素有机肥合理搭配，促进作物生长的同时起到降低土壤盐碱度和重金属危害的作用。
用最先进的微型传感器与ns-iot物联网通讯技术，将植物生长和水土循环过程中的地下生长条件、地上生长环境、作物生长态势、病虫害等信息即时传送至大数据中心，通过ai人工智能和远程专家数字化诊断控制的方式，实现水土肥药循环和植物生长过程的智能化控制。
由各个环节自动控制，实现按期、自动、定量灌水；及时自动化排出含盐水；定时、定量、均匀施肥，保证系统“流畅”，保证作物“增产”，大量节约人力。这一系统主要包括暗管改碱灌溉工程建立、水稻栽培技术体系的建立、水稻植保技术体系的建立(包括无人机监测及药物防治)及水肥一体化技术的建立。
本发明就是通过四维改良法其中的秸秆还田的方法对盐碱地进行改良。
在本发明另一实施例中，试验于2015年4月至2017年4月进行，共设3个处理：
(1)当地常规耕作(ck)，机械收获，秸秆粉覆盖，春季免耕播种，苗期深松20cm；
(2)一年“土层置换+秸秆阻断”(sd1，是指仅做一次“土层置换+秸秆还田”处理)，15年机械收获，秸秆粉碎抛洒在土壤表面，采用土层置换犁进行土层置换，将秸秆翻埋入土，主要分两步，第一步是先用土层置换犁的第一犁开出一条0.40m深的堑沟，第二步是将秸秆填到堑沟内，第二犁随之将临近的耕作层土壤翻转扣在深沟内，并形成一条新的0.40m深堑沟，为下一次耕作做好准备；
(3)连续两年“土层置换+秸秆阻断”(sd2，在一年“土层置换+秸秆阻断”耕作方式基础上再做一次“土层置换+秸秆阻断”处理)，2016年采用土层置换犁进行土层置换，方式同上。试验采取大区对比设计，每个处理8行区，面积2240m2，每个试验区除耕作方式不同外，其它田间管理措施同当地常规大田。
2015年秋季土层置换犁作业前、2016和2017年土层置换犁作业前、后进行土壤样品采集，分别测定土壤0～5cm、5～10cm、10～15cm、15～20cm、20～25cm、25～30cm、30～35cm、35～40cm的土壤含盐量和ph值。
由表1可知，一年“土层置换+秸秆阻断”耕作方式在经过一茬作物生长之后，土壤0～20cm土壤ph值没有明显变化，20～40cm土壤ph值较对照明显降低。经过两茬作物生长后，一年“土层置换+秸秆阻断”耕作处理0～40cm土壤ph值与对照差异不显著，表明一年“土层置换+秸秆阻断”耕作方式对土壤ph值改良效应只持续1年。
从表1可见，一年“土层置换+秸秆阻断”作处理在经过两茬作物生长之后，在0～20cm土壤中，na+、hco-、cl-、so42-均较对照高，且差异达到显著水平；在20～40cm土壤中，k+、cl-、so42-均较对照高，差异达到显著水平。连续两年“土层置换+秸秆阻断”耕作处理，在经过一茬作物生长之后，0～20cm土壤中，ca2+、mg2+、hco-、cl-、so42-均较一年“土层置换+秸秆阻断”耕作处理与对照低，且差异均达到显著水平；在20～40cm土壤中，na+、ca2+、mg2+、so42-均较一年“土层置换+秸秆阻断”耕作处理与对照低，且差异均达到显著水平。从土壤可溶性盐离子来看，0～40cm土壤连续两年“土层置换+秸秆阻断”耕作方式的土壤可溶性盐分含量明显降低，达到了降低土壤耕层盐分的目的，减少盐分对作物根系的损害，增加作物产量。
表1“土层置换+秸秆阻断”耕作方式实验数据
秸秆还田是四维改良法的其中一种方法，能有效的降低土壤的盐含量和ph，起到改良盐碱地的作用，“土层置换+秸秆阻断”耕作方式通过土层置换疏松土壤、破坏土壤毛细管，降低0～40cm土壤耕层土壤容重，提高土壤蓄水、保水能力；且在地表以下40cm深处铺设玉米秸秆作为隔层，降低土壤ph值，降低土壤耕层盐分，以减少盐分对作物根系的损害，有利于改善根系土层，高了盐碱地生产力。其中，一年“土层置换+秸秆阻断”耕作方式对土壤理化性状改良后效可持续两年，连续两年“土层置换+秸秆阻断”耕作方式对土壤理化性状改良效果更好。从结论已能看出一定趋势，但仍需后续试验，对比一年、连续两年和连续三年的“土层置换+秸秆阻断”耕作方式对土壤理化性状改良后效，从而找出最佳的栽培方案。
以上所述，仅是本发明的几个实施例，并非对本发明做任何形式的限制，虽然本发明以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于本发明技术方案保护范围内。