一种旱、沙地改造为水田的保水节水保肥节肥处理方法与流程

本发明涉及土地治理技术领域，特别涉及一种旱、沙地改造为水田的保水节水保肥节肥处理方法。

背景技术：

随着人地需求矛盾表现的日益突出，尤其是对耕地资源的需求表现得更为明显，为落实“占优补优、占水田补水田”的要求，逐步开展了耕地工程改造，以实现耕地的占补平衡。对水资源匮乏的少雨地带及沙化严重的山坡地带改造水田是对于耕地改造的主要难点内容。水田改造后，土壤的肥力水平是否得到了提高，关键取决于施工完成后土体的构型是否良好，良好的土体构型既有利于农作物吸收土壤中的养分，又能促进农作物的生长。

目前对旱、沙地改造水田的工程处理方法，其往往改造后的土体构型生产力低，尤其是在抛荒、轮种时，其保水保肥功能低，水源利用率低，极易出现犁底层水分渗漏和养分的流失，导致土壤改良后保水保肥长效性差的问题。因此，需要寻找一种能够有效保持改造水田的长效保水保肥功能的处理方法，以较好地保持植株在种植过程中灌溉的水不被渗漏，提高土壤养分水分水平，保障植株在生根阶段的需要，并促进植物根系生长和水分吸收，实现良好的节水节肥效果，节约大量的灌溉用水和种植肥料成本，减少人力物力的损耗。

技术实现要素：

鉴以此，本发明提出一种旱、沙地改造为水田的保水节水保肥节肥处理方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种旱、沙地改造为水田的保水节水保肥节肥处理方法，包括如下步骤：

步骤1：剥离耕作层：对旱、沙地的表土耕作层、土石层剥离，剥离高度为≥30cm；

步骤2：第一次碾压：对剥离后的地面整平处理后，采用15～18吨压路机进行第一次2～3遍机械压实处理，压实度为≥85％，形成≥10cm犁底层，并采用保水材料加水稀释混合后，以喷淋的方式喷淋于犁底层表面，静置待干；

步骤3：保水材料覆盖：在犁底层的表面干铺保水材料，使之平整均匀的覆盖犁底层表面，形成保水层，覆盖量为2～2.5kg/m²；

步骤4：第二次回填处理：在保水层表面先采用10～20％原土进行回填，完全覆盖保水层表面，形成第一原土层；并在第一原土层表面铺洒覆盖土壤改良添加料，所述土壤改良添加料由植物秸秆干粉、树木皮粉、芦苇干粉、水狐尾藻干粉和伊乐藻干粉混合而成；覆盖量为0.2～0.5kg/m²；再采用15～25％原土进行再次回填，完全覆盖土壤改良混合料表面，形成第二原土层；

步骤5：第二次碾压：对第二原土层平整处理后，采用13～15吨压路机进行第二次2～3遍机械压实处理，形成保水保肥过渡层；

步骤6：第二次回填：在保水保肥过渡层的表面采用55～75％原土进行第二次回填，完全覆盖保水保肥过渡层，形成第三原土层；保水保肥过渡层与第三原土层总厚度为≥40cm；

步骤7：旋耕处理：在第二原土层的表面加入有机肥、微量元素原料和保水材料进行1次干旋后，加入水进行2次水旋，形成耕植土层，对其表面进行蓄水层整平处理，即可放水进行水田作物的种植耕作。

进一步说明，所述保水材料，按照重量份数比，包括：30～50份粉煤灰、40～60份火山石、30～50份玄武岩、25～35份石灰岩、60～80份细沙、35～55份河沙、10～15份河塘干泥、3～8份硅藻土和3～8份凹凸棒土；经混合球磨至细度为300～1000目以上所得的超细粉料。本发明的保水剂属于超细颗粒，一方面其能减缓土壤上部渗水，另外一方面作为超细粉末，并于不同土层中采取了不同方式施加，充分利用其被水润湿后，具有很大的比表面积，且有良好的物理黏性，能够封堵下层压实土的渗漏管道，大幅度减少渗水并降低压实土的回弹。

进一步说明，步骤2中，保水材料与水稀释混合的料液比为(1～3)：(20～50)kg/l。

进一步说明，步骤3中，所述保水层的覆盖量为1.8kg/m²。

进一步说明，所述土壤改良添加料中的作物秸秆干粉、树木皮粉、芦苇干粉、水狐尾藻干粉和伊乐藻干粉的混合重量份数比为(15～25):(2～4):(1～3):(1～3):(1～3)，有利提高土壤的保水保肥性。

进一步说明，步骤4中，在保水层表面先采用15％原土进行回填，铺洒土壤改良添加料后，再采用25％原土进行再次回填。

进一步说明，步骤5中，所述保水保肥过渡层的压实度为40～50％。利用土壤改良剂添加料与一定量原土压实形成保水保肥过渡层，更好地减少犁底层的渗漏和降低原土的回弹，提高土壤保水保肥的长效稳定性。

进一步说明，所述有机肥由禽畜干粪、沼渣、腐熟杂草、发酵豆粕、茶叶渣按照重量份数比(10～20):(5～8):(5～8):(3～5):(3～5)混合而成。

进一步说明，步骤7中，根据实际土质肥力情况，添加有机肥和微量元素原料，每1亩土壤提升1％有机质含量，保水材料用量为0.5～0.8kg/m²。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明主要通过了二次碾压与二次回填的方式进行旱、沙地的土体构型的重建。经过第一次碾压处理后，形成一定厚度的高密度度的犁底层，并采用湿法与干施结合在犁底层表面添加保水材料，可以更好地封闭犁底层的土壤颗粒间的缝隙，加强密实度及土壤黏合度，实现稳定的封闭保水的目的。同时，在此基础上，本发明利用多次原土回填的方式，分别形成了保水保肥过渡层和水肥一体的耕植土层，在保水保肥过渡层的回填过程中，添加了由植物秸杆干粉、树木皮粉、芦苇干粉、水狐尾藻干粉和伊乐藻干粉混合而成的土壤改良剂，以及经过第二次机械压实处理，提高犁底层的抗渗漏性和降低压实土的回弹，有效保持土壤中的养分水分，同时，与经过干旋与2次水旋的耕植土层组合，能够较好地保持作物在种植过程中灌溉的水和养分不被渗漏流失，提高土壤改良后的长效性，实现了良好的土壤保水保肥效果，并充分保障作物在生根阶段的水分和养分的需要，有利于作物的根系深扎，促进底层根系的吸收养分和稳定生长，提高植株的成活率和作物的生产量，从而实现改造水田的良好节水节肥效果，节约大量的灌溉用水和种植肥料成本，提高作物耕作的质量，对于水资源匮乏的少雨地带及沙化严重的山坡地带改造具有重要的意义。

附图说明

图1本发明旱、沙地改造水田的保水节水保肥节肥处理方法的流程示意图：

图2本发明实施例2的剥离耕作层的工程作业示意图；

图3本发明实施例2的土石方开挖工程作业示意图；

图4本发明实施例2的第一次碾压工程作业示意图；

图5本发明实施例2的保水材料稀释喷涂工程作业示意图；

图6本发明实施例2的保水材料覆盖工程作业示意图；

图7本发明实施例2的第一次回填工程作业示意图；

图8本发明实施例2的第二次碾压工程作业示意图；

图9本发明实施例2的第二次回填工程作业示意图；

图10本发明实施例2的干旋及二遍水旋工程作业示意图；

图11本发明实施例2的蓄水表面平整工程作业示意图；

图12本发明实施例2的保水观察情况示意图；

图13本发明实施例2的验收期内的7日保水效果观察的情况示意图；

图14本发明旱、沙地改造水田的土体层结构示意图。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。

本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1-一种旱、沙地改造为水田的保水节水保肥节肥处理方法，包括如下步骤：

步骤1：剥离耕作层：对旱、沙地的表土耕作层、土石层剥离，剥离平均高度为33cm；

步骤2：第一次碾压：对剥离后的地面整平处理后，采用18吨压路机进行第一次2遍机械压实处理，压实度为85％，形成平均11cm犁底层，并采用市售保水材料加水，以料液比为1:20kg/l稀释混合后，以喷淋的方式喷淋于犁底层表面，静置待干；

步骤3：保水材料覆盖：在犁底层的表面干铺保水材料，使之平整均匀的覆盖犁底层表面，形成保水层，覆盖量为2kg/m²；

步骤4：第二次回填处理：在保水层表面先采用10％原土进行回填，完全覆盖保水层表面，形成第一原土层；并在第一原土层表面铺洒覆盖土壤改良添加料，所述土壤改良添加料由植物秸秆干粉、树木皮粉、芦苇干粉、水狐尾藻干粉和伊乐藻干粉按重量份数比为15:2:1:1:1混合而成；覆盖量为0.2kg/m²；再采用15％原土进行再次回填，完全覆盖土壤改良混合料表面，形成第二原土层；

步骤5：第二次碾压：对第二原土层平整处理后，采用15吨压路机进行第二次2遍机械压实处理，压实度为40％，形成保水保肥过渡层；

步骤6：第二次回填：在保水保肥过渡层的表面采用75％原土进行第二次回填，完全覆盖保水保肥过渡层，形成第三原土层；保水保肥过渡层与第三原土层平均总厚度为45cm；

步骤7：旋耕处理：在第二原土层的表面加入有机肥、微量元素原料和保水材料，每1亩土壤提升1％有机质含量，保水材料用量为0.5kg/m²，进行1次干旋后，加入水进行2次水旋，形成耕植土层，对其表面进行蓄水层整平处理，即可放水进行水田作物的种植耕作。

实施例2-一种旱地改造为水田的保水节水保肥节肥处理方法，包括如下步骤：

于海南海口市福昌村，分别随机选取相邻的未经种植作物、保水性差的4个旱地田块，作为试验田块1～4，面积为215平方米；

试验田块1进行如下改造水田的处理方法，

步骤1：剥离耕作层：对旱地田块的表土耕作层、土石层剥离，剥离平均高度为35cm；按照先深后浅、从上到下、分层分段的原则依次进行，按照图纸对基底标高进行测量，剥离至设计底标高后，田边修整齐、底铲平，剥离的土壤按指定地点存放，便于后续回填；

步骤2：第一次碾压：对剥离后的地面整平处理后，采用15吨压路机进行第一次3遍机械压实处理，压实度为85％，形成平均13cm犁底层，并采用保水材料加水，以料液比为3:50kg/l稀释混合后，以喷淋的方式喷淋于犁底层表面，静置待干；其中，所述保水材料，按照重量份数比，包括：30份粉煤灰、40份火山石、30份玄武岩、25份石灰岩、60份细沙、35份河沙、10份河塘干泥、3份硅藻土和3份凹凸棒土；经混合球磨至细度为800目以上所得的超细粉料；

步骤3：保水材料覆盖：在犁底层的表面干铺保水材料，使之平整均匀的覆盖犁底层表面，形成保水层，覆盖量为1.8kg/m²；

步骤4：第二次回填处理：在保水层表面先采用15％原土进行回填，由低到高逐层回填，保证土方平衡，需要完全覆盖保水层表面，形成第一原土层；并在第一原土层表面铺洒覆盖土壤改良添加料，所述土壤改良添加料由植物秸秆干粉、树木皮粉、芦苇干粉、水狐尾藻干粉和伊乐藻干粉按重量份数比为25:4:3:3:3混合而成；覆盖量为0.5kg/m²；再采用25％原土进行再次回填，完全覆盖土壤改良混合料表面，形成第二原土层；

步骤5：第二次碾压：对第二原土层平整处理后，采用13吨压路机进行第二次3遍机械压实处理，压实度为50％，形成保水保肥过渡层；

步骤6：第二次回填：在保水保肥过渡层的表面采用60％原土进行第二次回填，由低到高逐层回填，保证土方平衡，完全覆盖保水保肥过渡层，形成第三原土层；保水保肥过渡层与第三原土层平均总厚度为48cm；

步骤7：旋耕处理：在第二原土层的表面加入有机肥、微量元素原料和保水材料，每1亩土壤提升1％有机质含量，保水材料用量为0.6kg/m²，进行1次干旋后，加入水进行2次水旋，形成耕植土层，对其表面进行蓄水层整平处理，即可放水进行水田作物的种植耕作。

试验田块2根据上述试验田块1的改造水田的处理方法，区别在于：步骤2中，未进行保水材料的喷淋；步骤3中，保水层的覆盖量为3kg/m²；步骤7中，保水材料用量为1kg/m²；其余均与试验田块1的处理方法相同。

试验田块3根据上述试验田块1的改造水田的处理方法，区别在于：步骤4将原土与土壤改良添加料混合后，进行单次回填，平均厚度为48cm；其余均与试验田块1的处理方法相同。

试验田块4根据上述试验田块1的改造水田的处理方法，区别在于：步骤4中，采用作物秸秆干粉作为土壤改良添加料，同样覆盖量为0.5kg/m²，其余均与试验田块1的处理方法相同。

将试验田块1～4后完成改造，并经过蓄水表面平整后，进行验收期内的7日保水效果观察，如图1所示，并在试验田块中进行水稻种植和养护，在种植过程中，对田块施用有机肥为800kg/亩，其中，有机肥由禽畜干粪、沼渣、腐熟杂草、发酵豆粕、茶叶渣按照重量份数比15:6:6:4:4混合而成；并在水稻收割后，进行土壤采样检测和记录土壤的有机质、ph值的情况，以及水稻产量情况，如下表：

其中，水稻种植的耗水量为种植过程的补水灌溉。由上表数据表明，本发明对旱地的水田改造的土壤结构具有长效的保水保肥功能，在水稻种植过程中，能够较好地保持作物在种植过程中灌溉的水和养分不被渗漏流失，提高土壤改良后的长效性，实现了良好的土壤保水保肥效果，并充分保障作物在生根阶段的水分和养分的需要，有利于作物的根系深扎，促进底层根系的吸收养分和稳定生长，提高作物的生产量。

根据试验田块1和实验田块2的对比可以看出，实验田块2的7日内日平均水位的下降值基本相等，而在水稻种植过程的耗水量明显增加，同等施肥条件下，水稻总产量明显低，表明本发明通过采用湿法与干施结合在犁底层表面添加保水材料，并控制各个步骤中的保水材料的覆盖量，有利于作物的底层根系的吸收养分和稳定生长，提高作物的生产量。由试验田3中可以看出，实验田块3的7日内日平均水位的下降值明显增长，且在水稻种植过程的耗水量明显增加，同等施肥条件下，土壤有机质含量低，水稻总产量低；表明本发明在一定的保水材料的有效利用下，进一步通过结合多次原土回填的方式，分别形成的保水保肥过渡层和水肥一体的耕植土层，可进一步提高犁底层的抗渗漏性和降低压实土的回弹，有效保持土壤中的养分水分，降低犁底层的渗漏率，并充分保障作物在生根阶段的水分和养分的需要，有利于作物的根系深扎，促进根系的吸收养分和稳定生长，保证作物的生长，在稳定的节水节肥功能的基础上，大大减少了种植过程的耗水量，节约大量的灌溉用水和种植肥料成本，实现土壤长效的保水保肥效果。由试验田4中，还可以看出，本发明在保水保肥过渡层的回填过程中，添加了由植物秸秆干粉、树木皮粉、芦苇干粉、水狐尾藻干粉和伊乐藻干粉混合而成的土壤改良剂，使其结合二次机械压实处理，能够较好地保持作物在种植过程中灌溉的水和养分不被渗漏流失，提高促进土壤的保水保肥效果。

实施例3-一种沙地改造为水田的保水节水保肥节肥处理方法，包括如下步骤：

于海南儋州分别随机选取相邻的未经种植作物、保水性差的沙地田块，作为试验田块3，面积268平方米；分别进行如下改造水田的处理方法：

步骤1：剥离耕作层：对沙地田块的表土耕作层、土石层剥离，剥离平均高度为33cm；按照先深后浅、从上到下、分层分段的原则依次进行，按照图纸对基底标高进行测量，剥离至设计底标高后，田边修整齐、底铲平，剥离的土壤按指定地点存放，便于后续回填；

步骤2：第一次碾压：对剥离后的地面整平处理后，采用16吨压路机进行第一次3遍机械压实处理，压实度为85％，形成平均12cm犁底层，并采用保水材料加水，以料液比为2:25kg/l稀释混合后，以喷淋的方式喷淋于犁底层表面，静置待干；其中，所述保水材料，按照重量份数比，包括：50份粉煤灰、60份火山石、50份玄武岩、35份石灰岩、80份细沙、55份河沙、15份河塘干泥、8份硅藻土和8份凹凸棒土；经混合球磨至细度为1000目以上所得的超细粉料；

步骤3：保水材料覆盖：在犁底层的表面干铺保水材料，使之平整均匀的覆盖犁底层表面，形成保水层，覆盖量为2.5kg/m²；

步骤4：第二次回填处理：在保水层表面先采用20％原土进行回填，由低到高逐层回填，保证土方平衡，完全覆盖保水层表面，形成第一原土层；并在第一原土层表面铺洒覆盖土壤改良添加料，所述土壤改良添加料由植物秸秆干粉、树木皮粉、芦苇干粉、水狐尾藻干粉和伊乐藻干粉按重量份数比为25:4:3:3:3混合而成；覆盖量为0.3kg/m²；再采用25％原土进行再次回填，完全覆盖土壤改良混合料表面，形成第二原土层；

步骤5：第二次碾压：对第二原土层平整处理后，采用14吨压路机进行第二次3遍机械压实处理，压实度为50％，形成保水保肥过渡层；

步骤6：第二次回填：在保水保肥过渡层的表面采用55％原土进行第二次回填，由低到高逐层回填，保证土方平衡，完全覆盖保水保肥过渡层，形成第三原土层；保水保肥过渡层与第三原土层平均总厚度为50cm；

步骤7：旋耕处理：在第二原土层的表面加入有机肥、微量元素原料和保水材料，每1亩土壤提升1％有机质含量，保水材料用量为0.8kg/m²，进行1次干旋后，加入水进行2次水旋，形成耕植土层，对其表面进行蓄水层整平处理后，放水进行水稻种植。

统计水稻收割后土壤采样检测的有机质含量为14.87g/kg、ph值为5.53，以及水稻总产量484.23斤，亩产量1204.58斤，水稻种植140天的亩耗水量为349.16m³,表明沙地改造水田的土壤具有良好的节水保肥功能，长效性好，有效保持土壤的有机质和ph值，取得了较高产量的水稻种植。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。