一种改良和利用轻中度盐碱地的种植方法

1.本技术涉及土壤改良技术领域，具体而言，涉及一种改良和利用轻中度盐碱地的种植方法。


背景技术：

2.盐碱地是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长，盐碱地形成的实质主要是各种易溶性盐类在地面作水平方向与垂直方向的重新分配，从而使盐分在集盐地区的土壤表层逐渐积聚起来。盐碱地可分为轻度盐碱地、中度盐碱地和重度盐碱地，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。盐碱对植物可造成两种危害：一是毒害作用，当植物吸收进较多的钠离子或氯离子时，就会改变细胞膜的结构和功能，最终会造成植物死亡；二是提高了土壤的渗透压，给植物根的吸收作用造成了阻力，使植物吸水发生困难，出现细胞脱水、植株萎蔫，最后导致植物死亡。我国有大面积的轻中度盐碱化土地，主要分布在华北平原、东北平原、西北内陆地区及滨海地区。因此，改良与利用轻中度盐碱地，可有效缓解人口增加与土地之间的矛盾，保持农业可持续发展，改善生态环境。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种改良和利用轻中度盐碱地的种植方法，该种植方法可增强盐碱地土壤的保水性，降低盐分含量，具有较好的改良效果。
4.本技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
5.一种改良和利用轻中度盐碱地的种植方法，包括以下步骤：
6.在灌溉水中加入聚丙烯酰胺并对待改良的盐碱地土壤进行灌溉，后进行深翻耕，再静置；
7.静置后挖掘种植坑，并在种植坑内铺设过滤层；
8.在上述过滤层上铺设蓄水层，并埋设透气管，再回填盐碱地土壤，并施加土壤保水剂，翻耕混匀；
9.再在回填的盐碱地土壤表面施加底肥，翻耕混匀，隔天撒播牧草种子，施肥阶段浇灌海藻肥；
10.翌年刈割收获后，旋耕，再种植耐盐苗木并在开花期时翻耕入土，再种植豆科植物。
11.相对于现有技术，本技术的实施例至少具有如下优点或有益效果：
12.本技术首先对盐碱地土壤进行灌溉，可使土壤盐分溶解，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，由于轻中度盐碱土形成的根本原因在于水分状况不良，故改良以使盐碱地能够保持水分为主，而在灌溉水中添加聚丙烯酰胺后，由于聚丙烯酰胺遇到水之后会改变结构和状态，形成多枝纤维状而将土壤表层结构紧紧围绕，从而降低外界对于土壤的破坏以及水分的流失，明显提高土壤的保水性，使土壤盐分充分溶解；铺设
过滤层，可有效阻止或减轻地下盐水中的盐分进入种植坑内影响植物根系生长，蓄水层可将多余的水分进行储存，为植物根系的生长提供水分，再埋设透气管，便于空气进入土壤内部，提高土壤的透气性，有利于植物的根系生长。
13.首先种植牧草，由于牧草生长速度快，能够迅速生长并大面积覆盖盐碱地表面，减少水分蒸腾，达到溶解盐分的效果，同时还能够提供牧草，有效改良和利用了盐碱地，再种植耐盐苗木，可有效培肥土壤，并在开花期时翻入土壤，能够形成土壤腐殖层，腐殖质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，且腐殖质还可促进团粒结构形成，从而使土壤孔度增加，透水性增强，有利于盐分淋洗，抑制返盐。腐殖层在微生物的活动分解下，可不断地给土壤提供营养，使土壤有机质积累增加，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，由于作物过早翻压其产量较低，作物过于幼嫩，肥效短，而翻压过迟，作物老化，养分过多转移到种子中，茎叶养分含量较低，且茎叶碳氮比大，在土壤中不易分解，降低肥效，故在开花期时将作物翻入土壤，能够更好地提高土壤的保水保肥和供肥能力，最后种植豆科植物，豆科植物根部含有根瘤菌，其能够固氮，对盐碱地土壤具有培肥的作用，最终达到了改良和利用轻中度盐碱地的效果。
14.本技术的土壤保水剂由丙烯酸、丙烯酰胺、淀粉、磷酸盐、酚醛类交联剂、沸石粉、硅藻土、秸秆粉和海藻酸钠制成，丙烯酸、丙烯酰胺和淀粉可制备得到淀粉接枝丙烯酸类吸水性树脂，再以酚醛类交联剂与吸水性树脂主要活性集团酰胺基(-conh2)发生缩合反应，使得线性共聚物形成三维网络结构，且在发生交联反应时可将苯环嵌入，从而提高了吸水性树脂的保水性和不溶性，而磷酸盐与丙烯酰胺之间可发生共价键交联反应，使得吸水性树脂与水分子间形成氢键连接，进一步提高了吸水性树脂的稳定性和保水效果，再加入沸石粉、硅藻土、秸秆粉和海藻酸钠复配后，由于沸石内部具有丰富的孔隙结构，可以吸附大量的水分子，硅藻土具有较强的吸附能力，而秸秆可增强土壤的肥力，海藻酸钠具有较强的吸水性能，施加该土壤保水剂后可以明显抑制土壤水分的损失并提高土壤对水肥的调控性能。
具体实施方式
15.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
16.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本技术。
17.本技术实施例提供了一种改良和利用轻中度盐碱地的种植方法，包括以下步骤：
18.在灌溉水中加入聚丙烯酰胺并对待改良的盐碱地土壤进行灌溉，后进行深翻耕，再静置；
19.静置后挖掘种植坑，并在种植坑内铺设过滤层；
20.在上述过滤层上铺设蓄水层，并埋设透气管，再回填盐碱地土壤，并施加土壤保水剂，翻耕混匀；
21.再在回填的盐碱地土壤表面施加底肥，翻耕混匀，隔天撒播牧草种子，施肥阶段浇灌海藻肥；
22.翌年刈割收获后，旋耕，再种植耐盐苗木并在开花期时翻耕入土，再种植豆科植物。
23.在上述实施例中，由于轻中度盐碱土形成的根本原因在于水分状况不良，故改良以使盐碱地能够保持水分为主，首先对盐碱地土壤进行灌溉，可使土壤盐分溶解，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，而在灌溉水中添加聚丙烯酰胺后，由于聚丙烯酰胺遇到水之后会改变结构和状态，形成多枝纤维状而将土壤表层结构紧紧围绕，从而降低外界对于土壤的破坏以及水分的流失，明显提高土壤的保水性，使土壤盐分充分溶解；铺设过滤层，可有效阻止或减轻地下盐水中的盐分进入种植坑内影响植物根系生长，蓄水层可将多余的水分进行储存，为植物根系的生长提供水分，再埋设透气管，便于空气进入土壤内部，提高土壤的透气性，有利于植物的根系生长。
24.首先种植牧草，由于牧草生长速度快，能够迅速生长并大面积覆盖盐碱地表面，减少水分蒸腾，达到溶解盐分的效果，同时还能够提供牧草，有效改良和利用了盐碱地，再种植耐盐苗木，可有效培肥土壤，并在开花期时翻入土壤，能够形成土壤腐殖层，腐殖质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，且腐殖质还可促进团粒结构形成，从而使土壤孔度增加，透水性增强，有利于盐分淋洗，抑制返盐。腐殖层在微生物的活动分解下，可不断地给土壤提供营养，使土壤有机质积累增加，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，由于作物过早翻压其产量较低，作物过于幼嫩，肥效短，而翻压过迟，作物老化，养分过多转移到种子中，茎叶养分含量较低，且茎叶碳氮比大，在土壤中不易分解，降低肥效，故在开花期时将作物翻入土壤，能够更好地提高土壤的保水保肥和供肥能力，最后种植豆科植物，豆科植物根部含有根瘤菌，其能够固氮，对盐碱地土壤具有培肥的作用，最终达到了改良和利用轻中度盐碱地的效果。
25.在本技术的一些实施例中，上述深翻耕的深度为40-50cm。由于盐分在土壤中的分布情况为地表层多，下层少，经过深翻耕后，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，且深翻耕能疏松耕作层，切断土壤毛细管，减弱土壤水分蒸发，有效地控制土壤返盐。
26.在本技术的一些实施例中，静置时，静置时间为10-20天，期间每隔2-3天进行一次洒水。静置期间进行洒水养护，可减弱土壤水分蒸发，防止返盐。
27.在本技术的一些实施例中，上述过滤层为活性白土。活性白土具有较好的过滤效果，可将地表水中的盐分阻隔在过滤层外表面。
28.在本技术的一些实施例中，上述蓄水层为8-12cm厚的碎石块。碎石块可增加土壤中的透气空间，改善植物根部的透气性，且还能增加土壤的保水性，具有蓄水保墒的作用。
29.在本技术的一些实施例中，上述透气管的埋设方式为：透气管直立埋入种植坑坑壁，且透气管一端埋入碎石块内，另一端露出地面与空气接触。
30.在本技术的一些实施例中，上述透气管为管壁布满不规则小孔的pvc管。透气管可在土壤中营造透气空间，满足植物根系生长对氧气的要求，且由于空气的进入，使土壤温度升高，有利于植物的生长，且即使在降雨量或是灌溉量较多时，多余的水分也可渗入透气管
内，便于及时排出，避免积水烂根。
31.在本技术的一些实施例中，按重量份计，上述土壤保水剂包括以下原料：丙烯酸80-100份、丙烯酰胺15-30份、淀粉20-40份、磷酸盐10-20份、酚醛类交联剂5-10份、沸石粉30-50份、硅藻土20-40份、秸秆粉30-50份和海藻酸钠5-10份。丙烯酸、丙烯酰胺和淀粉可制备得到淀粉接枝丙烯酸类吸水性树脂，酚醛类交联剂与吸水性树脂主要活性集团酰胺基(-conh2)发生缩合反应，使得线性共聚物形成三维网络结构，且在发生交联反应时可将苯环嵌入，从而提高了吸水性树脂的保水性和不溶性，而磷酸盐与丙烯酰胺之间可发生共价键交联反应，使得吸水性树脂与水分子间形成氢键连接，进一步提高了吸水性树脂的稳定性和保水效果，再加入沸石粉、硅藻土、秸秆粉和海藻酸钠复配后，由于沸石内部具有丰富的孔隙结构，可以吸附大量的水分子，硅藻土具有较强的吸附能力，而秸秆可增强土壤的肥力，海藻酸钠具有较强的吸水性能，施加该土壤保水剂后可以明显抑制土壤水分的损失并提高土壤对水肥的调控性能。
32.在本技术的一些实施例中，上述底肥为硫酸钾复合肥。硫酸钾复合肥是微酸性肥料，适合在盐碱地上施用，可抑制盐类对作物的不良影响，促进作物生长，提高作物的耐盐力。
33.在本技术的一些实施例中，刈割时，在牧草高度35-40cm时对牧草进行刈割，之后每隔20-30d刈割一次，每次留茬长度为10-12cm。通过刈割利用，一方面可将牧草回收，另一方面可促使牧草继续生长，控制牧草的刈割高度和间隔时间，可避免收割时间较晚或是间隔时间过长，影响牧草的粗纤维含量，进而影响牧草的品质，控制留茬高度，可利于牧草后续再生长。
34.以下结合实施例对本技术的特征和性能作进一步的详细描述。
35.实施例1
36.一种改良和利用轻中度盐碱地的种植方法，包括以下步骤：
37.在灌溉水中加入聚丙烯酰胺并对待改良的盐碱地土壤进行灌溉，后进行深翻耕，深翻耕的深度为45cm，再静置15天，期间每隔2天进行一次洒水；
38.静置后挖掘种植坑，并在种植坑内铺设过滤层；
39.在上述过滤层上铺设蓄水层，其中，过滤层为活性白土，蓄水层为10cm厚的碎石块，并将透气管直立埋入种植坑坑壁，且透气管一端埋入碎石块内，另一端露出地面与空气接触，透气管为管壁布满不规则小孔的pvc管，再回填盐碱地土壤，并施加土壤保水剂，翻耕混匀；
40.土壤保水剂包括以下原料：丙烯酸90g、丙烯酰胺22g、淀粉30g、磷酸盐15g、酚醛类交联剂7g、沸石粉40g、硅藻土30g、秸秆粉40g和海藻酸钠7g；
41.再在回填的盐碱地土壤表面施加底肥，底肥为硫酸钾复合肥，翻耕混匀，隔天撒播牧草种子，施肥阶段浇灌海藻肥；
42.翌年在牧草高度37cm时对牧草进行刈割，之后每隔25d刈割一次，每次留茬11cm，旋耕入土，再种植耐盐苗木并在开花期时翻耕入土，再种植豆科植物。
43.实施例2
44.一种改良和利用轻中度盐碱地的种植方法，包括以下步骤：
45.在灌溉水中加入聚丙烯酰胺并对待改良的盐碱地土壤进行灌溉，后进行深翻耕，
深翻耕的深度为40cm，再静置10天，期间每隔2天进行一次洒水；
46.静置后挖掘种植坑，并在种植坑内铺设过滤层；
47.在上述过滤层上铺设蓄水层，其中，过滤层为活性白土，蓄水层为8cm厚的碎石块，并将透气管直立埋入种植坑坑壁，且透气管一端埋入碎石块内，另一端露出地面与空气接触，透气管为管壁布满不规则小孔的pvc管，再回填盐碱地土壤，并施加土壤保水剂，翻耕混匀；
48.土壤保水剂包括以下原料：丙烯酸80g、丙烯酰胺15g、淀粉20g、磷酸盐10g、酚醛类交联剂5g、沸石粉30g、硅藻土20g、秸秆粉30g和海藻酸钠5g；
49.再在回填的盐碱地土壤表面施加底肥，底肥为硫酸钾复合肥，翻耕混匀，隔天撒播牧草种子，施肥阶段浇灌海藻肥；
50.翌年在牧草高度35cm时对牧草进行刈割，之后每隔20d刈割一次，每次留茬10cm，旋耕入土，再种植耐盐苗木并在开花期时翻耕入土，再种植豆科植物。
51.实施例3
52.一种改良和利用轻中度盐碱地的种植方法，包括以下步骤：
53.在灌溉水中加入聚丙烯酰胺并对待改良的盐碱地土壤进行灌溉，后进行深翻耕，深翻耕的深度为50cm，再静置20天，期间每隔3天进行一次洒水；
54.静置后挖掘种植坑，并在种植坑内铺设过滤层；
55.在上述过滤层上铺设蓄水层，其中，过滤层为活性白土，蓄水层为12cm厚的碎石块，并将透气管直立埋入种植坑坑壁，且透气管一端埋入碎石块内，另一端露出地面与空气接触，透气管为管壁布满不规则小孔的pvc管，再回填盐碱地土壤，并施加土壤保水剂，翻耕混匀；
56.土壤保水剂包括以下原料：丙烯酸100g、丙烯酰胺30g、淀粉40g、磷酸盐20g、酚醛类交联剂10g、沸石粉50g、硅藻土40g、秸秆粉50g和海藻酸钠10g；
57.再在回填的盐碱地土壤表面施加底肥，底肥为硫酸钾复合肥，翻耕混匀，隔天撒播牧草种子，施肥阶段浇灌海藻肥；
58.翌年在牧草高度40cm时对牧草进行刈割，之后每隔30d刈割一次，每次留茬12cm，旋耕入土，再种植耐盐苗木并在开花期时翻耕入土，再种植豆科植物。
59.实施例4
60.一种改良和利用轻中度盐碱地的种植方法，包括以下步骤：
61.在灌溉水中加入聚丙烯酰胺并对待改良的盐碱地土壤进行灌溉，后进行深翻耕，深翻耕的深度为42cm，再静置17天，期间每隔2天进行一次洒水；
62.静置后挖掘种植坑，并在种植坑内铺设过滤层；
63.在上述过滤层上铺设蓄水层，其中，过滤层为活性白土，蓄水层为9cm厚的碎石块，并将透气管直立埋入种植坑坑壁，且透气管一端埋入碎石块内，另一端露出地面与空气接触，透气管为管壁布满不规则小孔的pvc管，再回填盐碱地土壤，并施加土壤保水剂，翻耕混匀；
64.土壤保水剂包括以下原料：丙烯酸85g、丙烯酰胺18g、淀粉35g、磷酸盐18g、酚醛类交联剂7g、沸石粉42g、硅藻土33g、秸秆粉48g和海藻酸钠9g；
65.再在回填的盐碱地土壤表面施加底肥，底肥为硫酸钾复合肥，翻耕混匀，隔天撒播
牧草种子，施肥阶段浇灌海藻肥；
66.翌年在牧草高度38cm时对牧草进行刈割，之后每隔28d刈割一次，每次留茬11cm，旋耕入土，再种植耐盐苗木并在开花期时翻耕入土，再种植豆科植物。
67.实施例5
68.一种改良和利用轻中度盐碱地的种植方法，包括以下步骤：
69.在灌溉水中加入聚丙烯酰胺并对待改良的盐碱地土壤进行灌溉，后进行深翻耕，深翻耕的深度为47cm，再静置13天，期间每隔3天进行一次洒水；
70.静置后挖掘种植坑，并在种植坑内铺设过滤层；
71.在上述过滤层上铺设蓄水层，其中，过滤层为活性白土，蓄水层为11cm厚的碎石块，并将透气管直立埋入种植坑坑壁，且透气管一端埋入碎石块内，另一端露出地面与空气接触，透气管为管壁布满不规则小孔的pvc管，再回填盐碱地土壤，并施加土壤保水剂，翻耕混匀；
72.土壤保水剂包括以下原料：丙烯酸98g、丙烯酰胺16g、淀粉28g、磷酸盐12g、酚醛类交联剂8g、沸石粉37g、硅藻土32g、秸秆粉46g和海藻酸钠7g；
73.再在回填的盐碱地土壤表面施加底肥，底肥为硫酸钾复合肥，翻耕混匀，隔天撒播牧草种子，施肥阶段浇灌海藻肥；
74.翌年在牧草高度36cm时对牧草进行刈割，之后每隔22d刈割一次，每次留茬10cm，旋耕入土，再种植耐盐苗木并在开花期时翻耕入土，再种植豆科植物。
75.对比例1
76.与实施例1相比，灌溉水中不加入聚丙烯酰胺。
77.对比例2
78.与实施例1相比，不施加土壤保水剂。
79.实验例
80.选取宁夏银川灌区的轻中度盐碱地作为试验点，采取小区对比试验的方式，小区面积为24m2(6m
×
4m)，随机区组排列，试验设计5个处理，各个处理分别按实施例和对比例的方法对盐碱地土壤进行改良和利用，各个处理均取0-20cm深度的土壤样品用于土壤理化指标分析，分别测定盐碱地改良前和改良后的ph值和可溶性盐的含量。测定结果如表1所示。
81.其中，ph值采用电位法测定；可溶性盐总量采用残渣烘干-质量法测定。
82.表1
[0083][0084][0085]
由表1可知，经过本技术实施例的种植方法改良后，盐碱地土壤的ph值和可溶性盐明显降低，而对比例1由于不加入聚丙烯酰胺，其保肥保水能力有所下降，使得对土壤的改良效果有所影响，对比例2由于不加入土壤保水剂，使得土壤中水分减少，降低了对土壤中盐分的抑制效果，使得改良效果较实施例有所下降。
[0086]
综上所述，本技术提供一种改良和利用轻中度盐碱地的种植方法，首先对盐碱地土壤进行灌溉，可使土壤盐分溶解，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，由于轻中度盐碱土形成的根本原因在于水分状况不良，故改良以使盐碱地能够保持水分为主，而在灌溉水中添加聚丙烯酰胺后，由于聚丙烯酰胺遇到水之后会改变结构和状态，形成多枝纤维状而将土壤表层结构紧紧围绕，从而降低外界对于土壤的破坏以及水分的流失，明显提高土壤的保水性，使土壤盐分充分溶解；铺设过滤层，可有效阻止或减轻地下盐水中的盐分进入种植坑内影响植物根系生长，蓄水层可将多余的水分进行储存，为植物根系的生长提供水分，再埋设透气管，便于空气进入土壤内部，提高土壤的透气性，有利于植物的根系生长。
[0087]
首先种植牧草，由于牧草生长速度快，能够迅速生长并大面积覆盖盐碱地表面，减少水分蒸腾，达到溶解盐分的效果，同时还能够提供牧草，有效改良和利用了盐碱地，再种植耐盐苗木，可有效培肥土壤，并在开花期时翻入土壤，能够形成土壤腐殖层，腐殖质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，且腐殖质还可促进团粒结构形成，从而使土壤孔度增加，透水性增强，有利于盐分淋洗，抑制返盐。腐殖层在微生物的活动分解下，可不断地给土壤提供营养，使土壤有机质积累增加，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，由于作物过早翻压其产量较低，作物过于幼嫩，肥效短，而翻压过迟，作物老化，养分过多转移到种子中，茎叶养分含量较低，且茎叶碳氮比大，在土壤中不易
分解，降低肥效，故在开花期时将作物翻入土壤，能够更好地提高土壤的保水保肥和供肥能力，最后种植豆科植物，豆科植物根部含有根瘤菌，其能够固氮，对盐碱地土壤具有培肥的作用，最终达到了改良和利用轻中度盐碱地的效果。
[0088]
本技术的土壤保水剂由丙烯酸、丙烯酰胺、淀粉、磷酸盐、酚醛类交联剂、沸石粉、硅藻土、秸秆粉和海藻酸钠制成，丙烯酸、丙烯酰胺和淀粉可制备得到淀粉接枝丙烯酸类吸水性树脂，再以酚醛类交联剂与吸水性树脂主要活性集团酰胺基(-conh2)发生缩合反应，使得线性共聚物形成三维网络结构，且在发生交联反应时可将苯环嵌入，从而提高了吸水性树脂的保水性和不溶性，而磷酸盐与丙烯酰胺之间可发生共价键交联反应，使得吸水性树脂与水分子间形成氢键连接，进一步提高了吸水性树脂的稳定性和保水效果，再加入沸石粉、硅藻土、秸秆粉和海藻酸钠复配后，由于沸石内部具有丰富的孔隙结构，可以吸附大量的水分子，硅藻土具有较强的吸附能力，而秸秆可增强土壤的肥力，海藻酸钠具有较强的吸水性能，施加该土壤保水剂后可以明显抑制土壤水分的损失并提高土壤对水肥的调控性能。
[0089]
以上所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。