生物法治理盐碱地的方法与流程

文档序号:34851492发布日期:2023-07-22 14:45阅读:134来源:国知局

本技术属于盐碱地,具体的涉及一种生物法治理盐碱地的方法。


背景技术:

1、在我国东北、西北、华北的干旱、半干旱地区,降水量小,年降雨量大约在350-700mm范围内,长期干旱,盐分淋溶少,而有些地方春季风力大,蒸发量大,高达1000-3000mm盐分聚集在土壤表层,促使盐碱地形成。土壤盐碱化主要存在于土壤表层,但是也不能排除其存在于土壤的深层,主要是因为在盐碱地形成的过程中,随着土壤中水分的蒸发,盐分会随地下水的渗透不断向土壤表层迁移,从而导致表层的土壤含盐量提高,导致了土壤的盐碱化程度加重。优质土壤给粮食生产提供最佳的场所,提供生长所需营养元素,而盐碱地中因土壤含盐量高,抑制农作物正常生长甚至减产。我国盐碱地面积约1亿公顷,并且以每年1%的速度增长,严重影响区域生态环境和农业的可持续发展。改良盐碱地可以改善生态环境并促进粮食生产,对可持续发展具有重要意义。

2、盐碱地的改良和利用包括两个方面:一方面是降低或者控制盐碱地土壤中的含盐量,主要包括有化学改良剂措施,水利工程措施,农业耕作措施。另一方面是提高作物对盐离子的耐受性。提高作物对盐离子的耐受性的措施主要包括施用生物改良剂和种植耐盐植物。再者,单一只改变土壤性质,对土壤进行改良以及提升植被的生长性能,只是一时之举;植被生长需要水,所以灌溉水的水质也是一个重要的因素。因为,灌溉水质不合理,则导致土壤中含有盐份和钙镁离子增加,土壤易板结;而且官道河所在地区又比较干旱,蒸发量大,由于毛细作用上升到地表的水蒸发后,便留下盐分。日积月累,土壤含盐量逐渐增加,土壤板结情况加剧,则会迅速回到原来的土壤性质,治标不治本。

3、现有的治理方法如下:

4、(1)水利工程措施土壤水运移影响着盐分含量,但两者联系紧密,盐分溶于水中,随着水在土壤中运移和水分蒸发,土壤中盐分含量发生改变。目前水利工程措施主要是渠道、暗沟道、井灌井排等措施。与渠道相比暗沟道排水更易脱盐,渠道和暗沟道排水主要应用于干旱和半干旱地区。井灌井排措施涉及山东和河南等地;冲洗排盐广泛应用于东北盐碱地;盐碱地中渗透性较好的土壤采用漫灌治盐,渗透性差的土壤采用多次漫灌缓解盐碱化暗管排水在水利工程措施改良盐碱地的众多方法中效果明显。黄河三角洲盐碱地暗管措施改良盐碱地黄河流域鱼塘养鱼和种植水稻可降低盐碱含量。比如公开号为:“cn108029273a”公开了及一种盐碱地的治理方法,包括如下步骤该方法通过对盐碱地分块,在各自划分区域的四周建立60cm深排碱沟,将排碱沟的土利用水洗使其脱盐,将挖出脱盐的土铺在划分区域上方,将该区域再次分块,每块区域四周建立30cm深排碱沟,将排碱沟的土利用水洗使其脱盐,将挖出的脱盐土铺在划分区域上方,将该区域再次分块,每块区域约2-4平方米,在该小块区域四周再次建立20cm排碱沟。排碱沟均可联通,汇入最下层排碱沟。采用含1‰-5%的聚谷氨酸配水浇透,然后在该平面区域上进行种植耐碱抗旱植株。本发明的治理方法是投入少效率高,操作简单,既能脱盐又能保护植物生长的一种快速治理方法。该方法就是通过以水排盐的方式。但是水利工程措施缺点是耗资大、养护和运行费用高,依靠水利改良盐碱地难以攻克。另外,水利工程措施会浪费大量的淡水资源,盐碱地大多分布在干旱或半干旱地区北方地区,所以淡水资源对于盐碱地地区显得尤为重要。同时浇灌洗盐带走钠离子、氯离子等有害离子的同时,也会带走氮磷钾等植物所必须的矿物元素。

5、(2)化学改良措施,化学改良措施主要是利用了酸碱中和的原理,改变了盐碱地土壤的理化性质的方法,通常这种方法快速有效。常见的化学改良剂有石膏、硫酸、矿渣磷石膏、糠醛渣、腐殖酸等化学物质。它们不仅可以改变盐碱地土壤的酸碱性,还能够跟土壤中的盐离子发生作用,使其有害盐离子得以聚集,从而降低了盐碱地中可溶性盐离子的作用,达到盐碱地改良的目的,化学改良剂的缺点也较明显,成本较高,难以降解,对环境容易造成污染。

6、(3)物理改良措施,盐碱化土壤通透性差,黏粘性大,物理改良措施可以改善土壤结构,减少水分蒸发,进一步使土壤中盐分的淋洗率得到提高。物理措施主要包括土地平整、客土、地表覆盖等方法。客土法土壤改良措施可以显著降低浅层土层土壤含盐量、土壤ph值和土壤容重,有效改善土壤的理化性质,为作物生长创造了更有利的环境,从而提高了作物产量,对盐碱地改良效果明显。地表覆盖目前最多为秸杆覆盖,秸杆覆盖可以减低盐度,增加土壤含水量。秸秆双层覆盖降低盐碱地的蒸发量,增加抑蒸率。增加秸秆覆盖深度增加脱盐率。物理改良可降低盐碱土容重,增加通透性和孔隙度,加大水盐运移,提升保温性和保墒性,在实际过程中,由于物理措施费时费力的特点,限制了此措施的实施。

7、(4)生物改良措施,生物改良措施是改善盐溃化土壤的有效措施,是提高生态效益和经济效益的重要手段。生物改良技术包括种植抗盐性强的作物、绿肥脱盐降碱、微生物改良技术等。在现有公开的技术中,比如公开号为:“

8、cn111937523a”公开了一种基于生物方法复育盐碱地用的土壤改良方法,涉及土壤改良技术领域;为了解决磷石膏易造成土壤重金属污染问题;具体包括如下步骤:整理盐碱地;将盐碱地划分区域,检测各个区域土壤的ph值和ec值;在盐碱地表面开坑,利用雨季进行淋洗盐碱地;在盐碱地表面及坑内均匀撒施稀释后的微生物菌肥;深耕深松盐碱地;平整土地;合理布局种植耐盐作物;所述合理布局种植耐盐作物之前还包括中耕盐碱地;所述深耕深松盐碱地的深度在50-60cm。本发明通过生物改良的盐碱地具有脱盐持久、稳定且有利于水土保持以及生态平衡的效果,促进微生物活动,进一步改善土壤理化性能,不会造成土壤重金属污染的情况。

9、由于不同地区的盐碱地盐分含量不同,且地质状态具有相当大的差异,微生物菌肥在不同区域盐碱地的适应能力具有明显的区别,表现性也差异很大,总体并不稳定。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种生物法治理盐碱地的方法。

2、本发明采用的技术方案如下:

3、生物法治理盐碱地的方法,包括如下步骤:

4、1)制备氯化钠浓度为1%、ph值为9的培养溶液,在培养溶液中接种短小芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌中的一种或两种;在温度为25-33℃下振荡培养2-4天,形成生物菌落;

5、2)取盐碱地表皮土壤碾碎、过滤杂质、灭菌处理制备成泥饼,将泥饼表面刮均匀,将泥饼放置在培养器的底部,并利用培养液进行浸透,待培养液澄清后将步骤1)得到的生物菌落转移到培养器内进行1周刺激性培养,并保持培养液没过泥饼;

6、3)经过步骤2)刺激培养完成后,将泥饼自然通风干燥并粉碎得到半成品,然后将预胶化淀粉配置成浓度为30%的淀粉胶液,将淀粉胶液、半成品以及生物炭颗粒按照比例为1-3:5-7:2:4搅拌混合,制备得到粒径为4-6mm的颗粒载体菌种;

7、4)将颗粒载体菌种与盐碱地表皮土壤混合均匀并堆放发酵2-4周,然后将堆放发酵的土壤均匀铺洒在盐碱地进行降盐治理;

8、5)隔2个月在按照每亩20-30kg将颗粒载体菌种均匀的撒在盐碱地表皮,浅耕1-2次,如此循环3-4次。

9、进一步地,在步骤1)中,所述培养液包括如下质量百分比的物质:

10、8-12g氯化钠;

11、1l蒸馏水;

12、20-30g葡萄糖;

13、20-25g蛋白胨;

14、0.5-3g牛肉膏;

15、20-25g琼脂。

16、进一步地,所述泥饼的表面设置有均匀的通孔。

17、进一步地,所述生物炭颗粒的粒径为3-5mm,其中,所述生物炭颗粒用于为菌落长期生长提供生存载体;

18、淀粉胶液用于将生物炭颗粒和半成品进行粘结,同时,为生物菌落生长提供长期的提供多糖养料。

19、进一步地,在进行堆放时,采用铲机将盐碱地表皮土壤堆积,然后按照每吨盐碱地表皮土壤混入50-80kg颗粒载体菌种进行均匀混合,混合后附上生物质基材并喷水发酵;其中,生物质基材选用秸秆、麦草。

20、进一步地,所述生物质基材的长度为8-15cm。生物基材铺洒厚度为5-8cm,并在生物基材上部覆塑料膜,其中,塑料膜上开设有均匀的透气孔。

21、进一步地,在步骤5)中,浅耕深度为20-35cm。

22、本发明具有如下的优势:

23、在进行菌落培养过程中,通过利用盐碱地土壤进行刺激性培养,通过筛选出适应性强的菌落,使得菌落生长形成适应盐碱地的能力。

24、以生物炭颗粒为菌落长期生长的生存载体,将微生物菌剂负载于生物炭上,为微生物提供生存繁殖的空间。一方面,生物炭具有含碳量丰富、质量轻、多孔等特性,对土壤性质直接影响包括土壤容重降低、持水量增加,改善排水和通气性,提高养分保留及降低土壤的ph,从而提高了作物的存活率。另一方面,生物炭具有较大的内表面积和孔径,这对于微生物的生存具有很大的意义。生物炭颗粒与土壤的颗粒进行比较可以发现,生物炭“聚集体”可以提供类似由矿物质和有机物聚集体所具有的功能,例如能够为土壤生物群落提供栖息地或保留土壤中的水分和营养。

25、在本技术中,通过淀粉胶液用于将生物炭颗粒和半成品进行粘结,可以有效的将微生物承载到生物炭颗粒上,随着淀粉胶液不断水解,同时也为生物菌落生长提供长期的提供多糖养料。

26、在本技术中,微生物的培养经过起初菌落培养(步骤1)、适应性刺激培养(步骤2)、利用生物炭承载(步骤3)、富集适应性发酵培养(步骤4)4个阶段,使得微生物菌落能够有效的适应改善区域的盐碱地,通过筛选、驯化微生物菌剂,获得具有抵抗盐胁迫并促进植物生长的益生菌,是提高盐碱地绿植存活率的一种有效方法。

27、在发酵过程中采用了生物质覆盖,发酵完毕后,生物质随浅耕被旋入地下,通过生物质在地下的分解发酵,为微生物进一步提供了养分,并增强了盐碱地的肥力。

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