一种快速提升砂质土壤结构发育与水肥利用效率的方法

本发明涉及砂质土壤，尤其涉及一种快速提升砂质土壤结构发育与水肥利用效率的方法。

背景技术：

1、近半个世纪以来，西北干旱区农业土地的开发，使大面积的荒漠变为绿洲灌溉农田。河西走廊中段的张掖地区从1990年到2014年的25年间，1162 km2的荒漠变为绿洲，耕地面积增加了近三分之一。绿洲向荒漠扩张的土地利用变化显著改变了干旱区包括水、土、气、生的一系列生态过程，加速了土壤发育进程，自然荒漠土壤逐渐向人工土壤转变。近30年来开垦的农田，自然土壤主要为风砂土、灰棕漠土和灰漠土等，大部分为砂质土壤，或整个剖面为细砂层、或含有较高的粗砂或砾石、或土层浅薄，结构松散、持水保肥能力极弱。在开垦后的农业利用过程中，耕层土壤养分在大量化肥的投入下可以迅速积累，但由于缺乏粘粉粒等胶结物质，难以形成稳定的土壤团聚体，土壤结构发育迟缓，导致新垦砂质农田成为绿洲农作物生产化肥投入、灌溉需水最大的区域、土壤风蚀最严重的区域和地下水氮污染的高风险区域。

2、长期以来，对荒漠砂质土壤的改造利用是在长期的地表水灌溉、引洪漫淤、客土改造、以及农家肥（土粪）的不断投入下，逐渐形成耕层结构发育良好的绿洲灌漠土。但近几十年来开垦的荒漠砂质土壤，在农业利用过程中，一方面上游水库的修建和渠系的完善、加之以地下水为主的灌溉方式，阻断了以往地表水灌溉携带的泥沙输入；另一方面，高度集中的养殖业成为依托和服务于城镇的集中产业，已脱离了与农田的养分循环耦合关系，大面积的新垦农田很难实现农家肥的持续投入。缺乏细粒物质的输入、形成土壤团聚体的胶结物质缺失成为砂质土壤结构发育迟缓的瓶颈问题。

3、促进砂质土壤结构发育、提升持水保肥性能、有效阻控水分养分渗漏和淋溶损失以提升水肥利用效率，需要寻求新的技术和途径。河西走廊中部临泽县有储量十分丰富的凹凸棒粘土资源。凹凸棒是一种天然的具有纳米棒状晶体结构的含水富镁铝硅酸盐2：1型粘土矿物，具有独特的纤维网状结构和显著的胶凝特性。作为胶结物质应用于砂质土壤，有望快速改善砂质土壤质地、提升持水保肥性能和作物水肥利用效率，具有很好的应用前景。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、实用的快速提升砂质土壤结构发育与水肥利用效率的方法。

2、为解决上述问题，本发明所述的一种快速提升砂质土壤结构发育与水肥利用效率的方法，其特征在于：该方法是指在播种前将凹凸棒粉复合肥与凹凸棒粘土粉混合，作为基肥一次施入即可；其中：当砂质土壤中砂粒质量含量＞80%时，施用6000kg·hm-2凹凸棒粘土粉、1750kg·hm-2含30%凹凸棒粉复合肥和155 kg·hm-2凹凸棒包裹尿素；当砂质土壤中砂粒质量含量<75%时，施用3000kg·hm-2凹凸棒粘土粉、1500kg·hm-2含20%凹凸棒粉复合肥和128 kg·hm-2凹凸棒包裹尿素。

3、所述含20%凹凸棒粉复合肥按下述方法制得：将尿素、磷二铵、硫酸钾、凹凸棒粉以2.5：3.5：2.0：2.0的质量比混合均匀，并用圆盘滚动造粒机将凹凸棒粉包裹在化肥颗粒上即得；该复合肥中含n 17.8%、p2o516.1%、k2o 10%且总养分为43.9%。

4、所述含30%凹凸棒粉复合肥按下述方法制得：将尿素、磷二铵、硫酸钾、凹凸棒粉以2.0：3.0：2.0：3.0的质量比混合均匀，并用圆盘滚动造粒机将凹凸棒粉包裹在化肥颗粒上即得；该复合肥中含n 14.6%、p2o513.8%、k2o 10%且总养分为38.4%。

5、所述凹凸棒包裹尿素按下述方法制得：将化肥尿素掺混10%的凹凸棒粉，经圆盘滚动造粒，即得含n 41.4%的凹凸棒包裹尿素。

6、本发明与现有技术相比具有以下优点：

7、1、凹凸棒粘土的施用有长期效应：

8、本发明在砂质土壤上施用凹凸棒粘土，增加了土壤细粒胶结物质，可改善砂质土壤质地，促进土壤水稳性团聚体的形成和结构发育，利于形成结构良好的肥沃耕层，对水肥利用效率的提升有长期效应。

9、2、劳动力投入减少：

10、本发明采用一次性轻简化施用，减少了玉米生育期至少2次追肥的劳动力投入。

11、3、凹凸棒作为良好的缓释载体，在缓释肥生产中已得到应用，同时也是复混肥生产造粒的胶结物质或缓释/控失肥料包衣剂。本发明依据多年开展的绿洲新垦砂质土壤玉米最佳施肥量，结合新垦绿洲砂质土壤特性，确定凹凸粘土包裹复合肥复合肥氮、磷、钾养分及凹凸棒粘土合适比例。

12、4、本发明方法简单、实用，适用于中国北方大面积的风沙化土地治理和水肥利用效率快速提升，在凹凸棒粘土矿物储量丰富的区域更为适合。

13、5、采用本发明方法，不但增加了作物产量和收入，而且提升了资源利用效率。

技术特征：

1.一种快速提升砂质土壤结构发育与水肥利用效率的方法，其特征在于：该方法是指在播种前将凹凸棒粉复合肥与凹凸棒粘土粉混合，作为基肥一次施入即可；其中：当砂质土壤中砂粒质量含量＞80%时，施用6000kg·hm-2凹凸棒粘土粉、1750kg·hm-2含30%凹凸棒粉复合肥和155 kg·hm-2凹凸棒包裹尿素；当砂质土壤中砂粒质量含量<75%时，施用3000kg·hm-2凹凸棒粘土粉、1500kg·hm-2含20%凹凸棒粉复合肥和128 kg·hm-2凹凸棒包裹尿素。

2.如权利要求1所述的一种快速提升砂质土壤结构发育与水肥利用效率的方法，其特征在于：所述含20%凹凸棒粉复合肥按下述方法制得：将尿素、磷二铵、硫酸钾、凹凸棒粉以2.5：3.5：2.0：2.0的质量比混合均匀，并用圆盘滚动造粒机将凹凸棒粉包裹在化肥颗粒上即得；该复合肥中含n 17.8%、p2o5 16.1%、k2o 10%且总养分为43.9%。

3.如权利要求1所述的一种快速提升砂质土壤结构发育与水肥利用效率的方法，其特征在于：所述含30%凹凸棒粉复合肥按下述方法制得：将尿素、磷二铵、硫酸钾、凹凸棒粉以2.0：3.0：2.0：3.0的质量比混合均匀，并用圆盘滚动造粒机将凹凸棒粉包裹在化肥颗粒上即得；该复合肥中含n 14.6%、p2o5 13.8%、k2o 10%且总养分为38.4%。

4.如权利要求1所述的一种快速提升砂质土壤结构发育与水肥利用效率的方法，其特征在于：所述凹凸棒包裹尿素按下述方法制得：将化肥尿素掺混10%的凹凸棒粉，经圆盘滚动造粒，即得含n 41.4%的凹凸棒包裹尿素。

技术总结
本发明涉及一种快速提升砂质土壤结构发育与水肥利用效率的方法，该方法是指在播种前将凹凸棒粉复合肥与凹凸棒粘土粉混合，作为基肥一次施入即可；其中：当砂质土壤中砂粒质量含量＞80%时，施用6000kg·hm<supgt;‑2</supgt;凹凸棒粘土粉、1750kg·hm<supgt;‑2</supgt;含30%凹凸棒粉复合肥和155 kg·hm<supgt;‑2</supgt;凹凸棒包裹尿素；当砂质土壤中砂粒质量含量<75%时，施用3000kg·hm<supgt;‑2</supgt;凹凸棒粘土粉、1500kg·hm<supgt;‑2</supgt;含20%凹凸棒粉复合肥和128 kg·hm<supgt;‑2</supgt;凹凸棒包裹尿素。本发明可改善砂质土壤质地，促进土壤水稳性团聚体的形成和结构发育，利于形成结构良好的肥沃耕层，对水肥利用效率的提升有长期效应。

技术研发人员：刘婷娜,苏永中
受保护的技术使用者：中国科学院西北生态环境资源研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27