内陆盐碱地土壤改良剂及牧草的高产种植方法

本发明涉及生态修复，更具体的涉及内陆盐碱地土壤改良剂及牧草的高产种植方法。

背景技术：

1、盐碱土地由地表水溶性盐分过量扩散和累积而形成，极难被直接利用。其中nacl、na2so4、na2co3以及nahco3等是盐碱土地最常见的物质形态。但内陆盐碱地通常生态环境恶劣，治理技术缺乏，有效利用困难，导致不断加剧的盐碱化、次生盐碱化严重制约了土壤质量和牧草产量的提升。因此，合理修复并利用内陆盐碱地，基于盐碱土改良剂和耐盐植物资源发展盐土农牧业显得非常迫切。

2、优质抗逆牧草是内陆盐碱地改良、植被恢复和生产力提升的物质基础。中国科学院植物研究所选育的中科1号羊草(leymus chinensis zhongke no.1)具有产量高、蛋白质含量高、适口性好、再生力强、叶量多等特性，而且抗寒抗旱、耐盐碱、耐瘠薄；已在陕西、宁夏、内蒙古等地成功引种。但内陆重度、中度盐碱地和次生盐碱地在牧草建植之前需要脱盐降碱，否则，高度盐碱化的土壤会抑制草种萌发，进而影响牧草的出苗率、结实率、种产量和干/鲜草产量等。这也是当前盐碱地生态修复与有效利用的重点和难点。利用土壤改良剂在一定程度上降低土壤盐碱化之后，可以种植羊草，实现对盐碱地的高效利用。

3、沸石作为一种多孔的铝硅酸盐矿物，其开放的三维结构和独特的四面体格架使其具有巨大的比表面积以及大量宽阔的孔穴和孔道，决定了其较高的离子吸附容量和吸附交换能力，可作为土壤改良剂使用。尽管沸石具有较大的比表面积，但在盐碱地中，天然沸石的孔道极易被水分子和其他不同离子半径的na+、k+、ca2+、mg2+等盐基离子占据，造成沸石孔道堵塞，进而影响沸石的离子交换能力和表面吸附能力，使得天然沸石在改良盐碱土中表现出一定的局限性。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提供了内陆盐碱地土壤改良剂及牧草的高产种植方法，先利用土壤改良剂使土壤脱盐降碱，进而种植具有较强抗逆性的羊草，该方法可以有效降低土壤的盐碱化程度、增加植被覆盖度、控制土地荒漠化并提高牧草产量。

2、本发明的第一个目的是提供内陆盐碱地土壤改良剂，土壤改良剂由以下重量份的组分组成：7-10份氧化石墨烯/沸石、30-50份磷石膏、3-6份纤维素水凝胶；

3、所述氧化石墨烯/沸石按照以下步骤制备得到：

4、步骤1、向nacl改性沸石中加入壳聚糖溶液，30-35℃搅拌得到壳聚糖/沸石；

5、步骤2、以水为溶剂，加入氧化石墨烯和壳聚糖/沸石，70-80℃搅拌得到氧化石墨烯/沸石。

6、优选的，步骤1中，搅拌时间为5-7h；nacl改性沸石与壳聚糖溶液的比例为20-40g：100ml，壳聚糖溶液的浓度为15-30mg/ml。

7、优选的，步骤1中，将壳聚糖溶于体积百分比为2％的醋酸溶液中，制成15-30mg/ml的壳聚糖溶液。

8、优选的，步骤2中，搅拌时间为6-10h；氧化石墨烯在水中的浓度为1-5mg/ml，氧化石墨烯与壳聚糖/沸石的质量比为1-5：1.5-7.5。

9、优选的，步骤1中，nacl改性沸石是以氯化钠为改性剂，对沸石改性得到。

10、本发明的第二个目的是提供牧草的高产种植方法，将上述内陆盐碱地土壤改良剂添加至待修复的盐碱地中，翻耕；次年，在改良后的盐碱地中种植牧草。

11、优选的，所述土壤改良剂的用量为300-400kg/亩。

12、优选的，牧草品种为中科1号羊草；

13、播种方式为免耕穴播，播种时间为7月份，播种量2-3kg/亩，每穴草种8-11粒，行距15cm，播种深度1-2cm。

14、优选的，播种前用次氯酸钠对中科1号羊草种子进行消毒处理；

15、播种后进行田间管理，包括灌水、病虫害防治、除杂草；次年以后，在每年的7月和9月各刈割1次。

16、优选的，所述盐碱地为中度或重度内陆盐碱地。

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

18、首先，本发明以nacl为改性剂，制备得到了nacl改性沸石，使得原有的孔穴得以被打通，内部孔隙结构更加清晰，然后以壳聚糖为桥梁，将氧化石墨烯引入到沸石表面，制备得到改性沸石，使得沸石表面孔隙更加丰富，比表面积和孔体积均增大，从而提高沸石的离子交换能力和表面吸附能力，再将改性沸石与磷石膏和纤维素水凝胶复配成土壤改良剂，向中度或重度内陆盐碱地施入土壤改良剂；次年种植具备耐盐碱、抗寒抗旱、产量高、适口性好的中科1号羊草，实现盐碱地改良、荒漠化建植、防风固沙和涵养水源等生态效益，同时还可以增加优质饲草产量，提升经济效益。

19、本发明选定免耕穴播的方式播种羊草，方法简单、操作方便；松动的土壤成穴存在，可以将灌溉或降雨时的水分有效地留存在种子附近，抗旱保墒；且免耕方式动土少，减少了对土壤结构和地表形态的破坏，可以降低土壤侵蚀风险，适宜在内陆盐碱地生态脆弱区应用与推广。

20、利用本发明提供的土壤改良剂和牧草的高产种植方法，可实现对中度和重度内陆盐碱地的有效修复与高效利用。

技术特征：

1.内陆盐碱地土壤改良剂，其特征在于，土壤改良剂由以下重量份的组分组成：7-10份氧化石墨烯/沸石、30-50份磷石膏、3-6份纤维素水凝胶；

2.根据权利要求1所述的内陆盐碱地土壤改良剂，其特征在于，步骤1中，搅拌时间为5-7h；nacl改性沸石与壳聚糖溶液的比例为20-40g：100ml，壳聚糖溶液的浓度为15-30mg/ml。

3.根据权利要求1所述的内陆盐碱地土壤改良剂，其特征在于，步骤1中，将壳聚糖溶于体积百分比为2％的醋酸溶液中，制成15-30mg/ml的壳聚糖溶液。

4.根据权利要求1所述的内陆盐碱地土壤改良剂，其特征在于，步骤2中，搅拌时间为6-10h；氧化石墨烯在水中的浓度为1-5mg/ml，氧化石墨烯与壳聚糖/沸石的质量比为1-5：1.5-7.5。

5.根据权利要求1所述的内陆盐碱地土壤改良剂，其特征在于，步骤1中，nacl改性沸石是以氯化钠为改性剂，对沸石改性得到。

6.牧草的高产种植方法，其特征在于，将权利要求1-5任一项所述的内陆盐碱地土壤改良剂添加至待修复的盐碱地，翻耕；次年，在改良后的盐碱地中种植牧草。

7.根据权利要求6所述的牧草的高产种植方法，其特征在于，所述土壤改良剂的用量为300-400kg/亩。

8.根据权利要求6所述的牧草的高产种植方法，其特征在于，牧草品种为中科1号羊草；

9.根据权利要求6所述的牧草的高产种植方法，其特征在于，播种前用次氯酸钠对中科1号羊草种子进行消毒处理；

10.根据权利要求6所述的牧草的高产种植方法，其特征在于，所述盐碱地为中度或重度内陆盐碱地。

技术总结
本发明公开了内陆盐碱地土壤改良剂及牧草的高产种植方法，属于生态修复技术领域。内陆盐碱地土壤改良剂由以下重量份的组分组成：7‑10份氧化石墨烯/沸石、30‑50份磷石膏、3‑6份纤维素水凝胶；所述氧化石墨烯/沸石按照以下步骤制备得到：向NaCl改性沸石中加入壳聚糖溶液，30‑35℃搅拌得到壳聚糖/沸石；以水为溶剂，加入氧化石墨烯和壳聚糖/沸石，70‑80℃搅拌得到氧化石墨烯/沸石。上述土壤改良剂可以有效降低中度及重度内陆盐碱地土壤的pH值、全盐含量以及碱化度，结合抗逆优质牧草高产种植技术，能够明显提升中度及重度内陆盐碱地的植被覆盖度、防治土地荒漠化并增加牧草产量。

技术研发人员：钟泽坤,刘建,魏孝荣,王永亮,田玉强,李伟
受保护的技术使用者：西北农林科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13