一种河套平原盐碱地保墒抑盐方法

1.本发明属于河套平原土壤盐碱地治理技术领域，尤其涉及一种河套平原盐碱地保墒抑盐方法。


背景技术：

2.盐渍化是一个全球化难题，全球盐渍化陆地面积每年都在不断增加，到2050年，50％以上的耕地要面临盐渍化风险。我国盐渍化耕地面积占耕地总面积的7％，其中河套灌区是典型的盐渍化灌区，同时又是我国重要的粮食基地之一，因此治理和改良盐渍化土壤是保障我国粮食安全的重要手段。河套灌区现有耕地56.0万hm2，盐碱地约有32.3万hm2。盐碱化耕地具有全盐含量高，ph值高(土壤呈碱性)，土壤板结、通气性不良、肥力水平低、保水保肥能力差的特点，不利于作物出苗和正常生长。
3.近年来，由于大型农机械的发展，使得农田土壤被压实，导致土壤耕作层逐渐变浅，犁底层变厚。浅而密实的耕作层降低了土壤水、肥、气、热等功能的发挥，阻碍了作物根系的生长发育，同时深厚的犁地层，限制了土壤水分的入渗，制约了盐渍土的改良。关于盐碱地的治理和改良，国内外学者做了大量研究，包括物理改良，化学改良，生物改良和农艺改良等单一和复合措施。其中农艺改良例如土地平整，深耕松土，施用有机肥，覆盖秸秆等措施是最直接有效的改良措施。再农艺措施基础下，适量灌水可以促进土壤表层盐分向下淋洗，覆盖又可以起到减少地面蒸发，防止土壤返盐。以此来达到盐碱地的治理和防空目的。深松是能够打破犁地层的一种耕作措施，但是目前国内深松主要是两种，一种深松是将深土层翻到土表，产生土层置换，这使下层养分含量少的土壤翻到了表层，不利于作物的生长。还有一种是深松间距较大，深松面积很小，只是局部深松。两种深松方式均具有明显的局限性。针对以上存在的两方面问题，近年来新兴了一种能够在不乱土层的基础上打破犁地层，并且能够进行土地的全面深松。
4.但是粉垄耕作对土壤结构扰动非常大，在盐碱地结构质量较差的土地采用改技术容易导致土壤风蚀和跑商，在灌水后再度板结退化，因此在该技术基础上需要进行保墒措施辅助，并进行土壤结构改良，培肥土壤。土壤表层覆膜是最直接有效的保墒措施；有机肥是土壤团聚体形成的关键因素，同时能够给土壤提供碳等养分，是自古以来的良好改良培肥土壤所采用的措施。暗管排盐也是盐碱地改良过程中效果显著的排水排盐措施。因此，在盐碱地将粉垄耕作淋盐和牛粪改良土壤结构保肥，土壤表层覆膜保墒，土层深处双层暗管排盐，多种技术组合为一种降盐抑盐，培肥保墒的复合型盐碱地改良方法，是治理和改良盐碱地的有效措施。


技术实现要素：

5.解决的技术问题：本发明针对目前河套灌区盐渍化农田土壤控盐效果差，技术使用单一、土壤易板结，阻碍盐分向下淋洗，盐分难以排出土体进而盐碱反复，土壤肥力低下，对作物形成水肥盐胁迫等一系列问题，提出一种河套平原盐碱地保墒抑盐方法。
6.技术方案：一种河套平原盐碱地保墒抑盐方法，步骤为：耕作前先铺设暗管，然后撒施有机肥和化肥作为基肥，再用粉垄机垂直深耕到土壤表层以下40cm处，土壤细碎均匀，不乱土层；粉垄后立即耙地平地；后续铺膜保墒；灌水淋盐，暗管排盐；作物生育期灌水施肥采用滴灌带进行水肥一体化管理。
7.上述方法在春季耕作前进行暗管铺设，采用双层暗管排盐系统；总共铺设三根暗管，暗管间距为15m，中间暗管为浅层暗管，埋深为1.2-1.4m，两边暗管为深层暗管，埋深为1.5-1.7m。
8.上述有机肥采用商品有机肥牛粪，含水量在15％，干基的有机质含量为30wt.％，氮磷含量为3.2wt.％；折合成湿基施用量为1.3t/亩；化肥采用尿素作为氮肥，磷酸一铵作为磷肥，基肥尿素施用量为25.8kg/亩，磷酸一铵基肥用量为12kg/亩，牛粪中的钾元素作为钾肥，不再另外施用化学钾肥。
9.上述粉垄机带有7根50cm长的螺旋钻头，转速为2000r/min，垂直耕深至土壤表层以下40cm耕层，打破犁地层；适宜耕作的土壤体积含水量为20％-35％。
10.上述粉垄耕作后立即用耙地机进行平整压实保墒。
11.上述播种和滴灌的具体方法为：采用铺膜和铺设滴灌带一体机同时进行铺膜和滴灌带铺设，铺膜宽度为75cm，膜间距45cm，薄膜采用黑色薄膜；采用的滴灌带规格内径16mm，壁厚0.3mm，滴头间距300mm；作物采用宽窄行播种，宽行为70-80cm，窄行为40-50cm，滴灌带铺设两窄行作物的中间。
12.上述方法中的灌水在铺膜后进行。
13.有益效果：(1)促进土壤淋盐，排盐，控制返盐。粉垄40cm打破了犁地层，疏松耕层板结土壤，灌水后促进表层盐分的淋洗。在粉垄促进盐分淋洗的基础上，底层埋设双层暗管，使表层淋洗到深层的盐分排出土体；再加上土壤表层薄膜覆盖，降低蒸发带来的土壤表层积盐。到达降盐，避免返盐的效果。(2)改善土壤结构，避免重新板结。在粉垄-覆膜-暗管排盐的基础上，增加有机质培肥土壤，促进水稳性团聚体的形成，改善灌水后导致的土壤重新板结。在灌水时更加利于水分入渗，促进耕层盐分的淋洗(3)改善土壤结构，增加水分库容，提高水分利用效率。粉垄耕作降低土壤容重，为加入的有机肥提供良好的水气热土壤环境，促进良好土壤团粒的形成，从而更够更好的保持土壤水分，扩大水分库容。加之土表覆膜后，一方面降低了土壤水分的无效损失，提高作物水分利用效率；另一方面，覆膜给土壤提供了良好的水分和温度，为土壤中养分的转化提供良好的环境，进一步促进良好土壤结构的形成，并为作物生长提供充足的养分。(4)培肥土壤。在粉垄降盐-暗管排盐-覆膜保墒-有机肥培肥地力的综合效应下，将会大大改善土壤地力，提升肥力。(5)促进作物根系下扎。耕作-覆膜-有机肥提供的疏松的耕层，适宜的水分、温度和养分，利于玉米根系的生长，起到抗旱抗倒伏的作用。
附图说明
14.图1为玉米收获期各处理0-20cm和20-40cm耕作层土壤含水量；
15.图2为玉米生长季各处理5-9月份0-20cm土壤脱盐率；
16.图3为玉米生长季各处理5-9月份20-40cm土壤脱盐率。
具体实施方式
17.实施例1
18.河套灌区盐碱农田，0-20cm土壤耕层土壤含盐量为1.5％左右，设置对照旋耕、粉垄+牛粪两个处理，每个处理三个重复。种植作物为玉米，播种日期为2022年4月23日，收获日期为2022年8月20日。地点为宁夏石嘴山市平罗县。
19.在春季耕作前撒施基肥，基肥为牛粪和化肥，腐殖酸和化肥配施两种，牛粪为1.3吨/亩一次性施用，腐殖酸为40kg/亩。常规种植玉米施n量20kg/亩(尿素43kg/亩)，施p量8.3kg/亩(20kg)，基肥：追肥为6：4，尿素基肥用量为25.8kg/亩，磷酸一铵基肥用量12kg/亩。钾肥以牛粪中的钾元素代替，不再另施用化学钾肥，对照组只施用化肥。撒施完肥料接着进行耕作，对照组采用传统旋耕，试验组采用7根50cm的螺旋钻头，转速为2000r/min的粉垄机深耕40cm，深耕完立即用平地机平整压实保墒。随后播种铺设滴灌带，然后进行铺膜保墒。同时进行滴灌保证作物出苗。玉米采用宽窄行播种，宽行在70-80cm范围内，窄行在40-50cm范围。在玉米拔节期追施尿素和磷酸一铵，用量分别为17.2kg/亩，磷酸一铵8kg/亩。
20.通过试验结果来看0-20cm和20-40cm土层，粉垄+牛粪和粉垄+腐殖酸处理的土壤含水量均高于传统旋耕处理(图1)。从0-20cm和20-40cm土层的土壤脱盐率来看(图2，3)：在0-20cm土层，在6-8月粉垄+牛粪和腐殖酸的处理土壤脱盐率高于传统旋耕，在20-40cm土层整个生育期5-9月的脱盐率表现为：粉垄+牛粪》粉垄+腐殖酸》传统旋耕。
21.实施例2
22.一种河套平原粉垄耕作施用有机肥辅助上覆下排的盐碱地保墒抑盐方法实施具体步骤为：
23.本试验采用双因素裂区试验设计，主区铺设双层暗管系统(双层暗管埋深分别为1.2-1.4和1.5-1.7m，暗管间距15m)和无暗管两个处理，副区为三种耕作模式：传统旋耕处理(xg)、粉垄25cm(f25)和粉垄50cm(f50)。传统旋耕+深暗管(axg)、粉垄25cm+暗管(af25)、粉垄50cm+暗管(af50)，共6个处理，每个处理重复3次，共18个小区，每个小区面积为7.5*4m。
24.试验区耕作前铺设暗管，撒施基肥，均为有机肥配施无机肥，施肥量与当地传统施肥量一致，然后进行传统旋耕，粉垄25cm和粉垄50cm。粉垄机械采用丰登粉垄机进行土壤粉碎，打破犁地层，粉垄深度分别为25cm和50cm两种深度。然后采用铺膜、铺设滴灌带一体机进行铺膜和滴灌带铺设。铺膜宽度为75cm，膜间距45cm，薄膜采用黑色薄膜；采用的滴灌带规格内径16mm，壁厚0.3mm，滴头间距300mm。随后播种向日葵，采用宽窄行播种，宽行在70-80cm范围内，窄行在40-50cm范围，播种日期为2021年5月底，收获日期为2022年9月28日。
25.从向日葵苗期、花期和成熟期无暗管区不同耕作方式和暗管区不同耕作方式下，0-100cm土壤剖面土壤含水量和电导率来看：粉垄25cm和粉垄50cm耕作方式下土壤含水量高于传统旋耕(表1)。暗管作用在土壤电导率上发挥作用较为明显。暗管+粉垄50cm处理土壤剖面电导率低于无暗管区的三个处理，低于暗管区的传统旋耕和粉垄25cm的处理(表2)。
26.表1不同耕作方式和暗管结合下向日葵苗期、花期0-100cm剖面土壤含水量
[0027][0028]
表2不同耕作方式和暗管结合下向日葵苗期、花期和成熟期0-100cm剖面土壤电导率
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技术特征：
1.一种河套平原盐碱地保墒抑盐方法，其特征在于，步骤为：耕作前先铺设暗管，然后撒施有机肥和化肥作为基肥，再用粉垄机垂直深耕到土壤表层以下40 cm处，土壤细碎均匀，不乱土层；粉垄后立即耙地平地；后续铺膜保墒；灌水淋盐，暗管排盐；作物生育期灌水施肥采用滴灌带进行水肥一体化管理。2.根据权利要求1所述河套平原盐碱地保墒抑盐方法，其特征在于，在春季耕作前进行暗管铺设，采用双层暗管排盐系统；总共铺设三根暗管，暗管间距为15 m，中间暗管为浅层暗管，埋深为1.2-1.4 m，两边暗管为深层暗管，埋深为1.5-1.7 m。3.根据权利要求1所述河套平原盐碱地保墒抑盐方法，其特征在于，所述有机肥采用商品有机肥牛粪，含水量在15%，干基的有机质含量为30wt.%，氮磷含量为3.2wt.%；折合成湿基施用量为1.3 t/亩；化肥采用尿素作为氮肥，磷酸一铵作为磷肥，基肥尿素施用量为25.8 kg/亩，磷酸一铵基肥用量为12 kg/亩，牛粪中的钾元素作为钾肥，不再另外施用化学钾肥。4.根据权利要求1所述河套平原盐碱地保墒抑盐方法，其特征在于，所述粉垄机带有7根50 cm长的螺旋钻头，转速为2000 r/min，垂直耕深至土壤表层以下40 cm耕层，打破犁地层；适宜耕作的土壤体积含水量为20%-35%。5.根据权利要求1所述河套平原盐碱地保墒抑盐方法，其特征在于，粉垄耕作后立即用耙地机进行平整压实保墒。6.根据权利要求1所述河套平原盐碱地保墒抑盐方法，其特征在于，所述播种和滴灌的具体方法为：采用铺膜和铺设滴灌带一体机同时进行铺膜和滴灌带铺设，铺膜宽度为75 cm，膜间距45 cm，薄膜采用黑色薄膜；采用的滴灌带规格内径16 mm，壁厚0.3 mm，滴头间距300 mm；作物采用宽窄行播种，宽行为70-80 cm，窄行为40-50 cm，滴灌带铺设两窄行作物的中间。7.根据权利要求1所述河套平原盐碱地保墒抑盐方法，其特征在于，灌水在铺膜后进行。

技术总结
一种河套平原盐碱地保墒抑盐方法，步骤为：耕作前先铺设暗管，然后撒施有机肥和化肥作为基肥，再用粉垄机垂直深耕到土壤表层以下40 cm处，土壤细碎均匀，不乱土层；粉垄后立即耙地平地；后续铺膜保墒；灌水淋盐，暗管排盐；作物生育期灌水施肥采用滴灌带进行水肥一体化管理。本发明促进土壤淋盐，排盐，控制返盐。粉垄40 cm打破了犁地层，疏松耕层板结土壤，灌水后促进表层盐分的淋洗。在粉垄促进盐分淋洗的基础上，底层埋设双层暗管，使表层淋洗到深层的盐分排出土体；再加上土壤表层薄膜覆盖，降低蒸发带来的土壤表层积盐。到达降盐，避免返盐的效果。返盐的效果。返盐的效果。


技术研发人员：杨劲松 李文秀 姚荣江 谢文萍 王相平 张璐 霍宏鑫
受保护的技术使用者：中国科学院南京土壤研究所
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/8/1