專利名稱：鹽堿地控抑鹽方法及鹽堿地控抑鹽系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土壤耕作技術(shù)，特別涉及一種鹽堿地控抑鹽方法及鹽堿地控抑鹽系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鹽堿土是土壤中可溶性鹽類或代換性鈉離子濃度達(dá)到一定程度后，作物難以生長的一類土壤，水鹽運(yùn)動(dòng)是鹽堿土形成的一個(gè)重要因素，即鹽隨水來，鹽隨水去，也就是說，由于鹽堿區(qū)成土母質(zhì)和地下水往往都含有一定的鹽分，當(dāng)?shù)叵滤唤咏乇?，而該地表地區(qū)又比較干旱時(shí)，在土壤毛細(xì)管作用下上升到地表的地下水蒸發(fā)后，留下溶解在地下水中的鹽分，日積月累，使得土壤含鹽量逐漸增加，從而形成鹽堿土。土壤鹽堿化問題在世界范圍內(nèi)廣泛存在，特別在干旱、半干旱地區(qū)問題尤為嚴(yán)重。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界鹽堿土面積約近10億公頃。根據(jù)我國第二次土壤普查資料，全國鹽堿地資源面積約5. 27億畝，其中近期可開發(fā)利用的鹽堿耕地約1億畝，主要分布在華北、西北、東北以及濱海地區(qū)。以內(nèi)蒙古為例，鹽堿地耕地面積已近700余萬畝。而且，近年來，耕地由于灌溉不當(dāng)，土壤次生鹽漬化面積仍以每年15-20萬畝的速度增加。當(dāng)前，我國正面臨著人口劇增，耕地銳減的巨大壓力，無論是提高現(xiàn)有耕地的單位面積產(chǎn)量，還是有計(jì)劃地開墾荒地都必然涉及到鹽堿地的控抑鹽防治。而鹽漬土作為一種土地資源，有80%左右尚未得到利用，因而，通過控抑鹽技術(shù)，進(jìn)行大面積鹽堿荒地的開發(fā)和灌區(qū)土壤鹽漬化的防治，將是解決我國16億人口糧食問題的重要途徑。尤其是在我國干旱、半干旱地區(qū)，鹽堿地改良利用問題對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展、國土治理、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等具有極其重要的意義。國內(nèi)外通過控抑鹽技術(shù)改良鹽堿地的措施主要包括①水利改良措施，包括灌溉、排水、放淤、種稻、防滲等；②農(nóng)業(yè)改良措施，包括平整土地、深耕曬垡、改良耕作、施客土、施肥、播種、輪作、 間種套種、覆蓋地膜等；③化學(xué)改良措施，包括施用改良物質(zhì)，如石膏、磷石膏、亞硫酸鈣、過磷酸鈣等；④生物改良措施，包括種植耐鹽植物和牧草、綠肥、植樹造林等。目前，生產(chǎn)中改良鹽堿地應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)措施是覆蓋地膜和深耕，這兩種技術(shù)共同特點(diǎn)是施工簡單，成本低，易被農(nóng)民接受。其中，覆蓋地膜主要通過抑制土壤蒸發(fā)，使得地膜下土層含水率提高，可以降低土壤鹽分的濃度，從而減少土壤表層鹽分的積聚。深耕技術(shù)通過切斷土壤上升毛細(xì)管，從而減少土壤鹽分向上遷移，并通過降雨和灌溉對(duì)疏松土壤的淋洗作用，將土壤中含有的鹽分淋洗到根系密集層以下，達(dá)到脫鹽、洗鹽的目的。盡管上述這兩種技術(shù)對(duì)于改良鹽堿地都有一定的效果，但覆蓋地膜技術(shù)往往在膜孔和地膜之間的裸露地帶出現(xiàn)積鹽，從而影響作物出苗和生長，使得作物出苗率較低、生長較慢；深耕技術(shù)由于缺少地表覆蓋和地表下隔層處理，土壤蒸發(fā)強(qiáng)烈，土壤表層明顯返鹽， 同樣嚴(yán)重抑制了作物的出苗率以及生長速度，使得作物產(chǎn)量較低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提出一種鹽堿地控抑鹽方法，提高作物的出苗率，提升作物產(chǎn)量。本發(fā)明的另一目的在于提出一種鹽堿地控抑鹽系統(tǒng)，提高作物的出苗率，提升作
物產(chǎn)量。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種鹽堿地控抑鹽方法，該方法包括將待種植區(qū)依次劃分為作物根系密集層、控抑鹽隔離層以及心土層；填充控抑鹽隔離層并平整待種植區(qū)；灌溉平整的待種植區(qū)；在作物播種前，溝施底肥并在地表鋪設(shè)塑料地膜覆蓋地面；在地膜膜面打孔播種作物。所述作物根系密集層為待種植區(qū)表層部分，作物根系密集層下方為控抑鹽隔離層，控抑鹽隔離層下方為心土層。所述作物根系密集層上邊沿與控抑鹽隔離層下邊沿的距離為35 40厘米。所述控抑鹽隔離層深度為3 5厘米。所述控抑鹽隔離層使用秸稈、殘枝落葉、木屑以及枯草中的一種或多種組合進(jìn)行填充。所述填充控抑鹽隔離層包括秋季鹽堿地收獲作物后，用秸稈切割機(jī)械將立地秸稈壓倒，并切割成15 20cm長短的碎秸稈鋪在地表；用秸稈翻埋犁先開一個(gè)深度為35 40cm的墑溝，在開溝的同時(shí)利用翻埋犁輔助裝置將地表覆蓋的碎秸稈推入墑溝；下一個(gè)耕翻作業(yè)時(shí)，秸稈翻埋犁沿條狀空白裸露地帶翻耕土壤，如此來回作業(yè)，即可形成地下秸稈覆蓋層。一種鹽堿地控抑鹽的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括地膜層、作物根系密集層、控抑鹽隔離層以及心土層，其中，地膜層覆蓋于作物根系密集層上，作物根系密集層下方為控抑鹽隔離層，控抑鹽隔離層下方為心土層。所述地膜層上邊沿與控抑鹽隔離層下邊沿的距離為35 40厘米。所述控抑鹽隔離層深度為3 5厘米。所述控抑鹽隔離層使用秸稈、殘枝落葉、木屑以及枯草中的一種或多種組合進(jìn)行填充。由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種鹽堿地控抑鹽方法及鹽堿地控抑鹽系統(tǒng)，將待種植區(qū)依次劃分為作物根系密集層、控抑鹽隔離層以及心土層；填充控抑鹽隔離層并平整待種植區(qū)；灌溉平整的待種植區(qū)；在作物播種前，溝施底肥并在地表鋪設(shè)塑料地膜覆蓋地面；在地膜膜面打孔播種作物。這樣，采用地膜覆蓋和秸稈深埋相結(jié)合的方法，通過地表地膜覆蓋達(dá)到抑制土壤鹽分向土壤表層聚集，通過作物根系密集層以下鋪設(shè)控抑鹽隔離層達(dá)到抑制下層土壤鹽分上升、以及加速作物根系密集層土壤鹽分向下淋洗的目的，為作物生長發(fā)育提供良好的土壤生態(tài)環(huán)境，有效提高了作物的出苗率，提升了作物產(chǎn)量，已成為改良鹽堿地的新方法。


圖1為本發(fā)明鹽堿地控抑鹽的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明鹽堿地控抑鹽方法的流程示意圖。
圖3為在鹽堿地上采用不同控抑鹽方法，對(duì)不同土層土壤脫鹽率進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果數(shù)據(jù)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。由前述可知，鹽堿土的形成是由于水鹽運(yùn)動(dòng)，礦化地下水沿土壤毛細(xì)管上升，在其臨界深度以上進(jìn)行土面和土體的蒸發(fā)，使得原溶于地下水的鹽分在地表，隨著水分蒸發(fā)而逐漸積聚。秸稈深埋作為土壤施肥的一項(xiàng)技術(shù)，逐步得到專家和農(nóng)民認(rèn)可，因此，本發(fā)明中， 針對(duì)礦化地下水沿土壤毛細(xì)管上升蒸發(fā)導(dǎo)致鹽分積聚的特點(diǎn)，提出以地膜覆蓋改善地表界面抑制蒸發(fā)、以秸稈隔離層阻止地下水向上遷移以及提高土壤肥力為主體的鹽堿地控抑鹽方法。圖1為本發(fā)明鹽堿地控抑鹽的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖1，該系統(tǒng)包括地膜層、 作物根系密集層、控抑鹽隔離層以及心土層，其中，地膜層覆蓋于作物根系生長區(qū)域的作物根系密集層上，作物根系密集層下方為控抑鹽隔離層，控抑鹽隔離層下方為心土層。本發(fā)明中，通過在土壤表面鋪設(shè)地膜，使土壤蒸發(fā)強(qiáng)度減小，同時(shí)，由于土壤蒸發(fā)強(qiáng)度的減小，使得地膜下土壤含水率提高，降低了地膜下土層土壤鹽分的濃度，減少了土壤表面鹽分的積聚，從而起到保墑、抑鹽的效果；而控抑鹽隔離層除了可以為作物提供營養(yǎng)外，還可以在土壤中形成一個(gè)毛細(xì)管障礙層，破壞作物根系密集層與心土層之間土壤毛細(xì)管的連續(xù)性，不僅可以降低深層土壤(心土層)的水分蒸發(fā)，還可以切斷深層土壤中的鹽分通過土壤毛細(xì)管向表層的運(yùn)移路徑。而且，本發(fā)明將應(yīng)用于土壤施肥的秸稈深埋技術(shù)結(jié)合地膜覆蓋技術(shù)，用作控抑鹽領(lǐng)域，使之具有兩層的控抑鹽隔離層(地膜層為另一抑鹽隔離層)，能夠有效克服使用單一秸稈深埋技術(shù)導(dǎo)致的秸稈隔層上部土壤蒸發(fā)缺水、土壤表層容易返鹽，從而影響作物正常生長的現(xiàn)象。這樣，在作物根系密集層下鋪設(shè)控抑鹽隔離層，有利灌水淋鹽，切斷土壤毛細(xì)管，阻隔鹽分向上運(yùn)移。地膜層、作物根系密集層、控抑鹽隔離層構(gòu)成一個(gè)完整整體，將鹽堿地進(jìn)行分離分層，使得在農(nóng)作物主要根系活動(dòng)層(作物根系密集層)建立了水分含量較高而鹽分含量較低的生態(tài)環(huán)境，有利于作物出苗及生長。其改良鹽堿地的控抑鹽機(jī)理可以描述如下①地膜覆蓋使土表與空氣的接觸面變小，降低了表層土壤水分潛在蒸發(fā)速度，使得整個(gè)表層土壤水分變化平緩，土壤水勢(shì)較為穩(wěn)定，而由于表層蒸發(fā)減少，使得深層土壤與表層土壤的水勢(shì)差減少，降低了水分向表層運(yùn)移的能力，從而大大減少了深層土壤鹽分向表層運(yùn)移的可能性；
②控抑鹽隔離層的存在切斷了土壤毛細(xì)管的連續(xù)性，形成了土壤毛管水的上移障礙層，降低了控抑鹽隔離層以下土壤水分的蒸發(fā)散失，從而抑制了底土和地下水中鹽分隨水分的蒸發(fā)上移；同時(shí)，③控抑鹽隔離層能增加土壤有機(jī)質(zhì)，提高土壤肥力，而且，由于土壤孔隙包括土壤毛細(xì)管孔隙和土壤非毛細(xì)管孔隙，而控抑鹽隔離層切斷了土壤毛細(xì)管的連續(xù)性，使得土壤非毛管孔隙數(shù)量增加，這對(duì)于破除土壤板結(jié)層、改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤對(duì)鹽分變化的緩沖性十分有利。較佳地，地膜層上邊沿與控抑鹽隔離層下邊沿的距離為35 40厘米。其中，由于地膜層厚度較薄，可以忽略不計(jì)，即使得作物根系密集層上邊沿(地表)與控抑鹽隔離層下邊沿的距離為35 40厘米即可?？匾蛀}隔離層深度為3 5厘米。實(shí)際應(yīng)用中，作物根系密集層深度一般為0 40厘米，可以根據(jù)實(shí)際種植的作物的根系深度調(diào)整地膜層上邊沿與控抑鹽隔離層下邊沿的距離?？匾蛀}隔離層可以使用秸稈、殘枝落葉、木屑以及枯草中的一種或多種組合進(jìn)行填充，還可以使用其它植物材料，實(shí)際應(yīng)用中，由于秸稈數(shù)量大，而且可以就地利用，因此， 一般采用秸稈，即將秸稈層作為控抑鹽隔離層以控抑鹽。本發(fā)明實(shí)施例中，采用地膜覆蓋和秸稈深埋相結(jié)合的方法，一方面，通過地表地膜覆蓋達(dá)到抑制耕作層(作物根系密集層)以下土壤鹽分向土壤表層聚集，另一方面，通過耕作層以下鋪設(shè)作物秸稈，以達(dá)到抑制耕作層以下土壤鹽分上升以及加速耕作層的土壤鹽分向下淋洗的目的，通過鹽堿地上膜下秸控抑鹽方法，可以為作物生長發(fā)育提供良好的土壤生態(tài)環(huán)境。圖2為本發(fā)明鹽堿地控抑鹽方法的流程示意圖。參見圖2，該流程包括步驟201，將待種植區(qū)依次劃分為作物根系密集層、控抑鹽隔離層以及心土層；本步驟中，在待種植區(qū)中，按照本發(fā)明方法對(duì)待種植區(qū)進(jìn)行分層處理，待種植區(qū)由上至下依次為作物根系密集層、控抑鹽隔離層以及心土層，其中，作物根系密集層為待種植區(qū)表層部分，作物根系密集層下方為控抑鹽隔離層，控抑鹽隔離層下方為心土層。較佳地，作物根系密集層上邊沿與控抑鹽隔離層下邊沿的距離為35 40厘米?？匾蛀}隔離層深度為3 5厘米。步驟202，填充控抑鹽隔離層并平整待種植區(qū)；本步驟中，控抑鹽隔離層可以使用秸稈、殘枝落葉、木屑以及枯草中的一種或多種組合進(jìn)行填充。填充控抑鹽隔離層包括(1)秋季鹽堿地收獲作物后，用秸稈切割機(jī)械將立地秸稈壓倒，并切割成15 20cm長短的碎秸稈鋪在地表；(2)用秸稈翻埋犁先開一個(gè)深度為35 40cm的墑溝，在開溝的同時(shí)利用翻埋犁輔助裝置將地表覆蓋的碎秸稈推入墑溝，這樣原秸稈覆蓋處就留出一條寬30 40cm條狀空白裸露地帶；下一個(gè)耕翻作業(yè)時(shí)，秸稈翻埋犁沿條狀空白裸露地帶翻耕土壤，即可將上次作業(yè)時(shí)推入墑溝的作物碎秸稈覆埋在作物根系密集層以下，如此來回作業(yè)，即可形成地下秸
稈覆蓋層。
步驟203，灌溉平整的待種植區(qū)； 本步驟中，將秸稈翻埋后，地表耙耱平整，然后進(jìn)行灌溉，等待翌年春季播種。步驟204，在作物播種前，溝施底肥并在地表鋪設(shè)塑料地膜覆蓋地面；本步驟中，翌年春季播種前，先在待種植區(qū)溝施底肥，然后在地表鋪設(shè)塑料地膜覆蓋地面形成地膜層。步驟205，在地膜膜面打孔播種作物。本發(fā)明提出的鹽堿地改良技術(shù)——鹽堿地上膜下秸控抑鹽增產(chǎn)方法，于2010年在內(nèi)蒙古河套地區(qū)五原縣中重度鹽堿地試驗(yàn)應(yīng)用獲得成功，下面進(jìn)行簡要描述。圖3為在鹽堿地上采用不同控抑鹽方法，對(duì)不同土層土壤脫鹽率進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果數(shù)據(jù)示意圖。參見圖3，圖中橫坐標(biāo)為控抑鹽處理方法，分別采用現(xiàn)有的上蓋地膜、秸稈深埋、耕翻以及本發(fā)明的上膜下秸，縱坐標(biāo)為0 40cm(作物根系密集層)土壤脫鹽率，負(fù)值表示脫鹽，從中可以看出，采用本發(fā)明的上膜下秸控抑鹽方法，土壤脫鹽率達(dá)到43. 31 %，通過秸稈深埋處理，其土壤脫鹽率只有21. 86%，而通過上蓋地膜以及耕翻處理，不能達(dá)到土壤脫鹽的效果。表1為在鹽堿地上采用不同控抑鹽方法，對(duì)不同土層土壤含水量進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果數(shù)據(jù)。表 權(quán)利要求
1.一種鹽堿地控抑鹽方法，其特征在于，該方法包括將待種植區(qū)依次劃分為作物根系密集層、控抑鹽隔離層以及心土層；填充控抑鹽隔離層并平整待種植區(qū)；灌溉平整的待種植區(qū)；在作物播種前，溝施底肥并在地表鋪設(shè)塑料地膜覆蓋地面；在地膜膜面打孔播種作物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述作物根系密集層為待種植區(qū)表層部分， 作物根系密集層下方為控抑鹽隔離層，控抑鹽隔離層下方為心土層。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述作物根系密集層上邊沿與控抑鹽隔離層下邊沿的距離為35 40厘米。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述控抑鹽隔離層深度為3 5厘米。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述控抑鹽隔離層使用秸稈、殘枝落葉、木屑以及枯草中的一種或多種組合進(jìn)行填充。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述填充控抑鹽隔離層包括秋季鹽堿地收獲作物后，用秸稈切割機(jī)械將立地秸稈壓倒，并切割成15 20cm長短的碎秸稈鋪在地表；用秸稈翻埋犁先開一個(gè)深度為35 40cm的墑溝，在開溝的同時(shí)利用翻埋犁輔助裝置將地表覆蓋的碎秸稈推入墑溝；下一個(gè)耕翻作業(yè)時(shí)，秸稈翻埋犁沿條狀空白裸露地帶翻耕土壤，如此來回作業(yè)，直至形成地下秸稈覆蓋層。
7.—種鹽堿地控抑鹽的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括地膜層、作物根系密集層、控抑鹽隔離層以及心土層，其中，地膜層覆蓋于作物根系密集層上，作物根系密集層下方為控抑鹽隔離層，控抑鹽隔離層下方為心土層。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述地膜層上邊沿與控抑鹽隔離層下邊沿的距離為；35 40厘米。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控抑鹽隔離層深度為3 5厘米。
10.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控抑鹽隔離層使用秸稈、殘枝落葉、木屑以及枯草中的一種或多種組合進(jìn)行填充。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鹽堿地控抑鹽方法及鹽堿地控抑鹽系統(tǒng)。該方法包括將待種植區(qū)依次劃分為作物根系密集層、控抑鹽隔離層以及心土層；填充控抑鹽隔離層并平整待種植區(qū)，灌溉平整的待種植區(qū)；在作物播種前，溝施底肥并在地表鋪設(shè)塑料地膜覆蓋地面；在地膜膜面打孔播種作物。應(yīng)用本發(fā)明，可以提高作物的出苗率，提升作物產(chǎn)量。
文檔編號(hào)A01G13/02GK102550159SQ201110320898
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者嚴(yán)慧峻, 任天志, 李二珍, 李華, 李玉義, 楊柳青, 王婧, 趙永敢, 逄煥成, 靳存旺, 魏由慶 申請(qǐng)人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所, 五原縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心