半干旱地區(qū)不同土壤粘粒含量條件下化學(xué)聯(lián)合施用技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半干旱地區(qū)不同土壤粘粒含量條件下化學(xué)聯(lián)合施用技術(shù)，本施用方法分為聚丙烯酰胺(PAM)與保水劑(SAP)、聚丙烯酰胺PAM施用方法和保水劑SAP混施方法。本施用方法有效解決了半干旱地區(qū)由于土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、地表易結(jié)皮、土壤水肥儲(chǔ)蓄容量低、釋放速度快、導(dǎo)致水肥利用率低的問題，并可同時(shí)解決半干旱地區(qū)大多數(shù)土壤既有儲(chǔ)水能力低，又有土壤表層結(jié)皮問題。依照土壤粘粒含量，采用不同PAM或SAP聯(lián)合調(diào)控技術(shù)，可促進(jìn)作物生長、提高產(chǎn)量與品質(zhì)。本施用方法見效快、功效時(shí)間長，施用當(dāng)年土壤團(tuán)聚體數(shù)量顯著增加，土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)，施用一年功效至少可保留3年，是一種極具應(yīng)用前景的土壤結(jié)構(gòu)改良技術(shù)。
【專利說明】半干旱地區(qū)不同土壤粘粒含量條件下化學(xué)聯(lián)合施用技術(shù)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土壤化學(xué)聯(lián)合調(diào)控技術(shù)，特別指半干旱地區(qū)不同土壤粘粒含量條件下化學(xué)聯(lián)合施用技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界上半干旱(年平均降水量在250-500mm)地區(qū)面積較大的國家，半干旱地區(qū)占國土面積的21.7%，而其中的耕地面積約有2000萬hm2，占我國耕地面積的21 %。因此，半干旱區(qū)在我國糧食安全中占有重要地位，但是該地區(qū)降雨比較集中，蒸發(fā)較強(qiáng)烈，易干旱、土壤風(fēng)蝕水蝕比較嚴(yán)重，導(dǎo)致作物水分利用率低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力難以顯現(xiàn)。
[0003]導(dǎo)致水分利用效率低的主要原因?yàn)?一是半干旱區(qū)土壤質(zhì)地大多為砂性土，深層滲漏量大，土壤蒸發(fā)速度快；二是土壤有機(jī)質(zhì)含量低，導(dǎo)致土壤容易結(jié)皮，地表徑流加大。據(jù)測(cè)定:農(nóng)田地表徑流及深層滲漏兩部分損失的水量達(dá)到總灌溉水量的50%左右。解決上述問題傳統(tǒng)采用兩種方法:一是通過施用有機(jī)肥，改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤保水性；二是進(jìn)行鋤地松土，去除土壤結(jié)皮。前者需要周期較長，有研究表明:在較多的降雨與較高溫度條件下，每公頃地每年施用農(nóng)家肥料45噸，九年后土壤有機(jī)質(zhì)含量才可從0.9%增加到1.3%。采用化學(xué)調(diào)控技術(shù)，可在較短時(shí)間內(nèi)，改善土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，提高土壤保墑能力，同時(shí)可減低土壤結(jié)皮。
[0004]聚丙烯酰胺(PAM)與保水劑(SAP)是近些年發(fā)展具有代表性的兩種土壤化學(xué)調(diào)控材料。目前，PAM與SAP在水土保持和農(nóng)業(yè)節(jié)水領(lǐng)域分開獨(dú)立使用，未見有PAM與SAP聯(lián)合施用技術(shù)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種半干旱地區(qū)不同土壤粘粒含量條件下化學(xué)聯(lián)合施用技術(shù)，這種施用技術(shù)主要作用有降低土壤結(jié)皮、改善土壤結(jié)構(gòu)、提高雨水與灌溉水入滲能力，還可在一定程度上提高土壤儲(chǔ)水能力，促進(jìn)作物生長。它適用于我國北方半干旱地區(qū)農(nóng)作物種植，即基于半干旱地區(qū)土壤粘粒含量，采用不同土壤結(jié)構(gòu)調(diào)理劑(PAM)與保水劑(SAP)施用方案，包括化控產(chǎn)品類型、施用方法以及施用量，提高土壤蓄水與保墑能力，增加作物產(chǎn)量。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明由如下具體方案來實(shí)現(xiàn):半干旱地區(qū)不同土壤粘粒含量條件下化學(xué)聯(lián)合施用技術(shù)，
[0007]1、選擇聯(lián)合調(diào)控化控產(chǎn)品，聚丙烯酰胺(PAM)與保水劑(SAP):對(duì)于粘粒含量低于7 %，只采用保水劑SAP ;粘粒含量在7 % -12 %，采用高分子量聚丙烯酰胺加保水劑(PAM+SAP);粘粒含量在12-20 %，采用中等分子量聚丙烯酰胺加保水劑(PAM+SAP)，粘粒含量大于20 %,米用低分子量聚丙烯酰胺PAM,聞分子量為1000-1200萬分子量(10xl06-12xl06Da)，中等分子量為800-1000萬分子量(8xl06-10xl06Da)，低分子量為500-300萬分子量(3xl06-5xl06Da)，SAP可選用粒徑0.5_3mm，在自來水中，SAP吸水倍率達(dá)到或超過120倍；
[0008]2、聚丙烯酰胺PAM施用方法:在旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，可在播種后或第一次降雨前，將干粉聚丙烯酰胺PAM與土壤按照1: 20的重量比混合后直接均勻撒施于地表，降低地表結(jié)皮，增加降雨入滲，在灌溉條件下，可在第一次灌水前，將與土混合后的干粉聚丙烯酰胺PAM均勻撒在田塊進(jìn)水口 5米范圍之內(nèi)土壤表面；保水劑SAP施用方法為混施，將干粉保水劑SAP與土壤按照1: 10的重量比混合后，直接均勻撒施于地表，隨旋耕機(jī)翻至土壤20cm以內(nèi)。
[0009]3、PAM與SAP施用量:對(duì)于粘粒含量低于7%土壤，SAP施用量為4_5kg /畝，粘粒含量為7-12%土壤，高分子量PAM1.0kg+SAP2~3kg/畝。粘粒含量為12-20%土壤，中等分子量PAM1-1.5kg+SAP2kg /畝。粘粒含量>20 %，采用低分子量PAM2kg /畝。SAP粘粒含量高的土壤選用量取下限，粘粒含量低土壤選上限。PAM相反，粘粒含量高的土壤選用量取上限，粘粒含量低土壤選下限。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):1、有效解決了半干旱地區(qū)由于土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、地表易結(jié)皮、土壤水肥儲(chǔ)蓄容量低、釋放速度快、導(dǎo)致水肥利用率低的問題；2、半干旱地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)和粘粒含量普遍較低，土壤易發(fā)生結(jié)皮，保水性較差，可同時(shí)解決半干旱地區(qū)大多數(shù)土壤既有儲(chǔ)水能力低，又有土壤表層結(jié)皮問題；3、依照土壤粘粒含量，采用不同PAM或SAP聯(lián)合調(diào)控技術(shù)，促進(jìn)作物生長、提高產(chǎn)量與品質(zhì)；4、有機(jī)融合了 PAM與SAP化控技術(shù)的特點(diǎn)，功效互補(bǔ)；
5、對(duì)土壤環(huán)境不產(chǎn)生副作用。本發(fā)明見效快、成本低、功效時(shí)間長，施用當(dāng)年土壤團(tuán)聚體數(shù)量顯著增加，土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)，施用一年功效至少可保留3年，是一種極具應(yīng)用前景的土壤結(jié)構(gòu)改良技術(shù)。
[0011]對(duì)環(huán)境影響:土壤結(jié)構(gòu)調(diào)理劑(聚丙烯酰胺，PAM)是一種水溶性、人工合成的高分子有機(jī)聚合物，廣泛應(yīng)用在造紙、食品加工、水處理及建筑行業(yè)。具有抗微生物作用，主要通過物理作用降解。對(duì)人體、動(dòng)物、魚類和植物無毒害作用，盡管會(huì)有少量的單體(丙烯酰胺)隨PAM的使用進(jìn)入土壤。大量`的研究證明:PAM單體在溫度為30°C時(shí)很快就會(huì)降解。國外對(duì)PAM單體含量限制在嚴(yán)格的規(guī)定范圍之內(nèi)，況且PAM的使用量很小。因此PAM對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生負(fù)面影響。PAM能有效的減少水土損失，減少了吸附在土壤上的殺蟲劑和地表磷的損失，從環(huán)境的角度考慮，使用PAM有助于改善河流水質(zhì)。保水劑屬無毒、無害，對(duì)土壤環(huán)境不產(chǎn)生負(fù)面影響。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但不對(duì)本發(fā)明做作任何形式的限定。
[0013]實(shí)施例1:察右中旗胡蘿卜種植區(qū)
[0014]地點(diǎn)位于烏蘭察布市察右中旗烏素圖村，土壤機(jī)械組成為:粘粒、粉粒以及砂粒含量分別為12.5%、2.5%以及85%，為壤砂土，土壤田間持水量為12%，土壤容重為1.55g /cm3，種植作物為胡蘿卜(紅映2號(hào))，胡蘿卜的行距為:20cm。施肥方式為一次性施足基肥，基肥為有機(jī)肥2m3 /畝+磷酸氫二銨5kg /畝。胡蘿卜種植畦規(guī)格:畦長50m、畦寬3m。灌溉方式為畦灌，灌溉定額為500方/畝，灌水次數(shù)為10次。該地區(qū)年平均降雨量為260mm，蒸發(fā)量2800_。播種后第一次灌水后，地表明顯有結(jié)皮，顯著影響了降雨及灌溉的水分入滲和胡蘿卜出苗?；瘜W(xué)聯(lián)合施用技術(shù)方案:選擇保水劑(SAP) 2kg /畝+ 土壤結(jié)構(gòu)調(diào)理劑(PAM) 1.0kg /畝，保水劑(SAP)施用:在播種前一個(gè)星期，將干粉保水劑(0.5-1.5mm，在自來水中，吸水倍率達(dá)到150倍)與過2mm篩的土壤按照1: 10比例混合均勻后撒于土壤表層，之后用旋耕機(jī)施入土壤，施用深度為0-20cm。PAM選擇陰離子型、中等分子量1000萬產(chǎn)品，施用方式為PAM采用撒施。PAM施用時(shí)間為第一次灌水前，取施用地塊O-1Ocm表土過2mm篩，以1: 20比例與干粉PAM混合，均勻撒施在距離畦進(jìn)水口 5米范圍內(nèi)，
[0015]第一次灌水，盡量采用小流量入畦，避免流量過大，造成地面沖刷，降低PAM功效。試驗(yàn)區(qū)為300畝，對(duì)照為100畝。
[0016]測(cè)試結(jié)果顯示:采用PAM與SAP聯(lián)合施用技術(shù)，可以顯著提高胡蘿卜出苗率，提高約24%，可顯著降低土壤容重，減少側(cè)根和根分裂，促進(jìn)塊根長度增加，明顯地提高了胡蘿
卜品質(zhì)；可同時(shí)提高胡蘿卜地下部和地上部的干重，促進(jìn)光合產(chǎn)物積累和塊根的生長，提高胡蘿卜水分利用效率約15%，土壤含水率平均增加16%，減小土壤侵蝕量50%以上。胡蘿卜產(chǎn)量增加23%，畝純收入增加600元，保水劑一次施用，作用可保持三年。
[0017]實(shí)施例2:商都縣馬鈴薯種植區(qū)施用
[0018]應(yīng)用地點(diǎn)位于烏蘭察布市商都縣屯墾隊(duì)，土壤粘粒、粉粒以及砂粒含量分別為18.75%U1.25%以及70%，為典型的砂壤土，土壤田間持水量為18%，土壤容重為1.4g /cm3。試驗(yàn)馬鈴薯品種為夏波蒂，馬鈴薯株行距配制:行距X株距=90cmX18cm，起高壟種植；馬鈴薯基肥為有機(jī)肥3m3 /畝和馬鈴薯專用肥(N: P2O5: K20=12: 15: 18，養(yǎng)分總量> 45%，施用量為30kg畝' 灌溉方式為時(shí)針式噴灌，全生育期灌水次數(shù)為14次，灌水總量為280方/畝。干粉保水劑(SAP，0.5-2mm，在自來水中，吸水倍率達(dá)到150倍)用量
2.5kg畝―1，施用方式為混施，即在馬鈴薯播種前一個(gè)星期將保水劑與過2_篩的干土按照I: 10比例混合均勻后撒于土壤表層，之后用旋耕機(jī)施用土壤，施入土層深度為0-20cm。PAM用量1.5kg /畝，選用陰離子型PAM，分子量為800萬，施用方式為地表撒施，在馬鈴薯第一次灌溉之前，將PAM與過2mm篩的土壤按照1: 20比例混合均勻后撒于地表。試驗(yàn)區(qū)為300畝，對(duì)照為200畝。
[0019]試驗(yàn)結(jié)果:指針式噴灌馬鈴薯PAM與SAP聯(lián)合調(diào)控，能顯著增加馬鈴薯的畝產(chǎn)，增產(chǎn)率介于23.09-35.69 %。通過計(jì)算水分生產(chǎn)率，化控聯(lián)合調(diào)控處理的水分生產(chǎn)率為14.7-16.2kg / m3.畝，而對(duì)照的水分生產(chǎn)率為10.4-11.9kg/m3.畝，提高25%左右。馬鈴薯畝產(chǎn)純?cè)黾邮杖?00元。試驗(yàn)證`明在內(nèi)蒙古商都縣砂性土壤中采用這種技術(shù)，能顯著地改善土壤結(jié)構(gòu)，提高馬鈴薯的產(chǎn)量與水分生產(chǎn)效率。
【權(quán)利要求】
1.半干旱地區(qū)不同土壤粘粒含量條件下化學(xué)聯(lián)合施用技術(shù)，其特征是:(1)、選擇聯(lián)合調(diào)控化控產(chǎn)品，聚丙烯酰胺與保水劑:對(duì)于粘粒含量低于7%，只采用保水劑；粘粒含量在7% -12%,米用聞分子量聚丙烯酰胺加保水劑；粘粒含量在12-20%,米用中等分子量聚丙烯酰胺加保水劑，粘粒含量大于20%，采用低分子量聚丙烯酰胺，高分子量為1000-1200萬分子量，中等分子量為800-1000萬分子量，低分子量為500-300萬分子量；(2)、聚丙烯酰胺施用方法:在旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，可在播種后或第一次降雨前，將干粉聚丙烯酰胺與土壤按照I: 20的重量比混合后直接均勻撒施于地表，降低地表結(jié)皮，增加降雨入滲，在灌溉條件下，可在第一次灌水前，將與土混合后的干粉聚丙烯酰胺均勻撒在田塊進(jìn)水口 5米范圍之內(nèi)土壤表面；(3)、保水劑施用方法為混施，將干粉保水劑與土壤按照1: 10的重量比混合后，直接均勻撒施于地表 ，隨旋耕機(jī)翻至土壤20cm以內(nèi)。
【文檔編號(hào)】A01B79/02GK103797925SQ201410019940
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月11日
【發(fā)明者】于健, 史吉?jiǎng)? 宋日權(quán) 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古自治區(qū)水利科學(xué)研究院