本發(fā)明涉及一種采用水稻秸稈生物質(zhì)炭滲濾層的根部控鹽方法及其在鹽堿地地膚種植中的應(yīng)用，屬于農(nóng)業(yè)利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前我國(guó)水、土資源擁有量，僅能保證5億噸糧食生產(chǎn)能力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人口日益增長(zhǎng)的巨大需求。同時(shí)，我國(guó)能源緊缺矛盾日趨尖銳，而生物質(zhì)能源發(fā)展必需保障“糧食安全”的前提。我國(guó)目前擁有的各類總面積近4000多萬(wàn)畝的沿海灘涂是我國(guó)重要的后備土地資源，沿海灘涂鹽堿土開(kāi)發(fā)利用不僅可以提供食物來(lái)源，還可成為能源等重要耐鹽植物的生產(chǎn)載體。
從目前來(lái)看，在利用灘涂鹽堿地發(fā)展農(nóng)業(yè)種植方面，如何控制作物根區(qū)不積聚太多鹽分、在維持耕層土壤鹽分平衡的同時(shí)節(jié)約水資源并提升地力已成為制約灘涂地區(qū)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
對(duì)于鹽堿地的改造，人類做了諸多有意義的探索和研究，主要有如下幾種方法：1、化學(xué)改良法，即向鹽堿地加入大量的化學(xué)物質(zhì)，如石膏、磷石膏、酸性物質(zhì)以及保水劑等化學(xué)，以改良鹽堿地的有效成分；2、生物學(xué)方法，主要是通過(guò)種植耐堿性植物，人工建立枯草層等；3、物理方法，主要通過(guò)翻松土層，改變鹽堿層的物理結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有鹽堿地的改造技術(shù)中控制作物根區(qū)不積聚太多鹽分存在以下缺點(diǎn)：
1、對(duì)鹽堿地中土壤的理化性質(zhì)改良效果差；
2、土壤中含鹽量不能夠很好控制在植物適宜生長(zhǎng)的范圍內(nèi)；
3、對(duì)鹽堿地中土壤各離子的濃度調(diào)節(jié)效果差。
生物質(zhì)炭具有高度的化學(xué)和生物穩(wěn)定性,能在環(huán)境中存在幾百甚至幾千年,并對(duì)土壤改良起到積極作用。因此,生物質(zhì)炭化還田有望成為一種極具應(yīng)用前景的固碳減排技術(shù)。
水稻秸稈作為一種總量豐富、生長(zhǎng)速度快的生物質(zhì)資源，以其為原料制備的生物質(zhì)炭主要組成元素為碳,含量高于60%；秸稈生物質(zhì)炭在1000℃內(nèi)熱穩(wěn)定性較高,失重率小于26%,表明秸稈生物質(zhì)炭中的碳元素具有良好的熱穩(wěn)定性。水稻秸稈生物質(zhì)炭中的碳主要以不飽和烷烴類(烯烴中的C-H)、脂肪族類(脂肪醚鍵C-O-C)和芳香化官能團(tuán)(C=C, C-H)形式存在。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種采用水稻秸稈生物質(zhì)炭滲濾層的根部控鹽方法及其在鹽堿地地膚種植中的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)以下發(fā)明目的：
(1)本發(fā)明提供的含有滲濾層的根部控鹽方法對(duì)鹽堿地中土壤的理化性質(zhì)具有良好的改良效果；
(2)本發(fā)明提供的含有滲濾層的根部控鹽方法對(duì)土壤中含鹽量能夠控制在種植作物適宜生長(zhǎng)的范圍內(nèi)；
(3) 本發(fā)明提供的含有滲濾層的根部控鹽方法對(duì)種植地中各離子的濃度有良好的調(diào)節(jié)效果；
(4) 本發(fā)明提供的含有滲濾層的根部控鹽方法對(duì)種植作物植株無(wú)任何副作用，安全性高。
為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種采用水稻秸稈生物質(zhì)炭滲濾層的根部控鹽方法，所述根部控鹽方法包括鋪設(shè)滲濾層步驟。
以下是對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步限定：
所述滲濾層，包括水稻秸稈生物質(zhì)炭、柳樹(shù)木活性炭、茶籽果殼活性炭、向日葵秸稈、泥炭土。
所述滲濾層，以重量份計(jì)，包括以下組分: 水稻秸稈生物質(zhì)炭50-70份、柳樹(shù)木活性炭11-17份、茶籽果殼活性炭8-13份、粉煤灰改性聚丙烯酸鈉保水劑7-12份、榆樹(shù)葉9-14份、綠色木霉菌0.5-0.9份、發(fā)酵狐貍糞5-9份、向日葵秸稈4-7份、泥炭土11-16份。
所述鋪設(shè)滲濾層的厚度為19-27cm，滲濾層做出的排水坡度為1.1-1.8%。
所述根部控鹽方法還包括開(kāi)挖鹽堿地種植地步驟，將種植土挖深110-128cm。
所述根部控鹽方法還包括大水洗鹽步驟，灌水量為480-570m3/公頃，三遍大水漫灌后，取土化驗(yàn)，當(dāng)含鹽量達(dá)到0.34%以下，pH值達(dá)到8.4以下時(shí)合格。
所述根部控鹽方法還包括鋪設(shè)排鹽層步驟，回填8-13cm厚的原土。
一種采用水稻秸稈生物質(zhì)炭滲濾層的根部控鹽方法在鹽堿地地膚種植中的應(yīng)用，所述根部控鹽方法的應(yīng)用中地膚灌溉，：采用富腐殖酸的咸水、淡水輪灌的方式灌溉，富腐殖酸的咸水、淡水輪灌次數(shù)比為5:7，每12-17天灌溉一次，每次灌溉量為530-610m3/公頃。
所述含氨基酸的肥包括以下重量份的組分：所述含腐殖酸的肥包括以下重量份的組分：腐殖酸4-8份、硫酸銨3-6份、氯化鉀3-5份、磷酸銨2-4份、碳酸鎂2-4份、螯合鐵2-4份、醋酸銅3-6份、蘇氨酸3-5份。
所述的咸水：礦化度為2.3-3.1g/L，pH為7.8-8.4，含鹽量為0.14-0.18%，鈉鹽含量占總鹽含量的63-70%。
采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：
1、本發(fā)明提供的含有滲濾層的根部控鹽方法對(duì)鹽堿地中土壤的理化性質(zhì)具有良好的改良效果。
3個(gè)月后，地膚主根中部的土壤的容重為1.08-1.15g/cm3，地膚主根下部的土壤的土壤的容重為1.10-1.16 g/cm3，地膚主根中部的土壤含鹽量為0.11-0.18%，地膚主根下部的土壤含鹽量0.10-0.19%。
使用含有滲濾層的根部控鹽方法后，土壤變得疏松，土壤蓄容能力變大，土壤中含鹽量能夠控制在地膚適宜生長(zhǎng)的范圍內(nèi)。
2、本發(fā)明提供的含有滲濾層的根部控鹽方法，種植地中各離子的濃度有良好的調(diào)節(jié)效果。
3個(gè)月后，地膚主根中部的土壤Na+的含量為0.58-0.67g/kg，地膚主根下部的土壤Na+ 的含量0.57-0.65g/kg，地膚主根中部的土壤Cl-的含量0.63-0.71g/kg，地膚主根下部的土壤Cl-的含量0.64-0.73g/kg，大大減少了鹽分在土壤中的累積。
3、本發(fā)明含有滲濾層的根部控鹽方法對(duì)地膚植株無(wú)任何副作用，安全性高，還取得意想不到的效果，地膚的成活率、100g地膚中蛋白質(zhì)含量、100g地膚中胡蘿卜素含量、100g地膚中維生素C含量有明顯的提高作用，地膚的成活率98.9%～99.8%，100g地膚中蛋白質(zhì)含量4.9g～5.5g，100g地膚中蛋白質(zhì)含量提高了9%-14%，100g地膚中胡蘿卜素含量5.4mg～6.0mg，100g地膚中胡蘿卜素含量提高了7-12%，100g地膚中維生素C含量為36mg-41mg，100g地膚中維生素C含量提高了10-16%。
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實(shí)施例1 一種采用水稻秸稈生物質(zhì)炭滲濾層的根部控鹽方法
步驟1 鹽堿地的選擇
選擇的鹽堿地中土壤的含水率為11.2-13.5%，土壤的總孔隙度為31.5-36.7%，土壤的pH值為8.1-9.1，土壤的含鹽量為0.59～0.71%，土壤的容重為1.23～1.45g/cm3, Cl-的含量為3.21g/kg，Na+ 的含量為2.12g/kg。
步驟2 開(kāi)挖鹽堿地種植地
將種植土挖深110cm，底部壓實(shí)，底部鋪設(shè)防滲膜，周圍做防水擋土墻。
步驟3 鋪設(shè)排鹽層
在挖開(kāi)的種植地底部埋設(shè)暗管，暗管采用直徑110PVC打孔波紋管，外包砂濾料厚度不小于8厘米，比降0.5‰，縱向間距為6米；集水管采用直徑200PVC打孔波紋管，橫向間距為400米，比降2‰；在沿橫向暗管處，每隔200米設(shè)立一個(gè)檢查井，檢查井直徑1米，各檢查井通過(guò)集水管連接到集水井，集水井規(guī)格為2.5米×2米×3.5米，井中安裝潛水泵，設(shè)自動(dòng)控制裝臵，水位達(dá)到一定程度后，潛水泵自動(dòng)提水，然后回填8cm厚的原土。
步驟4 鋪設(shè)滲濾層
在排鹽層的上面鋪設(shè)19cm厚的滲濾層，為保持土壤有良好的排水性透水性，滲濾層應(yīng)做出1.1%的排水坡度，并向排鹽管的位置傾斜。
所述滲濾層，各原料組分的質(zhì)量百分比為：
水稻秸稈生物質(zhì)炭50份、柳樹(shù)木活性炭11份、茶籽果殼活性炭8份、粉煤灰改性聚丙烯酸鈉保水劑7份、榆樹(shù)葉9份、綠色木霉菌0.5份、發(fā)酵狐貍糞5份、向日葵秸稈4份、泥炭土11份。
所述綠色木霉菌采用市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品，其菌株保藏編號(hào)為ATCC26802。
使用時(shí)，將各原料組分混合均勻。
步驟5回填原土
在滲濾層的上部鋪設(shè)5cm厚的稻草，要求鋪蓋結(jié)束后，無(wú)石子層外露現(xiàn)象，且草層厚度均勻，然后回填原土。
回填原土?xí)r，挖掘機(jī)要注意輕放，先撒20cm-25cm的土層，將稻草層壓蓋，確保防滲層的完整無(wú)損，再繼續(xù)進(jìn)行回填，直至填土層高出池壁5-8cm左右。
步驟6大水洗鹽
對(duì)回填后的土壤進(jìn)行整畦，保持畦內(nèi)平整，在上施加有機(jī)肥和土壤改良劑，然后連續(xù)進(jìn)行三次大水漫灌，進(jìn)行洗鹽，時(shí)間間隔以地表發(fā)干為下一次灌水標(biāo)志，灌水量為480-570m3/公頃，三遍大水漫灌后，取土化驗(yàn)，當(dāng)含鹽量達(dá)到0.34%以下，pH值達(dá)到8.4以下時(shí)，視為合格。
實(shí)施例2一種采用水稻秸稈生物質(zhì)炭滲濾層的根部控鹽方法
步驟1 鹽堿地的選擇
選擇的鹽堿地中土壤的含水率為11.2-13.5%，土壤的總孔隙度為31.5-36.7%，土壤的pH值為8.1-9.1，土壤的含鹽量為0.59～0.71%，土壤的容重為1.23～1.45g/cm3, Cl-的含量為3.21g/kg，Na+ 的含量為2.12g/kg。
步驟2 開(kāi)挖鹽堿地種植地
將種植土挖深120cm，底部壓實(shí)，底部鋪設(shè)防滲膜，周圍做防水擋土墻。
步驟3 鋪設(shè)排鹽層
在挖開(kāi)的種植地底部埋設(shè)暗管，暗管采用直徑110PVC打孔波紋管，外包砂濾料厚度不小于8厘米，比降0.5‰，縱向間距為6米；集水管采用直徑200PVC打孔波紋管，橫向間距為400米，比降2‰；在沿橫向暗管處，每隔200米設(shè)立一個(gè)檢查井，檢查井直徑1米，各檢查井通過(guò)集水管連接到集水井，集水井規(guī)格為2.5米×2米×3.5米，井中安裝潛水泵，設(shè)自動(dòng)控制裝臵，水位達(dá)到一定程度后，潛水泵自動(dòng)提水，然后回填11cm厚的原土。
步驟4 鋪設(shè)滲濾層
在排鹽層的上面鋪設(shè)25cm厚的滲濾層，為保持土壤有良好的排水性透水性，滲濾層應(yīng)做出1.6%的排水坡度，并向排鹽管的位置傾斜。
所述滲濾層，各原料組分的質(zhì)量百分比為：
水稻秸稈生物質(zhì)炭58份、柳樹(shù)木活性炭14份、茶籽果殼活性炭10份、粉煤灰改性聚丙烯酸鈉保水劑9份、榆樹(shù)葉11份、綠色木霉菌0.7份、發(fā)酵狐貍糞7份、向日葵秸稈5份、泥炭土13份。
所述綠色木霉菌采用市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品，其菌株保藏編號(hào)為ATCC26802。
使用時(shí)，將各原料組分混合均勻。
步驟5回填原土
在滲濾層的上部鋪設(shè)5cm厚的稻草，要求鋪蓋結(jié)束后，無(wú)石子層外露現(xiàn)象，且草層厚度均勻，然后回填原土。
回填原土?xí)r，挖掘機(jī)要注意輕放，先撒20cm-25cm的土層，將稻草層壓蓋，確保防滲層的完整無(wú)損，再繼續(xù)進(jìn)行回填，直至填土層高出池壁5-8cm左右。
步驟6大水洗鹽
對(duì)回填后的土壤進(jìn)行整畦，保持畦內(nèi)平整，在上施加有機(jī)肥和土壤改良劑，然后連續(xù)進(jìn)行三次大水漫灌，進(jìn)行洗鹽，時(shí)間間隔以地表發(fā)干為下一次灌水標(biāo)志，灌水量為480-570m3/公頃，三遍大水漫灌后，取土化驗(yàn)，當(dāng)含鹽量達(dá)到0.34%以下，pH值達(dá)到8.4以下時(shí)，視為合格。
實(shí)施例3一種采用水稻秸稈生物質(zhì)炭滲濾層的根部控鹽方法
步驟1 鹽堿地的選擇
選擇的鹽堿地中土壤的含水率為11.2-13.5%，土壤的總孔隙度為31.5-36.7%，土壤的pH值為8.1-9.1，土壤的含鹽量為0.59～0.71%，土壤的容重為1.23～1.45g/cm3, Cl-的含量為3.21g/kg，Na+ 的含量為2.12g/kg。
步驟2 開(kāi)挖鹽堿地種植地
將種植土挖深128cm，底部壓實(shí)，底部鋪設(shè)防滲膜，周圍做防水擋土墻。
步驟3 鋪設(shè)排鹽層
在挖開(kāi)的種植地底部埋設(shè)暗管，暗管采用直徑110PVC打孔波紋管，外包砂濾料厚度不小于8厘米，比降0.5‰，縱向間距為6米；集水管采用直徑200PVC打孔波紋管，橫向間距為400米，比降2‰；在沿橫向暗管處，每隔200米設(shè)立一個(gè)檢查井，檢查井直徑1米，各檢查井通過(guò)集水管連接到集水井，集水井規(guī)格為2.5米×2米×3.5米，井中安裝潛水泵，設(shè)自動(dòng)控制裝臵，水位達(dá)到一定程度后，潛水泵自動(dòng)提水，然后回填13cm厚的原土。
步驟4 鋪設(shè)滲濾層
在排鹽層的上面鋪設(shè)27cm厚的滲濾層，為保持土壤有良好的排水性透水性，滲濾層應(yīng)做出1.8%的排水坡度，并向排鹽管的位置傾斜。
所述滲濾層，各原料組分的質(zhì)量百分比為：
水稻秸稈生物質(zhì)炭70份、柳樹(shù)木活性炭17份、茶籽果殼活性炭13份、粉煤灰改性聚丙烯酸鈉保水劑12份、榆樹(shù)葉14份、綠色木霉菌0.9份、發(fā)酵狐貍糞9份、向日葵秸稈7份、泥炭土16份。
所述綠色木霉菌采用市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品，其菌株保藏編號(hào)為ATCC26802。
使用時(shí)，將各原料組分混合均勻。
步驟5回填原土
在滲濾層的上部鋪設(shè)5cm厚的稻草，要求鋪蓋結(jié)束后，無(wú)石子層外露現(xiàn)象，且草層厚度均勻，然后回填原土。
回填原土?xí)r，挖掘機(jī)要注意輕放，先撒20cm-25cm的土層，將稻草層壓蓋，確保防滲層的完整無(wú)損，再繼續(xù)進(jìn)行回填，直至填土層高出池壁5-8cm左右。
步驟6大水洗鹽
對(duì)回填后的土壤進(jìn)行整畦，保持畦內(nèi)平整，在上施加有機(jī)肥和土壤改良劑，然后連續(xù)進(jìn)行三次大水漫灌，進(jìn)行洗鹽，時(shí)間間隔以地表發(fā)干為下一次灌水標(biāo)志，灌水量為480-570m3/公頃，三遍大水漫灌后，取土化驗(yàn)，當(dāng)含鹽量達(dá)到0.34%以下，pH值達(dá)到8.4以下時(shí)，視為合格。
實(shí)施例4一種采用水稻秸稈生物質(zhì)炭滲濾層的根部控鹽方法在地膚種植地中應(yīng)用
1、播種育苗
保護(hù)地育苗可于3月上旬到中旬播種，覆土為種子直徑的3～4倍，經(jīng)6～7天出苗。
2、整地
按照實(shí)施例1- 3中所述的根部控鹽方法對(duì)種植地處理，鋪設(shè)滲濾層，再進(jìn)行種植。
3、移栽
苗床培育的幼苗于苗高6～10cm時(shí)定植大田，按株行距70×100cm定苗。
4、灌溉
苗木種植后灌溉：采用富腐殖酸的咸水、淡水輪灌的方式灌溉，富腐殖酸的咸水、淡水輪灌次數(shù)比為5:7，每12-17天灌溉一次，每次灌溉量為530-610m3/公頃。
取含腐殖酸的肥6.8-7.5kg溶于1000L咸水中，混合均勻，制得富腐殖酸的咸水；
所述含腐殖酸的肥包括以下重量份的組分：腐殖酸4-8份、硫酸銨3-6份、氯化鉀3-5份、磷酸銨2-4份、碳酸鎂2-4份、螯合鐵2-4份、醋酸銅3-6份、、蘇氨酸3-5份；
所述的咸水：礦化度為2.3-3.1g/L，pH為7.8-8.4，含鹽量為0.14-0.18%，鈉鹽含量占總鹽含量的63-70%。
5、管理
管理：除施足底肥外，于采收前追施1次腐熟有機(jī)肥或隨水施入氮肥。
蟲(chóng)害防治：地膚生長(zhǎng)季節(jié)易受蚜蟲(chóng)危害，可噴灑1000～2000倍40%的樂(lè)果乳劑防治。地膚也易被菟絲子寄生，招致植株成片枯萎，發(fā)現(xiàn)菟絲子要及時(shí)清除。
6、采收
植株長(zhǎng)到15～20cm高時(shí)，即可結(jié)合間苗采收幼苗，4～7月可陸續(xù)采收嫩莖葉，用于食用；種子于8～9月成熟時(shí)收獲，脫粒干燥后保存?zhèn)溆谩?/p>
試驗(yàn)結(jié)果：
（1）本發(fā)明提供的含有滲濾層的根部控鹽方法對(duì)鹽堿地中土壤的理化性質(zhì)具有良好的改良效果。
3個(gè)月后，地膚主根中部的土壤的容重為1.08-1.15g/cm3，地膚主根下部的土壤的土壤的容重為1.10-1.16 g/cm3，地膚主根中部的土壤含鹽量為0.11-0.18%，地膚主根下部的土壤含鹽量0.10-0.19%。
說(shuō)明使用含有滲濾層的根部控鹽方法后，土壤變得疏松，土壤蓄容能力變大，土壤中含鹽量能夠控制在地膚適宜生長(zhǎng)的范圍內(nèi)。
表1 本發(fā)明提供的含有滲濾層的根部控鹽方法對(duì)鹽堿地中土壤的理化性質(zhì)的改良效果
（2）本發(fā)明提供的含有滲濾層的根部控鹽方法，種植地中各離子的濃度有良好的調(diào)節(jié)效果。
3個(gè)月后，地膚主根中部的土壤Na+的含量為0.58-0.67g/kg，地膚主根下部的土壤Na+ 的含量0.57-0.65g/kg，地膚主根中部的土壤Cl-的含量0.63-0.71g/kg，地膚主根下部的土壤Cl-的含量0.64-0.73g/kg，大大減少了鹽分在土壤中的累積，具體指標(biāo)見(jiàn)表2。
表2 本發(fā)明提供的滲濾層的控鹽方法使用后地膚種植地中的離子的濃度
（3）本發(fā)明含有滲濾層的根部控鹽方法對(duì)地膚植株無(wú)任何副作用，安全性高，還取得意想不到的效果，地膚的成活率、100g地膚中蛋白質(zhì)含量、100g地膚中胡蘿卜素含量、100g地膚中維生素C含量有明顯的提高作用，地膚的成活率98.9%～99.8%，100g地膚中蛋白質(zhì)含量4.9g～5.5g，100g地膚中蛋白質(zhì)含量提高了9%-14%，100g地膚中胡蘿卜素含量5.4mg～6.0mg，100g地膚中胡蘿卜素含量提高了7-12%，100g地膚中維生素C含量為36mg-41mg，100g地膚中維生素C含量提高了10-16%，具體見(jiàn)表3。
表3 地膚的成活率、100g地膚中蛋白質(zhì)、維生素C、胡蘿卜素含量
最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。