本發(fā)明屬于沙質(zhì)土壤改良技術(shù)，具體指風(fēng)沙土上生態(tài)保水保肥型的土體構(gòu)型改良劑及使用方法。
技術(shù)背景
我國(guó)有大面積的沙質(zhì)土地，其土壤類型主要是風(fēng)沙土，生產(chǎn)力十分低下。其根本原因除了干旱少雨的氣候條件外，與沙土的土壤特性有密切的關(guān)系。風(fēng)沙土土壤土體構(gòu)造單一，往往通體為沙質(zhì)，通透性強(qiáng)，漏水漏肥，導(dǎo)致其自然肥力低，土壤有機(jī)質(zhì)含量低，土壤養(yǎng)分含量少，保水保肥差。在一些水資源較好的地方，風(fēng)沙土可迅速開(kāi)墾為耕地，是我國(guó)面積最大的后備耕地資源。一些地方利用地下鋪設(shè)塑料薄膜的方法，可解決風(fēng)沙土水分滲漏過(guò)快的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)了沙地襯膜種植水稻技術(shù)。但塑料薄膜往往導(dǎo)致環(huán)境污染嚴(yán)重。而利用自然粘土等材料，快速形成阻水層，改變風(fēng)沙土通體沙質(zhì)的構(gòu)型，使其形成上輕下重保水保肥型的土體構(gòu)型，可以提高沙土的抗旱性，增加作物產(chǎn)量。該項(xiàng)技術(shù)的推廣具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于促進(jìn)沙質(zhì)土壤質(zhì)地層次形成上輕下重，虛實(shí)并重，既保水又保肥的土壤剖面構(gòu)造，同時(shí)促進(jìn)土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的形成，從持久提升宜耕沙地的土壤肥力，建造優(yōu)質(zhì)農(nóng)田。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
風(fēng)沙土上生態(tài)保水保肥型的土體構(gòu)型改良劑，包括以下物質(zhì)：按照每1t土壤，含20kg活性蒙脫石、1kg陰離子型聚丙烯酰胺。
所述的蒙脫石粉為超細(xì)400目。蒙脫石粉是一種層狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸粘土礦物(2：1型)，具有獨(dú)特的吸水性、可塑性、膨脹性和粘結(jié)性，較強(qiáng)的離子交換性能和吸附性能以及很大的比表面積和吸附能力，具有很好的膠體性能。
所述的陰離子型聚丙烯酰胺分子量為300-600萬(wàn)，水解度10％-30％，選用500萬(wàn)分子量的陰離子型聚丙烯酰胺。最優(yōu)聚丙烯酰胺(pam)是一種良好的土壤結(jié)構(gòu)改良劑，可以增加土壤表層顆粒間的凝聚力，促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)形成，吸水膨脹并阻止水分流失；pam具有保水、保土、保肥、增產(chǎn)等效用。
該風(fēng)沙土上生態(tài)保水保肥型的土體構(gòu)型改良劑的使用方法，包括以下過(guò)程：將蒙脫石粉和陰離子型聚丙烯酰胺和風(fēng)沙土按配料比例混合，均勻底施于土壤耕層下20cm處；然后覆蓋自然沙土，并添加足量有機(jī)肥后，通過(guò)旋耕機(jī)使有機(jī)肥與耕層土壤充分混合，并根據(jù)土壤熵情來(lái)調(diào)節(jié)灌溉量，使土壤含水量保持在田間持水量的70％-80％，以利于蒙脫石和聚丙烯酰胺分子的向大孔隙中擴(kuò)散，形成較小的孔隙。
該方法將沙土、蒙脫石粉和陰離子型聚丙烯酰胺的混合物添加到沙地土壤耕作層底部，快速形成一個(gè)質(zhì)地較粘、比較緊實(shí)的層次(>2cm厚)，耕層沙土中再添適量的有機(jī)肥和化肥，以提高土壤肥力。
本發(fā)明提供的風(fēng)沙土上生態(tài)保水保肥型的土體構(gòu)型改良劑及使用方法，易于風(fēng)沙土田間實(shí)施，操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。當(dāng)年即可顯著降低土壤水滲透速率，起到保水保肥的作用。如果按自然風(fēng)沙土中粘粒淀積形成粘化層的土體構(gòu)型，至少需要上千年的時(shí)間，而利用本方法當(dāng)年即可形成。
本發(fā)明提供風(fēng)沙土上生態(tài)保水保肥型的土體構(gòu)型改良劑及使用方法，可以用于促進(jìn)沙質(zhì)土壤形成保水保肥土壤構(gòu)型的快速構(gòu)造，改善沙土中土壤剖面構(gòu)型，主要是形成底部阻水層，降低土壤水分滲漏，增加土壤的保水保肥能力，使其更有利于作物的生長(zhǎng)。
具體實(shí)施方式
結(jié)合實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
施加方法：按照1t土壤添加20kg蒙脫石粉、1kg聚丙烯酰胺與自然風(fēng)沙土混勻，均勻施于土壤耕層下20cm處，可用機(jī)械先剝離表層沙土，然后鋪施混合沙土料，再將沙土覆回，形成20cm耕層；耕層土壤添加2噸/畝有機(jī)肥，并通過(guò)控灌溉量將土壤含水量控制在田間持水量的70％-80％，改良的后土壤適宜種植玉米、小麥、牧草等多種作物。陰離子型聚丙烯酰胺分子量為400-600萬(wàn)，水解度10％-30％。蒙脫石粉為超細(xì)400目。
本發(fā)明主要利用蒙脫石粉與陰離子型聚丙烯酰胺兩者與沙土混合，通過(guò)底層施用，蒙脫石和聚丙烯酰胺都具有較高的膨脹性，可顯著減少沙土的大孔隙數(shù)量，降低其水分入滲速率，同時(shí)蒙脫石和聚丙烯酰胺都具有很高的陽(yáng)離子代換量，可增加土壤的保肥能力；進(jìn)而增加沙土的保水保肥能力，從而提高土地生產(chǎn)力，改善生態(tài)環(huán)境。
在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，利用風(fēng)沙土進(jìn)行了室內(nèi)土柱淋溶實(shí)驗(yàn)和田間施用粘土實(shí)驗(yàn)，在設(shè)置的實(shí)驗(yàn)對(duì)照中，添加蒙脫石粉梯度為0％、2％、4％。添加2％的鈉蒙脫石粉可顯著降低沙土的初始入滲速率50％，土壤入滲速率顯著降低；4％蒙脫石粉添加量中土壤初始入滲速率降低到3mm/h以下，幾乎不發(fā)生滲漏，這樣容易造成土壤滯水；因此選用2％蒙脫石粉添加量的方案，即具有明顯的阻水保水作用。田間實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，底施粘土比表施粘土效果好，比不施粘土壤含量水量相對(duì)提高10％左右，說(shuō)明土壤的保水性增強(qiáng)；使用粘土對(duì)宜耕沙地土壤物理性質(zhì)影響顯著，可以改變土壤機(jī)械組成，使土壤的容重和緊實(shí)度有增高的趨勢(shì)，底施會(huì)使得20-30cm土層的容重出現(xiàn)增大的趨勢(shì)；粘土施用量對(duì)土壤水分含量產(chǎn)生顯著的影響，隨粘土施用量的增加土壤水分含量有提高的趨勢(shì)。
通過(guò)對(duì)田間使用粘土的分析，施用粘土后土壤養(yǎng)分含量增加，底施粘土的處理土壤全磷含量高于表施處理，并提升土壤有機(jī)質(zhì)含量；底部施用粘土比表層施用粘土更有利于土壤養(yǎng)分富集。底施粘土處理玉米拔節(jié)期株高比表施粘土處理高40％以上，玉米產(chǎn)量提高37％。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)底部施用粘土和保水劑，形成上松下緊的土體構(gòu)型，既生態(tài)環(huán)保，又能保水保肥，提高土壤肥力和糧食產(chǎn)量，是一種快速改良沙土土壤剖面結(jié)構(gòu)的方法。