半干旱地區不同土壤粘粒含量條件下化學聯合施用技術的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種半干旱地區不同土壤粘粒含量條件下化學聯合施用技術，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由于土壤結構穩定性差、地表易結皮、土壤水肥儲蓄容量低、釋放速度快、導致水肥利用率低的問題，并可同時解決半干旱地區大多數土壤既有儲水能力低，又有土壤表層結皮問題。依照土壤粘粒含量，采用不同PAM或SAP聯合調控技術，可促進作物生長、提高產量與品質。本施用方法見效快、功效時間長，施用當年土壤團聚體數量顯著增加，土壤結構穩定性顯著增強，施用一年功效至少可保留3年，是一種極具應用前景的土壤結構改良技術。
【專利說明】半干旱地區不同土壤粘粒含量條件下化學聯合施用技術【技術領域】
[0001]本發明涉及土壤化學聯合調控技術，特別指半干旱地區不同土壤粘粒含量條件下化學聯合施用技術。
【背景技術】
[0002]我國是世界上半干旱(年平均降水量在250-500mm)地區面積較大的國家，半干旱地區占國土面積的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，半干旱區在我國糧食安全中占有重要地位，但是該地區降雨比較集中，蒸發較強烈，易干旱、土壤風蝕水蝕比較嚴重，導致作物水分利用率低，農業生產潛力難以顯現。
[0003]導致水分利用效率低的主要原因為:一是半干旱區土壤質地大多為砂性土，深層滲漏量大，土壤蒸發速度快；二是土壤有機質含量低，導致土壤容易結皮，地表徑流加大。據測定:農田地表徑流及深層滲漏兩部分損失的水量達到總灌溉水量的50%左右。解決上述問題傳統采用兩種方法:一是通過施用有機肥，改良土壤結構，提高土壤保水性；二是進行鋤地松土，去除土壤結皮。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家肥料45噸，九年后土壤有機質含量才可從0.9%增加到1.3%。采用化學調控技術，可在較短時間內，改善土壤結構和理化性質，提高土壤保墑能力，同時可減低土壤結皮。
[0004]聚丙烯酰胺(PAM)與保水劑(SAP)是近些年發展具有代表性的兩種土壤化學調控材料。目前，PAM與SAP在水土保持和農業節水領域分開獨立使用，未見有PAM與SAP聯合施用技術。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種半干旱地區不同土壤粘粒含量條件下化學聯合施用技術，這種施用技術主要作用有降低土壤結皮、改善土壤結構、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水能力，促進作物生長。它適用于我國北方半干旱地區農作物種植，即基于半干旱地區土壤粘粒含量，采用不同土壤結構調理劑(PAM)與保水劑(SAP)施用方案，包括化控產品類型、施用方法以及施用量，提高土壤蓄水與保墑能力，增加作物產量。
[0006]為解決上述技術問題，本發明由如下具體方案來實現:半干旱地區不同土壤粘粒含量條件下化學聯合施用技術，
[0007]1、選擇聯合調控化控產品，聚丙烯酰胺(PAM)與保水劑(SAP):對于粘粒含量低于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吸水倍率達到或超過120倍；
[0008]2、聚丙烯酰胺PAM施用方法:在旱作農業區，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均勻撒在田塊進水口 5米范圍之內土壤表面；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，隨旋耕機翻至土壤20cm以內。
[0009]3、PAM與SAP施用量:對于粘粒含量低于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]本發明的優點:1、有效解決了半干旱地區由于土壤結構穩定性差、地表易結皮、土壤水肥儲蓄容量低、釋放速度快、導致水肥利用率低的問題；2、半干旱地區土壤有機質和粘粒含量普遍較低，土壤易發生結皮，保水性較差，可同時解決半干旱地區大多數土壤既有儲水能力低，又有土壤表層結皮問題；3、依照土壤粘粒含量，采用不同PAM或SAP聯合調控技術，促進作物生長、提高產量與品質；4、有機融合了 PAM與SAP化控技術的特點，功效互補；
5、對土壤環境不產生副作用。本發明見效快、成本低、功效時間長，施用當年土壤團聚體數量顯著增加，土壤結構穩定性顯著增強，施用一年功效至少可保留3年，是一種極具應用前景的土壤結構改良技術。
[0011]對環境影響:土壤結構調理劑(聚丙烯酰胺，PAM)是一種水溶性、人工合成的高分子有機聚合物，廣泛應用在造紙、食品加工、水處理及建筑行業。具有抗微生物作用，主要通過物理作用降解。對人體、動物、魚類和植物無毒害作用，盡管會有少量的單體(丙烯酰胺)隨PAM的使用進入土壤。大量`的研究證明:PAM單體在溫度為30°C時很快就會降解。國外對PAM單體含量限制在嚴格的規定范圍之內，況且PAM的使用量很小。因此PAM對環境不產生負面影響。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，從環境的角度考慮，使用PAM有助于改善河流水質。保水劑屬無毒、無害，對土壤環境不產生負面影響。
【具體實施方式】
[0012]以下結合實施例進一步解釋本發明，但不對本發明做作任何形式的限定。
[0013]實施例1:察右中旗胡蘿卜種植區
[0014]地點位于烏蘭察布市察右中旗烏素圖村，土壤機械組成為: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)，胡蘿卜的行距為:20cm。施肥方式為一次性施足基肥，基肥為有機肥2m3 /畝+磷酸氫二銨5kg /畝。胡蘿卜種植畦規格:畦長50m、畦寬3m。灌溉方式為畦灌，灌溉定額為500方/畝，灌水次數為10次。該地區年平均降雨量為260mm，蒸發量2800_。播種后第一次灌水后，地表明顯有結皮，顯著影響了降雨及灌溉的水分入滲和胡蘿卜出苗。化學聯合施用技術方案:選擇保水劑(SAP) 2kg /畝+ 土壤結構調理劑(PAM) 1.0kg /畝，保水劑(SAP)施用:在播種前一個星期，將干粉保水劑(0.5-1.5mm，在自來水中，吸水倍率達到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1000萬產品，施用方式為PAM采用撒施。PAM施用時間為第一次灌水前，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水口 5米范圍內，
[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。試驗區為300畝，對照為100畝。
[0016]測試結果顯示:采用PAM與SAP聯合施用技術，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，減少側根和根分裂，促進塊根長度增加，明顯地提高了胡蘿
卜品質；可同時提高胡蘿卜地下部和地上部的干重，促進光合產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]實施例2:商都縣馬鈴薯種植區施用
[0018]應用地點位于烏蘭察布市商都縣屯墾隊，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；馬鈴薯基肥為有機肥3m3 /畝和馬鈴薯專用肥(N: P2O5: K20=12: 15: 18，養分總量> 45%，施用量為30kg畝' 灌溉方式為時針式噴灌，全生育期灌水次數為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。試驗區為300畝，對照為200畝。
[0019]試驗結果:指針式噴灌馬鈴薯PAM與SAP聯合調控，能顯著增加馬鈴薯的畝產，增產率介于23.09-35.69 %。通過計算水分生產率，化控聯合調控處理的水分生產率為14.7-16.2kg / m3.畝，而對照的水分生產率為10.4-11.9kg/m3.畝，提高25%左右。馬鈴薯畝產純增加收入800元。試驗證`明在內蒙古商都縣砂性土壤中采用這種技術，能顯著地改善土壤結構，提高馬鈴薯的產量與水分生產效率。
【權利要求】
1.半干旱地區不同土壤粘粒含量條件下化學聯合施用技術，其特征是:(1)、選擇聯合調控化控產品，聚丙烯酰胺與保水劑:對于粘粒含量低于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:在旱作農業區，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水口 5米范圍之內土壤表面；(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 ，隨旋耕機翻至土壤20cm以內。
【文檔編號】A01B79/02GK103797925SQ201410019940
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月11日 優先權日:2014年1月11日
【發明者】于健, 史吉剛, 宋日權 申請人:內蒙古自治區水利科學研究院