專利名稱：蘇打鹽堿化旱田土壤微咸水淋洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種旱田土壤的改良，具體地說是一種蘇打鹽堿化旱田土壤微咸水淋洗方法。
背景技術(shù)：
中國松嫩平原的西部是世界上三大片蘇打鹽堿土集中分布區(qū)之一，而且鹽堿化面積仍以每年1.4％的速度擴(kuò)展，生態(tài)環(huán)境日趨惡化，鹽堿、干旱已成為區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要障礙之一。在松嫩平原西部鹽堿地中，約有25％的土地，將近1400萬畝屬于低產(chǎn)旱田鹽堿地，到目前為止，始終沒有特別有效的治理方法。這些鹽堿地，作物產(chǎn)量很低，許多地塊最后只能長期種植耐鹽堿、耗地力、效益低的向日葵。
國內(nèi)外對(duì)于咸水、微咸水的利用做了大量的研究工作，但是主要從劣質(zhì)水利用的角度來研究，特別側(cè)重于利用過程中生態(tài)副作用的防治。在用咸水、微咸水淋洗改良鹽堿地研究方面，美國曾在科羅拉多河下游，用海水與淡水交替使用來淋洗改良鹽堿地。國內(nèi)天津市農(nóng)科院也曾在海河流域用地下咸水治理土壤次生堿化層做過試驗(yàn)。但通過設(shè)計(jì)科學(xué)的淋洗制度，用微咸水來淋洗改良蘇打鹽堿地的系統(tǒng)研究，在國內(nèi)未見報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)蘇打鹽漬土粘土含量高、滲透性差、淋洗改良難的問題，本著土壤淋洗改良與作物灌溉增產(chǎn)增效協(xié)調(diào)同步的原則，依土壤鹽堿化程度的不同對(duì)所栽培的相應(yīng)作物在其需水臨界期和其它主要需水時(shí)期，按科學(xué)合理的灌溉定額進(jìn)行淋洗與灌溉，目的是提供一種蘇打鹽堿化旱田土壤微咸水淋洗方法，以期實(shí)現(xiàn)蘇打鹽堿土的改良與持續(xù)高效利用。
在蘇打鹽漬土中粘土含量高，且以蒙脫石為主，大量的交換性鈉離子的存在，使蒙脫石的層狀晶片擴(kuò)散，間距增大，粘土顆粒間距變小，土壤顆粒高度分散，土壤理化性狀變劣，不僅嚴(yán)重影響作物生長，而且滲透性差、淋洗改良難。由于鈣、鎂離子具有較小的水合半徑，用鈣、鎂離子代換鈉離子，則可以縮小蒙脫石的層狀晶片間距，使粘土顆粒凝絮，增大土壤孔隙半徑，從而改善土壤結(jié)構(gòu)和通透性。淺層地下微咸水具有較高的含鹽量(1～3克/升)，SAR小于15，并含有較多的鈣、鎂離子，因此利用淺層地下微咸水淋洗蘇打鹽漬土，一方面能代換土壤交換性鈉離子，降低堿化度；另一方面能起到加電解質(zhì)的效應(yīng)，產(chǎn)生“鹽析作用”，從而使粘土顆粒凝絮，改善土壤結(jié)構(gòu)和通透性，加速鹽分淋洗，達(dá)到改良蘇打鹽漬土的目的。
本發(fā)明根據(jù)鹽堿地表層含鹽量選擇種植作物。蘇打鹽堿地的表層含鹽量一般在0.1％～0.5％。其中0.1％～0.3％為輕度鹽堿土，正常年份種子可正常發(fā)芽出苗，但受抑制，幼苗生長緩慢。0.3％～0.5％為中度蘇打鹽堿土，一般種子不能正常發(fā)芽出苗，抑制作用明顯而造成缺苗。
本發(fā)明依據(jù)土壤鹽堿化程度與作物的生理生態(tài)適應(yīng)性，選擇相應(yīng)作物種類和品種。中度鹽堿化土壤種植向日葵、高粱、谷子等，低度鹽堿化土壤種植大豆、谷子、玉米、紫花苜蓿。
本發(fā)明在土壤淋洗過程中依作物耐鹽堿性由強(qiáng)到弱的順序，在淋洗的初期土壤鹽堿化度高，不適合普通作物生長，在這個(gè)期間一般種植向日葵。經(jīng)一年時(shí)間的淋洗，土壤鹽堿度仍較高，但較前已經(jīng)有所降低，可由原來種植的耗地力嚴(yán)重且效益低的向日葵改種經(jīng)濟(jì)效益較高的高粱、谷子較耐鹽堿作物，經(jīng)過2～3年的淋洗后改種大豆、谷子、玉米、紫花苜蓿。
本發(fā)明淋洗土壤所需的水為蘇打鹽堿地20～30m深的地下水，一年中淋洗次數(shù)為3～5次，灌溉量由下式確定灌溉量(mm)＝土壤田間持水量-土壤含水量+淋洗定額。土壤田間持水量和土壤含水量需要測(cè)定，本發(fā)明以厚度為1.0m淋洗土層為限，每隔20.0cm深取一個(gè)土樣，測(cè)定土壤含水量、田間持水量。
本發(fā)明所用的地下水用打井的辦法，從需要淋洗的蘇打鹽堿地深20～30m的地下取出，采取灌溉的方式實(shí)現(xiàn)淋洗的目的。所用的地下水礦化度為1～2g/l，pH值在7.7～7.8，鈉吸附比是在2.3～2.5。
本發(fā)明就地取材，利用微咸水能降低土壤堿化度，進(jìn)而增強(qiáng)土壤通透性的特點(diǎn)，解決了用普通淡水難以淋洗改良蘇打鹽堿土的問題，使蘇打鹽堿地的鹽堿度降低，成為適合種植一般作物的土壤。本發(fā)明將淋洗定額與作物需水規(guī)律和農(nóng)田水分虧缺狀況相結(jié)合，通過淋洗降低土壤鹽堿含量使作物能正常生長，又能在滿足作物水分需求的條件下實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效，同時(shí)還能達(dá)到減少土壤蒸發(fā)和土壤板結(jié)等目的。由于采用的微咸水是淺層20-30m的地下水，大面積的示范推廣有利于控制潛水位，防止重新返鹽。
本發(fā)明的試驗(yàn)表明，淋洗灌溉比無淋洗灌溉玉米增產(chǎn)34.85％～117.15％，大豆增產(chǎn)65.0％～92.9％，谷子增產(chǎn)66.28％～94.14％，高粱增產(chǎn)52.08％～86.79％，均達(dá)到了顯著增產(chǎn)水平，同時(shí)作物根層鹽分和堿化度顯著下降。
具體實(shí)施例方式為了獲得本發(fā)明所需的淋洗用水，在蘇打鹽堿土區(qū)20～30m深處打四井管組合井，即四個(gè)出水眼共用一個(gè)出水口。水礦化度為1～2g/l，pH值在7.7～7.8，鈉吸附比是在2.3～2.5。
根據(jù)蘇打鹽堿土栽植作物的情況采取相應(yīng)的淋洗灌溉定額與灌溉時(shí)期。在輕度蘇打鹽堿土種植玉米和大豆。依據(jù)玉米和大豆的生育時(shí)期，采取相應(yīng)的灌溉淋洗定額。
在蘇打鹽堿地種植玉米時(shí)，一年淋洗四次。玉米拔節(jié)期淋洗一次，淋洗定額為40～65mm；孕穗抽雄期淋洗一次，淋洗定額為40～65mm；在灌漿期淋洗兩次，淋洗定額為40～65mm。
在蘇打鹽堿地種植大豆時(shí)，一年淋洗四次。在大豆的花芽分化期淋洗一次，淋洗定額為40～65mm；開花期淋洗一次，淋洗定額為40～65mm；在結(jié)莢鼓粒期淋洗兩次，淋洗定額是40～65mm。
在中度蘇打鹽堿土壤種植高粱和谷子。其中高粱三個(gè)生育時(shí)期淋洗四次，分別是在拔節(jié)期淋洗，淋洗定額為70～100mm；在孕穗期淋洗，淋洗定額為80～100mm；在灌漿期淋洗兩次，第一次淋洗定額為80～100mm，第二次淋洗定額為70～100mm。谷子是在兩個(gè)生育時(shí)期內(nèi)淋洗四次，其中孕穗期兩次、灌漿期兩次。第一次淋洗定額為70～100mm，第二次淋洗定額為80～100mm，第三次淋洗定額80～100mm，第四次淋洗定額為70～100mm。在淋洗過程中，采用管道或防滲渠道輸水，壟溝灌溉，也可采用噴灌或滴灌。
權(quán)利要求
1.一種蘇打鹽堿化旱田土壤微咸水淋洗方法，依據(jù)土壤鹽堿化程度與作物的生理生態(tài)適應(yīng)性，選擇種植相應(yīng)作物種類，其特征是，中度鹽堿化土壤種植向日葵、高粱、谷子，低度鹽堿化土壤種植大豆、谷子、玉米、紫花苜蓿；淋洗土壤所需的水為蘇打鹽堿地20～30m深的地下水，一年中淋洗次數(shù)為3～5次，灌溉量由下式確定實(shí)際灌溉量(mm)＝土壤田間持水量-土壤含水量+淋洗定額。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蘇打鹽堿化旱田土壤微咸水淋洗方法，其特征是所用的地下水礦化度為1～2g/l，pH值在7.7～7.8，鈉吸附比為2.4。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蘇打鹽堿化旱田土壤微咸水淋洗方法，其特征是按作物生長期每年淋洗四次。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蘇打鹽堿化旱田土壤微咸水淋洗方法，其特征是蘇打鹽堿地種植玉米時(shí)，玉米拔節(jié)期淋洗一次，淋洗定額為40～65mm；孕穗抽雄期淋洗一次，淋洗定額為40～65mm；在灌漿期淋洗兩次，淋洗定額各為40～65mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蘇打鹽堿化旱田土壤微咸水淋洗方法，其特征是蘇打鹽堿地種植大豆時(shí)，在大豆的花芽分化期淋洗一次，淋洗定額為40～65mm；開花期淋洗一次，淋洗定額為40～65mm；在結(jié)莢鼓粒期淋洗兩次，淋洗定額各是40～65mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蘇打鹽堿化旱田土壤微咸水淋洗方法，其特征是蘇打鹽堿土壤種植高粱時(shí)，高粱三個(gè)生育時(shí)期淋洗四次，分別是在拔節(jié)期淋洗，淋洗定額為70～100mm；在孕穗期淋洗，淋洗定額為80～100mm；在灌漿期淋洗兩次，第一次淋洗定額為80～100mm，第二次淋洗定額為70～100mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蘇打鹽堿化旱田土壤微咸水淋洗方法，其特征是蘇打鹽堿土壤種植谷子時(shí)，是在兩個(gè)生育時(shí)期內(nèi)淋洗四次，其中孕穗期兩次、灌漿期兩次，第一次淋洗定額為70～100mm，第二次淋洗定額為80～100mm，第三次淋洗定額80～100mm，第四次淋洗定額為70～100mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5或6或7所述的蘇打鹽堿化旱田土壤微咸水淋洗方法，其特征是在淋洗過程中，采用管道或防滲渠道輸水，壟溝灌溉，也可采用噴灌或滴灌。
全文摘要
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，是一種蘇打鹽堿化旱田土壤微咸水淋洗方法。本發(fā)明依據(jù)土壤鹽堿化程度與作物的生理生態(tài)適應(yīng)性，選擇相應(yīng)作物種類和品種。中度鹽堿化土壤種植向日葵、高粱、谷子，低度鹽堿化土壤種植大豆、谷子、玉米、紫花苜蓿。淋洗土壤所需的水為蘇打鹽堿地20～30m深的地下水，一年中淋洗次數(shù)為3～5次，灌溉量由下式確定實(shí)際灌溉量(mm)＝土壤田間持水量—土壤含水量+淋洗定額。本發(fā)明利用微咸水能降低土壤堿化度，進(jìn)而增強(qiáng)土壤通透性的特點(diǎn)，解決了用普通淡水難以淋洗改良蘇打鹽堿土的問題，使蘇打鹽堿地的鹽堿度降低，成為適合種植一般作物的土壤。
文檔編號(hào)C09K17/00GK1545847SQ20031011589
公開日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2003年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月4日
發(fā)明者李取生, 劉長江, 李秀軍, 李曉軍, 吳樂知 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所