砂性盐碱土的改良剂及改良方法与流程

1.本技术属于土壤结构改良技术领域，涉及一种砂性盐碱土的改良剂及改良方法。

背景技术：

2.土壤盐渍化是影响农业生产及生态环境的一个全球性问题。据统计，全世界盐渍化土地有9.5亿公顷，我国约有9915万公顷，为第三大盐碱地分布国家。我国盐碱地分布广泛，盐渍化危害严重，尤其是生态系统脆弱的西部干旱、半干旱地区绿洲土壤盐渍化问题异常突出。目前，盐碱地改良的措施主要有物理改良、化学改良、水利工程措施、生物改良等，其核心主要是通过减少地表蒸发、创建隔层抑制盐分向上运动、促进盐分淋洗加快土壤排盐排水等途径实现调控。
3.由于重度盐碱地改良利用过程复杂、成本高、进度慢，而轻、中度盐碱地改良利用的次生盐渍化反复等问题，造成盐碱地改良技术推广应用难度大、长效性和可持续性差、社会参与积极性不高等现实问题。因此，成本较低、效果持久且稳定的改良技术和改良后土地的合理利用方式至关重要。
4.随着国家对“碳达峰、碳中和”战略的深入推进，光伏等可再生能源发电方式未来将迎来加速发展的契机，因此在改良后的盐碱地上通过林光互补的方式，一方面可以降低地表蒸发作用，抑制土壤返盐，另一方面可以最大限度的利用光能，增加碳汇。

技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种砂性盐碱土的改良剂，能够改良土壤结构，降低土壤的含盐量，使轻度盐碱土改良后能够满足种植土的要求。
6.为达到上述目的，本技术所采用的技术方案是：
7.本技术方案是提供了一种砂性盐碱土的改良剂，包括按重量份计的如下组分：80-120份松针土，50-85份酸改性牛粪炭，3-5份沸石粉，0.2-0.4份无机肥，2-4份微生物菌剂，2-4份黏结性材料；各组分经混合均匀后即可使用。
8.本技术方案的有益技术效果是，砂性盐碱土在经过改良剂的改良后，能够改良土壤结构，降低土壤的含盐量，使轻度盐碱土改良后能够满足种植土的要求，可种植适合的植物；磷酸改性后的牛粪炭不仅不会增加土壤ph，还会补充土壤磷元素；黏结性材料可以增强砂土粒之间的粘结强度，改善砂土理化性状差、漏水漏肥等特性，提高土壤的保水保肥性能。
9.作为上述技术方案的实施方式，优选的组分是，100份松针土、65份酸改性牛粪炭、4份沸石粉、0.2份无机肥、3份微生物菌剂和2.5份黏结性材料，改良剂的添加量为待改良的砂性盐碱土重量的20％。
10.作为上述技术方案的实施方式，改良剂的添加量为砂性盐碱土重量的10％-30％。
11.作为上述技术方案的实施方式，酸改性牛粪炭的制备方法是：将干牛粪在酸性溶液中浸渍，然后400-500℃烧制成生物炭，即为酸改性牛粪炭，其中，酸性溶液为磷酸溶液。
12.作为上述技术方案的实施方式，无机肥为硫酸铵、硝酸铵和硝酸钙中一种或几种组合；
13.微生物菌剂为胶冻样芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌中的一种或两种组合；
14.黏结性材料为聚乙烯醇、聚丙烯酸钠和羧甲基纤维素钠中的一种或几种组合。
15.本技术的另一技术方案是提供一种砂性盐碱土的改良方法，包括如下步骤：
16.s1、开挖待改良的砂性盐碱土，将重度盐碱土和轻度盐碱土分开堆放；
17.s2、在砂性盐碱土的开挖区域摊铺添加脱硫石膏和硫酸亚铁的重度盐碱土；
18.s3、在摊铺好的重度盐碱土上摊铺隔盐层；
19.s4、在隔盐层上摊铺一层添加了糠醛渣的轻度盐碱土形成缓冲层；
20.s5、在缓冲层上回填添加有如上技术方案的改良剂进行改良的轻度盐碱土，使改良后的土壤达到种植土的标准形成种植层。
21.本技术方案的有益效果是：将重度盐碱土与轻度盐碱土分层改良，重度盐碱土改良目的主要是降低土壤ph和含盐量，轻度盐碱土改良后需要满足种植土的要求，在轻度与重度盐碱土中间设置隔离层，以防止返盐；在隔盐层上设置了缓冲层，用来缓冲和改良因下层水分上渗而引起的返盐，是对隔盐层的进一步保障，从而保证系统的隔盐效果；改良剂中含有黏结性材料可以增强砂土粒之间的粘结强度，改善砂土理化性状差、漏水漏肥等特性，提高土壤的保水保肥性能。
22.作为上述技术方案的实施方式，重度盐碱土是指全盐量大于4g/kg的土壤，轻度盐碱土是指全盐量小于4g/kg的土壤。
23.作为上述技术方案的实施方式，隔盐层的厚度为30-45cm，隔盐层包括位于上层的厚度为20-30cm的鹅卵石层和位于下层的厚度为10-15cm的粘土层，其中鹅卵石的粒径为1-3cm。
24.如此，隔盐层的粘土层起到隔水的作用，防止地下水上升引起的返盐，上层的鹅卵石层起到疏水的作用，用来隔断下层水分蒸发引起的返盐。
25.作为上述技术方案的实施方式，还包括如下步骤：s6、依据砂性盐碱土的坡度，在坡度较低处开挖水渠，水渠的渠底位于隔盐层中的黏土层，水渠用于排除砂性盐碱土多余的降水，防止积水造成的土壤返盐。对于面积较大的砂改良后的砂性盐碱土还可以在中间开挖水渠，加快降雨时的排水。
26.如此，在改良的盐碱土的坡脚处设置有水渠，改良体中多余的水分下渗到隔盐层，通过鹅卵石层排到水渠，再通过水渠将多余积水排走。
27.作为上述技术方案的实施方式，水渠坡度为0.1-1％，在水渠的侧边用砖或石块砌成有阻隔墙，阻隔墙的底部压于隔盐层中的鹅卵石层上，如此，阻隔墙用来阻隔土壤流失，又不会阻隔排水。
28.作为上述技术方案的实施方式，重度盐碱土、隔盐层、缓冲层、轻度盐碱土的坡度均为1-3％。优选的，改良后盐碱土的各层的坡度为2％。
29.作为上述技术方案的实施方式，重度盐碱土中添加的脱硫石膏的添加量为重度盐碱土重量的1.0％-2.0％，硫酸亚铁的添加量为重度盐碱土重量的0.5％-3％；
30.缓冲层的糠醛渣的添加量为缓冲层中轻度盐碱土重量的0.5％-1.0％，缓冲层的厚度为10-15cm。
31.作为上述技术方案的实施方式，还包括如下步骤：s7、在种植层上安装光伏发电装置，光伏发电板的行距大于2m，在光伏发电板的下面种植较耐阴的植物，空隙中种植喜光植物。
32.如此，在种植层上安装光伏发电装置，在光伏发电板下面以及空隙中种植植物，以林光互补的方式最大限度的利用光能，提高改良后盐碱土的利用率，同时这种利用方式还能够降低地表蒸发，防止土壤返盐。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明：
34.图1为本技术一实施例中的砂性盐碱土的改良方法进行改良后的土壤结构示意图。
35.附图标记说明：
36.1-改良后的重度盐碱土；2-粘土层；3-鹅卵石层；4-缓冲层；5-改良后的轻度盐碱土；6-阻隔墙；7-水渠；8-光伏发电装置；9-植物。
具体实施方式
37.以下将结合实施例和附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本技术保护的范围。
38.另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本技术中所涉及的上、下、左、右等方位描述仅仅是相对于附图中本技术各组成部分的相互位置关系来说的。本技术中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
39.实施例1
40.本实施例是提供一种砂性盐碱土的改良剂，包括按重量份计的如下组分：100份松针土，65份酸改性牛粪炭，4份沸石粉，0.2份无机肥，3份微生物菌剂，2.5份黏结性材料；组分经混合均匀后备用。
41.其中，酸改性牛粪炭的制备方法是：将干牛粪在磷酸溶液中浸渍24小时，然后500℃烧制成生物炭，即为酸改性牛粪炭。磷酸改性后的牛粪炭不仅不会增加土壤ph，还会补充土壤磷元素。
42.无机肥为硫酸铵，微生物菌剂为胶冻样芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌，黏结性材料为聚乙烯醇。
43.采用内蒙古某地的轻度盐碱土(全盐量小于4g/kg)作为试验用的待改良土壤，该土壤的ph为9.08，呈强碱性，全盐量为2.67g/kg，为轻度盐碱土，有机质含量为1.54g/kg，有效磷6.7mg/kg，速效钾200.54mg/kg，碱解氮25.83mg/kg，除了速效钾，其它养分远低于《绿化种植土壤标准》。
44.将待改良土壤进行破碎至小于2cm，添加本实施例中的改良剂，改良剂的添加量为
待改良土壤重量的20％。具体过程为：取50g土样置于1l塑料瓶容器中，按照20％的添加量添加配置好的改良剂，调节含水量至30％，再次搅拌均匀后覆盖保鲜膜养护，7天后取样检测土壤理化性质，所得结果见表1。
45.表1盐碱土改良后的土壤理化性质
[0046][0047]
从表1可知，在该轻度盐碱土中添加改良剂后，土壤中各养分指标均达到了绿化种植土的标准，土壤ph和全盐量也均达到了标准。
[0048]
实施例2
[0049]
本实施例提供一种砂性盐碱土的改良剂，与实施例1中的改良剂相比，除了不添加黏结性材料外，其它组分均同实施例1。
[0050]
采用实施例1中的待改良土壤和改良剂，与本实施例的改良剂，设置对照组试验，将搅拌均匀的待改良土壤和改良剂装入底部带孔的塑料容器，调节土壤初始含水量至30％，然后分别在培养的第7天、14天和21天对每个处理浇水，确保浇水量相同，同时采集容器底部土壤渗出液，测定渗出液中铵态氮含量，确定土壤的保肥性，所得结果见表2。
[0051]
表2土壤渗出液中铵态氮含量(mg/l)
[0052] 第7天第14天第21天实施例1的样品3.143.313.39实施例2的样品3.463.583.65
[0053]
从表2中可知，在改良剂中添加黏结性材料分别使第7、14、21天土壤渗出液中铵态氮含量降低了9.25％、7.54％、7.12％，提高了土壤的保肥性。黏结性材料可以增强砂土粒之间的粘结强度，改善砂土理化性状差、漏水漏肥等特性，提高土壤的保水保肥性能。
[0054]
实施例3
[0055]
如图1中所示，本实施例是提供一种砂性盐碱土的改良方法，包括以下步骤：
[0056]
s1：开挖待改良盐碱区，将上层的重度盐碱土与下层的轻度盐碱土分开堆放，向重度盐碱土中添加脱硫石膏和硫酸亚铁，然后将其摊铺在开挖区域。
[0057]
s2：在摊铺好的重度盐碱土上铺隔盐层，厚度为30-45cm。
[0058]
s3：在隔盐层上铺一层添加了糠醛渣的轻度盐碱土，形成缓冲层，用来缓冲水分蒸发和地下水上升导致的返盐，其厚度约为10-15cm。
[0059]
s4：在缓冲层上回填轻度盐碱土，添加改良剂进行改良，使改良后的轻度盐碱土达到种植土的标准，形成种植层。
[0060]
s5：顺着改良后地块的坡度，在坡脚处开挖水渠，用来排除雨季多余的降水，从而
防止上层积水造成的土壤返盐。
[0061]
s6：在种植层上安装光伏发电装置，然后在光伏发电板下面以及空隙中种植较耐阴植物。
[0062]
本实施例中，重度盐碱土是指全盐量大于4g/kg的土壤，轻度盐碱土是指全盐量小于4g/kg的土壤。
[0063]
本实施例中，重度盐碱土中添加的脱硫石膏的添加量为重度盐碱土重量的1.0％-2.0％，硫酸亚铁的添加量为重度盐碱土重量的0.5％-3％。
[0064]
本实施例中，隔盐层包含两层，上层为20-30cm的鹅卵石，粒径为2cm左右，下层为10-15cm的粘土层，下层的粘土层起到隔水的作用，防止地下水上升引起的返盐，上层的鹅卵石起到疏水的作用，用来隔断下层水分蒸发引起的返盐。
[0065]
本实施例中，缓冲层的糠醛渣的添加量为缓冲层中轻度盐碱土重量的0.5％-1.0％，缓冲层的厚度为10-15cm。缓冲层主要用来缓冲和改良因下层水分上渗而引起的返盐，是对隔盐层的进一步保障，从而保证系统的隔盐效果。
[0066]
本实施例中，向缓冲层上均匀的铺填轻度盐碱土，铺填厚度为0.5-1.0m，然后撒施改良剂，改良剂为80-120份松针土、50-85份酸改性牛粪炭、3-5份沸石粉、0.2-0.4份无机肥、2-4份微生物菌剂、2-4份黏结性材料，改良剂的添加量为10％-30％。将轻度盐碱土进行改良后，一方面可以满足植物生长的营养需求，另一方面，所添加改良剂的成分可以增强砂土粒之间的粘结强度，增加土壤的保水保肥性。
[0067]
其中，无机肥为硫酸铵、硝酸铵或硝酸钙中一种或几种，微生物菌剂为胶冻样芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌，黏结性材料为聚乙烯醇、聚丙烯酸钠和羧甲基纤维素钠中的一种或几种。酸改性牛粪炭的制备方法是，将干牛粪在45％的磷酸溶液中浸渍24小时，然后500℃烧制成生物炭即为酸改性牛粪炭。磷酸改性后的生物炭不仅不会增加土壤ph，还会补充土壤磷元素。
[0068]
本实施例中，重度盐碱地改良层、隔盐层、缓冲层、轻度盐碱地改良层的坡度均为2％，防止积水导致局部返盐。
[0069]
本实施例中，水渠的渠底位于隔盐层中的黏土层，水渠的渠顶高于鹅卵石层，水渠坡度为0.1％，在水渠的侧边用砖或石块砌成阻隔墙，阻隔墙的底部压于隔盐层中的鹅卵石层上。
[0070]
如此，阻隔墙用来阻隔土壤流失，又不会阻隔排水。由于改良后整个土层存在一定的坡度，多余的降水下渗到隔水层后沿着鹅卵石层向坡脚汇集进入水渠，水渠的坡度便于将水渠中的水及时的排走。此外，在改良后的盐碱土的坡度较高的边缘砌底部压于重度盐碱土上的阻隔墙。
[0071]
本实施例中，光伏发电装置的光伏发电板之间的行距大于2m，光伏发电板下面可以种植较耐阴的植物，在空隙中种植喜光植物，以林光互补的方式最大限度的利用光能，提高改良后盐碱土的利用率，同时这种利用方式还能够降低地表蒸发，防止土壤返盐。
[0072]
上述仅为本技术的较佳实施例，但本技术并不限制于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本技术精神的前提下还可以做出多种等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：

1.一种砂性盐碱土的改良剂，其特征在于，包括按重量份计的如下组分：80-120份松针土，50-85份酸改性牛粪炭，3-5份沸石粉，0.2-0.4份无机肥，2-4份微生物菌剂，2-4份黏结性材料。2.根据权利要求1所述的砂性盐碱土的改良剂，其特征在于，改良剂的添加量为砂性盐碱土重量的10％-30％。3.根据权利要求1所述的砂性盐碱土的改良剂，其特征在于，酸改性牛粪炭的制备方法是：将干牛粪在酸性溶液中浸渍，然后400-500℃烧制成生物炭，即为酸改性牛粪炭。4.根据权利要求1所述的砂性盐碱土的改良剂，其特征在于，无机肥为硫酸铵、硝酸铵和硝酸钙中一种或几种组合；微生物菌剂为胶冻样芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌中的一种或两种组合；黏结性材料为聚乙烯醇、聚丙烯酸钠和羧甲基纤维素钠中的一种或几种组合。5.一种砂性盐碱土的改良方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、开挖待改良的砂性盐碱土，将重度盐碱土和轻度盐碱土分开堆放；s2、在砂性盐碱土的开挖区域摊铺添加脱硫石膏和硫酸亚铁的重度盐碱土；s3、在摊铺好的重度盐碱土上摊铺隔盐层；s4、在隔盐层上摊铺一层添加了糠醛渣的轻度盐碱土形成缓冲层；s5、在缓冲层上回填添加有如权利要求1至4任一项所述的改良剂进行改良的轻度盐碱土，使改良后的土壤达到种植土的标准形成种植层。6.根据权利要求5所述的砂性盐碱土的改良方法，其特征在于，重度盐碱土是指全盐量大于4g/kg的土壤，轻度盐碱土是指全盐量小于4g/kg的土壤。7.根据权利要求5所述的砂性盐碱土的改良方法，其特征在于，隔盐层包括位于上层的厚度为20-30cm的鹅卵石层和位于下层的厚度为10-15cm的粘土层，其中鹅卵石的粒径为1-3cm。8.根据权利要求7所述的砂性盐碱土的改良方法，其特征在于，还包括如下步骤：s6、依据砂性盐碱土的坡度，在坡度较低处开挖水渠，水渠的渠底位于隔盐层中的黏土层，水渠用于排除砂性盐碱土多余的降水，防止积水造成的土壤返盐。9.根据权利要求5所述的砂性盐碱土的改良方法，其特征在于，重度盐碱土、隔盐层、缓冲层、轻度盐碱土的坡度均为1-3％。10.根据权利要求5所述的砂性盐碱土的改良方法，其特征在于，重度盐碱土中添加的脱硫石膏的添加量为重度盐碱土重量的1.0％-2.0％，硫酸亚铁的添加量为重度盐碱土重量的0.5％-3％；缓冲层的糠醛渣的添加量为缓冲层中轻度盐碱土重量的0.5％-1.0％。

技术总结

本申请涉及一种砂性盐碱土的改良剂及改良方法，改良剂包括按重量份计的如下组分：80-120份松针土，50-85份酸改性牛粪炭，3-5份沸石粉，0.2-0.4份无机肥，2-4份微生物菌剂，2-4份黏结性材料。砂性盐碱土的改良方法包括如下步骤：S1、开挖待改良的砂性盐碱土，将重度盐碱土和轻度盐碱土分开堆放；S2、在砂性盐碱土的开挖区域摊铺添加脱硫石膏和硫酸亚铁的重度盐碱土；S3、在摊铺好的重度盐碱土上摊铺隔盐层；S4、在隔盐层上摊铺一层添加了糠醛渣的轻度盐碱土形成缓冲层；S5、在缓冲层上回填添加有如权利要求1至4任一项所述的改良剂进行改良的轻度盐碱土，使改良后的土壤达到种植土的标准形成种植层。形成种植层。形成种植层。