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重度盐碱土的改良材料及改良方法与流程

花匠小妙招
2025-01-17 21:13

本发明属于盐碱土改良技术领域，特别涉及一种重度盐碱土的改良材料及改良方法。

背景技术：

盐碱土是盐土和碱土以及各种盐化和碱化土的总称。其中，盐土是指含有大量可溶性盐类而使大多数植物不能生长的土壤，其盐含量一般达0.6%以上；碱土是指代换性钠离子阳离子代换量的百分率（esp）超过20%强碱性的土壤。盐碱土壤的形成，其实质主要是各种易溶性盐类（钾、钠、钙、镁的氯化物、硫酸盐、重碳酸盐等）在地面作水平方向与垂直方向的重新分配，从而使盐分在土壤表层逐渐积聚起来。盐渍土的物理和化学性状都较差，其主要表现为盐分或碱度过高，导致植物根系缺水或收到毒害，土壤质地粘重，团聚体较少，干旱时土壤板结，透水、透气性性差，对农业生产极为不利。

目前，治理盐碱地的方法有工程措施及水利措施，如cn103621209a治理改良盐碱地的方法、cn101347790a改良盐碱地地方法、cn105165167a盐碱地脱盐方法、cn102349371a苏打盐碱水田快速脱盐碱耕整地方法，这类方法主要通过平整土地、挖排水沟渠、翻地、旋耕、泡田等耕作措施，利用明沟排水或竖直排水降低水位减少盐碱的上升，或通过灌溉洗盐碱等进行改良；构建排盐管道和排盐孔，如cn202587801u盐碱地用排盐碱管，cn204810883u排盐碱管，cn204968401u盐碱地排盐碱暗管，cn203791335u盐碱地的排盐碱机构，cn204733557u一种沿海盐碱地棉花洗盐排碱装置，cn104054425a盐碱地改良系统及改良方法等，这类方法主要通过如铺设排盐管道和排盐孔。将盐碱地的盐分通过排盐孔和排盐管出田外，达到最终降低土壤盐碱、改良土壤的作用；构建隔盐层方法改良，如cn105393666a盐碱地改良方法，cn1759943a一种治理改造盐碱地的方法，cn105165167a盐碱地脱盐方法，cn102232328a一种改良盐碱地的方法及盐碱地的种植方法，cn102550159a盐碱地控抑盐方法及盐碱地控抑盐系统，cn104115586a一种中重度盐碱地治理方法等，这类方法通常在盐碱地一定深度范围内构建隔盐层（炉渣、石英砂等）、灌浆或设置透气性防渗骨料层（石英砂、矿渣、陶粒或玻璃微等）等方法阻止地下水上移，使得地下水无法携带大量盐分进入绝大部分作物根系生长区域，从而能够种植作物，同时使得盐碱地逐渐得到改良。

以及，施用改良剂、调节剂或改良材料等进行改良，如cn102775250a一种盐碱地肥料，cn103922846a盐碱地改良方法，cn106146198a抗盐碱有机肥料，cn102517030a盐碱地改良剂，cn104871678a一种改良盐碱地的方法，cn106278522a一种盐碱土壤调理剂，cn106220415a一种用于盐碱土壤改良的功能性水溶肥料及其应用，cn101624523a一种盐碱土壤改良剂，cn102898237a，粉状盐碱地保水缓释肥，cn102936503a含有铁尾矿的土壤透气改良增效剂及其制备方法，cn102936502a一种利用铁尾矿制备的防返盐碱剂及其在盐碱地中的应用，cn101481281a苏打盐碱地综合治理剂及其使用方法等，这类方法主要通过施加有机肥料、无机肥料、调节剂、微生物肥料等改良剂改善土壤结构、增加土壤保水能力、提高土壤养分或通过盐碱土修复材料，如牡蛎壳、磷石膏、硫酸铝、硅藻土、蒙脱石、凹凸棒土、炭渣等材料，利用吸附、置换、中和、保肥、隔盐等方法改良盐碱地土壤。

但是，对于重度盐碱地区，如含盐量在4~6‰的重度盐土，干旱少雨、水资源匮乏、排水不通畅，缺乏洗盐、排盐条件，地表蒸发大于自然降水量，土壤溶液不断减少，盐分易在植株内集聚，使作物生理代谢受到影响。采用工程措施及水利措施或农业生物改良或化学改良等措施效果甚微，甚至无法进行。因此，有必要进一步研究对重度盐碱地区的盐碱土改良方法。

技术实现要素：

本发明的目的是针对于现有技术中对重度盐碱地区的盐碱土改良方法研究较少的问题，提供了一种重度盐碱土的改良材料及改良方法。本发明首先在可降解性育苗袋中构建铁尾矿团聚体，然后再利用铁尾矿团聚体改良重度盐碱土质地。在保证一定产量的前提下，能够在短期内实现铁尾矿与有机物的复合，形成有机无机复合体，并与盐碱土形成质地均一的土壤结构，保证质地改良的稳定性。

本发明的技术方案之一为，一种重度盐碱土的改良材料，所述改良材料由质量份数分别为30～50份、0.05~0.1份和49.7~69.85份的铁尾矿、土壤结构改良剂和腐殖土组成；或者，由质量份数分别为30～50份、0.05~0.1份、49.7~69.85份和0.05~0.1份的铁尾矿、土壤结构改良剂、腐殖土和过磷酸钙组成。

进一步的，上述的改良材料，所述的铁尾矿砂的粒径范围为0.05~2mm。

进一步的，上述的改良材料，所述的铁尾矿砂中的重金属含量符合农业部大量元素肥的有毒元素限量标准。

进一步的，上述改良材料，所述的土壤结构改良剂包括聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和沥青乳剂；较好的，所述的土壤结构改良剂为阴离子型聚丙烯酰胺，ph有效范围5~13，在强碱条件仍能发挥较好的络合作用。

本发明的技术方案之二为，一种重度盐碱土的改良方法，采用了上述改良材料，包括如下步骤：

1）取改良材料装入可降解育苗袋中，在宜耕期将育苗袋植入待改良重度盐碱地中；

2）将待种植作物的幼苗或种子种植在可降解育苗袋中，其他耕作及田间管理同大田作物；

3）种植的植物在生长期间，根茎分泌物的与育苗袋中的改良材料与形成铁尾矿团聚体，收获期结束后，将育苗袋中的材料与待改良盐碱地耕层土壤混合。

进一步的，上述的改良方法，所述的可降解育苗袋，降解时间2~4个月，具有良好的融水性、融土性和透气性，并在育苗袋的中部以下打φ2~5mm的圆孔，圆孔间距8-10mm。

本发明与现有技术相比，其显著的有益效果体现在：

1.本发明工艺简单，易于实施，无污染，原料来源广泛，价格低廉，生产成本低。

2.对重度盐碱土改良效果明显。重度盐碱土的含盐量4~6‰，作物出苗和生长困难，该方法可以有效提高作物出苗率和收成，并且在对其改良期间，首先经历改良材料与降解袋内植物根系分泌物、有机物、腐殖土复合成有机无机复合体的过程，聚丙烯酰胺在育苗袋内不断渗透、扩散，由于其结构的特性，能够与土壤中分散的胶体粒子、植物根系分泌物、有机物以及铁尾矿粒子络合在一起，相互胶结，经过矿化、复合后构成铁尾矿团聚体，此时的铁尾矿团聚体比重明显降低，与盐碱土比重较为接近。将比重与盐碱土相近的铁尾矿团聚体与盐碱土混合后，可提高两者的复合进程，进而改善盐碱土的结构，并有效抑制铁尾矿在盐碱土中的不均匀沉降及分层现象，在一定程度上可以保证盐碱土质地改良的稳定性，在维持作物正常生长的同时逐步稳定的实现对重度盐碱地的改良。

3.降低了重度盐碱土的成本。由于铁尾矿砂为铁矿山生产废弃物，改良采用铁尾矿砂即实现了对其再利用，又降低改良成本。

具体实施方式

以下通过具体的实施方式对本发明作进一步说明。

以下实施例中采用的铁尾矿砂为鞍山式铁尾矿，来自鞍山矿业公司尾矿库，其化学组分中，sio2含量76.1%，总铁含量11.31%，重金属等有害成分极低，符合农业部大量元素肥的有毒元素限量标准，铁尾矿砂的粒径范围为0.05~2mm

实施例1

按如下质量百分比取：30%的铁尾矿砂，0.05%的阴离子型聚丙烯酰胺，0.1%的过磷酸钙，69.85%的腐殖土，混合均匀，制成重度盐碱土改良材料。称取上述改良材料4.5kg放到数个可降解无纺布育苗袋中，该可降解无纺布育苗袋规格为：降解时间3个月左右、具有良好的融水性、融土性和透气性、直径20cm、高10cm、平口，并在育苗袋中部以下打φ3mm的圆孔，圆孔间距8-10mm。在5月份将育苗袋植入重度盐碱地（滨海盐碱土，土壤含盐量4.7‰，ph8.68）中。在可降解无纺布育苗袋中种植玉米，每袋2粒，其他耕作及田间管理同大田作物。种植的植物在生长期间，根茎分泌物的与育苗袋中的改良材料与形成铁尾矿团聚体，收获期结束后，将育苗袋中的材料与大田耕层土壤混合。然后按上述方法在同一片重度盐碱地连续种植三茬。同时以相同量的铁尾矿砂、聚丙烯酰胺、过磷酸钙、腐殖土与相同区域的盐碱土耕层直接混合连续种植三茬作为对照。

改良结果见表1，由结果可以看出，本发明的方法和改良材料能够有效的改良重度盐碱土并且土壤不会产生不均匀沉降和分层。

表1种植三茬后土壤理化性质及产量

实施例2

按如下质量百分比取：40%的铁尾矿砂，0.05%的阴离子型聚丙烯酰胺，0.1%的过磷酸钙和59.85%的腐殖土均匀混合，制成重度盐碱土改良材料。称取上述改良材料4.5kg，放到与实施例1相同的可降解育苗袋中，与实施例1相同的方式改良相同区域的重度盐碱土；同时以相同量的铁尾矿砂、聚丙烯酰胺、过磷酸钙、腐殖土与相同区域的盐碱土耕层直接混合连续种植三茬作为对照。

改良结果见表2。

表2种植三茬后土壤理化性质及产量

实施例3

按如下质量百分比取：50%的铁尾矿砂，0.05%的阴离子型聚丙烯酰胺，0.1%的过磷酸钙和49.85%的腐殖土均匀混合，制成重度盐碱土改良材料。称取上述改良材料4.5kg，放到与实施例1相同的可降解育苗袋中，与实施例1相同的方式改良相同区域的重度盐碱土；同时以相同量的铁尾矿砂、聚丙烯酰胺、过磷酸钙、腐殖土与相同区域的盐碱土耕层直接混合连续种植三茬作为对照。

改良结果见表3。

表3种植三茬后土壤理化性质及产量