技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及鹽堿土壤改良領(lǐng)域，具體涉及一種通過在土壤中形成類水滑石對(duì)蘇打鹽鹽堿地進(jìn)行改良的方法。

背景技術(shù)：

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面積較大的蘇打鹽堿土壤，即含有大量可溶性碳酸根，導(dǎo)致土壤堿化度較高，發(fā)生板結(jié)、孔隙度減小、通透性差、土壤養(yǎng)分與有機(jī)質(zhì)含量低等問題，使植株不能正常出苗，造成農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量下降，這已經(jīng)成為阻礙農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。由于土壤可溶性鹽濃度過高，堿性過大，導(dǎo)致作物根系無法有效吸收土壤中的水分、養(yǎng)分，出現(xiàn)缺素癥狀，表現(xiàn)為植株長勢(shì)弱、發(fā)黃、發(fā)蔫、根系不牢等癥狀，嚴(yán)重時(shí)根系死亡，導(dǎo)致整株枯死。同時(shí)影響植株正常的呼吸作用，免疫力降低。而且土壤鹽堿化能引起土地荒漠化、耕地退化現(xiàn)象，對(duì)土壤質(zhì)量、土地綜合利用以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面均起到嚴(yán)重的制約作用。

目前常見的鹽堿地改良方法通常是使用三種以上的礦物、肥料和化學(xué)藥品制成的土壤修復(fù)劑對(duì)鹽堿土進(jìn)行改良。

中國專利cn112779020a公開了一種鹽堿地土壤的修復(fù)方法。該方法是按照重量比將腐殖酸、海泡石、木質(zhì)磺酸鈉、木醋液和硼酸進(jìn)行混合，得到混合料；往混合料中添加復(fù)合菌劑進(jìn)行混合，得到酸性的土壤修復(fù)劑；將土壤修復(fù)劑添加至待處理的鹽堿地土壤中進(jìn)行混合后，再進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。該方法通過采用含腐殖酸、海泡石、木質(zhì)磺酸鈉、木醋液、硼酸和復(fù)合菌劑的土壤修復(fù)劑對(duì)鹽堿地土壤進(jìn)行修復(fù)，可以降低土壤的堿化度和含鹽量，并且提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量。

中國專利cn112759491a公開了一種鹽堿地土壤調(diào)理劑的制備方法。該方法采用磷礦粉、高品位鉀長石粉、棉花秸稈、棉花秸稈灰、糠醛渣混合后，采用微波加熱，添加用以輔助后續(xù)發(fā)酵腐熟的發(fā)酵菌種微生物菌劑發(fā)酵腐熟，將腐熟完成的發(fā)酵物取料后，在攪拌釜內(nèi)攪拌添加保水劑，裝袋包裝，加工制備完成調(diào)理劑。此調(diào)理劑施加到鹽堿土壤后，通過離子交換作用及化學(xué)作用，降低土壤的交換性na+的飽和度和鹽堿度；可以改善作物土壤的性質(zhì)比如土壤鹽堿化等問題。

中國專利cn112724985a公開了一種蘇打鹽堿地土壤調(diào)理劑、制備方法及使用方法。該方法采用鈣離子含量高的緩釋鈣源物質(zhì)多年持續(xù)置換堿化土壤中的有害交換性鈉離子。蘇打鹽堿地土壤調(diào)理劑由磷石膏、復(fù)合肥、腐熟羊糞、硅肥、鋅肥和硼肥制成。在春季泡田之前，將蘇打鹽堿地土壤調(diào)理劑均勻撒在水田表面，旋耕，泡田排水洗鹽脫堿，再次放水泡田洗鹽脫堿，用旋耕機(jī)耙地整平沉降后排干水分即可插秧，插秧后的本田管理按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)方法進(jìn)行，直至水稻收獲。該方法降低了蘇打鹽堿地的堿化度，提高了水稻出苗率。

以上發(fā)明技術(shù)對(duì)鹽堿地的改良有一定的效果。但所用的礦物、肥料以及化學(xué)藥品種類和用量都較多，改良成本較高；改良原理大多數(shù)利用酸性物質(zhì)中和土壤的堿性，少部分需要施加大量的緩釋鈣源物質(zhì)來置換鈉離子。改良原理沒有從根本上降低碳酸根的含量，對(duì)蘇打鹽堿地缺少針對(duì)性；且與泡田實(shí)驗(yàn)等物理方法結(jié)合，耗費(fèi)大量人力物力，耗時(shí)較長。

本發(fā)明意在提供一種針對(duì)蘇打鹽堿地的改良方法，此方法可以通過改變土壤中碳酸根的溶解程度，將其從可溶于水的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為不溶于水的狀態(tài)，從根本上降低土壤中的可溶性蘇打鹽含量，從而達(dá)到長期降低土壤堿性的效果，本方法用料種類少，成本低，同時(shí)不會(huì)對(duì)土壤造成污染，破壞生態(tài)平衡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)存蘇打鹽堿地改良方法的不足，提供一種通過在土壤中形成類水滑石的改良蘇打鹽堿地的方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種通過在土壤中形成類水滑石的改良蘇打鹽堿地的方法，包括以下步驟：

a.在5～6月份環(huán)境最高氣溫達(dá)到20℃以上時(shí)，在鹽堿地上均勻播撒抗板結(jié)劑，控制每畝播散質(zhì)量為50～130kg，較優(yōu)的播撒量為每畝90～110kg；再深翻、平整土地，控制深翻土地深度為25～45cm。

所述的抗板結(jié)劑是尿素、聚丙烯酰胺、草酸銨和聚丙烯酸鈉中的任意一種或兩種；較優(yōu)的是聚丙烯酰胺和尿素按質(zhì)量比為3～4:1混合物。

b.將二價(jià)金屬鹽按照每畝35～95kg施加到經(jīng)過步驟a處理后的土壤中，較優(yōu)的為每畝75～85kg；較優(yōu)的二價(jià)金屬鹽為氯化鈣，其作用是中和一部分堿性并為形成二元類水滑石提供二價(jià)金屬陽離子。

c.將三價(jià)金屬鹽按照每畝地20～70kg施加到經(jīng)過步驟b處理后的土壤中，較優(yōu)的為每畝40～60kg；較優(yōu)的三價(jià)金屬鹽為氯化鐵，其作用是中和一部分堿性并為形成二元類水滑石提供三價(jià)金屬陽離子，與步驟b中的二價(jià)金屬陽離子在堿性較強(qiáng)的蘇打鹽堿土環(huán)境中，將堿基(氫氧根)和鹽基(碳酸根)原位超穩(wěn)礦化形成含有碳酸根插層的層狀雙金屬復(fù)合氫氧化物(ldhs)。

d.將固體腐殖酸播撒到經(jīng)過步驟c處理過的土壤中，每畝播散的質(zhì)量為30～60kg，較優(yōu)的為每畝40～45kg；每隔一個(gè)月測(cè)定土壤的ph含量；當(dāng)土壤ph低于8.5時(shí)，完成改良可進(jìn)行正常耕種。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示形成水滑石的時(shí)間需要3～4個(gè)月。

本發(fā)明的有益效果為：通過礦化劑將堿基(氫氧根)和鹽基(碳酸根)原位超穩(wěn)礦化形成含有碳酸根插層層狀雙金屬復(fù)合氫氧化物(ldhs)，這種結(jié)構(gòu)具有極高的礦化度和極低的溶度積(ksp)，即具有極低的溶解度，使氫氧根和碳酸根的溶出非常難，即大幅降低了蘇打鹽鹽堿土壤中的堿度和鹽含量，從而可以長期維持土壤的低鹽堿狀態(tài)，即具有長效性。通過改良將寸草不生的鹽堿地變成能正常種植植物植株的土地具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

附圖說明：

圖1是實(shí)施例1的鹽堿地經(jīng)改良后ph值隨時(shí)間變化的曲線圖。

圖2是實(shí)施例2的鹽堿地經(jīng)改良后ph值隨時(shí)間變化的曲線圖。

圖3是實(shí)施例3的鹽堿地經(jīng)改良后ph值隨時(shí)間變化的曲線圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本實(shí)施例是對(duì)內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市科爾沁左翼中旗鹽堿地進(jìn)行化學(xué)改良，該鹽堿地ph值為10.1，碳酸根含量為20.1g/kg，為蘇打鹽堿土。改良時(shí)間開始于6月初，具體步驟如下：

a.在鹽堿地上均勻播撒聚丙烯酰胺和尿素的混合物，其中聚丙烯酰胺和尿素的質(zhì)量比為4:1；每畝播散質(zhì)量為100kg。再進(jìn)行深翻、平整，深翻土地深度為30cm。

b.將固體氯化鈣施加到經(jīng)過步驟a處理后的土壤中，每畝施加的質(zhì)量為80kg。

c.將固體氯化鐵施加到經(jīng)過步驟b處理后的土壤中，每畝施加的質(zhì)量為50kg。

d.將固體腐殖酸播撒到經(jīng)過步驟c處理過的土壤中，每畝播散質(zhì)量為40kg，后續(xù)4個(gè)月每隔1個(gè)月測(cè)定土壤ph值，結(jié)果見圖1，由圖可見2個(gè)月后，ph值低于8.5，可進(jìn)行正常耕種。

實(shí)施例2

改良時(shí)間及地點(diǎn)同實(shí)施例1

a.在鹽堿地上均勻播撒聚丙烯酰胺和尿素的混合物，其中聚丙烯酰胺和尿素的質(zhì)量比為4:1；，控制每畝播散質(zhì)量為100kg。再進(jìn)行深翻、平整，深翻土地深度為30cm。

b.將固體氯化鈣施加到經(jīng)過步驟(b)處理后的土壤中，控制每畝地所施加固體氯化鈣的質(zhì)量為60kg。

c.將固體氯化鐵施加到經(jīng)過步驟(c)處理后的土壤中，控制每畝地所施加固體氯化鐵的質(zhì)量為37.5kg。

d.將固體腐殖酸播撒到經(jīng)過步驟(d)處理過的土壤中?？刂泼慨€播散質(zhì)量為40kg。每隔1個(gè)月測(cè)定土壤ph值，結(jié)果見圖2，由圖可見4個(gè)月后，ph值低于8.5，可進(jìn)行正常耕種。

實(shí)施例3

改良時(shí)間及地點(diǎn)同實(shí)施例1

a.在鹽堿地上均勻播撒聚丙烯酰胺和尿素的混合物，其中聚丙烯酰胺和尿素的質(zhì)量比為4:1；，控制每畝播散質(zhì)量為100kg。再進(jìn)行深翻、平整，深翻土地深度為30cm。

b.將固體硫酸鈣施加到經(jīng)過步驟(b)處理后的土壤中，控制每畝地所施加固體氯化鈣的質(zhì)量為40kg。

c.將固體硫酸鐵施加到經(jīng)過步驟(c)處理后的土壤中，控制每畝地所施加固體氯化鐵的質(zhì)量為25kg。

d.將固體腐殖酸播撒到經(jīng)過步驟(d)處理過的土壤中。控制每畝播散質(zhì)量為40kg。每隔1個(gè)月測(cè)定土壤ph值，結(jié)果見圖3，由圖可見4個(gè)月后，ph值低于8.5，可進(jìn)行正常耕種。

改良效果驗(yàn)證

為了驗(yàn)證改良效果，本發(fā)明將上述3個(gè)實(shí)施例改良4個(gè)月后的土地與同一地點(diǎn)未經(jīng)過處理的鹽堿地同時(shí)耕種食葉草，種植三個(gè)月后統(tǒng)計(jì)食葉草的產(chǎn)量，并按照相同的取樣條件和測(cè)試方法，測(cè)定4塊土壤樣品的ph值和碳酸根含量。結(jié)果見表1.

表1

從表1可以看出，實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的土壤的碳酸根含量均有顯著降低，說明了碳酸根已經(jīng)在礦化過程中被固定，這也和ph值的降低相符合。且畝食葉草產(chǎn)量也明顯增加。

技術(shù)特征：

1.一種通過在土壤中形成類水滑石改良蘇打鹽堿地的方法，其特征是按照以下步驟進(jìn)行改良：

a.在5～6月份環(huán)境最高氣溫達(dá)到20℃以上時(shí)，在鹽堿地上均勻播撒抗板結(jié)劑，控制每畝播散質(zhì)量為50～130kg，再深翻、平整土地，控制深翻土地深度為25～45cm；

所述的抗板結(jié)劑是尿素、聚丙烯酰胺、草酸銨和聚丙烯酸鈉中的任意一種或兩種；

b.將二價(jià)金屬鹽按照每畝地35～95kg施加到經(jīng)過步驟a處理后的土壤中；

c.將三價(jià)金屬鹽按照每畝地20～70kg施加到經(jīng)過步驟b處理后的土壤中；

d.將固體腐殖酸播撒到經(jīng)過步驟c處理過的土壤中，每畝播散的質(zhì)量為30～60kg。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述通過在土壤中形成類水滑石改良蘇打鹽堿地的方法，其特征在于，步驟a所述抗板結(jié)劑播撒質(zhì)量為90～110kg；所述的抗板結(jié)劑是聚丙烯酰胺和尿素按質(zhì)量比3～4:1混合的混合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述通過在土壤中形成類水滑石改良蘇打鹽堿地的方法，其特征在于，所步驟b所述的二價(jià)金屬鹽為氯化鈣，施加量為每畝地75～85kg。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述通過在土壤中形成類水滑石改良蘇打鹽堿地的方法，其特征在于，步驟c所述的三價(jià)金屬鹽為氯化鐵，施加量為每畝地40～60kg。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述通過在土壤中形成類水滑石改良蘇打鹽堿地的方法，其特征在于，步驟d中所述的固體腐殖酸播撒量為每畝40～45kg。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供了一種通過在土壤中形成類水滑石改良蘇打鹽堿地的方法，該方法通過礦化劑將堿基(氫氧根)和鹽基(碳酸根)原位超穩(wěn)礦化形成含有碳酸根插層的層狀雙金屬復(fù)合氫氧化物(LDHs)，這種結(jié)構(gòu)具有極高的礦化度和極低的溶度積(Ksp)，即具有極低的溶解度，使氫氧根和碳酸根的溶出非常難，即大幅降低了蘇打鹽堿土壤中的堿度和鹽含量，從而可以長期維持土壤的低鹽堿狀態(tài)，同時(shí)形成的類水滑石結(jié)構(gòu)可以提高土壤保水保肥能力，進(jìn)而提高蘇打鹽鹽堿土出苗率、增加植株產(chǎn)量、減輕生態(tài)環(huán)境惡化等問題；該方法針對(duì)性強(qiáng)，效果顯著，可進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用。通過改良將寸草不生的鹽堿地變成能正常種植植物植株的土地具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

技術(shù)研發(fā)人員：雷曉東;孫澤文

受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京化工大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2021.06.04

技術(shù)公布日：2021.08.24