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土地的改良方法范文1
關鍵詞 鹽堿地;改良;技術措施
中圖分類號 S156.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2011)12-0282-01
所謂鹽堿地,是指土壤中含有過量可溶性鹽類的土地,不適合植物尤其是農作物的生長。根據土壤中所含鹽分和堿分的多少,還可進一步將鹽堿地劃分為輕度(0.10%~0.25%)、中度(0.25%~0.50%)和重度(0.50%~0.60%)。根據聯合國教科文組織和糧農組織的不完全統計,各種鹽堿地往往是在一定的自然條件下,由多方面因素共同作用而造成的。其中,影響鹽堿地形成的主要因素有氣候條件、地理條件、土壤質地條件、地下水以及河流和海水的影響等。全世界鹽堿地的面積為9.543 8億hm2,其中我國鹽堿地的面積為9 913萬hm2。
人們對于鹽堿地改良的研究由來已久,在長期的生產生活實踐中,已經逐步形成了很多行之有效的技術措施。對鹽堿地進行改良,一方面是排除已經積累在土壤中的鹽分,另一方面是防止鹽分進一步積累到土壤中(即返鹽)[1]。但是鹽堿地的發生與發展是一個極其復雜的過程,既受自然條件,如地貌、地形、土壤、氣候及水文地質等方面因素的影響,又受人類活動,如土地利用方式、農業耕作方式、水利工程設施等因素的影響[2]。由于各地的自然條件不同,土壤中的含鹽量與鹽分的組成也有差異。因此,為了達到改良鹽堿地的目的,應該根據各地的自然經濟特征,因地制宜地進行綜合治理。
1 改良前準備工作
應該在治理之前先做2項準備工作:一是要組織大量人力、物力對鹽堿地做全面的調查分析,特別是要做好對于鹽堿地土壤情況的調查,如了解土壤鹽漬化的起因、現狀和未來的發展趨勢。二是要對鹽堿地土壤的演變規律有一個正確的認識,并在此基礎上來利用規律指導實踐。由于鹽堿地土壤的類型繁雜,發生程度不一,土壤情況各異,其中最活躍的因素是土壤中水分、鹽分的運動[1],給改良鹽堿地增加了一定難度。筆者對各種鹽堿地改良技術措施進行歸納,包括整地法、深耕深翻法、鋤地法、填沙法、排水洗鹽法、有機肥料法、化學改良法以及生物改良法等,以期提高土壤質量。
2 改良方法
2.1 整地法
削高墊底,平整土地,可以使從降雨和灌溉過程中獲得的水分均勻下滲,提高沖洗土壤中鹽分的效果,也可以防止土壤斑狀鹽漬化,減輕鹽堿危害。
2.2 深耕深翻法
鹽分在土壤中的分布規律:土地表層鹽分聚集多,越到下層就會越少。經過深耕深翻,可以把土壤表層中的鹽分翻到土壤的下層,同時把下層含有鹽分較少的土壤重新翻到土壤的表層。通過深耕曬垡能夠切斷土壤毛細管,減弱土壤水分蒸發,提高土壤活性以及肥力,增強土壤的通透性能,從而能夠有效地起到控制土壤返鹽的作用[3]。這一做法有利于耕作蓄水。鹽堿地深耕深翻的時間最好是在春季和秋季,因為春、秋季是土壤一年中返鹽較重的季節。但在深翻鹽堿地的時候,春宜遲,秋宜早,以保作物全苗。特別是在秋季耕翻,尤其有利于殺死病蟲卵和清除雜草。
2.3 鋤地法
鋤地可以疏松表層土壤,切斷土壤的毛細管。當鹽堿地作物出現滯長現象時,不宜平鋤、淺鋤,而應早鋤,適當深鋤;適時鋤地,淺春耕,搶伏耕,早秋耕,耕干不耕濕。這樣可以降低鹽堿地的危害程度,促進農作物正常生長和發育。
2.4 填沙法
對于鹽堿化程度較輕的土地,可以把含有較細顆粒度泥沙的河水引入地塊,從而使泥沙沉淀下來,也可以使土壤中的鹽分充分溶解、便于淋洗。之后再通過排水系統將溶解的鹽分排出。而對于鹽堿化程度比較重的土地,最好可以按照實際的行距、株距挖坑,將坑內的鹽堿化土壤挖出,再填入適量沙土,待降雨或者灌溉后方可進行播種[4]。因為泥沙中含有豐富的有機物質和礦物養分,所以填充泥沙能夠增加土壤的肥力,從而達到改良土壤的目的。使用此方法一定要預先進行專門的規劃和設計,并且要注意加強灌溉管理,防止泥沙淤積河道。
2.5 排水洗鹽法
通過建立水利工程設施,在鹽堿地上采用較大定額的灌溉,以充分溶解土壤鹽分表層土壤中的可溶性鹽堿經下滲排到深層土壤中或者被直接淋洗[1]。對含有鹽分的大量水可以通過排水溝加以排除。排水洗鹽法可以起到淋鹽洗堿的作用。在整個過程中排水是保證沖洗效果的關鍵措施,無排水的沖洗,應盡量避免。
2.6 多施有機肥料,合理施用化肥
鹽堿化土地一般都具有低溫、土瘦、結構差的特點[1]。因此,可以在鹽堿地中大量投入人糞尿、綠肥、餅肥、畜禽糞便、秸稈、麥草肥以及混合制成的肥料等有機肥。有機肥料經過微生物的分解會轉化形成腐殖質,而分解過程中又會產生大量有機酸,一方面可以中和土壤的堿性,另一方面可以加速分解養分,促進養分的轉化,提高磷的有效性[1]。
通過施用有機肥料,可增加土壤中有機物質含量,由此提高土壤肥力,促進作物生長,抑制鹽類對植物的不良影響,提高作物耐鹽力。同時,有機肥料中含有大量有機質,對土壤中的有害陰、陽離子起到緩沖作用。因此,使用有機化肥能夠提高土壤緩沖能力,改善土壤物理性狀和鹽分組成,降低土壤堿性。同時,腐殖質可以使土壤透水性增強,使用化肥可以加強淋溶作用,減少水分蒸發和抑制土壤返鹽。
此外,無機肥料也可增加作物的產量,要擴大有機肥源。如果施肥的同時配合灌溉洗鹽,改良的效果會更加顯著。
然而,鹽堿地在施用化肥時要避免再施用堿性肥料,如鈣鎂磷肥、氨水等,宜施入中性和酸性的肥料,以施有機肥料和高效復合肥為主,并注意控制低濃度化肥的施用。高濃度復合肥無效成分少,殘留少。其中,硫酸鉀復合肥是微酸性肥料,比較適合施用于鹽堿地,且具有改良鹽堿地的良好作用。但是化肥每次用量不宜過多,以避免加重土壤的次生鹽漬化[1]。
2.7 化學改良方法
鹽堿地因為其含有堿性鹽類如重碳酸鈉、碳酸鈉,會破壞土壤的結構,降低通透性,直接危害作物的生長,需進行化學改良。最常用的方法是施用石膏(即硫酸鈣),再灌溉沖洗,即可達到改良的效果[5]。每年在鹽堿地上施石膏1 125 kg/hm2,3年后鹽堿化程度會明顯下降。有些地方施用麥糠,也取得一定的效果。
2.8 生物改良方法
可以選用抗堿作物種植在鹽堿地,如棉花、苜蓿、油葵、高粱、大豆、玉米、葡萄等抗堿作物品種,從而減輕鹽堿危害,確保作物增產豐收。也可以選種水稻,是中國改良并利用鹽堿地的一個重要方法。在插秧之前先進行排水洗鹽,在水稻的生長期淹灌以及大量排水換水,就可以沖洗和排走土壤中多余的鹽分,能夠較快地起到改良鹽堿地的作用。要想通過種植水稻來達到改良鹽堿地的效果,就必須要有健全的灌排水利工程系統,從而保證按時按量的供水、排鹽和控制地下水位。在水旱輪作區,為了減輕淹灌對旱作區的不良影響,必須在水稻田的周圍挖很多排水溝,將地下水位控制在臨界深度以下。因此,在不適于旱作的廣大地區推廣種植水稻改良鹽堿地的方法,更容易取得良好的效果,既可以減少鹽堿危害,改良鹽堿化土地,又可以收獲水稻,此方法值得大力推廣。
3 參考文獻
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土地的改良方法范文2
1鹽堿地改良利用措施
1.1建立良好的工程體系在改良時應結合鹽堿地的成因和性質,制定針對性的措施,完善鹽堿地的改良工程體系,工程體系主要包括指平整土地、建立排灌溉系統及換土等措施。在干旱和半干旱地區,鹽堿地地表蒸發量較大,可以通過整平措施來降低水分的蒸發,還可以通過土壤的翻動來減少鹽分的上升。建立排灌溉系統,能夠滿足鹽堿地的灌水需求量,防止氣候干旱和過澇對土壤造成的傷害,這是鹽堿地改良中的重要措施。在具體應用中,鹽堿地地區的農民探索出了新的模式,在農田中挖掘一定面積的水溝,用土筑成臺田,用來種植農作物,并在溝中養魚,而在干旱時可以從溝內引水灌溉。在內陸鹽堿地的改良過程中可以考慮采用井灌井排的方式,在農田中打一口深井,干旱時可以用井水灌溉,雨水比較多時鹽分會隨著水而滲入到井中。由于這種改良方式所需井的數量比較多,具有比較高的投資成本,在具體應用時可以考慮和溝渠等相結合。
1.2綜合性措施由于鹽堿地的成因涉及到的因素比較多,所以在改良時應采取綜合性的措施,從多方面著手進行改良和治理,最終提高土壤的利用率。除常見的一些措施之外,還可以考慮通過植樹造林來降低地下水位,同時抑制鹽分的上升,植樹造林還有其他生態意義上的功能,能夠防止旱澇災害的影響和干擾等。鹽堿地的形成和地下水位之間存在著緊密的聯系,通過降低地下水位,對于鹽堿地的改良具有重要的促進作用。對于鹽堿地來說,地下水的補償來源主要依靠降雨,在植樹造林后,土壤中的雨水一部分能夠被樹木所利用,增加水的消耗。一些樹木的根系可以直接應用地下水,通過樹木的蒸騰作用,能夠有效地降低地下水位。
2鹽堿地造林技術
2.1選擇合適的林木在鹽堿地的改良過程中,生物措施是重要的改良措施,在進行鹽堿地造林時應當因地制宜,選擇合適的耐鹽林木。林木資源是一種重要的生態資源,對于生態環境的作用和影響是其他植被所無法替代的,在鹽堿地造林中要研究林木耐鹽性和其他的生物特點,通過比較和評價林木的耐鹽堿水平,選擇優良的耐鹽堿林木,積極地應用到鹽堿地造林過程中。為了得到品質較好的耐鹽堿林木,可以通過生物方法(如利用轉基因技術)來創造新的林木品種。目前,我國在鹽堿地林木研究中已經研發出了新的品種,為鹽堿地造林帶來了新的希望和可能。
2.2選擇合適的土壤改良方法在鹽堿地造林時,應選擇合適的土壤改良方法,只有這樣才有可能成功造林。目前,我國在苗木培育等技術方面的發展,促進了鹽堿地造林技術的進步,如常見的容器苗造林方法,能夠為苗木適應鹽堿地提供一個過渡期,可有效提高林木的成活率。通過改進鹽堿地的土壤結構,能夠為苗木的生長提供良好的外部環境。例如,常用的保水劑,能夠在苗木栽培的初級階段保障根系的需水需要,能夠改善苗木的生存狀態,有利于苗木的存活和生長。目前,已應用了比較多的土壤改良劑,這些改良劑能夠增強土壤的肥力,減少土壤鹽分所造成的危害。一些高效的土壤改良劑已經得到廣泛的應用,其均能改善土壤結構,增加土壤中有機質的含量,而且效率比較高、持久有效。目前,我國鹽堿地造林取得了比較好的效果,在苗木的存活率及生長量等方面都有大幅度的提高。2.3加強后期管理鹽堿地造林和普通的造林工作一樣,管理工作是重中之重,對于苗木的存活和生長具有重要的影響。對于鹽堿地造林來說,由于條件比較惡劣,所以應當更加重視。要根據當地的氣候條件結合林木的生長規律,做好澆水和排水工作是林木成活的關鍵。在管理過程中要防止病蟲害的影響等,當林木幼小或者比較弱小時,容易受到病蟲的危害,此階段應當尤未重視預防病蟲害??梢愿鶕唧w的條件與其他作物進行搭配種植,如大豆等作物,這些作物能夠產生林木生長所需要的元素,增加土壤的肥力。為了減少林木的蒸發,早期可以適當地增加林木的密度。同時,由于鹽堿地土壤肥力不足,在管理過程中應根據需要及時追肥,這是促進林木生長的重要措施。
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土地的改良方法范文3
關鍵詞:脫硫石膏;土壤改良;廢棄物資源化
1引言
在眾多電廠煙氣脫硫工藝中,濕式石灰石-石膏法以其穩定、高效等優點成為最成熟、應用最廣泛的脫硫工藝.[1]。但采用這種工藝處理煙氣同時會產生大量副產物脫硫石膏,隨著石灰石-石膏法的推廣應用,我國脫硫石膏排放量不斷增長。
脫硫石膏的主要成分和天然石膏相同,都是CaSO.4·2H.2O,其物理、化學特征和天然石膏有著共同的規律。但由于多數電廠的燃煤品質差,煤種頻繁變化,因此脫硫技術存在缺陷,造成脫硫石膏質量不穩定,易產生二次分解.[2]。若對其處置不當,不僅浪費了大量可利用的鈣和硫資源,而且也易引起二次污染和占地問題。因此,尋求煙氣脫硫石膏的廢物資源化再利用已迫在眉睫。近年來關于脫硫石膏在工業應用方面已有廣泛報道,主要是針對建筑材料生產的研究.[3,4]。除了工業應用,隨著人們對脫硫石膏性能和應用途徑的深入研究,其對土壤改良方面的潛能逐漸被人們所挖掘,本文將對脫硫石膏在土壤改良的應用研究進行詳細闡述。
2脫硫石膏在土壤改良中的綜合利用
脫硫石膏含有豐富的S、Ca和Si等植物必需或有益的礦物質.[5],它可以改善低產土壤的理化性質,給作物提供良好的土壤環境,使得作物產量提高,因而在土壤改良上具有廣泛的應用前景。
2.1脫硫石膏對堿性土壤的改良
脫硫石膏改良堿化土壤的原理是,石膏中的CaSO.4不斷溶解產生鈣離子代換土壤的鈉離子,從而降低土壤的堿化度、pH值以及土壤粘粒的分散性,增加土壤透水性.[6]。在我國,脫硫石膏的土地化利用主要體現在對堿性土壤的改良,關于脫硫石膏改良堿地的研究引起了研究人員的廣泛關注。王金滿等.[7~9]分別采用土柱、盆栽和田間三種實驗方法研究脫硫石膏對堿化土壤的改良效果。試驗結果表明,適量添加脫硫石膏不但能顯著降低堿化土壤的堿化度(ESP)、鈉吸附比(SAR)和pH值,而且還可以增加向日葵的出苗率和產量。清華大學陳昌和教授所帶領的團隊在國際上率先利用脫硫石膏對我國大面積基本不長任何作物的堿化土壤進行規?;?、連續性改良.[10]。在內蒙古托克托縣,他們以玉米為種植作物進行堿化土壤脫硫石膏改良試驗示范工作。通過近三年的試驗研究,煙氣脫硫石膏完全可以用于堿性土壤的改良,且改良效果非常明顯,土壤的各項理化指標均有改進.[11];針對燃煤煙氣脫硫石膏改良堿化土壤是否影響土壤重金屬環境關系到土壤安全問題,在寧夏自治區利用這些脫硫石膏改良堿化土壤并種植油葵,并連續五年監測土壤中的重金屬含量。結果表明,脫硫石膏中的Hg、Pb、Cr、Cd 等重金屬元素含量低于我國相關標準要求及試驗田土壤背景值,施用脫硫石膏不會引起土壤重金屬元素總量變化。利用脫硫石膏改良堿化土壤不影響重金屬的含量,為今后脫硫石膏改良堿化地的大面積示范推廣提供了安全可靠的依據.[12]。寧夏大學的肖國舉等則選擇寧夏西大灘堿化土壤采用田間試驗設計方案進行脫硫石膏改良堿化土壤種植水稻.[13]、枸杞.[14]和甜高粱.[15]等農作物的施用量研究。試驗研究表明,在堿化土壤中施用脫硫石膏能顯著降低土壤堿化度、總堿度和pH值,從而改善土壤的理化性質,促進農作物的生長發育。但是,脫硫石膏施用量不同,土壤堿化度、總堿度和pH值降低的值不同。
2.2脫硫石膏對酸性土壤的改良
脫硫石膏中富含大多數酸性土壤缺乏的 Si、S、Ca、Mo 等元素,而這些元素已被證實是可提高農產品品質的元素。在我國,將脫硫石膏應用于改良酸性土壤的報道較少,而美國則在酸性土壤改良方面的研究起步較早。Clark等.[16]研究了脫硫石膏對美國酸性土壤上種植的6種飼料作物或玉米的影響。研究結果表明,脫硫石膏能顯著增加飼料作物的產量。Chen等.[17]使用脫硫石膏改良酸性土壤用以種植紫花苜蓿。研究發現,由于脫硫石膏中含有大量微量和常量營養元素,它的添加可以顯著地增加土壤的pH值,降低酸性土壤中Al和Mn的毒性,從而增加了紫花苜蓿的產量。Crews等.[18]還對酸性森林土壤施用脫硫石膏后的改良情況進行了試驗,所選作物為橡樹。研究結果表明,盡管煙氣脫硫石膏施用能促進橡樹的生長,但同時也易引起硼的毒性。2000年以來,廣東生態環境與土壤研究所與清華大學合作開展脫硫石膏對南方酸性土壤改良的研究工作。他們采用盆栽和田間試驗相結合的試驗方法,以花崗巖紅壤、砂頁巖及赤紅壤等典型南方酸性土壤為供試土壤,研究脫硫石膏對花生、大豆和蘿卜的營養作用及機理。結果表明,在酸性土壤上適量施用脫硫石膏,可以提高土壤養分含量,改善土壤理化性質,提高土壤供肥性能和持水能力,增強作物對養分的吸收,從而促進作物生長,提高產量.[19~23]。他們還對脫硫石膏環境安全性進行了深入研究.[24]。結果表明,脫硫石膏中的總Pb、Cd、Cr、As、Se、Ni和Cu等指標基本上都低于國標最高容許量和土壤環境質量二級標準,符合國家控制標準,但普遍高于土壤自然背景值含量。用8~10g/kg的脫硫石膏處理農作物,可食部分重金屬均無超常累積現象,未導致農產品重金屬的富集殘留污染,不影響農產品安全品質。
3結語
我國對于脫硫石膏資源化利用的研究正在不斷深人,而脫硫石膏土地資源化是實現其綜合利用的一個非常有前景的方向。應用脫硫石膏實現酸、堿性土壤改良,不僅可以為燃煤電廠節約廢棄物處理費用,還可以改善農業生態環境,增加農產品收入,符合農業可持續發展原則。該項目的推廣實施,將創造巨大的社會效益和生態效益,具有長遠意義。
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土地的改良方法范文4
1、鹽堿地種稻概述
1.1 鹽堿地種稻
鹽堿地種稻是指在土壤中含有較多的可溶性鹽分、不利于作物生長的土地上進行水稻種植。
1.2 鹽堿地分類
鹽堿地可以分為輕度鹽堿地、中度鹽堿地和重度鹽堿地。輕度鹽堿地含鹽量在千分之三以下,出苗率80%左右;重度鹽堿地含鹽量超過千分之六,出苗率低于50%;介于二者中間為中度鹽堿地。用PH值表示為:輕度鹽堿地PH值為7.1-8.5,中度鹽堿地PH值為8.5-9.5,重度鹽堿地PH值為9.5以上。
1.3 鹽堿地改良注意事項
注意有些地方澆水時大水漫灌,或低洼地區只灌不排,以致地下水位很快上升而積鹽,使原來的好地變成了鹽堿地,造成次生鹽漬化。為防止次生鹽漬化,水利設施要排灌配套,嚴禁大水漫灌,灌水后要及時耕鋤。
鹽堿土形成的根本原因在于水分狀況不良,所以在改良初期,重點應放在改善土壤的水分狀況上面。一般分幾步進行,首先排鹽、洗鹽、降低土壤鹽分含量;再種植耐鹽堿的植物,培肥土壤;最后種植作物。
2、鹽堿地改良方法
近半個世紀以來,我國鹽堿地改良和利用技術已取得長足發展,形成了以物理改良、水利改良、生物改良和化學改良為核心的四大治理體系。在此主要就灌溉洗鹽、整地改良、合理培肥等方面進行論述。
2.1 灌溉洗鹽
通過灌水措施使土壤鹽分溶解、下滲,把表土層中的可溶性鹽堿排到深層土中或淋洗出去,側滲入排水溝加以排除。
同時要加臺土地平整,使水分均勻下滲,提高降雨淋鹽和灌溉洗鹽的效果,防止土壤斑狀鹽漬化。
2.2 整地改良
要深耕深翻、適時耙地。鹽分在土壤中的分布情況為地表層多,下層少,經過耕翻,可把表層土壤中鹽分翻扣到耕層下邊,把下層含鹽較少的土壤翻到表面。翻耕能疏松耕作層,切斷土壤毛細管,減弱土壤水分蒸發,有效地控制土壤返鹽。鹽堿地翻耕的時間最好是春季和秋季。春、秋是返鹽較重的季節。秋季耕翻尤其有利于殺死病蟲卵,清除雜草,深埋根茬,加強有機質分解和遲效養分的釋放,所以值得提倡。
適時耙地可疏松表土,截斷土壤毛細管水向地表輸送鹽分,起到防止返鹽的作用。耙地要適時,要淺春耕,搶伏耕,早秋耕,耕干不耕濕。
2.3 合理培肥
增施有機肥,合理施用化肥,有機無機相結合。鹽堿地一般有低溫、土瘦、結構差的特點。有機肥經微生物分解、轉化形成腐殖質,能提高土壤的緩沖能力,并可和碳酸鈉作用形成腐殖酸鈉,降低土壤堿性。腐殖酸鈉還能刺激作物生長,增強抗鹽能力。腐殖質可以促進團粒結構形成,從而使孔度增加,透水性增強,有利于鹽分淋洗,抑制返鹽。有機質在分解過程中產生大量有機酸,一方面可以中和土壤堿性,另一方面可加速養分分解,促進遲效養分轉化,提高磷的有效性。因此,增施有機肥料是改良鹽堿地,提高土壤肥力的重要措施。此外對鹽堿地采取綠化措施,種植耐鹽堿的植物,能夠起到很好的培肥土壤作用。
化肥對改良鹽堿的作用也很重要,化肥給土壤中增加氮磷鉀,促進作物生長,提高作物耐鹽力的同時,也增加了作物產量,多出秸稈,擴大有機肥源,以無機促有機。施用化肥可以改變土壤鹽分組成,抑制鹽類對植物的不良影響。施用化肥時要避免施用堿性肥料,如氨水、碳酸氫銨、石灰氮、鈣鎂磷肥等,而應以中性和酸陛肥料為好。硫酸鉀復合肥是微酸性肥料,適合在鹽堿地上施用,且有改良鹽堿地的良好作用。
3、鹽堿地改良種稻的實踐
黑龍江省農業技術推廣站在杜蒙、林甸等地實施了鹽堿地改良種稻項目,初步探索出了重度鹽堿地改良種稻的處理方法。
3.1 解決鹽堿地育苗問題。選擇耐鹽堿的水稻品種,實行客土育苗,大棚大缽體培育帶蘗壯秧,提高水稻的耐鹽堿能力,育苗用水為深井水。
3.2 解決鹽堿高問題。一是水利措施。灌排相間,單排單灌,并增設強排泵站,便于洗鹽堿,防止暴雨內澇,及時排除明水;二是改良土壤。大量應用牛糞等生物有機復合肥、鹽堿地改良劑、沸石粉、稻殼粉等進行土壤改良,提高土壤肥力,改善土壤結構,提高土壤的通透性。采取秋翻地,通過冬季凍融交替,提高洗鹽排堿效果;三是酸化措施。水稻生長關鍵階段用稀硫酸調整PH值,排水后施酸調整,減輕危害。
3.3 解決本田鹽堿危害及肥料固定問題。主要采取有機、生理酸性肥料,生物有機復合肥、鹽堿地專用肥,大顆粒緩釋肥料,增施磷肥和鋅肥。施肥方法主要采取少施肥、勤施肥、葉面肥等相互配合。
土地的改良方法范文5
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.15.016
Abstract: This study focus on the importance of soil factors to the quality of arable land,and get Nong’an County,Jilin Province as a case. Based on date from farmland evaluation in Nong’an County, making sure what soil factor limit the quality of arable land and proposing targeted soil improvement method. Then calculate the degree of arable land quality and analysis the effect of soil improvement to the degree of arable land quality. The results show that there are three soil factors exist to limit the quality of arable land in experimental zone, they are soil organic content, soil construction and soil pH. Through improvement of these soil factors in different combination, the national natural degree of arable land quality from 11 to 10 and national utilizable degree from 10 to 9 at most in Nong’an county. Correspondingly, the national natural degree index of arable land quality from 1 756 to 2 345 and national utilizable degree index from 1 003 to 1 242 at most. Soil improvement can play an important role in arable land quality enhancement.
Key words: soil improvement; arable land quality; land remediation; Nong’an County
糧食安全問題一直是全社會關注的重大問題。中國人多地少、耕地資源稀缺、后備資源匱乏,工業化、城鎮化的快速發展還將占用大量耕地。穩定耕地數量、提升耕地質量、挖掘產能潛力則是破解耕地保護難題、確保國家糧食安全的有效方法[1]。土壤作為組成土地的自然要素之一,是植物生長的基地。作物生長需要的具體條件雖然各有不同,但除陽光外,其余的條件全部或部分是由土壤供給的。在《農用地分等規程》(TD-T1004-2003)中,其所推薦的13個農用地分等因素中有9個與土壤直接相關[2-5]。由此可見,土壤對耕地質量有顯著影響。
但是,長期以來中國的耕地整治和基本農田建設多關注于田水路林村等方面,缺乏對耕地不良土壤性質的有效改良措施,使得整治后的耕地質量并沒有明顯提高[6-13]。何冠諦等[14]在喀斯特地區進行的土地整治研究對土壤有所涉及,但偏重于土壤調查。在土地整治中引入農用地分等定級成果,提出了在可持續發展條件下提高耕地基礎地力的主要措施[15-17]。張德才等[18]應用5年耕地土壤定位監測取得的數據,對作物產量、肥料施用和土壤主要養分屬性狀況等進行分析,提出了一些改良土壤的途徑。吳金華等[19]結合陜西省神木縣農用地分等定級成果,分析了相關因素對土地等級的影響,提出了土地整治的重點方向和主要工程內容。而全國土地整治規劃提出要將耕地質量提升一個利用等別,基于此,本研究針對不同土壤限制因子提出改良方法,明晰在差異化投入水平下進行土壤限制因子改良對耕地質量等別提升的影響,為轉變耕地整治模式、提升耕地生產力、提高糧食產量提供思路和方法上的借鑒,符合中國土地整治的基本方向[20-27],有助于維護國家糧食安全。
1 研究區概況與典型試驗區確定
1.1 研究區概況
農安縣隸屬吉林省長春市(124°31′-125°45′E, 43°55′-44°55′N),位于長春市西北約60 km2的松遼平原腹地(圖1)。目前,建成區20 km2,常住人口23.2萬人,初具中等城市規模。全縣總人口120萬,其中農業人口90萬。根據2011年農安縣土地變更調查,全縣農用地面積436 183.68 hm2,耕地面積390 160.21 hm2。農安縣耕地等別(利用等別)分布表現為高等地和低等地少,代表較優效益的中上水平的利用等別較多。其中9等別地最多,10和8等別地數量相當,這3個等別的面積之和為367 718.17 hm2,占全縣耕地的94.24%。研究數據主要來源于農安縣農用地分等工作以及農安縣耕地質量等別成果補充完善工作。
1.2 確定典型試驗區
為便于進行土壤限制因子改良對耕地質量等別提升影響的對比分析,根據農安縣耕地的質量狀況,從中選取具有代表性且存在多個土壤限制因子的田塊作為試驗區。試驗區位于農安縣西北部的西林村,面積346.04 hm2,縣域內與其質量狀況相似的耕地面積較大,存在剖面構型、土壤有機質含量和土壤酸化程度3個土壤限制因子。試驗區一年一熟,基準作物為水稻,其在農安縣的位置如圖2所示,試驗區耕地質量情況見表1。
2 研究方法
2.1 研究技術路線
農用地分等指標及其分等過程較好地體現了土地生產力形成的機理[28],依據農用地分等成果來衡量耕地的質量,能夠客觀地揭示耕地生產力,理清土壤因素對土地生產能力的影響,明確土壤限制因子改良的實際作用效果,為耕地保護、耕地整理及保障國家糧食安全提供科學依據[29]。農用地分等別有3個層次的評價成果,即自然質量等別、利用等別和經濟等別。土壤限制因子改良直接影響的是自然質量等別,而利用等別體現的是實際生產能力,因此,選取國家自然質量等別和國家利用等別作為衡量土壤限制因子改良對耕地質量提升效果的指標。
首先通過對農安縣耕地質量情況的調查分析選擇典型試驗區,再確定此試驗區影響耕地質量等別的土壤限制因子,并提出針對各個土壤限制因子的改良措施。在對試驗區存在的土壤限制因子選取一個或多個進行不同組合模式改良后,根據農安縣農用地分等流程再對其進行分等評價,以此評判試驗區改良后的耕地質量情況。最后通過對比分析,揭示不同改良組合模式下,土壤限制因子改良對耕地質量提升的影響。
2.2 耕地質量等別轉換模型
在判別改良后耕地的質量等別時,為使評價結果全國可比,需對評價縣級成果進行國家級轉換。按照省等與國家等轉換關系,將農安縣計算的自然質量等和利用等結果對應轉換為國家級自然質量等指數和利用等指數,并依據規定隔斷劃分出國家級農安縣耕地自然質量等別和利用等別。按照農用地分等工作中確定的吉林省農用地等指數與標準糧產量的回歸方程,確定農安縣耕地省級等指數向國家級等指數平衡轉換模型為:
ZG=ZS×2.088-110.836;
LG=LS×1.311 6+371.44;
式中,ZG表示國家級自然等指數;ZS表示省級自然等指數;LG表示國家級利用等指數;LS表示省級利用等指數。
依據等指數平衡轉換規則,計算匯總單元的國家級等指數,按照400分的等間距確定國家級自然等別,按照200分的等間距確定國家級利用等別。并按要求轉換成1等別最優、15等別最差的表示方式。
2.3 不同改良組合模式設計
根據《農用地分等規程》中關于吉林省農用地分等工作推薦因素的規定[3]與土壤限制因子篩選方法[30-32],結合農安縣農用地分等成果,確定試驗區耕地質量土壤限制因子為:土壤有機質含量、剖面構型、酸堿化程度。針對這3個土壤限制因子,提出不同的改良組合模式,借此對比分析在不同改良組合模式下土壤限制因子改良對耕地質量等別提升的影響。
探索單個及多個土壤限制因子改良對耕地質量等別提升的影響。單因子改良指對試驗區存在的3個土壤限制因子中的一個進行改良;雙因子指對試驗區存在的3個土壤限制因子中的兩個進行改良;3因子改良指對試驗區存在的3個土壤限制因子全部進行改良。不同改良組合模式設計如表2。
3 改良效果與分析
通過分析試驗區改良前后的耕地質量情況(見表3),可以明晰在不同改良組合模式下土壤限制因子改良對耕地質量等別的提升效果。
在單因子改良模式下,即對試驗區存在的3個強烈土壤限制因子中的一個進行改良的情況下,耕地的國家自然等指數與國家利用等指數均有提升,但國家自然等和國家利用等可能均有所提升,也可能僅其中之一有所提升,亦可能兩者均沒有變化,這是由于一個耕地等別對應的指數是一個區間,單個土壤限制因子改良后的耕地質量指數可能無法越過原有的等別區間。但從國家自然等指數與國家利用等指數的變換情況可知,即使是單個土壤限制因子的改良仍然能在一定程度上提升耕地的質量水平。
在雙因子改良模式下,即對試驗區存在的3個強烈土壤限制因子中的兩個進行改良的情況下,耕地的國家自然等指數與國家利用等指數均有明顯提升,國家自然等和國家利用等提升的概率與幅度與低投入水平下相比均有所提高,但也并非兩者均必定會提升,這是由于一個耕地等別對應的指數是一個區間,而選擇進行改良的兩個土壤限制因子可能限制強度并沒有達到能夠引起改良后的耕地質量指數超越原有的等別區間的強度。但明顯可得出的是在雙因子改良模式下,耕地質量情況得到了較大的提升,比較容易直接引起耕地質量等別的變化。
在3因子改良模式下,即對試驗區存在的3個強烈土壤限制因子均進行改良的情況下,耕地的國家自然等指數與國家利用等指數均顯著提升,國家自然等和國家利用等也均有所提高。由此可以得出在3因子改良模式下,土壤限制因子改良對提升耕地質量等別的效果明顯。
4 小結與討論
在不同改良組合模式下,土壤限制因子改良對耕地質量等別的影響程度不同。3因子改良模式下,土壤限制因子改良往往能直接提升耕地質量等別,對提升耕地質量效果顯著;雙因子改良模式下,耕地質量等別是否提升取決于改良的土壤限制因子的限制強度及其在耕地等別評定中所占的權重,能在一定程度上提升耕地的質量水平;單因子改良模式下,土壤限制因子改良往往不能直接提升耕地質量等別,但其耕地質量指數一般會有所提升,對提高耕地質量的效果比較有限。
對農安縣典型試驗區存在的土壤有機質含量、剖面構型和土壤酸堿化程度3個土壤限制因子提出了針對性的改良措施,并在組合模式下進行相應改良,國家自然等最高提升1等,國家利用等最高提升1等,最大提升效果將國家自然等指數從1 756提升至2 345,將國家利用等指數從1 003提升至1 242。
土地的改良方法范文6
關鍵詞:園林施工;濱海;鹽堿土;改良;植物
中圖分類號:TU986文獻標識碼: A
一、天津濱海地區自然環境
(一)鹽漬土的分布
濱海地區鹽漬化土地面積占天津市鹽漬化土地總面積的25%,而其鹽土的面積卻占全市鹽土面積的79.9%,重度鹽漬化土地占全市重度鹽漬化土地面積的32.1%。
(二)鹽漬土的特點
天津濱海地區海拔低、潛水埋藏淺,潛水位的變化主要受降水和蒸發控制。潛水鹽分組成以NaCl為主,是海水型潛水,礦化度一般為7~10g/L,高者達70~100g/L。潛水埋深一般為1.0~1.5m。這種高水位和高礦化的潛水直接參與土壤的形成過程。
天津濱海鹽漬土的土壤現代鹽分累積過程,即使在不再受現代海潮浸漬之后,很長時期內仍保持有海水浸漬的深刻影響。在濱海新區,由于受海潮侵襲蒸發濃縮的影響,形成一條與海岸線大致平行的高礦化地下咸水帶,礦化度有的超過100g/L,已顯著高于海水的鹽度,并直接影響到大面積濱海鹽土的形成與發展。
二、鹽堿良的原理分析
鹽堿土壤的改良在很大程度上是對水鹽運動的調節。研究溶質在土壤中的移動過程和規律,對于解決土壤鹽漬化、改善鹽堿土壤有重要作用。目前,對流 - 彌散方程模型、黑箱模型、可動水-不動水體模型構成了當今世界上溶質運移研究的三大學派。
我國研究人員利用已有的水鹽運動的方程模型,對土壤鹽堿問題進行了深入的研究,并取得了豐富的成果。我國學者模擬鹽漬化土壤水鹽運動狀態,分析得出在水分遷移速度極低的情況下,鹽分的水動力彌散成為鹽分遷移的主要形式,驗證了深層土壤中地下水蒸發對于土壤水鹽運動是一個十分重要的影響因素,對鹽分的運移速度有直接影響。在土壤水鹽平衡的潛水“臨界深度”方面,研究表明當潛水埋深大于臨界深度,地面潛水蒸發停止,地下水和土壤中的鹽分不再積累于地表,土壤積鹽與潛水埋深呈負相關。研究還表明在潛水埋深小于 2 m 的情況下,只要土體中有淡水向上運動蒸發,就會產生鹽分的向上移動;在潛水埋深大于 2 m 的情況下,潛水并不能直接參與上層土體的水鹽運動過程。
三、濱海地區園林施工中鹽堿良措施
(一)化學改良
化學改良鹽堿土壤主要有兩方面作用。
1、凝聚土壤顆粒,改善土壤結構。很多改良劑有膨脹性、分散性、黏著性等,能夠使因鹽堿而分散的土壤顆粒聚結從而改變土壤的孔隙度,提高土壤通透性,達到改善土壤結構的目的。
2、置換土壤 Na+,促進鹽分淋洗。改良劑本身帶有或者發生化學反應產生的離子能夠置換 Na+,促進鹽分淋洗。也有的采用酸性改良劑可以直接中和土壤中的堿,并且溶解 CaCO3,釋放Ca2+以置換土壤中的 Na+。
化學改良劑可以分為很多種。簡略的分類可以分為 2 種: 一種含鈣型改良劑,如石膏、煤矸石氧化鈣、石灰石、磷石膏等; 一種是酸性改良劑,如硫磺、硫酸鋁、硫酸、硫酸亞鐵等。
不同類型的改良劑表現出了不同的改良效果,但是實施改良時,使用單一改良劑無法解決問題,因此應根據不同改良劑的改良效果,配合使用多種改良劑進行土壤改良。研究表明,褐煤、硫磺、石膏每 1hm2質量配比為 3∶4∶2 時,改善鹽堿土的生物學性質、提高鹽堿土中的微生物氮和碳的含量效果最好。
(二)植物改良
耐鹽植物在生長過程中不僅可以降低土壤的鹽堿度,還可以改善鹽堿土壤的理化性質,促進土壤生物群落的恢復。植物改良方式比其他改良措施更經濟有效,前景十分廣闊。
1、鹽堿地植物
天津市園林綠化研究所對白蠟、絲棉木、欒樹、紫葉李等50多種木本植物進行了耐鹽試驗,測定了葉片電導率、葉片脯氨酸含量等10項指標。用隸屬函數法綜合評價供試植物品種的耐鹽性,對天津市常用樹種進行了耐鹽能力分級,編制了《天津市鹽堿地綠化樹種應用指南》和《天津市鹽堿地綠化樹種分類應用指南》,指南中以在園林綠地應用的喬灌木樹種以鄉土樹種為主,也含有部分引進馴化成功的外來樹種,共計53科132屬320種(含變種變型)。
2、植物改良作用
(1)營養生物修復
營養生物修復主要是通過種植耐鹽植物實現的。其主要機理和過程是: 耐鹽植物通過 Ca2+置換土壤中多余的 Na+直接攝取土壤中鹽分; 植物根系的生長延伸改善土壤的通透性,然后通過水分淋洗濾去Na+或者通過植物吸收 Na+從地上部分收獲而除去。鹽堿土中的鈣源主要是可溶性較小( 0.14 mmol/L) 的 CaCO3,但不能被直接用于Na+的置換。耐鹽植物的根系呼吸和土壤有機質分解可產生大量的CO2,能提高根區的CO2分壓,或者向根區釋放質子( H+) ,進而增大CaCO3的溶解率,從而使Ca2 +用來置換Na+。天津市開展了耐鹽植物培育技術研究,以椿樹和五角楓種子為材料,利用物理誘變技術,獲得大量的耐鹽突變體。其中耐鹽椿樹和耐鹽五角楓的耐鹽能力比對照品種提高了30%以上,在鹽堿地上的生長量顯著超過對照品種。首次采用細胞質壁分離技術,準確(90%)、快速(20~30min)鑒定番茄、楊樹、椿樹等植物的耐鹽潛力,為培育其它耐鹽植物縮短育種周期提供了借鑒。
(2)降低地下水位,減少水澇
“鹽隨水來、鹽隨水去”,地下水位的降低可以有效降低底層土壤返鹽。國外研究者在對比研究中分析得出: 盡管地下水位受到季節影響,但是在種植 2 年后,種植濱藜土地的地下水位已經比未種植任何植物土地的地下水位降低了近 0.5 m。同時,種植耐鹽植物還可以增加地表蓋度,抑制土壤表層水分蒸發,進而抑制鹽分隨水分蒸發向地表運動返鹽,減少表層土壤的鹽分積累。
(三)工程措施改良鹽堿土
1、灌水洗鹽
灌水洗鹽是應用最多的工程改良措施,同時取得較多的研究成果。研究人員利用咸冰水進行灌溉改良取得了較好的效果。微咸水中具有水合半徑的較小鈣、鎂離子置換鈉離子,使黏土顆粒凝聚,土壤通透性得以改善。同時微咸水結冰融化時,咸淡水分離,先融化的咸水對土壤鹽具有重要的淋洗作用,同時后融化的淡水對土壤鹽進行稀釋和沖洗,使上層土壤鹽分減少,提高洗鹽效果。
2、地下排鹽
(1)豎井排鹽
通過在黏土夾層中鑿孔換沙的方法建立排水孔,修建排水沙孔后,灌溉水或者自然降水的入滲形成地下水流運動的一個源項,類似于單井的水流運動,在水的入滲作用下,土壤鹽分被溶解進入地下水,達到了排鹽的目的。
(2)明溝排鹽
明溝排鹽是通過在大田中每隔一定距離挖取一定深度的溝渠來起到排出土體鹽分、改良鹽堿地的目的明溝排鹽占地大、橋涵多、易坍塌,排鹽效果受明溝深度限制,清淤工程費用高。
3、平整土地
平整土地對改良鹽堿地極為重要,土地鹽堿化的發生常與地表不平整有關,相同水文地質條件下,不平整的地面上,排灌不暢通會導致土地留有尾水,高地先干,造成返鹽,形成鹽斑。鹽堿斑部位一般比鄰近土地高出2~5 cm,鹽堿從邊緣到中心逐漸加重。平整土地可使表土水分蒸發一致,均勻下滲,便于控制灌溉定額,保證灌溉質量。
4、覆蓋措施
覆蓋材料能夠吸收降水,積蓄所得的水靠重力下滲,下滲過程能夠溶解和帶走土壤中的鹽堿,降低土壤溶液中鹽堿濃度,起到改良鹽堿土的作用。同時,覆蓋還能夠切斷土壤毛細作用,減少土壤表層蒸發,抑制返鹽。研究表明: 覆蓋對鹽堿地表層土壤和根系層土壤的水鹽運動具有較好的調節作用。覆蓋可以有效保持植物下地表和根系層土壤水分,減少鹽分積累,并緩解水鹽運動劇烈變化; 地膜覆蓋在根系層的保持水分和防止鹽分積累的作用明顯;秸稈覆蓋能攔蓄雨水和減少地表蒸發,抑制地表返鹽、促進降雨淋鹽的作用。
參考文獻