氯化物-苏打型盐碱土改良剂及改良方法与流程

本发明属于盐碱土改良技术领域，特别涉及一种将氯化物-苏打型盐碱土转变为氯化物-硫酸盐型盐碱土的改良方法及改良材料。

背景技术：

在我国不同地区，存在着具有区域和地方特色的盐碱土类型，如吉林白城地区盐碱土中含有苏打或小苏打，可划分为苏打盐化土、硫酸盐氯化物盐化土、氯化物硫酸盐盐化土。

在盐碱土中，土壤盐分组成十分复杂，常以复盐体系存在，不同盐分组成对作物的危害程度不同。在可溶性钠盐中，若以硫酸钠为标准，其他盐类对作物的危害程度比例依次为：na2co3∶nahco3∶nacl∶na2so4＝10∶3∶3∶1。即在盐碱土类型中，阴离子的影响是很大的，如对于耕层(0～20cm)土壤中，盐碱土土壤类型为so4-hco3型或cl-hco3型，含盐量为0.15-0.23％时，一般作物生长就会受到明显抑制，而对于盐碱土土壤类型为cl-so4型时，一般作物生长受到明显抑制的含盐量范围提高到0.25-0.40％。而苏打-氯化物盐碱土及氯化物-苏打型盐碱土中存在危害较大的碳酸根离子、碳酸氢根离子含量过高和离子组成失调的问题。

目前，治理盐碱土的措施大致可分为工程改良、化学改良、生物改良等。化学改良主要通过施加改良剂如磷石膏、有机肥、秸秆、酸性材料等改善土壤结构、提高土壤保水保肥能力及洗盐、脱盐效果。相关专利有cn107841313a一种盐碱地的化学改良方法、cn107955622a一种盐碱地改良用有机调理剂及其改良盐碱地的方法、cn102936503a含有铁尾矿的土壤透气改良增效剂及其制备方法、cn103922846a盐碱地改良方法、cn102775250a一种盐碱地肥料、cn106146198a抗盐碱有机肥料、cn102517030a盐碱地改良剂、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、cn104871678a一种改良盐碱地的方法，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、cn106278522a一种盐碱土壤调理剂等。

但是，现有的这些方法一般注重于向土壤中添加一种或多种成分，如添加硫酸亚铁、硫酸铝、有机肥、腐殖酸、硫酸、硫酸钙、硫酸镁等，分别从离子置换(主要注重于土壤胶体上的离子交换，如钙优先吸附在土壤胶体上，置换出钠离子)、酸碱中和、增加土壤有机质以及土壤养分等方面对盐碱土进行改良。但是，对于氯化物-苏打型盐碱土等典型土属中存在危害较大的碳酸根离子、碳酸氢根离子含量过高以及离子组成失调的问题，则缺乏针对性的改良方法。因为氯化物-苏打型盐碱土等特殊类型的盐碱土，需要根据盐碱土中盐分含量和特征性离子的占比，合理选择改良剂种类及添加量，将其改造为危害较轻的盐碱土类型。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决具有区域和地方特色的氯化物-苏打型盐碱土中危害较大的碳酸根离子、碳酸氢根离子含量过高、离子组成失调的问题，提供了一种氯化物-苏打型盐碱土改良剂及改良方法。本发明通过硫酸盐型铁盐、镁盐改良剂改变盐碱土壤中的离子组成，提高盐碱土中so4^2-/cl^-的比例，减少或消除盐碱土中碳酸根离子、碳酸氢根离子，将氯化物-苏打型盐碱土改造成氯化物-硫酸盐型盐碱土，同时降低盐碱危害、提高洗盐洗碱效率。

本发明的技术方案之一为，一种氯化物-苏打型盐碱土改良剂，由有机肥和铁镁材料以质量比1∶0.1～0.3组成。

进一步的，上述氯化物-苏打型盐碱土改良剂，所述有机肥为腐熟的猪粪、牛粪和发酵秸秆中的一种或多种。

进一步的，上述的氯化物-苏打型盐碱土改良剂，铁镁材料为硫酸铁、硫酸镁中的一种或两种。

本发明的技术方案之二为，一种氯化物-苏打型盐碱土的改良方法，采用了上述的改良剂，采用如下步骤：

1)测定土壤中盐分组成，根据每公斤土壤中co3^2-、hco3^-离子含量来计算铁镁材料的消耗量，使最终改良后土壤中盐分的离子厘摩尔数同时满足以下要求【该要求符合《中国盐渍土》(王遵亲，祝寿泉，俞仁培等主编，1993)中氯化物-硫酸盐盐碱土的标准】：

2)根据步骤1)计算得到的铁镁材料转换成改良剂的量，将改良剂在耕种前均匀施入到待改良盐碱土耕层土壤(0-20cm)中；

土壤中发生的化学反应为：

fe2(so4)3+6nahco3＝2fe(oh)3↓+6co2+3na2so4(1)

fe2(so4)3+3na2co3+3h2o＝2fe(oh)3↓+3co2+3na2so4(2)

na2co3+mgso4＝mgco3↓+na2so4(3)

5mgso4+10nahco3＝4mgco3.mg(oh)2.4h2o+15na2so4+6co2(4)

3)进行耕作，采用方式a或b；

a、种植旱田，采用常规耕作方法；

b、种植水田，灌水泡田洗盐2～3次后，再采用常规耕作方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

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.对氯化物-苏打型盐碱土改良效果明显。

该复合改良剂的主要改良作用表现为：

(1)盐碱土中危害最大的阴离子为碳酸根离子，其次为碳酸氢根离子，本发明改良剂中通过外源化学物质铁离子、镁离子与碳酸根、碳酸氢根离子发生反应，生成胶体沉淀，减少碳酸根、碳酸氢根盐分离子的含量，硫酸根离子取代碳酸根离子和碳酸氢根离子，将氯化物-苏打型盐碱土改造成氯化物-硫酸盐型盐碱土；从而实现降低盐碱危害和提高洗盐洗碱效率。。

(2)定量的加入改良剂，避免了改良剂加入量不足导致的改良不彻底或者加入过量导致的土壤离子成分紊乱。

(3)改良过程中，土壤中次生碳酸盐或碱式碳酸盐在粘粒及细粉粒表面淀积，土壤颗粒间的孔隙随着淀积的进行逐渐被次生碳酸盐或碱式碳酸盐填充，形成碳酸盐或碱式碳酸盐结核，改善土壤结构。有机肥的加入可增加土壤大裂隙和非毛管孔隙，有效缓解减缓或消除土壤颗粒间的孔隙被次生碳酸盐或碱式碳酸盐填充引起的透水透气性能降低，提高土壤洗盐洗碱效率。

具体实施方式

实施例1

以吉林市某地区的盐碱土为改良对象，供试土壤土属类别为氯化物-苏打型盐盐碱土，其盐分含量等指标见表1。

表1供试土壤盐分组成及含量

经过公式(1)～(4)计算，设计施加的改良剂为腐熟牛粪70kg、硫酸铁[fe2(so4)3]15kg。

在待改良区域一共设置三个地块，分别为实施例1、对照1对照2和对照3试验地块。每个小区地块面积为6×5m²，种植作物为水稻。其中灌水毛渠坝顶宽0.8m，渠深0.6m；排水毛沟坝埂顶宽0.7m，沟深1m；埝埂顶宽0.6m，高0.4m，所有小区单灌单排。称取腐熟牛粪70kg、硫酸铁[fe2(so4)3]15kg，混合均匀后，施入到待改良盐碱土中，使其均匀分布在耕层土壤(0-20cm)中，然后开始灌水泡田洗盐，每次泡田48h，每个小区洗盐两次。然后灌水泡田24h，进行耙地和插秧工作，具体种植作业及管理同大田。在对照1地块中，不施改良剂，其余步骤与实施例1相同。对照2中，仅施入腐熟牛粪70kg，不施加硫酸铁，对照3中，仅施入硫酸铁[fe2(so4)3]15kg，不施加腐熟牛粪，其余步骤与实施例1相同。秋季水稻收割后，测定耕层土壤、ph、盐分组成及水稻产量。

具体实施结果见表2。

表2改良后土壤盐分组成及产量

从以上结果可以看到，对照2中，加入腐熟牛粪能够在一定程度上降低土壤含盐量及ph，但土壤中对植物危害较大的co3^2-、hco3^-的厘摩尔数降低幅度很小，同时土壤中盐分离子厘摩尔组成中，达到56.8％，为40.2％，仍为典型的氯化物-苏打型盐碱土。在对照3中，仅加入硫酸铁后，土壤中降到14.8％，降低到34.0％，达到51.2％，与对照2相比，co3^2-、hco3^-的厘摩尔数降低幅度很大，土壤ph明显降低，土属类别由氯化物-苏打型盐碱土转化为氯化物-硫酸盐型盐碱土，但土壤含盐量明显提高。在实施例1处理中，加入改良剂后，土壤中降到14.6％，降低到34.4％，达到51.0％，与对照3相比，土壤含盐量明显降低，土属类别由氯化物-苏打型盐碱土转化为氯化物-硫酸盐型盐碱土，改善了盐分构成，并且，在有机肥和铁镁材料共同作用下，改善土壤结构，提高土壤洗盐洗碱效率，大大减轻了对作物的危害。

实施例2

以吉林市某地区的盐碱土为改良对象，供试土壤土属类别为苏打-氯化物型盐碱土，其盐分含量等指标见表3。

表3供试土壤盐分组成及含量

经过公式(1)～(4)计算，设计施入腐熟牛粪90kg、硫酸铁[fe2(so4)3]12kg、硫酸镁(mgso4.7h2o)6kg。

在待改良区域一共设置三个地块，分别为实施例2、对照1、对照2和对照3试验地块。每个小区地块面积为6×5m²，种植作物为水稻。其中灌水毛渠坝顶宽0.8m，渠深0.6m；排水毛沟坝埂顶宽0.7m，沟深1m；埝埂顶宽0.6m，高0.4m，所有小区单灌单排。称取腐熟牛粪90kg、硫酸铁[fe2(so4)3]12kg、硫酸镁(mgso4.7h2o)6kg，混合均匀后，施入到待改良盐碱土中，使其均匀分布在耕层土壤(0-20cm)中，然后开始灌水泡田洗盐，每次泡田48h，每个小区洗盐两次。然后灌水泡田24h，进行耙地和插秧工作，具体种植作业及管理同大田。在对照1地块中，不施改良剂，其余步骤与实施例2相同。对照2中，仅施入腐熟牛粪90kg，不施加硫酸铁和硫酸镁，对照3中，仅施入硫酸铁[fe2(so4)3]12kg、硫酸镁(mgso4.7h2o)6kg，不施加腐熟牛粪，其余步骤与实施例2相同。秋季水稻收割后，测定耕层土壤、ph、盐分组成及水稻产量。

具体实施结果见表4。

表4改良后土壤盐分组成及产量

从以上结果可以看到，对照2中，加入铁尾矿和腐熟牛粪能够在一定程度上降低土壤含盐量及ph，但土壤中对植物危害较大的co3^2-、hco3^-的厘摩尔数降低幅度很小，同时土壤中盐分离子厘摩尔组成中，达到59.8％，为36.4％，土属类型为氯化物-苏打型盐碱土。在对照3中，仅加入硫酸铁和硫酸镁后，土壤中降到15.6％，降到32.7％，达到51.7％，与对照2相比，co3^2-、hco3^-的厘摩尔数降低幅度很大，土壤ph明显降低，土属类别由氯化物-苏打型盐碱土转化为氯化物-硫酸盐型盐碱土，但土壤含盐量明显提高。在实施例2处理中，加入改良剂后，土壤中降到15.3％，降到32.4％，达到52.3％，与对照3相比，土壤含盐量明显降低，土属类别由氯化物-苏打型盐碱土转化为氯化物-硫酸盐型盐碱土，改善了盐分构成，并且，在有机肥和铁镁材料共同作用下，改善土壤结构，提高土壤洗盐洗碱效率，大大减轻了对作物的危害。

实施例3

以吉林市某地区盐碱土为改良对象，供试土壤土属类别为氯化物-苏打型盐碱土，其盐分含量等指标见表5。

表5供试土壤盐分组成及含量

经过公式(1)～(4)计算，设计施入腐熟牛粪80kg、硫酸铁[fe2(so4)3]13kg、硫酸镁(mgso4.7h2o)3kg。

在待改良区域一共设置三个地块，分别为实施例3、对照1、对照2和对照3试验地块。每个小区地块面积为6×5m²，种植作物为水稻。其中灌水毛渠坝顶宽0.8m，渠深0.6m；排水毛沟坝埂顶宽0.7m，沟深1m；埝埂顶宽0.6m，高0.4m，所有小区单灌单排。称取腐熟牛粪80kg、硫酸铁[fe2(so4)3]13kg、硫酸镁(mgso4.7h2o)3kg，混合均匀后，施入到待改良盐碱土中，使其均匀分布在耕层土壤(0-20cm)中，然后开始灌水泡田洗盐，每次泡田48h，每个小区洗盐两次。然后灌水泡田24h，进行耙地和插秧工作，具体种植作业及管理同大田。在对照1地块中，不施改良剂，其余步骤与实施例3相同。对照2中，仅施入腐熟牛粪80kg，不施加硫酸铁和硫酸镁。对照3中，仅施入硫酸铁[fe2(so4)3]13kg、硫酸镁(mgso4.7h2o)3kg，不施加腐熟牛粪，其余步骤与实施例3相同。秋季水稻收割后，测定耕层土壤、ph、盐分组成及水稻产量。

具体实施结果见表6。

表6改良后土壤盐分组成及产量

从以上结果可以看到，对照2中，加入铁尾矿和腐熟牛粪能够在一定程度上降低土壤含盐量及ph，但土壤中对植物危害较大的co3^2-、hco3^-的厘摩尔数降低幅度很小，同时土壤中盐分离子厘摩尔组成中，达到54.6％，为42.1％，仍为典型的氯化物-苏打型盐碱土。在对照3中，仅加入硫酸铁和硫酸镁后，土壤中降到14.2％，降到35.5％，达到50.3％，与对照2相比，co3^2-、hco3^-的厘摩尔数降低幅度很大，土壤ph明显降低，土属类别由氯化物-苏打型盐碱土转化为氯化物-硫酸盐型盐碱土，但土壤含盐量明显提高。在实施例3处理中，加入复合改良剂后，降到13.7％，为35.2％，达到51.1％，与对照3相比，土壤含盐量明显降低，土属类别由氯化物-苏打盐碱土转化为氯化物-硫酸盐型盐碱土，改善了盐分构成，并且，在有机肥和铁镁材料共同作用下，改善土壤结构，提高土壤洗盐洗碱效率，大大减轻了对作物的危害。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除