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鹽堿地粉壟淡鹽豐產耕作方法.pdf

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鹽堿地 粉壟淡鹽 豐產 耕作 方法
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摘要
申請專利號:

CN201410430266.X

申請日:

20140828

公開號:

CN104255105B

公開日:

20170104

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01B79/02 主分類號: A01B79/02
申請人: 廣西壯族自治區農業科學院經濟作物研究所
發明人: 韋本輝,劉斌,甘秀芹,申章佑,勞承英,李艷英,韋元波,胡泊,吳延勇,周佳
地址: 530007 廣西壯族自治區南寧市西鄉塘區大學東路174號
優先權:
專利代理機構: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 代理人: 羅保康
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410430266.X

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種鹽堿地粉壟淡鹽豐產耕作方法,步驟為:在冬季冰雪前或雨季前進行粉壟操作;分為整田粉壟和種植帶粉壟兩種方式,整田粉壟耕作深度25?30cm,種植帶粉壟耕作深度30?40cm;并配合建立排水溝渠;施肥;作物種植管理等措施有效改善了鹽堿地不利于作物生長的問題,同時,對于本發明方法對實現土壤環境再改造有很大幫助,完全顛覆了以前通過化學方法及生物措施,甚至換土的操作理念,對于中國4億畝鹽堿地來說,推廣價值大,可見該粉壟耕作方法擁有不可預期的發展前景。

權利要求書

1.鹽堿地粉壟淡鹽豐產耕作方法,其特征在于:包括以下步驟:(1)時間:在冬季冰雪前或雨季前進行粉壟操作;(2)粉壟:采用旋耕螺旋型機械對鹽堿地粉壟深旋,具體為:深度松溝,對鹽堿地土壤橫向切割,同時粉土,深旋松土后自然起壟,避免深層土壤上移,分為整田粉壟和種植帶粉壟兩種方式,整田粉壟耕作深度25-30cm,種植帶粉壟耕作深度30-40cm,使土壤中的鹽分隨水分下沉,土壤中的含鹽量得以下降;(3)建立排水渠道:在每條粉壟條帶邊緣地帶建排水溝或渠,以便在雨水或雪水過大時能順利排出,利于“洗鹽”;(4)施肥:粉壟時或粉壟過后在土層底部施用有機肥;(5)作物種植管理:根據不同作物生長發育特點,流程化、標準化種植及管理;所述粉壟操作在露天進行,并在粉壟完成后灌水;所述粉壟形成溝寬根據作物種植栽培特點制定,在20-80cm;還包括在粉壟后覆膜或鋪蓋作物秸稈,在作物種植時要適當密植,防止土壤水分蒸發,造成返鹽。2.根據權利要求1所述的鹽堿地粉壟淡鹽豐產耕作方法,其特征在于:所述有機肥為甘蔗濾泥或粉碎的秸稈加糖蜜經過脫水干燥后加工成粉劑或顆粒劑肥料,畝用量2000-5000kg。

說明書

技術領域

本發明涉及農作物耕作方法,具體為鹽堿地粉壟淡鹽豐產耕作方法。

背景技術

土壤鹽堿化又稱土壤鹽漬化或土壤鹽化,即土壤中可溶性鹽類隨水向表層移動并積累下來,而使可溶性鹽(如石膏)含量超過0.1%或0.2%的過程。土壤鹽堿化后使可溶性鹽類物質在土壤中積累從而導致農作物不能生長或受到抑制,這些易溶鹽主要為:氯化鈉、硫酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉等,它們的大量存在使土壤溶液中滲透壓上升使作物根系難以吸收水分,俗稱“被淹”了;另外,而碳酸氫鈉和碳酸鈉等在土壤水溶液中水解產生氫氧根離子,使土壤pH急劇升高而使農作物受到危害;另外,土壤吸收性復合體中代換性鈉超過一定百分比,就會導致土壤呈現強堿性和不良物理特性最終影響作物正常生長,我國的鹽堿化地域十分廣闊,且面積逐年提高,據統計,我國約有鹽堿化地14.8億畝,約占全國耕地面積的76%,土壤鹽堿化已經成為我國農業生態環境惡劣退化的重大問題之一。

土壤鹽堿化會造成諸多危害:首先,土壤中可溶鹽的大量存在引起作物生理干旱,即“缺水”,這是因為土壤中的易容鹽導致滲透壓過高,造成植物體缺水甚至失水;其次,土壤鹽堿化妨礙作物對諸多營養物質的吸收,影響作物的營養平衡,出現生理紊亂等問題;再次,土壤的強堿性會降低土壤中的銅、鋅、錳、鐵等植物生長發育必需的微量元素,降低其有效性;最后,土壤鹽堿化程度的加劇會使土壤環境不斷惡化,導致土壤粘結,透水透氣性變差,直接影響作物根系對水分和營養物質的吸收利用。

目前針對土壤鹽堿化有諸多方法,如排水洗鹽;使用有機肥、綠肥、種植水稻、植樹造林、刮出鹽層;種植耐鹽樹木如沙棗、胡楊以及牧草等保護土層;另外,還有通過化學措施:使用磷石膏、多用鈣質化肥、腐殖酸等土壤改良劑來吸附,交換土壤中過多的鈉、氯等離子來改良土壤鹽堿化程度。但以上諸多方法均存在問題,土壤鹽堿化的形成是日積月累天氣或氣候造成的,采用以上方法均存在“治標不治本”的缺點,不能長期應用,大量的使用有機肥不僅成本高,而且效果并不好,植樹造林在國內大面積,大領域實施上存在困難,而化學措施又顯得有“不得已而為之”,均不能徹底改變鹽堿化問題。廣西農科院經濟作物研究所研究員韋本輝一直致力于高產、蓄水保墑、水土保持耕作方法的研究,他發明的“粉壟栽培技術具有明顯的高效利用水分、養分、光熱等自然資源的特征,增產效果顯著,是一種創新的現代農業模式”,不僅如此,韋本輝研究員研究在在干旱、半干旱地區作物高產栽培技術方面也做了諸多研究,他提出土壤、水分、光能等自然資源增量利用的“粉壟增量效應理論”和“以根為本”、“營養均衡供應”、“根深御旱寒強后勁”等作物高效栽培新理論,主持粉壟農耕新方法研究,自主發明粉壟農耕新方法,在遼寧、甘肅、湖南等8個省在13種作物上應用比傳統耕作增產10-30%,被院士等專家鑒定為省級成果并認定為原創性。

發明人在對粉壟耕作技術的推廣實踐中還發現,該耕作方法具有較好的治理土壤鹽堿化的功能,一般說來,土壤鹽堿化一般通過合理耕作和及時松土讓其得到緩解,促進種子萌發、作物生長,但仍起不到較好的效果。中國科學院東北地理與農業生態研究所申請的專利:一種蘇打鹽堿化旱田的深松耕作方法,專利申請號:CN 1969601A,本發明突破了蘇打鹽堿土區傳統的耕作方法,顯著改善蘇打鹽堿化土壤理化性狀,幅度為15%以上,有效降低蘇打鹽堿化旱田的土壤含鹽量和土壤pH值,幅度分別為20.0%和0.8以上,明顯促進作物根系發育。可增加作物根系數量13.0%以上,根系干重增加200.0%以上;顯著提高蘇打鹽堿化中、低產旱田的作物產量和效益。幅度分別為80.0%和150.0%以上。其實現該目標主要通過三部分組成:1、在春季起壟前和出苗后十五天進行兩次深松;2、第一次原壟壟溝深松40cm,第二次新壟壟溝深松30cm,每次深松間距70cm;3、工序為原壟壟溝深松-撒施底肥-破開原壟,合成新壟-播種-出苗后十五天內壟溝深松30cm。該耕作方法雖能改變土壤中“氣相、固相、液相”比例,增加土壤孔隙度,減少土壤固相,提高通透性,但在土壤底層的蘇打會隨深松土上移至中上層,對作物造成損害,而以上發明中談及緊依賴兩次深松土即可達到改善鹽堿化的目的,顯然有所牽強,因為,深松土雖然可以改善,但土層中的蘇打卻難以去除,而隨著后面積累,還將會造成嚴重的鹽堿化問題。另外,該單位還申請了一項相關專利:一種蘇打鹽堿化旱田快速構建的方法,具體步驟包括:一、修筑灌排溝渠;二、平整土地;三、秸稈填埋;四、使用改良劑和有機肥;五、旋耕起壟;六、種植作物。該構建方法雖非單純耕作方法上改進,而是一整套方案,但該方案實施起來仍有相當難度,一是步驟繁瑣,過程復雜;而是步驟五的旋耕起壟難以起到有效作用,還需依靠土壤改良劑,秸稈填埋,甚至去除土層鹽堿成分等措施,因此,人工及物質成本較高,不適合大面積改造鹽堿化土壤。

發明人通過對粉壟深旋耕作方法的深入理解,并在此基礎上加以改進,得到了較以上發明及現有技術更佳的一種耕作方法-鹽堿地粉壟淡鹽豐產耕作方法,可以通過發明中的耕作方法對鹽堿地進行耕作即可有效改善土壤環境,提高作物產量,經濟與生態效益俱佳。

發明內容

本發明的目的是提供一種鹽堿地粉壟淡鹽豐產耕作方法,能夠克服現在鹽堿化土地日益加劇,目前耕作制度無法有效改善現有狀況的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的:

鹽堿地粉壟淡鹽豐產耕作方法,具體包括以下步驟:

(1)時間:在冬季冰雪前或雨季前進行粉壟操作;當然的,該粉壟耕作方法宜在露天進行,也可以在粉壟完成后灌水,目的是使粉壟的鹽堿土壤在天然降水的作用下,使土壤中的鹽分隨水分下沉,土壤中的含鹽量得以下降,達到鹽堿地土壤的“淡鹽”效果;土壤淡鹽后,有利促進作物或植物得以良好的生長發育。

(2)粉壟:采用旋耕螺旋型機械對鹽堿地粉壟深旋,具體為:深度松溝,對鹽堿地土壤橫向切割,同時粉土,深旋松土后自然起壟,避免深層土壤上移,分為整田粉壟和種植帶粉壟兩種方式,整田粉壟耕作深度25-30cm,種植帶粉壟耕作深度30-40cm;粉壟使鹽堿地土壤“淡鹽”的原理:一是利用天然降水的下滲運動,使土壤中的鹽分下沉;二是粉壟土壤疏松在氧氣、微生物等作用下,使土壤中的部分鹽分下移;三是由于粉壟土壤是橫向切割,土壤疏松,土壤中的毛細管被切斷,底層土壤中的鹽分不容易像拖拉機耕作土壤那么容易上移。這三方面的作用結果,使得耕作層中的土壤鹽分下降30-50%。鹽堿地中的土壤含鹽量大量被“淡化”,使作物大幅增產。

(3)建立排水渠道:在每條粉壟條帶邊緣地帶建排水溝或渠,以便在雨水或雪水過大時能順利排出,利于“洗鹽“。

(4)施肥:粉壟時或粉壟過后在土層底部施用甘蔗濾泥或糖蜜制成的有機肥。

(5)作物種植管理:根據不同作物生長發育特點,流程化、標準化種植及管理。

所述粉壟形成溝寬根據作物種植栽培特點制定,在20-80cm。

所述有機肥為甘蔗濾泥或粉碎的秸稈加糖蜜經過脫水干燥后加工成粉劑或顆粒劑肥料,畝用量2000-5000kg。選用甘蔗濾泥和粉碎的秸稈加糖蜜作為肥料基肥的原因如下:甘蔗是中國南方地區第一大制糖原料,單單廣西地區種植面積在1600萬畝左右,每年用于制糖后的主要副產物就是濾泥和糖蜜。據分析,甘蔗新鮮濾泥中含有多種營養成分,主要包括:1-3%的蔗糖、蛋白質、粗纖維、粗灰分、粗脂肪以及鈣、磷、銅、鐵、錳、鋅、鐵、鈷、硫、鉀、鈉等中微量元素,除此之外,還含有果膠、蠟等物質;另外,糖蜜作為甘蔗制糖后的另外一大副產品,也具有豐富的營養價值,數據顯示,甘蔗廢糖蜜組成包括:對含干固物75%的甘蔗廢糖蜜,總糖份占48-56%,其中包括蔗糖30-40%,還原糖15-20%,非發酵性糖2-4%,有機非糖物質9-12%;可溶性膠體和其它糖類4%;有機酸(烏頭酸)3.0%;還包括少量檸檬酸、蘋果酸及瓏拍酸等,少量蠟、固醇、瀝青、維生素及含氮物以蛋白質(共計約2-3%),硫酸灰份10-15%,還含有多種微量元素:其中:鈉0.1-0.4%、鉀1.5-5.0%、鈣0.4-0.8%、氯0.7-3.0%、磷0.6-2.0%。而相關研究表明,使用甘蔗濾泥和糖蜜作為肥料具有較高的營養價值,不僅有機質豐富,可以及時補充鹽堿化土壤中缺乏的有機質,還具有諸多糖類及酸類成分,一方面可以中和土壤中的氫氧根離子,降低土壤pH,另一方面濾泥和糖蜜的物質含有較多配位電子,可以與土壤中過剩的離子進行配位結合、吸附,而且形成的配合物較穩定,利于減少易溶鹽分,有效改善滲透壓,促進作物種子萌發和根系發育。

鹽堿地粉壟淡鹽豐產耕作方法,還包括作粉壟后覆膜或鋪蓋作物秸稈,在作物種植時要適當密植,防止土壤水分蒸發,造成返鹽。

本發明較傳統耕作方法具有良好的改善土壤鹽堿化的進步和優點:

1、該鹽堿地粉壟淡鹽豐產耕作方法,采用的是橫向切割土壤方法,僅有極少量的底部土層上浮,相對于傳統的拖拉機或旋耕機翻地,可以預防土壤底部鹽分隨土壤來到表層,為害作物根系;粉壟橫向切割土壤,完全切斷了土壤中氣相、固相、液相之間的相互聯系,土層單位重新排列組合,而借助雨水及雪水或灌溉用水將土層中多余鹽分沉淀到底層,最后隨排水渠道排出田外,僅通過粉壟耕作方法就可以起到較好的“淡鹽”功效。

2、該鹽堿地粉壟淡鹽豐產耕作方法,易操作、省時、省工、省力,不僅可以起到良好的改善土壤鹽堿化目的,而且對于實現土壤環境再改造有很大幫助,完全顛覆了以前通過化學方法及生物措施,甚至換土的操作理念,對于中國4億畝鹽堿地來說,推廣價值大,可見該粉壟耕作方法擁有不可預期的發展前景。

3、該鹽堿地粉壟淡鹽豐產耕作方法,推薦使用甘蔗濾泥和糖蜜為有機肥,不僅可以規避松土層底部鹽分的再次危害,而且可以起到中和氫氧根離子,減輕土壤堿性程度,而且,有助于吸附土壤中多余的可溶性鹽類和離子,同時,補充土壤有機質,使土壤松動,透水透氣性增強,利于作物高產穩產。

4、該鹽堿地粉壟淡鹽豐產耕作方法,在粉壟耕作基礎上,配合合理密植,就可以有效改善土壤“返鹽”現象,因為粉壟后,土壤中鹽分基數大大降低,而合理適當密植就會減少水分蒸發,二者配合可以有效、徹底的改變鹽堿化程度,無需添加任何土壤改良劑,造成生產成本提高。

具體實施方式

實施例 1 :

2012年,我們派出廣西五豐機械公司粉壟機組,專程從從廣西到寧夏進行粉壟耕作作業。據寧夏對引黃灌去農墾平吉堡現代農業示范園區測定,土壤類型為淡灰鈣土,土壤肥力中等,土壤剖面分3個層次,常年平均耕作層20cm,犁底層10cm,黃土層20cm,50cm以下偏沙壤土。測定結果顯示,與對照相比,粉壟整地種植前0-20cm耕層土壤全鹽含量降低56.48%,20-40cm耕層全鹽含量則增加68.89%;收獲后測定,粉壟比對照0-20cm耕層土壤全鹽含量降低22.78%,20-40cm耕層全鹽含量則降低6.52%;所種植的玉米,粉壟比對照每667m2增產120.1kg。表明,粉壟耕作有良好的“淡鹽”作用,由于土壤疏松,不僅0-20cm耕層土壤被淡化,而且耕層20-40cm的鹽分收獲后比對照同層次的土壤鹽分也下降。

寧夏引黃灌區粉壟土壤全鹽含量變化

甘肅省農業科學院調查測定,定西0-30cm粉壟耕作的土壤全鹽含量,比機械旋耕和傳統梨耕土壤全鹽含量分別降低17.5%、38.2%。

實施例 2

2013年7月初,發明人又組織團隊到甘肅河西走廊地區進行粉壟作業。共試驗面積1000畝,在粉壟作業的基礎上種植了玉米,以下是實施的具體情況:

粉壟前試驗地土壤容量、土壤含鹽量和土壤pH測定數據

玉米形狀、產量數據結果

可以看出,通過粉壟耕作方法處理后的耕作區土壤質量有了明顯提高,土壤容重從1.756降到了1.133,含鹽量從0.161降低到了0.102,而pH從9.98非常不適合作物生長降低到了7.10的基本正常水平,說明粉壟耕作方法對土層質量的改善有顯著作用。

另外,玉米的生長也得到了較好的改善,穗粗、穗長和千粒重均有不同程度的提高,直接增產173kg,創造經濟效益增收373.68元。

最后說明的是,以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制,盡管通過參照本發明的優選實施例已經對本發明進行了描述,但本領域的普通技術人員應當理解,可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變,而不偏離所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍。

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