提高沙质土壤抗蒸发及保水能力的方法

摘要

本发明公开了一种提高沙质土壤抗蒸发及保水能力的方法，是将秸秆改良材料添加到土壤中与表层土壤充分混合，其添加标准为：当土壤中有机质含量小于0.5%时，秸秆改良材料添加量为1000-1200kg/亩；当土壤中有机质含量在0.5%-1.5%之间时，秸秆改良材料添加量为500-800kg/亩；当土壤中有机质含量大于1.5%时，秸秆改良材料添加量为200-300kg/亩。本方法成本较低，可以改善土壤结构，提高土壤肥力；不需要对沙化土地或耕地进行任何工程改造，无需后期管理。总之，本方法能够有效提高沙质土壤水分生态有效性、防治土壤沙化与水土流失，对提高单位面积作物产量大有帮助。

说明书

技术领域

本发明涉及沙质土壤改良技术，具体指一种提高沙质土壤抗蒸发及保水能力的方法，属于沙质土壤改良及土壤沙化防治技术领域。

背景技术

目前我国土地沙化的现象十分严重，2005年中国沙化状况公报显示，截至2004年，全国沙化土地面积约为1.74×10⁶km²，占国土总面积的18.12％，沙化耕地面积占沙化土地总面积的2.66％。沙质土壤中有机质分解速度较快，不易积累，导致沙质土壤保肥性差。同时，沙质土壤颗粒间相互作用力较小，质地疏松，土壤通透性好，孔隙大，毛细管作用弱，导致沙质土壤保水性差、蓄水力弱。水分和养分的流失导致沙质土壤生产力下降。因此，寻求科学有效、应用前景广泛的提高沙质土壤抗蒸发及保水能力的技术方法十分迫切。

近年来，各种改良沙质土壤抗蒸发及保水能力的技术相继诞生，但这些技术大多以PAM为主要改良剂，尽管具有一定的应用成效，但是存在PAM用量大、成本高，易导致土壤结皮等缺点。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种成本低、可显著提高沙质土壤水分生态有效性的方法。

本发明的技术方案是这样实现的：提高沙质土壤抗蒸发及保水能力的方法，是将秸秆改良材料添加到土壤中与表层土壤充分混合，其添加标准为：当土壤中有机质含量小于0.5%时，秸秆改良材料添加量为1000-1200kg/亩；当土壤中有机质含量在0.5%-1.5%之间时，秸秆改良材料添加量为500-800kg/亩；当土壤中有机质含量大于1.5%时，秸秆改良材料添加量为200-300kg/亩；所述秸秆改良材料由经腐解处理的作物秸秆、钙基膨润土和阴离子型聚丙烯酰胺按质量比900-1000:100-120:5-30均匀混合而成。

所述阴离子型聚丙烯酰胺分子量为800万-1200万，水解度为20-40%。阴离子型聚丙烯酰胺优选分子量为1000万，水解度为30%。

所述作物秸秆腐解处理方法为：将风干后的作物秸秆切成5-10cm长并放入池中，按每吨作物秸秆3-5 kg的量加入白腐菌菌剂，浇水湿润，混匀，用塑料膜覆盖，待作物秸秆腐殖化率达20%以上时，揭开塑料膜并风干作物秸秆，最后粉碎至1.5-2.5mm即可。

所述钙基膨润土细度小于200目。

相比现有技术，本方法具有如下有益效果：

1.与单纯化学改良材料相比，本方法成本较低，具有可观的经济、环境效益；

2.本发明秸秆等有机物料具有原材料来源广泛、成本低、持效期长、功能齐全等优点，且富含大量有机质、氮、磷、钾和微量元素；聚丙烯酰胺和膨润土具有很强的吸附能力，可以改善土壤结构，提高土壤肥力，这些效果在沙质土中表现得更为明显；

3.不需要对沙化土地或耕地进行任何工程改造，无需后期管理，且操作方便，施加时机可灵活掌握。

4.本方法能够利用大量的废弃的作物秸秆，变废为宝，且避免了传统的秸秆焚烧法对环境带来的污染。

总之，本方法能够有效提高沙质土壤水分生态有效性、防治土壤沙化与水土流失，对提高单位面积作物产量大有帮助。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明提高沙质土壤水分生态有效性的方法，是将秸秆改良材料添加到土壤中与表层土壤充分混合。其添加标准为：当土壤中有机质含量小于0.5%时，秸秆改良材料添加量为1000-1200kg/亩；当土壤中有机质含量在0.5%-1.5%之间时，秸秆改良材料添加量为500-800kg/亩；当土壤中有机质含量大于1.5%时，秸秆改良材料添加量为200-300kg/亩。

所述秸秆改良材料由经腐解处理的作物秸秆、钙基膨润土（细度小于200目）和阴离子型聚丙烯酰胺PAM按质量比900-1000:100-120:5-30均匀混合而成。较佳的质量比可以是950:110:6、900:100:10、900:100:20、900:100:30、980:120:25、1000:115:30。所述阴离子型聚丙烯酰胺分子量为800万-1200万，水解度为20-40%。优选分子量为1000万，水解度为30%。

所述作物秸秆腐解处理方法为：将风干后的作物秸秆切成5-10cm长并放入池中，按每吨作物秸秆3-5 kg的量加入白腐菌菌剂，浇水湿润，混匀，用塑料膜覆盖，待作物秸秆腐殖化率达20%以上时（通常为20-30天后），揭开塑料膜并风干作物秸秆，最后粉碎至1.5-2.5mm即可。

秸秆可以提供大量有机质、氮、磷、钾和微量元素，亦可改善沙质土壤的理化性质，具有原材料易得、成本低、持效期长、功能齐全等优点；而纳米化膨润土和PAM也是良好的土壤改良剂，对改善土壤结构、增加土壤水分，保水保肥保墒等具有良好的改良效果，从而找到提高沙质土壤水分生态有效性的方法，以达到改良沙质土壤，提高其保水性能，防治土壤沙化与水土流失，提高单位面积作物产量等目的。

我国每年产生约10⁹吨的秸秆，将秸秆应用于沙质土壤改良具有十分可观的经济、环境效益，避免了传统的焚烧法对秸秆处理所带来的环境污染。秸秆不仅可以为土壤提供氮磷钾等必需的矿物元素，经过一定的处理还可以改良沙质土壤的水分生态有效性，对于防治土壤沙化，提高产量有重要意义。

以下给出一个实施例以帮助对本发明的理解：

一、生产一吨沙质土壤秸秆改良材料：（1）秸秆预处理：将风干后的（小麦）秸秆切成5-10cm长，将其放入池中，按1000:5的质量比加入白腐菌菌剂，浇水湿润，混匀，用塑料膜覆盖，待秸秆腐殖化率达20%以上时，揭开塑料膜风干，再粉碎至2mm左右即可；（2）配制方法：称取秸秆预处理产物880公斤，200目钙基膨润土100公斤，阴离子型PAM（分子量1000万，水解度30%）20公斤，混匀，装袋。也可在田间地头按此方法配制后，直接施用。

二、施用方法：（1）耕地的撒施方法：在翻耕土地前，将已经制备好的秸秆改良材料按前述添加标准均匀撒在耕地表面，然后用犁地机进行犁地，尽量使秸秆改良材料与表层土混合均匀，然后播种，浇灌即可。从撒施成本和工作量以及撒施效果考虑，一年撒施一次即可满足要求。（2）草原沙化灌木丛的施用方法：先将根部周围的土壤翻松，然后将制备好的秸秆改良材料撒施在土壤表面，最后尽量使秸秆改良材料与表层土混合均匀，灌水即可。每年撒施两次。（3）沙化草地施用方法：按前述添加标准用量，将秸秆改良材料均匀撒施在沙化草地上，浇水湿润，用塑料膜覆盖，在草籽萌发生长至2-3cm高后，揭开塑料膜，在1-2年内，避免牲畜破坏，以促进植物生长、覆盖，即可抑制草地沙化进程。

三、效果说明

以本实施例生产的沙质土壤秸秆改良材料，在正常的田间施肥管理情况下施用500kg/亩进行田间试验。结果表明：将实施例的秸秆改良材料施入沙质土壤后，土壤饱和导水率增加4.97倍，田间持水量增加了31.2%，对土壤的改良效果十分明显，有效的增加了土壤中水分的含量，而且减少了水力对地表的冲刷作用，有效的防治了沙质土壤水土流失，从而提高了沙质或沙化土壤的水分生态有效性。