表面活性剂在降低土壤盐渍化中的应用及方法

摘要

本发明公开了表面活性剂在降低土壤盐渍化中的应用及方法，具体步骤是：将表面活性剂配制成溶液喷洒于土壤，或将表面活性剂与土壤直接混合。所述表面活性剂为非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性表面活性剂、生物型表面活性剂中的任意一种或几种的混合物。本发明操作简单，适用范围广，能很好地改善土壤性质，降低土壤盐分，达到降低土壤盐渍化的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及表面活性剂在降低土壤盐渍化中的应用及方法，属于盐碱地治理技术领域。

背景技术

土壤盐渍化是指土壤底层或地下水的盐分随土壤孔隙中的毛管水上升到地表面，水分蒸发后，使盐分积累在表层土中的过程；也指易溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程，也称盐碱化。据联合国教科文组织及粮农组织在2005年的不完全统计数据表明，目前全世界盐碱地的面积为8×10³万公顷。就我国而言，盐碱地所占的土地面积高达3.6×10³万公顷。从东北平原到青藏高原，从西北内陆到东部沿海都有盐碱地的分布。在干旱、半干旱地区，广泛分布着现代积盐过程所产生的盐碱地；在干旱地区的山前平原、古河成阶地和高原上，仍可见早期形成的各种残余；在滨海地区，由于受到海水浸渍的影响，分布着各种滨海盐土和硫酸盐盐土。内陆平原地区的盐碱地主要分布在新疆的准噶尔盆地、塔里木盆地、吐鲁番盆地，甘肃的河西走廊，青海的柴达木盆地。在宁夏的银川平原，内蒙古河套平原，山西大同盆地、忻定盆地，汾渭河谷平地，河北的海河平原，东北的松嫩平原等也有连片的盐碱地或零星分布的盐碱地。

土壤盐渍化问题一直以来受到人们的广泛关注，盐碱土由于具有较高的pH值，含有盐分，能影响植物对营养元素的吸收、引起植物组织受损、破坏土壤团粒结构及改变其它理化性质等不利因素，使植物的正常生长发育受到抑制，甚至能导致植物萎焉或枯死。目前国内外盐碱地改良技术归纳起来大致可以分为：物理、化学、水利工程、生物四个方面。其中，物理改良技术主要是对盐碱地平整地面、深耕垡土、及时松土、抬高地形、微区改土改良土壤结构，加速淋盐，防治反盐，例如CN200910074228.4、CN200810159999.9、CN201410430266.X等；化学改良技术是向土壤中施加化学改良剂（如石膏、磷石膏、亚硫酸钙、过磷酸钙）通过化学作用或代换作用降低土壤盐含量。石膏、磷石膏、亚硫酸钙、过磷酸钙施入土壤后，可为土壤提供充足的可溶性钙，将胶体复合体中钠离子替换出来，从而降低土壤的盐含量，例如CN201410603005.3、CN201510995166.6等；水利工程改良技术是利用大量的淡水对盐碱地进行冲洗，使盐碱土中的盐分溶于水，然后通过地下管道排水，将盐分带出，从而降低土壤的含盐量，例如CN201310331320.0、CN200510044210.1、CN89108061.9等；生物工程改良技术主要是通过在盐碱土上种植耐盐作物（如玉米）、种植耐盐植物（如田菁）或投放微生物，使作物、植物、微生物吸收土壤中的盐，从而降低土壤的含盐量，例如CN200910074228.4、CN201310466328.8等。这些改良技术虽然能达到一定的改良效果，但改良时间长且很难维持初期的改良效果，难以全面推广。

目前，表面活性剂主要用于修复多环芳烃、多氯联苯、重金属等污染的土壤，如CN201510271339.X、CN201310423166.X、CN201010135665.5、CN201310153637.X等，尚无将表面活性剂作为降低土壤盐渍土的改良剂的报道。

发明内容

本发明公开了表面活性剂在降低土壤盐渍化中的应用及方法，通过向土壤施加表面活性剂达到降低土壤盐渍化的目的。其机理是：盐碱土中的盐分主要是由于地下水毛细上升作用所致，预防土壤盐渍化，控制地下水毛细上升高度是关键；将表面活性剂施加到土壤中，利用表面活性剂显著降低土壤毛细水上升高度的特性，使浅层地下水及土壤中盐分不能通过土壤毛细水上升到土壤近表层及表面，从而达到降低土壤盐渍化的目的。

本发明通过以下技术方案实现：

表面活性剂在降低土壤盐渍化中的应用，具体方法为：将表面活性剂配成浓度为其临界胶束浓度的0.01~50倍的水溶液喷洒于土壤，或将表面活性剂与土壤直接混合；表面活性剂的施加量为0.001~0.15kg/m²。

所述表面活性剂包括非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性表面活性剂或生物型表面活性剂；所述非离子型表面活性剂包括Tween系列（Tween 20、Tween 21、Tween 40、Tween 60、Tween 61、Tween 65、Tween 80、Tween 81、Tween 85），Triton X系列（Triton X-100、Triton X-114、Triton X-305、Triton X-405），Brij系列（Brij 30、Brij 35、Brij 58、Brij 98），壬基酚聚氧乙烯醚；所述阴离子型表面活性剂包括十二烷基硫酸钠（C₁₂H₂₅OSO₃Na），十二烷基苯磺酸钠（C₁₂H₂₅C₄H₆SO₃Na），十六烷基双苯磺酸钠（C₁₆H₃₃C₁₂H₇O(SO₃Na)₂），全氟辛酸（C₇H₁₅COOH），月桂醇聚醚硫酸钠（C₁₂H₂₅(OCH₂CH₂)_nOSO₃Na），二己基磺基琥珀酸钠（C₁₆H₂₉NaO₇S），十二烷基醚硫酸钠（C₁₆H₃₃NaO₆S），十六烷基二苯基醚二磺酸钠（C₂₈H₄₀Na₂O₇S₂），双（2-乙基己基）磺基琥珀酸钠（C₂₀H₃₇NaO₇S），胆酸钠（C₂₄H₃₉O₅Na），脱氧胆酸钠（C₂₄H₃₉O₄Na）；所述阳离子型表面活性剂有十六烷基三甲基溴化铵（C₁₆H₃₃(CH₃)₃NBr），二癸基二甲基氯化铵（C₂₂H₄₈ClN），十四烷基溴化吡啶；所述两性表面活性剂有环脂肽、椰油酰胺丙基甜菜碱；所述生物型表面活性有皂素、鼠李糖脂、环糊精、烷基多苷。

应用时采用的表面活性剂可以是同类型表面活性剂中的一种或多种的混合，也可以是不同种类表面活性剂之间的混合使用。

与传统的物理改良技术、化学改良技术、水利工程改良技术、生物改良技术相比，本发明的最大优点是能达到较好的改良效果且能维持较长的时间。此外，本发明操作简单，适用范围广。

具体实施方式

为了更好地说明本发明所采用的方法，下面通过具体实例来对本发明作进一步的阐述。应当指出的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不局限于以下实施例。

实施例1

有一含盐量为8%的滨海盐碱地5公顷，由于地下水含盐量高，导致该区域盐碱化加剧。将该区域一面积为8m²的盐碱地八等分，编号为1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#。将十二烷基硫酸钠（临界胶束浓度为2.3g/L）配制成浓度梯度为0.023g/L、0.23g/L、2.3g/L、23g/L、46g/L、69g/L、92g/L、115g/L的溶液。在编号为1#、2#的土壤上分别喷洒50L浓度为0.023g/L、8L浓度为0.23g/L的十二烷基硫酸钠溶液；3#、4#、5#、6#、7#、8#土壤则分别喷洒1L浓度为2.3g/L、23g/L、46g/L、69g/L、92g/L、115g/L的十二烷基硫酸钠溶液，三个月后测得含盐量分别为6.5%、6.2%、5.7%、5.2%、4.7%、4.4%、4%、3.8%；六个月后含盐量分别为6.1%、5.8%、5.4%、4.8%、4.3%、3.6%、3%、2.6%。

实施例2

有一含盐量为8%的滨海盐碱地5公顷，由于地下水含盐量高，导致该区域盐碱化加剧。将该区域一面积为4m²的盐碱地等分为四份，编号为1#、2#、3#、4#。将质量为0.001kg、0.01kg、0.1kg、0.15kg的十二烷基硫酸钠固体和十二烷基苯磺酸钠固体的混合物（质量比1:1）分别撒在对应编号的土壤上，再翻土以使施加的十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠固体的混合物在土壤中分配均匀，最后再浇一定量的水于土壤表面，一个月后测得含盐量依次为6.3%、5.7%、5.3%、4.8%，三个月后测得含盐量依次为5.8%、5.3%、4.6%、4%。

实施例3

有一含盐量为8%的滨海盐碱地5公顷，由于地下水含盐量高，导致该区域盐碱化加剧。将该区域一面积为4m²的盐碱地等分为四份，编号为1#、2#、3#、4#。将质量为0.001kg、0.01kg、0.1kg、0.15kg的十六烷基三甲基溴化铵固体均匀撒在对应编号的土壤上，再翻土以使施加的十六烷基三甲基溴化铵在土壤中分配均匀，最后再浇一定量的水于土壤表面，一个月后测得含盐量依次为6.4%、5.6%、5.5%、4.6%，四个月后测得含盐量依次为5.7%、5.1%、4.5%、4%。

实施例4

有一含盐量为8%的滨海盐碱地5公顷，由于地下水含盐量高，导致该区域盐碱化加剧。将该区域一面积为4m²的盐碱地等分为四份，编号为1#、2#、3#、4#。将质量为0.001kg、0.01kg、0.1kg、0.15kg的皂素固体均匀撒在对应编号的土壤上，再翻土以使施加的皂素在土壤中分配均匀，最后再浇一定量的水于土壤表面，两个月后测得含盐量依次为6.2%、5.6%、5.1%、4.6%，四个月后测得含盐量依次为5.7%、5%、4.5%、4.1%。

实施例5

有一含盐量为8%的滨海盐碱地5公顷，由于地下水含盐量高，导致该区域盐碱化加剧。将该区域一面积为4m²的盐碱地等分为四份，编号为1#、2#、3#、4#。将质量为0.001kg、0.01kg、0.1kg、0.15kg的由五种表面活性剂（十二烷基硫酸钠、Triton>

实施例6

有一含盐量为8%的滨海盐碱地5公顷，由于地下水含盐量高，导致该区域盐碱化加剧。将该区域一面积为4m²的盐碱地等分为四份，编号为1#、2#、3#、4#。将质量为0.001kg、0.01kg、0.1kg、0.15kg的Tween>

实施例7

有一含盐量为8%的滨海盐碱地5公顷，由于地下水含盐量高，导致该区域盐碱化加剧。将该区域一面积为4m²的盐碱地等分为四份，编号为1#、2#、3#、4#。将质量为0.001kg、0.01kg、0.1kg、0.15kg的椰油酰胺丙基甜菜碱分别与对应编号的土壤均匀混合，最后再浇一定量的水于土壤表面>