改良退化濱海鹽鹼溼地的方法
2023-05-11 22:45:11
專利名稱：改良退化濱海鹽鹼溼地的方法
技術領域：
本發明涉及一種改良鹽鹼地，特別是退化濱海鹽鹼溼地的方法。具體來說，本發明涉及利用蘆葦來改良退化濱海鹽鹼溼地的方法。此外，本發明還涉及蘆葦在製備用於改良退化濱海鹽鹼溼地的改良劑中的用途。
背景技術：
土壤鹽鹼化和次生鹽鹼化問題在世界範圍內廣泛存在。據聯合國教科文組織 (UNESCO)和糧農組織(FAO)不完全統計，全世界鹽鹼地面積為9. M億！^2，而且還在呈增長趨勢。濱海地區鹽鹼溼地是其中一類重要的鹽鹼地。溼地是地球表層的一種水域和陸地之間過渡的地理綜合體，它通常具有3個互相關聯、互相制約的基本特徵有喜溼生物棲息活動；地表常年或季節積水；土層嚴重潛育化。濱海溼地則是指近海地區的溼地，包括淺海、 河口、灘涂、鹽沼、沙灘等。在我國，有著廣闊的海岸帶，海岸帶周邊有大量的鹽鹼地資源，它們主要分布在沿海各省市，例如環渤海濱海溼地(包括黃河三角洲濱海溼地)和江蘇濱海溼地、錢塘江-杭州灣、晉江口-泉州灣、珠江口河口灣和北部灣。濱海溼地的生態系統具有不穩定性、敏感性強以及易於退化等特點；受海潮及海水型地下水的雙重影響，濱海溼地土壤具有鹽分重、養分含量低的特性。目前，包括我國在內的世界上的一些濱海溼地已呈明顯退化和鹽鹼化趨勢，退化後的溼地傾向具有半乾旱和乾旱地區的氣候特徵，蒸發量遠大於降水量，而土壤鹽鹼化問題尤其嚴重，導致生態和作物生產受到嚴重影響。如何改良和治理這些退化的濱海鹽鹼溼地，是農業和生態研究所面臨的重要課題。對於鹽鹼土的修復，現有技術中使用的方法主要有物理性方法和化學性方法。物理性方法包括水利技術、深溝排鹼、覆蓋技術以及振動深松等。水利技術即以水壓鹽或排鹽，此類方法在鹽鹼地改良中雖然起到一定的作用，但不能保持長久，而且在很多地區因淡水資源緊缺而難以推廣。深溝排鹼是以挖深溝淋鹽為主，配以淡水壓鹼洗鹽。挖排鹼溝可以降低地下水位，減少土壤鹽分含量，但排鹼溝每年要清淤一次，否則排鹼溝容易淤積堵塞， 沉鹽排鹼效果降低，導致土壤的次生鹽漬化。覆蓋技術是指通過地膜覆蓋及其他生物質材料覆蓋來減少土壤水分蒸發而減緩或防止土壤鹽分表聚。但是覆蓋技術只是暫時把鹽分控制在土壤深層，未能從根本上排除，從而存在返鹽的潛在危險。振動深鬆通過切斷土壤毛細管減少土壤鹽分向表層遷移以及通過對疏鬆土壤淋洗作用而將鹽分淋洗到根系層以下，而達到脫鹽、洗鹽的目的，另外其對土壤團粒結構還有重新組合作用，但是，振動深松的作用仍很有限，僅可作為輔助性措施使用。另外還有翻耕與灌溉與種植耐鹽鹼作物相結合、增施有機肥等措施，但這類方法投資很大，通常為每公頃2000-4000元人民幣/年。化學性方法主要是添加化學改良劑，例如含鈣物質(石膏、磷石膏等)和酸性物質(如黑礬，風化煤、糠醛渣等)以及保水劑。例如，中國專利200510064463. 5公開了一種以沸石為主要原料經酸化充氧煅燒後製成的土壤改良劑，中國專利200810017565. 5公開了一種以電廠脫硫石膏為主要原料的改良劑，等等，但這些發明無一例外都存在來源有限、成本較高等缺點；中國專利申請201010101683. 1公開了一種吹填海泥的脫鹽方法，但該法需要埋設暗管，導致成本較高而難以推廣；中國專利申請201010138702. 8公開了一種利用棉花秸稈改良濱海鹽漬土的方法，但該方法存在工程量大、步驟過於繁瑣的缺點。現有技術中還存在其它的一些改良濱海鹽鹼土的方法，特別是各種各樣的鹽鹼土壤改良劑，但大多數改良劑單純針對土壤，施用量大，因此即使利用工農業廢棄物，單位面積成本也較高，並且往往存在有效期短且鹽鹼化常復發、不能綜合改善土壤特性等缺點。因此，現有技術中仍迫切需要提供一種有效的、成本較低易於推廣的、具有綜合效益的濱海退化鹽鹼溼地土壤改良方法。
發明內容
為了解決上述現有技術中存在的上述缺點中的至少一個或多個，本發明提供了一種改良濱海退化鹽鹼溼地土壤的方法。濱海鹽鹼地常以高鹽(高Na+濃度)為特徵。退化的或正在退化中的濱海鹽鹼溼地則還兼具程度不同的溼地生態特徵，例如有溼地動植物(如蘆葦)棲息生存。本發明人基於對沿海溼地生態的研究，出乎意料地發現利用蘆葦作為改良劑來處理退化的或正在退化過程中的濱海鹽鹼溼地，可以取得良好的效果。蘆葦(phragmites australis)為禾本科蘆葦屬多年生草本植物，又稱普通蘆葦。 蘆葦能夠適應不同的生態環境，具有喜溼潤、耐水淹、耐乾旱與耐鹽鹼等特性，在土壤和水的中性、微酸到鹼性的各種PH生境中均能生長，為世界的廣布種。蘆葦用途廣泛，可用作優良飼料，而且其成熟後纖維素含量高，還是優質的造紙原料。關於蘆葦在汙水處理方面應用的報導已有較多，關於蘆葦在鹽鹼地恢復方面的應用，目前已有的報導都是利用蘆葦作為鹽鹼地處理後植被恢復的先鋒植物，但是還沒有直接利用蘆葦作為改鹽鹼地改良劑來處理退化濱海鹽鹼溼地的報導。本發明人在研究中出乎意料地發現可利用蘆葦作為鹽鹼地改良劑來處理已退化的或處於退化中的濱海鹽鹼溼地。因此，在第一個方面，本發明涉及一種改良退化濱海鹽鹼溼地的方法，所述方法包括以下步驟將土壤翻耕10-30釐米的深度；以蘆葦作為添加物按照10 30g/kg 土壤的比例施埋於土壤表面下8-15釐米深度處；以及每隔一日向所述土壤澆水，澆灌至少15次。在本發明的方法中，蘆葦重量以蘆葦植株的乾重計。在本發明方法的一個方面，所述蘆葦可以是蘆葦植株的不同部分，例如莖、葉、根、 秸稈等，也可以是整個植株。在另一個方面，所述蘆葦可以是新採集的蘆葦，也可以是已乾燥的蘆葦。所述乾燥可以通過晾乾來實現。在本發明方法的一個優選的方面，可將蘆葦與適量待改良的土壤預先混合，然後再將所述預混有蘆葦的土壤施埋與待改良土壤表面以下。在進一步優選的實施方案中，蘆葦與所述用於預混合的土壤的重量比為約1 1 1 30，優選1 5 1 10。在本發明方法的另一個方面，可將蘆葦的整個植株、植株的一部分施埋於土壤表面以下。在優選的一個方面，將蘆葦植株或其一部分進行適當切割或粉碎後施埋於土壤表面以下，例如，可將蘆葦切割成長約不超過1釐米，例如0. 1至1釐米長或更優選不超過0. 5釐米長的段。在更優選的實施方案中，在蘆葦乾燥後將其進行切割或粉碎。在本發明方法的又一個方面中，土壤翻耕的深度為10-30釐米，例如10-20釐米、 15-20釐米、20-25釐米，優選為10-15釐米。在本發明上述方法的另一個方面中，作為改良劑而添加的除了蘆葦外，還可以同時包括其它添加物，例如包括但不限於以下的添加物石膏、磷石膏和/或有機肥，也包括其組合。所述其它添加物可以與蘆葦一起混合後通過上述同樣的翻耕、施埋步驟而施加於同樣的深度。本領域技術人員所熟知的其它常用於改良鹽鹼土壤的添加物均可用在本發明的方法中。優選地，可將所需量的所述其它添加物與蘆葦和適量待改良的土壤預先混合，然後再將所述混合物按所需比例施埋於土壤表面以下。在本發明上述方法的又一個方面中，對用於澆灌土壤的水沒有限制，只要是淡水即可，具體來說，所述水可以是來自地下水、湖泊、水庫等的天然水源，也可以是處理後的工業或生活廢水，包括中水，例如經處理的造紙廢水。所用澆灌水的量，可根據實際需要由本領域技術人員來確定，但每次澆灌量應以至少潤溼土壤的翻耕深度為宜。在本發明的另外一方面，提供了蘆葦在製備用於改良鹽鹼地(特別是退化濱海鹽鹼溼地)的改良劑中的用途。
具體實施例方式以下將詳細描述本發明的具體實施方案。然而，應當理解，雖然以下的詳細描述和具體實施例表明了本發明優選的實施方案，但它們僅是以舉例說明的方式給出的；對於本領域普通技術人員而言，根據這些詳細描述，可容易地在本發明的精神和範圍內做出各種變化、改動和改進。在本發明的一個具體實施方案中，提供了一種改良退化濱海鹽鹼溼地的方法，其包括以下步驟將土壤翻耕10-30釐米的深度；以蘆葦作為添加物按照10 30g/kg 土壤的比例施埋於土壤表面下8-15釐米深度處；以及每隔一日向所述土壤澆水，澆灌至少15次。在本發明的另一個具體實施方案中，所述改良退化濱海鹽鹼溼地的方法包括以下步驟將土壤翻耕10-15釐米的深度；將乾燥的蘆葦植株(或其部分)粉碎或切割成長度不超過約1釐米的段，以上述蘆葦作為添加物按照10 30g/kg 土壤的比例施埋於土壤表面下8-15釐米深度處；以及每隔一日向所述土壤澆水，澆灌至少15次。在本發明的另一個優選的具體實施方案中，所述改良退化濱海鹽鹼溼地的方法包括以下步驟將土壤翻耕10-15釐米的深度；將乾燥的蘆葦植株(或其部分)粉碎或切割成長度不超過約1釐米的段，以上述蘆葦作為添加物按照15g/kg 土壤的比例施埋於土壤表面下10-15釐米深度處；以及每隔一日向所述土壤澆水，澆灌至少15次。在本發明的又一個優選的具體實施方案中，所述改良退化濱海鹽鹼溼地的方法包括以下步驟將土壤翻耕10-15釐米的深度；將乾燥的蘆葦植株(或其部分)粉碎或切割成長度不超過約1釐米的段，以上述蘆葦作為添加物按照10g/kg 土壤的比例，並同時將石膏、磷石膏和/或有機肥作為添加物施埋於土壤表面下10-15釐米深度處；以及每隔一日向所述土壤澆水，澆灌至少15次。在上述方法中，蘆葦重量均以蘆葦植株的乾重(乾燥後的重量)計。本發明方法的技術效果通過以下實驗加以證實。實驗方案實驗用土壤為黃河三角洲的退化濱海鹽鹼地土壤，位於霑化縣。為保證土壤具有代表性，多點取土壤樣品，充分混合後測量土壤的初始背景值，結果如下表所示表1 土壤初始背景值
權利要求
1.一種改良退化濱海鹽鹼溼地的方法，包括以下步驟 將土壤翻耕10-30釐米的深度；以蘆葦作為添加物按照10 30g/kg 土壤的比例施埋於土壤表面下8-15釐米深度處；以及每隔一日向所述土壤澆水，澆灌至少15次。
2.根據權利要求1的方法，其中所述蘆葦為新鮮蘆葦植株或植株的一部分經乾燥後切割或粉碎而成的段，其長度不超過1cm。
3.根據權利要求1的方法，其中所述蘆葦的添加比例按蘆葦乾重計為15g/kg土壤。
4.根據權利要求1的方法，其中所述施埋深度為土壤表面下10釐米。
5.根據權利要求1至4中任一項的方法，其中所述添加物除蘆葦外，還包括同時添加選自以下的添加物石膏、磷石膏和/或有機肥。
6.根據權利要求1至4中任一項的方法，其中所述添加物除蘆葦外，還包括同時添加石膏。
7.根據權利要求6的方法，其中所述石膏的添加量為5 15g/kg土壤。
8.根據權利要求1至4中任一項的方法，其中所述用於澆灌土壤的水為經處理的工業或生活汙水的二級出水。
9.權利要求8的方法，其中所述用於澆灌土壤的水為經處理的造紙廢水。
全文摘要
本發明提供了一種利用蘆葦改良退化濱海鹽鹼溼地的方法。所述方法包括利用蘆葦作為添加物施埋於土壤表面下的步驟。
文檔編號A01B77/00GK102405707SQ20111023522
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月17日 優先權日2011年8月17日
發明者於妍, 劉靜, 楊妍, 邊文, 金位棟, 陸兆華 申請人:中國礦業大學(北京)