一種延長客土使用壽命的隔離層及其製備方法與流程
2023-11-03 21:35:12 1
本發明涉及一種延長客土使用壽命的隔離層及其製備方法，屬於農業資源領域。
背景技術：
設施栽培集約化的種植模式導致了一系列土壤問題，其中以土壤次生鹽漬化最為嚴重。設施土壤鹽漬化抑制了土壤有益微生物區系，促使有害微生物大量繁殖，阻礙肥料的分解轉化過程，破壞土壤和作物間的養分供需平衡，使得土壤生產能力下降，引發農產品產量、品質下降，甚至死苗等危害。設施土壤鹽漬化嚴重的地區，還會導致地下水硝酸鹽含量超標及周邊水體富營養化，間接威脅居民的飲用水安全。因此，如何在實施先進栽培技術的同時，有效解決土壤鹽漬化問題，值得深思。
現階段已有的設施鹽漬土壤的改良方法包括客土置換、合理輪作、淋洗除鹽、覆蓋抑鹽、生物改良和科學施肥等。對於客土置換來說，如何控制深層土壤返鹽，保持客土中微生物活性，延長客土使用壽命，是迫切需要解決的技術難題。
技術實現要素：
本發明的目的是開發出一種延長客土使用壽命的隔離層及其製備方法，尤其是由微生物有機物料層、秸稈落葉層、泥炭塘泥層、薄沙層和生石膏層組成，有機地將鹽漬土壤修復的微生物技術、化學技術和物理技術結合，改善耕層土壤物理性質，抑制深層土壤返鹽，延長客土的使用壽命。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案：
一種延長客土使用壽命的隔離層及其製備方法，由微生物有機物料層、秸稈落葉層、泥炭塘泥層、薄沙層和生石膏層組成。鋪設方法為：先剷除0-40 cm鹽害較重的耕層土壤，後依次鋪設生石膏層、薄沙層、泥炭塘泥層、秸稈落葉層和微生物有機物料層。
（1）微生物有機物料層主要目的為平衡土壤微生物區系，防止鹽分過高影響微生物活性；秸稈落葉層主要目的為為微生物提供後備有機質；泥炭塘泥層主要目的是促進秸稈落葉層腐殖分解；薄沙層主要目的是隔離泥炭塘泥層和生石膏層；生石膏層主要目的是防止下層土壤返鹽。
（2）微生物有機物料層由雞糞、肥料級酵母菌粉（微元生物有限公司）、豆粕按照質量比30:60:10發酵而成。發酵過程包括中溫發酵和後熟發酵。其中中溫發酵溫度為45 ℃，發酵時間為10天；後熟發酵直接採用堆放法，堆放時間為45天。
（3）微生物有機物料層鋪設厚度為2 cm。
（4）秸稈落葉層採用新鮮的自然風乾的秸稈和落葉，秸稈和落葉質量比為1:1，秸稈長3-8 cm。秸稈落葉層鋪設厚度為3 cm。
（5）泥炭塘泥層採用泥炭和塘泥混合物進行鋪設，泥炭和塘泥質量比為1:1，鋪設厚度為1 cm。
（6）薄沙層鋪設應均勻，鋪設厚度以人站立肉眼不能看到生石膏為宜，厚度範圍為0.1-1cm。
（7）生石膏層鋪設厚度為2 cm。
本發明的有益效果在於：本發明有機地將鹽漬土壤修復的微生物技術、化學技術和物理技術結合，改善了耕層土壤物理性質，抑制了深層土壤返鹽，延長了客土的使用壽命。
附圖說明
圖1 鋪設順序。
圖2 鹽分剖面分布、作物產量對比圖。(a)產量，圖中，灰色部分為2013年產量，黑色為2014年產量，白色為2015年產量，同一年份不同字母表示在0.05水平上差異顯著，不同處理產量值為產量±標準差；(b)鹽分剖面分布，對於有鋪設隔離層的處理，即GLC和GLC-JG來說，40-60 cm土層取土位置為隔離層以下。
具體實施方式
以下結合具體實施例對本發明做進一步說明，但本發明不僅僅限於這些實施例。
實施例1
一種延長客土使用壽命的隔離層及其製備方法，由微生物有機物料層、秸稈落葉層、泥炭塘泥層、薄沙層和生石膏層組成。鋪設方法為：先剷除20 cm鹽害較重的耕層土壤，後依次鋪設生石膏層、薄沙層、泥炭塘泥層、秸稈落葉層和微生物有機物料層。
（1）微生物有機物料層主要目的為平衡土壤微生物區系，防止鹽分過高影響微生物活性；秸稈落葉層主要目的為為微生物提供後備有機質；泥炭塘泥層主要目的是促進秸稈落葉層腐殖分解；薄沙層主要目的是隔離泥炭塘泥層和生石膏層；生石膏層主要目的是防止下層土壤返鹽。
（2）微生物有機物料層由雞糞、肥料級酵母菌粉（微元生物有限公司）、豆粕按照質量比30:60:10發酵而成。發酵過程包括中溫發酵和後熟發酵。其中中溫發酵溫度為45 ℃，發酵時間為10天；後熟發酵直接採用堆放法，堆放時間為45天。
（3）微生物有機物料層鋪設厚度為2 cm。
（4）秸稈落葉層採用新鮮的自然風乾的秸稈和落葉，秸稈長3-8 cm。秸稈落葉層鋪設厚度為3 cm。
（5）泥炭塘泥層採用泥炭和塘泥混合物進行鋪設，鋪設厚度為1 cm。
（6）薄沙層鋪設應均勻，鋪設厚度以人站立肉眼不能看到生石膏，厚度為1cm。
（7）生石膏層鋪設厚度為2 cm。
試驗設計
試驗於2013-2015年在江蘇南京橫溪蔬菜花卉研究所的設施大棚中進行，所選大棚由於常年連作，耕層土壤惡化，需採用客土法進行置換。置換所用客土仍來源於該研究所，為有雨水淋洗的、鹽分較低的土壤。
將上述本發明的隔離層標記為GLC，將傳統的相同厚度的秸稈隔離層標記為GLC-JG，以不鋪設隔離層為對照，記為CK。觀測不同處理的三年的作物平均產量（以設施番茄為植物材料），耕層土壤物理性質，及鹽分剖面分布。
表1物理指標對比圖
表中不同字母表示在0.05水平上差異顯著（Duncan's multiple range test）。
從表1中可看出，經過3年的連續耕作，至2015年8月，GLC耕層土壤導水率和孔隙度顯著高於GLC-JG和CK，容重顯著低於GLC-JG和CK，表明GLC在改善耕層土壤物理性質方面效果顯著，可為作物提供適宜的物理環境。
從圖2（a）可看出，經過三年的耕作GLC-JG和CK產量均出現下降，這可能由於深層土壤鹽分向上遷移至耕作層，而設施條件缺乏雨水淋洗，導致耕層客土的性質惡化；相反，GLC除了在2014年出現小幅下降外，總體表現穩定，表明客土經三年連作仍然能夠為作物創造良好環境，不影響作物產量形成，具備較好的保產效果，GLC處理下的客土仍然能夠繼續使用。
從圖2（b）可看出，至2015年8月，GLC耕層土壤鹽分顯著低於GLC-JG和CK，而50 cm以下土壤鹽分GLC顯著更高，表明GLC處理將鹽分抑制在隔離層下，從而在一定程度上解釋了GLC在改善客土物理性質及延長客土使用壽命的機理。