一种新开垦或弃耕盐碱地改良方法与流程

本发明涉及一种盐碱地改良方法，具体涉及一种新开垦或弃耕盐碱地改良方法，属于盐碱地改良。背景技术：1、我国是人口大国，粮食安全事关国家安全稳定。要保障我国的粮食安全，一方面是提高现有耕地的产能，另一方面就是要合理开发后备耕地资源。盐碱地作为重要的后备耕地资源，其开发利用愈来愈为重要。新开垦或弃耕盐碱地营养物质欠缺、植物群落结构单一、有机物的输入有限、生产能力低下，单一改良措施难以在短期内达到种植要求。2、目前盐碱地改良主要以水利工程措施为主，物理、化学、生物措施为辅。暗管排盐、深耕降盐、有机培肥调碱、种植盐生植物移盐等各种改良措施在我国典型盐碱地改良利用中发挥了重要的作用。暗管排水是目前应用较广的措施，可有效快速地降低土壤盐分，但工程投入成本过高，易造成土壤养分流失；化学改良剂是利用化学药剂置换出土壤盐分，虽然见效快，但是对土壤理化性质影响较大且存在二次污染风险，现阶段常用的改良剂多以脱硫石膏、生物炭等为主要材料，改良效果单一；植物改良措施可有效降低土壤中的含盐量，但耐盐碱植物产业化、市场化程度相对较低。技术实现思路1、针对现有技术存在的缺陷，本发明的第一个目的是在于提供一种新开垦或弃耕盐碱地改良方法，该方法针对新开垦或弃耕盐碱地的特征，通过化学降碱、有机培肥、生物改良等措施，构建“厚活土层”，实现盐碱地低成本改良与快速利用。2、为了实现上述技术目的，本发明提供了一种新开垦或弃耕盐碱地改良方法，其包括以下步骤：3、1)将新开垦或弃耕盐碱地进行翻耕、整理和修筑田埂围田；4、2)向田块内灌水浸泡后，排水；5、3)向田块内施加氮磷复合肥及盐碱地改良剂后，进行翻耕，养护；所述盐碱地改良剂包含柠檬酸石膏改性生物炭与发酵料；所述发酵料由豆渣、糖渣、给水厂污泥和食用菌菌渣混合发酵得到；6、4)向田块内播种籽粒苋，待籽粒苋成熟后，收割并粉碎还田后，进行翻耕，灌水养护。7、本发明对新开垦或弃耕盐碱地改良采用的是物理、化学、微生物、植物等改良措施的有机组合，首先，通过深翻耕、灌水洗盐等物理措施将新开垦或弃耕盐碱地耕种层的盐类物质活化出来，其次，添加特殊的盐碱地改良剂来进行化学和微生物改良，盐碱地改良剂中柠檬酸石膏改性生物炭主要起到增强土壤对盐、碱离子吸附转化能力，平衡土壤酸碱度的作用，盐碱地改良剂中的发酵料可以为土壤提供良好土壤环境和营养条件，同时引进微生物和活性酶，改善土壤团粒结构和生态环境，再次，通过种植籽粒苋来活化土壤环境，对土壤中的钾、镁、钙、铁、钠等元素进行活化，以平衡土壤中的离子，还田后还可持续为土壤提供养料。8、本发明对新开垦或弃耕盐碱地改良采用了特殊的盐碱地改良剂，不但能够起到平衡土壤酸碱度的作用，而且可以构建良好的微生物环境。盐碱地改良剂中柠檬酸石膏改性生物炭主要起到增强土壤对盐、碱离子吸附转化能力，平衡土壤酸碱度的作用。柠檬酸石膏改性生物炭具有比表面积大、亲水性和极性强、表面含氧官能团多等特点，不仅为植物生长的提供有机碳源，还可以吸附土壤中的钠离子、氯离子等，并且通过各种活性官能团与土壤离子间的作用，平衡土壤酸碱度，有效降低盐碱对作物的危害。盐碱地改良剂中的发酵料主要提供良好土壤环境和营养条件。发酵料是以食用菌菌渣作为菌源，糖渣和豆渣作为主要营养物质，而给水厂污泥作为改性成分，这些原料通过混合发酵得到有利于盐碱地土壤理化性质改良的成分。食用菌菌渣中的生物降解酶系和微生物菌种协同作用将糖渣、豆渣中额粗纤维、粗蛋白等营养物质分解为多糖、酸性物质和生物活性物，为土壤增加营养物质的同时，引进微生物和活性酶，改善土壤团粒结构和生态环境。而给水厂污泥成分与土壤类似，其中的无机盐(包括sio2、fe2o3、cao等)、有机物和微生物，能够改善土壤的理化性质和微生物环境，增强土壤的凝聚力，提高了土壤的保水性，但给水厂污泥中还含有少量的重金属和苯、多环芳烃等有害物质，而利用食用菌菌渣含有丰富的生物降解酶系和微生物菌种，例如漆酶和白腐真菌可将有害有机物彻底分解，枯草芽孢杆菌、酵母菌等微生物和生物活性物质可吸收、络合或螯合重金属降低其生物有效性，从而保证给水厂污泥的安全利用。9、作为一个优选的方案，所述盐碱地改良剂包含以下质量份组分：柠檬酸石膏改性生物炭20～40份，豆渣10～20份，糖渣10～20份，给水厂污泥20～40份，食用菌菌渣10～20份。盐碱地改良剂中柠檬酸石膏改性生物炭的主要作用是通过吸附、络合等作用平衡土壤酸碱度，如含量过低则很难在短期内满足植物发芽、生长条件。而发酵料主要是向营养物质和微生物结构单一的新开垦或弃耕盐碱地引入有益的微生物、酶类和有机质，通过各组分之间的协调作用以及微生物的快速繁殖，构建良好土壤生态环境。因此，柠檬酸石膏改性生物炭与发酵料按照合适的比例搭配有利于盐碱地快速构建良好的植物和微生物生长的环境。而豆渣主要提供蛋白类营养成分和纤维类成分，糖渣主要提供糖类营养成分和纤维类成分，给水厂污泥作为改善土壤的理化性质和微生物环境，增强土壤的凝聚力，提高土壤的保水性的添加成分，三者按照适当比例搭配使用，可以快速构建良好的土壤生态环境。10、作为一个优选的方案，所述柠檬酸石膏改性生物炭由柠檬酸石膏和生物炭通过球磨复合得到。柠檬酸石膏为生物炭的改性提供目标官能团，两者通过球磨方式复合，不仅改善了生物炭的比表面积和孔隙结构，而且加剧柠檬酸石膏的化学键的断裂和自由基的产生并与生物炭表面发生化学反应，使得改性生物炭表面成功负载更多的官能团，更易与土壤中na+、cl-等盐离子发生吸附、络合等反应，从而降低土壤中盐类对植物的影响。11、作为一个优选的方案，所述柠檬酸石膏和生物炭的质量比为1:2～4。柠檬酸石膏为生物炭的改性提供目标官能团，其添加量过高或过低均会对改性生物炭的性质造成影响，且柠檬酸石膏比例过高对土壤理化性质影响较大且存在二次污染风险。12、作为一个优选的方案，所述豆渣为豆制品生产废渣；所述豆制品例如豆奶、豆腐等，生产豆制品产生的废渣，含水率15～20％，富含纤维、蛋白等成分。13、作为一个优选的方案，所述糖渣为甘蔗渣、甜菜渣、玉米糖渣中至少一种；所述糖渣粒径为1～3mm，塘渣中主要包含纤维和糖类等成分。14、作为一个优选的方案，所述食用菌菌渣为平菇菌渣、香菇菌渣、金针菇菌渣、杏鲍菇菌渣中至少一种。食用菌菌渣优选为杏鲍菇菌渣，粒径为3～5mm。15、作为一个优选的方案，所述给水厂污泥为自来水厂产生的污泥，含水率25～40％。16、本发明还提供了一种盐碱地改良剂的制备方法，其包括以下步骤：17、1)将柠檬酸石膏和生物炭进行球磨混合，得到柠檬酸石膏改性生物炭；18、2)将豆渣、糖渣、给水厂污泥和食用菌菌渣混匀后，筑堆发酵，得到发酵料；19、3)将柠檬酸石膏改性生物炭与发酵料混合，即得。20、作为一个优选的方案，所述球磨混合的条件为：转速为500～600r/min，时间为1～1.5h。21、作为一个优选的方案，所述发酵的时间为5～7天，发酵期间每隔两天翻抛一次。22、本发明提供的盐碱地改良剂制备方法如下：23、(1)柠檬酸石膏改性生物炭20～40份：按质量比1:2～4称取柠檬酸石膏和生物炭装入球磨罐中，将球磨罐置于行星式球磨机中，转速为500～600r/min，球磨时间为1～1.5h，得到柠檬酸石膏改性生物炭。24、(2)豆渣10～20份，糖渣10～20份，给水厂污泥20～40份，食用菌菌渣10～20份，混合均匀后筑堆，用塑料膜覆盖发酵5～7天，期间每隔两天翻抛一次。25、(3)将步骤(1)和步骤(2)所得物料混合，即制得盐碱地改良剂。26、作为一个优选的方案，所述盐碱地改良剂的施加量为4000～4500kg/hm2。改良剂施用量过少对土壤中盐类离子吸附、络合作用不明显，植物种子发芽以及生长受到抑制；施用量过多则会造成土壤中氮、磷、钾等有益物质活性降低，且盐碱地改良成本增加。27、作为一个优选的方案，步骤1)中，所述翻耕深度≥40cm。通过深翻耕有利于将耕种层土壤中的盐类活化。28、作为一个优选的方案，步骤1)中，所述田埂的高度≥30cm。29、作为一个优选的方案，步骤2)中，灌水深度为5～10cm。30、作为一个优选的方案，所述氮磷复合肥的施加量为300～450kg/hm2。31、本发明的新开垦或弃耕盐碱地改良方法，包括以下步骤：32、(1)将新开垦或弃耕盐碱地进行深翻耕、破碎，剔除较大的石块等异物后整平修筑田埂，翻耕深度≥40cm；田埂高度≥30cm；田面坡度：顺灌水方向控制在1/800～1/400以内。33、(2)向整理好的田块灌水，灌水深度5～10cm，浸泡一段时间后将水全部排干，静置1～2天。34、(3)按300～450kg/hm2施用氮磷复合肥作为底肥。35、(4)按4000～4500kg/hm2施用盐碱地改良剂后翻耕混合均匀养护2～3天。36、其中，所述的盐碱地改良剂各组分按重量份数计：柠檬酸石膏改性生物炭20～40份，以及由豆渣10～20份、糖渣10～20份、给水厂污泥20～40份、食用菌菌渣10～20份的混合发酵料。37、(5)按30～40cm行距条播种植籽粒苋，出苗后及时除草、防虫，并进行正常的田间管理。38、(6)籽粒苋成熟后收割粉碎还田，翻耕混合均匀后灌水养护，第二年春季即可正常种植农作物。39、相对现有技术，本发明技术方案带来的有益技术效果：40、本发明对新开垦或弃耕盐碱地改良采用的是物理、化学、微生物、植物等改良措施的有机组合，能够实现新开垦或弃耕盐碱地的快速改良，并实现正常种植。首先，通过深翻耕、灌水洗盐等物理措施将新开垦或弃耕盐碱地耕种层的盐类物质活化出来，其次，添加特殊的盐碱地改良剂来进行化学和微生物改良，盐碱地改良剂中柠檬酸石膏改性生物炭主要起到增强土壤对盐、碱离子吸附转化能力，平衡土壤酸碱度的作用，盐碱地改良剂中的发酵料可以为土壤提供良好土壤环境和营养条件，同时引进微生物和活性酶，改善土壤团粒结构和生态环境，再次，通过种植籽粒苋来活化土壤环境，对土壤中的钾、镁、钙、铁、钠等元素进行活化，以平衡土壤中的离子，还田后还可持续为土壤提供养料。41、本发明的新开垦或弃耕盐碱地改良过程中通过使用特殊的盐碱地改良剂，能够明显降低盐碱地土壤中的全盐量以及土壤ph，同时土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾等营养物质含量有较为明显的提升，对盐碱地的土壤改良效果明显。盐碱地改良剂中各组分之间存在明显的协同增效作用，利用食用菌菌渣与豆渣、糖渣、给水厂污泥等混合发酵，在无需添加外源微生物菌剂的条件下，充分利用食用菌菌渣中的微生物和活性酶的协同作用，降低给水厂污泥中有毒有害物质毒性的同时，将豆渣、糖渣中的大分子有机物分解为易被植物吸收利用的小分子，为植物发芽和生长提供良好的土壤环境和营养条件。给水厂污泥成分与土壤类似，其中的无机盐(包括sio2、fe2o3、cao等)、有机物和微生物，能够改善土壤的理化性质和微生物环境，增强土壤的凝聚力，提高了土壤的保水性，但给水厂污泥中还含有少量的重金属和苯、多环芳烃等有害物质，直接施用存在一定环境风险，而利用食用菌菌渣含有丰富的生物降解酶系和微生物菌种，例如漆酶和白腐真菌可将给水厂污泥中的有害有机物彻底分解，枯草芽孢杆菌、酵母菌等微生物和生物活性物质可吸收、络合或螯合重金属降低其生物有效性，从而保证给水厂污泥的安全利用。同时，食用菌菌渣中的生物降解酶系和微生物菌种协同作用将糖渣、豆渣中额粗纤维、粗蛋白等营养物质分解为多糖、酸性物质和生物活性物，为土壤增加营养物质的同时，引进微生物和活性酶，改善土壤团粒结构和生态环境。此外，将柠檬酸石膏与生物炭球磨复合，通过柠檬酸石膏球磨改性的生物炭具有比表面积大、亲水性和极性强、表面含氧官能团多等特点。不仅为植物生长的提供有机碳源，还可以吸附土壤中的钠离子、氯离子等，并且通过各种官能团与土壤离子间的作用，平衡土壤酸碱度，有效降低盐碱对作物的危害。42、本发明新开垦或弃耕盐碱地改良过程中，通过种植籽粒苋来活化土壤环境，平衡土壤中的离子，还田后还可持续为土壤提供养料。籽粒苋具有抗逆性强的特点，尤其是对干旱和盐害有较强的忍受能力。利用籽粒苋对土壤中的钾、镁、钙、铁、钠等元素进行吸收和活化以达到活化土壤环境，平衡土壤中的离子的目的。