一种土层结构及其制备方法和在盐碱地改良中的

本发明属于盐碱地土壤修复，具体涉及一种土层结构及其制备方法和在盐碱地改良中的应用。背景技术：1、盐碱地是受盐碱成分影响的土壤总称，是指土壤盐分过高影响作物正常生长的土地。盐碱土受自然或人为因素的影响，导致土壤盐分的积累，导致土壤理化性质变差，土壤结构遭到破坏，同时土壤表面常有白色盐分积累，透气透水性差，抑制植物生长，甚至导致植物枯萎，烂根，死亡。在土地资源的紧缺的今天，盐碱地的开发利用和治理已经成为影响国家可持续发展的重要问题。2、目前针对盐碱地开发改良的研究较多，主要集中在挖排碱沟、灌溉洗盐、机械深耕、换土等工程措施，虽然能控制盐分表聚，提高耕层土壤质量，但由于投资较大、费工费力、后期维护成本较高，并且造成了水资源严重浪费，对下游地区容易造成次生盐渍化。新兴的施用化学改良剂和生物改良措施，成本较高，且多以简单混施，虽然能起到改良土壤的效果，但改良周期长、见效慢，不能满足现代化农业的发展要求。技术实现思路1、本发明的目的在于实现盐碱地阻盐、排水，同时兼顾蓄水的功效，解决现有的盐碱地改良投资大、成本高、周期长、见效慢，且浪费水资源的技术问题，促进盐碱地植物生长，提升盐碱地农作物品质和产量。2、为了实现上述目的，本发明提供了一种土层结构，所述土层结构自上而下依次包括栽培作业层、生物质层和天然矿物层；3、所述栽培作业层包括底泥和经洗脱剂洗脱后的盐碱地表层土；所述洗脱剂为含有5wt.％～10wt.％生物质液化液的试剂；所述生物质液化液为生物质液化后的产物；4、所述生物质层包括秸秆、粪污和其他有机质原料；所述其他有机质原料包括生物质炭和/或底泥；5、所述天然矿物层包括硅藻土和其他矿石；所述其他矿石包括云母、石墨和沸石中的一种或多种。6、优选的，所述栽培作业层、生物质层和天然矿物层的厚度比为(15～30)：(5～20)：(15～20)。7、优选的，所述栽培作业层的有机质含量为15～30g/kg，ph值为7.35～7.46；8、按照质量份数计，所述生物质层包括1～5份秸秆、1～3份粪污、3～9份其他有机质原料；9、所述天然矿物层中其他矿石和硅藻土的质量比为(1～7)：(1～3)；所述其他矿石的粒径为3～5cm；所述硅藻土的粒径为120～300目。10、优选的，所述生物质液化液的ph值为3.78～4.82；11、所述盐碱地表层土为盐碱地表层20～30cm的土壤。12、优选的，所述生物质液化液为生物质原料液化后的产物；所述液化的温度为150～280℃，压强为1.0～5.6pma；13、所述生物质液化的原料包括粪污和/或秸秆。14、本发明还提供了上述技术方案所述土层结构的构建方法，包括如下步骤：15、将硅藻土和其他矿石混合平铺，形成天然矿物层；16、将秸秆、粪污和其他有机质原料混合，平铺于天然矿物层上，得到生物质层；17、利用洗脱剂对盐碱地表层土进行洗脱处理，得到洗脱后的盐碱地表层土后和底泥混合，平铺于生物质层上，得到栽培作业层，得到所述土层结构；所述洗脱剂为含有5wt.％～10wt.％生物质液化液的试剂；所述生物质液化液为生物质液化后的产物。18、优选的，所述洗脱处理的次数为1～2，每次洗脱的时间为8～12h。19、本发明还提供了上述技术方案所述的土层结构在盐碱地改良中的应用。20、优选的，所述盐碱地的ph值为8.69～9.25，盐含量为1.72～1.95g/kg。21、本发明还提供了一种基于上述技术方案所述的土层结构的盐碱地改良方法，包括如下步骤：22、分离待改良盐碱地的表层土；23、将硅藻土和其他矿石混合，平铺于分离了表层土的地面上，得到天然矿物层；24、将秸秆、粪污和其他有机质原料混合，平铺所述天然矿物层上，得到生物质层；25、利用洗脱剂对所述分离得到的表层土进行洗脱处理，得到洗脱后的盐碱地表层土后和底泥混合，平铺于生物质层上，得到栽培作业层，旋耕；所述洗脱剂为含有5wt.％～10wt.％生物质液化液的试剂；所述生物质液化液为生物质液化后的产物。26、有益效果：27、本发明提供的土层结构自上而下依次包括栽培作业层、生物质层和天然矿物层；所述栽培作业层包括底泥和经洗脱剂洗脱后的盐碱地表层土；所述洗脱剂为含有5wt.％～10wt.％生物质液化液的试剂；所述生物质液化液为生物质液化后的产物；所述生物质层包括秸秆、粪污和其他有机质原料；所述其他有机质原料包括生物质炭和/或底泥；所述天然矿物层包括硅藻土和其他矿石；所述其他矿石包括云母、石墨和沸石中的一种或多种。硅藻土具有良好的吸附性能，其他矿石具有吸附性孔隙或层状结构的天然矿物构建水流通道骨架，同时其吸附性孔隙或层状结构对层下向上运动的高盐分水中的无机盐起到吸附作用，将硅藻土和其他矿石混合，帮助盐碱地实现阻盐、排水，同时兼顾蓄水功效；秸秆、粪污和其他有机质原料作为构建土层结构的原料，秸秆和其他有机质原料的加入能降低土壤的容重，增大土壤的孔隙。同时，秸秆和粪污提供充分的氮磷钾元素，生物质炭粉能提供大量有机质成分，提升土壤质量，能够帮助盐碱地改善其理化性质，促进植物正常生长；利用生物质液化液洗脱盐碱地表层土，能够帮助盐碱地表层土洗脱盐分，减轻作物受盐碱胁迫的影响。本发明土层结构栽培作业层、生物质层和天然矿物层各原料相互配合，共同发挥作用，对土壤的盐碱性进行改良，当季种植作物生长良好，能够提升作物品质和产量，实现农业高效可持续发展。技术特征：1.一种土层结构，其特征在于，所述土层结构自上而下依次包括栽培作业层、生物质层和天然矿物层；2.根据权利要求1所述的土层结构，其特征在于，所述栽培作业层、生物质层和天然矿物层的厚度比为(15～30)：(5～20)：(15～20)。3.根据权利要求1所述的土层结构，其特征在于，所述栽培作业层的有机质含量为15～30g/kg，ph值为7.35～7.46；4.根据权利要求1～3任一项所述的土层结构，其特征在于，所述生物质液化液的ph值为3.78～4.82；5.根据权利要求1所述的土层结构，其特征在于，所述生物质液化的温度为150～280℃，压强为1.0～5.6pma；6.权利要求1～5任一项所述的土层结构的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：7.根据权利要求6所述的构建方法，其特征在于，所述洗脱处理的次数为1～2次，每次洗脱的时间为8～12h。8.权利要求1～5任一项所述的土层结构或权利要求6或7所述的构建方法得到的土层结构在盐碱地改良中的应用。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述盐碱地的ph值为8.69～9.25，盐含量为1.72～1.95g/kg。10.一种基于权利要求1～5任一项所述的土层结构的盐碱地改良方法，其特征在于，包括如下步骤：技术总结本发明属于盐碱地土壤修复技术领域，具体涉及一种土层结构及其制备方法和在盐碱地改良中的应用。本发明土层结构自上而下依次包括栽培作业层、生物质层和天然矿物层；所述栽培作业层包括底泥和经洗脱剂洗脱后的盐碱地表层土；所述洗脱剂为含有5wt.％～10wt.％生物质液化液的试剂；所述生物质液化液为生物质液化后的产物；所述生物质层包括秸秆、粪污和其他有机质原料；所述其他有机质原料包括生物质炭和/或底泥；所述天然矿物层包括硅藻土和其他矿石；所述其他矿石包括云母、石墨和沸石中的一种或多种。本发明土层结构中栽培作业层、生物质层和天然矿物层相互配合，共同发挥作用，对土壤的盐碱性进行改良，最终提升农作物品质和产量。技术研发人员：高岩,方宇航受保护的技术使用者：吉林大学技术研发日：技术公布日：2024/5/12