一种滨海重度盐碱地的改良方法技术

本发明专利技术涉及一种滨海重度盐碱地的改良方法，其措施为在所述滨海重度盐碱地中种植柳植稷，且在柳枝稷种植穴中添加回填土总质量1～5％的生物炭。本发明专利技术将生物炭添加与柳枝稷种植相结合，先在所述的种植穴中添加生物炭，生物炭对滨海重度盐碱地有初步的改良作用，有助于提高柳枝稷的成活率。所述柳枝稷成活后，不再添加生物炭，仅靠所述柳枝稷的地下根系分泌物与残体、地上凋落物对所述滨海重度盐碱地进一步改良，即可完成正常的生长发育过程。这种在种植初期采用穴施方式添加生物炭的方法可有效节省生物炭添加量，降低改良成本。

A Method of Improving Severe Saline-alkali Land in Coastal Area

The present invention relates to a method for improving coastal saline-alkali land by planting willow barley in the coastal saline-alkali land and adding 1-5% biochar of backfill soil in the planting hole of willow barley. The invention combines the addition of biochar with the planting of switchgrass, and first adds biochar to the planting hole. The biochar has a preliminary improvement effect on the coastal saline-alkali land and helps to improve the survival rate of switchgrass. The normal growth and development process of the coastal saline-alkali land can be completed by further improving the underground root exudates and residues and litter of the switchgrass without adding biochar after its survival. This method of adding biochar in the initial stage of planting can effectively save the amount of biochar and reduce the cost of improvement.

【技术实现步骤摘要】
一种滨海重度盐碱地的改良方法
本专利技术属于滨海盐碱地土壤改良领域，具体涉及一种通过添加生物炭来改良滨海重度盐碱地进而促进柳枝稷成活和生长发育的方法。
技术介绍
盐碱胁迫可能是地球生命在进化中遇到的第一个化学胁迫，土壤盐渍化是世界性的重大资源与环境问题。在我国滨海地区，受地理、生物与人为因素的综合影响，形成了面积达5.0×106hm2的各种滨海盐碱地，海水浸渍，土壤盐碱度与矿化程度偏高，加之滨海地区淡水资源匮乏，缺乏良好的灌溉条件，造成了土壤大面积盐碱化，大部分植物无法正常生长，植被覆盖度低，生态景观缺失，亟需开展科学有效的改良。在盐碱地改良领域，已经取得了大量成熟技术成果，其中生物改良具有环境友好性与可持续性，从长时期来看，有望从根本上解决盐碱地生态问题。生物炭富含有机碳、无机碳酸盐以及钙镁矿物质，具有丰富的孔洞结构、巨大的表面积与大量的负电荷，可以有效改善土壤水肥蓄养能力与土壤物理结构，在一定程度上可以为贫瘠土壤改良与肥力提升、盐碱地土壤治理提供新的解决方案。柳枝稷(Panicumvirgatum)，为禾本科(Poaceae)黍属(Panicum)多年生C4草本植物，生长迅速，植株高大，自然生长高度为1.5～3.0m，冠幅为1.0～2.0m，原产北美地区，具有良好的耐盐性，一直用作优质的牧草与草本能源植物；早20世纪90年代，我国已经开始引种柳枝稷，至今已经超过20年。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种滨海重度盐碱地的改良方法，在所述滨海重度盐碱地中种植柳枝稷，且在柳枝稷种植穴中添加回填土总质量1～5％的生物炭。优选地，所述滨海重度盐碱地的pH值为8.0～8.5，电导率为510～520μs/cm，水溶性阳离子为1000～1010mg/kg，水溶性阴离子为1830～1840mg/kg，水溶性盐总量为2830～2850mg/kg。优选地，所述生物炭的添加量为所述回填土总质量的1～2％。优选地，所述柳枝稷为1～10年生的植株。优选地，所述柳枝稷在种植前对其进行播种育苗或分株繁殖育苗处理。优选地，将所述生物炭与45～55％的所述回填土混合均匀后进行回填，然后种植柳枝稷，同时回填剩余的所述回填土。这种回填的方式可以利用剩余的回填土将生物炭完全覆盖到土壤表层以下，防止风吹等作用导致生物炭流失。优选地，所述生物炭的pH值为9.0～9.5，总氮为12～13mg/g，水溶性氮为0.06～0.1mg/g，总有机碳为580～590mg/g，水溶性有机碳为3～4mg/g，比表面积为10～12m2/kg。优选地，所述柳枝稷的株行距为0.8～1.2m。柳枝稷的冠幅约为1.0～2.0m，上述株行距可以更好地促进柳枝稷地上部的郁闭，降低滨海重度盐碱地的蒸发量。优选地，分小区种植所述柳枝稷，每个所述小区的面积为12～18m2，每个小区的四周均设置排盐沟。设置的小区面积不宜过大，以便将小区中间的盐能够充分地淋洗到排盐沟中。优选地，所述排盐沟的深度为30～50cm，宽度为30～50cm。该深度与当地的不透水层相当，该宽度可以方便开展生长季的人工管理。优选地，外周的柳枝稷距离所述小区边缘的距离为0.5～1.2m。该距离可以方便在小区外围开展生长季的人工管理。优选地，所述柳枝稷种植完毕后立即浇足淡水，所述柳枝稷种植成活后，不再人工浇水，依靠自然降水提供所述柳枝稷生长发育所需的水分。种植时，柳枝稷存在明显的缓苗现象，这时需要灌足淡水保证成活；后面为节约淡水资源、降低管理成本，整个生长季不再灌溉淡水。本专利技术所述的回填土是指挖柳枝稷种植穴时取出并在生物炭添加、柳枝稷种植时分两批返还到种植穴中填实的土。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术将生物炭添加与柳枝稷种植相结合，先在所述的种植穴中添加生物炭，生物炭对滨海重度盐碱地有初步的改良作用，尤其是能够在短期内有效改善土壤的物理性质、提高土壤中的有机质含量，有助于提高柳枝稷的成活率，促进其生长发育。柳枝稷成活后，不再添加生物炭，仅靠所述柳枝稷的地下根系分泌物与残体、地上凋落物对所述滨海重度盐碱地进一步改良。本专利技术在种植初期采用穴施方式添加生物炭的方法可有效节省生物炭添加量，降低改良成本；本专利技术还充分利用了柳枝稷根系发达与植株高大、对土壤适应能力强等特点，后期通过柳枝稷的多年种植，利用其地下根系分泌物与残体、地上凋落物，实现对所述滨海重度盐碱地的持续改良。附图说明图1为生物炭添加对土壤容重的影响；图2为生物炭添加对土壤田间持水量、总孔隙度和毛管孔隙度的影响；图3为生物炭添加对土壤pH值的影响；图4为生物炭添加对土壤有机质含量的影响；图5为生物炭添加对土壤阳离子交换量的影响；图6为生物炭添加对土壤水解性氮含量的影响；图7为生物炭添加对土壤有效磷含量的影响；图8为生物炭添加对土壤速效钾含量的影响；图9为生物炭添加对土壤电导率的影响；图10为生物炭添加对土壤水溶性阳离子含量的影响；图11为生物炭添加对土壤水溶性阴离子含量的影响；图12为生物炭添加对柳枝稷成活率的影响；图13为生物炭添加对柳枝稷株高的影响；图14为生物炭添加对柳枝稷分蘖数量的影响；图15为生物炭添加对柳枝稷地上鲜重、干重的影响；图16为生物炭添加对柳枝稷地上含水量的影响；图17为生物炭添加对柳枝稷根系长度的影响；图18为生物炭添加对柳枝稷根系表面积的影响；图19为生物炭添加对柳枝稷根系平均直径的影响；图20为生物炭添加对柳枝稷根系体积的影响；图21为生物炭添加对柳枝稷地下干重的影响。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例中所使用的优质生物炭的理化性质如下：pH值9.4，总氮2.5mg/g，水溶性氮0.08mg/g，总有机碳583.2mg/g，水溶性有机碳3.5mg/g，比表面积10.5m2/kg。实施例1实施例1于2018年5月上旬至10月中旬在河北唐山曹妃甸区天旭生态农业有限公司生态园区内的一处滨海重度盐碱地进行，位于唐山市曹妃甸区第一农场(39°13′36″N，118°34′18″E)。该地区位于环渤海滨海盐碱地区，属于我国东部季风区，具有明显的暖温带半湿润季风气候特征，极端最高气温36.3℃，极端最低气温-20.9℃，多年年平均气温11.4℃，多年年平均降水量554.9mm，降水多集中在夏季，6～9月的降水量为408mm，约占全年降水量的74％。试验地的土壤理化性质见表1。表1土壤基本理化性质供试柳枝稷为高地型品种Panicumvirgatumcv.Cave-in-Rock，八倍体，起源于美国南伊利诺州。2018年2月10日，采用分株繁殖的方式在营养钵或穴盘内培育幼苗。2018年5月6日，挑选根系发达、已经形成良好根团、长势好、无病虫害、高度15cm以上、可见叶不低于6片的幼苗。其具体种植方法包括如下步骤：(1)挖排盐沟：设置规格为5.0m×3.0m的小区，小区周围挖深度和宽度均为40cm的排盐沟，以促进后期管理过程中的排盐。(2)挖柳枝稷种植穴，添加生物炭：按株行距均为1.0m的密度挖柳枝稷种植穴，规格设置为长度、宽度、深度均30cm。每个小区挖15个柳枝稷种植穴(外围距离小区边界0.5m)。在种植穴中添加回填土壤总质量1％的优质生物炭，然后，回填50％土壤，将回填土与生物炭混合均匀。(3)种植柳枝稷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滨海重度盐碱地的改良方法，其特征在于，在所述滨海重度盐碱地中种植柳枝稷，且在柳枝稷种植穴中添加回填土总质量1～5％的生物炭。

【技术特征摘要】
1.一种滨海重度盐碱地的改良方法，其特征在于，在所述滨海重度盐碱地中种植柳枝稷，且在柳枝稷种植穴中添加回填土总质量1～5％的生物炭。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滨海重度盐碱地的pH值为8.0～8.5，水溶性盐总量为2830～2850mg/kg。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述柳枝稷为1～10年生植株。4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述柳枝稷在种植前对其进行播种育苗或分株繁殖育苗处理。5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，将所述生物炭与45～55％的所述回填土混合均匀后进行回填，然后种植柳枝稷，同时回填剩余的所述回填土。6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述生物炭的pH值为9.0～9.5，总氮为12～13...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯新村，郑瑞伦，胡艳霞，朱毅，滕文军，郭强，杨志臣，
申请(专利权)人：北京市农林科学院，
类型：发明
国别省市：北京,11