一种基于离子置换与耐盐植物经营改良盐碱地的治理方法与流程

本发明涉及土壤修复，具体为一种基于离子置换与短轮伐期耐盐植物(泌盐植物或聚盐植物)经营改良盐碱地的治理方法，特别涉及一种利用盐碱离子置换与短轮伐期耐盐碱植物经营在苏打盐碱地治理中的应用。

背景技术：

1、盐碱土也叫盐渍土，是盐土和碱土以及不同程度盐化和碱化土壤的总称，在世界范围内广泛分布。我国盐渍化土地面积约15亿亩，占世界盐渍土面积的26.3％。其中约80％的盐渍土地有待开发利用，是我国极为重要的后备耕地资源。随着人口增长、耕地面积减少和淡水资源稀缺，盐碱土作为储备资源在中国具有巨大的发展潜力。因此，深入开展盐碱地修复、改良和综合利用，守住18亿亩耕地红线，对保障国家粮食安全、端牢中国饭碗具有重要战略意义。

2、盐土，主要指含有大量可溶性盐分的土壤，多属中性盐，ph值在7～8之间。盐土一般没有明显的发生层次，地表有白色或灰白色的盐结皮、盐霜或盐结壳，可分为典型盐土、草甸盐土、滨海盐土、洪积盐土、沼泽盐土等。碱土，主要是指含过多水溶性碱性盐的土壤，ph值在8.5以上，有腐蚀性，且交换性钠含量高。碱土具有特殊的剖面构型，物理性质很差，可分为草甸碱土、草原碱土、龟裂碱土和镁质碱土。除盐土、碱土外，往往多是包含盐土和碱土的混合盐碱土。由于盐碱地中盐分多、碱性大、土壤腐殖质淋失、有机质含量低、土壤结构极坏，造成土壤板结、通透性低，对植物和土壤微生物危害严重，甚至死亡。另外，可溶性盐分过高还对植物营养元素产生拮抗作用。因此，盐碱地区作物产量不高，造林成活率较低，严重制约了盐碱地区经济发展和生态环境建设。

3、针对盐碱地的特点，国内外现有的盐碱地修复(改良)技术主要包括水利工程措施(灌水洗盐、排水脱盐、蓄水压盐和节水控盐等)、物理措施(平整土地、抬高地形、深耕晒垈、覆膜、铺掺沙和铺设秸秆等)、化学措施(高聚物土壤改良剂、脱硫石膏、磷石膏、粉煤灰、糠醛渣和有机酸等)、生物措施(选种、引种、基因工程育种等选育耐盐碱植物及菌根菌等)及农业措施(改良耕作、水旱轮作、间作、套种和施肥等)等。现有技术主要存在以下问题：1、工程大、操作繁琐复杂和易造成二次污染；2、高成本，难以大范围的开展和推广；3、苏打盐碱地土壤表现为“三高两低”(即ph高、苏打含量高、交换性钠含量高、通透性低和养分有效性低)，难以通过常规手段开发利用或开发利用成本过高，被闲置弃耕，造成土地资源的极大浪费。因此，盐碱地治理是世界性难题，也是全球研究热点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了一种基于离子置换与耐盐植物经营改良盐碱地的治理方法，具有低成本、高效率、速度快、易推广的优点。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于离子置换与耐盐植物经营改良盐碱地的治理方法，包括以下步骤：

3、s1：判断并划分盐碱地的类型为苏打盐碱地、以硫酸钠为主的中性盐碱地或者以氯化钠为主的中性盐碱地；

4、s2：对s1中的苏打盐碱地施加适当比例酸性改良剂进行离子置换和酸碱中和，置换碳酸根和碳酸氢根离子、中和氢氧根离子，使碱性盐变成中性氯化盐，并实时监测土壤的ph值，直至ph为中性；

5、s3：对s1中以硫酸钠为主的中性盐碱地施加适当比例的置换液对硫酸根离子进行离子置换，形成不溶性硫酸盐，降低土壤盐度，或者转换为能够被植物吸收的氯离子；

6、s4：在s1中以氯化钠为主的中性盐碱地、s2中改良后的苏打盐碱地以及s3中改良后的以氯化钠为主的中性盐碱地里种植泌盐植物或聚盐植物，吸收土壤中的盐分。

7、优选的：s2中所述的酸性改良剂包括盐酸、氯化盐溶液以及磷酸盐溶液中的一种或多种，优选为以盐酸为主的混合溶液。

8、优选的：s3中的所述的置换液包括盐酸、氯化盐溶液以及磷酸盐溶液中的一种或多种，优选为氯化盐溶液，可将硫酸钠转换为不溶性的硫酸盐，降低土壤盐度。

9、其中，所述氯化物为氯化铵、氯化钾、氯化钙中的一种或多种；所述的磷酸盐为磷酸一铵、磷酸二铵、聚合磷酸铵中的一种或多种。

10、本发明的构思包括两个目的：

11、其第一目的是对盐碱地的改良，通过酸碱中和以及离子置换将盐碱地改良为适合泌盐植物或聚盐植物适宜生长的环境，并针对性的根据不同的盐碱地类型进行相应的改良措施。

12、针对苏打盐碱地，采用滴灌技术，施加盐酸和氯化盐等混合物制备的酸性改良剂，置换苏打盐碱地的碳酸根和碳酸氢根等离子，分解成二氧化碳和水，中和土壤中的氢氧根离子，将苏打盐碱转变成氯化盐，降低土壤ph值，实现土壤的盐碱离子置换和酸碱中和。根据土壤返盐碱和耐盐植物生长养分需求，施加氯化铵、氯化钾和磷酸一铵等生理酸性肥料，继续进行离子置换和酸碱中和，使碱性盐转换为中性盐。

13、针对以氯化钠为主的中性盐，其中包括苏打盐碱地实现离子置换和酸碱中和后的盐碱地(土壤中的盐分主要以氯化钠为主)，不需进行离子置换，可直接进行后续的泌盐植物或聚盐植物经营治理。

14、针对以硫酸钠为主的中性盐，其中包括苏打盐碱地实现离子置换和酸碱中和后的盐碱地(土壤中的盐分主要以硫酸钠为主)，采用滴灌等技术，施加盐酸和氯化钙等混合物，置换盐碱地的硫酸根离子，形成不溶性硫酸盐，降低了土壤盐度，实现土壤的离子置换，置换后的氯化钠还可以被泌盐植物或聚盐植物所吸收。

15、现有技术中的酸碱中和法常采用有机酸等酸性溶液，其价格昂贵，难以大范围推广，本技术通过施加价格低廉的盐酸溶液进行酸碱中和，结合滴灌等技术，降低了治理的成本，适合大规模的推广应用。

16、本发明的第二目的是基于改良后盐碱地的应用，通过短轮伐期泌盐植物或聚盐植物经营，收割植物的地上部分或者整个植株，带走土壤中的盐分，进一步降低了土壤的含盐量，并创造一定的经济价值。

17、具体方法如下：

18、s11：选择平均ph值为8～10、含盐量为1％～2％、有机质为5～8g/kg的盐碱地，用挖掘机划块开沟，每块长150m、宽200m，内设10亩作为一个实验块地；

19、s12：对s11中的实验块地进行深松整地、旋耕耙平、筑台做高床，形成垄沟，也可作为排碱沟，与垄沟两侧垂直设置畦沟，四周挖环形干渠，渠边栽植耐盐碱林木作为防护林；

20、s13：对s12处理后的实验块地高床上覆盖地膜，并布置膜下滴灌系统(即垄上膜下浅埋滴灌)，垄沟采用深埋滴灌。

21、通过上述技术方案，基于离子置换和酸碱中和，进一步施加水利工程措施以及物理措施，在盐碱地用挖掘机划块开沟，通过机械深松整地，旋耕耙平、筑台做高床，形成垄沟，也可作为排碱沟，与垄沟两侧垂直设置畦沟，四周挖环形干渠，渠边栽植耐盐碱林木作为防护林。在高床的土壤表面覆盖地膜，膜下铺设滴灌，即垄上膜下浅埋滴灌，还可以降低土壤表层的盐度，使之适宜耐盐植物生长。

22、具体的，本发明在治理后的盐碱地中种植泌盐植物或聚盐植物，所述的植物优选为柽柳、二色补血草、盐角草等植物中的一种或者多种。此类植物可吸收土壤盐分，在每年落叶之前反复收割其地上部分，最后收割整个植株(包括地上部分以及根)，移除土壤中的盐分。

23、进一步的，基于上述离子置换和酸碱中和结合短轮伐期耐盐植物经营的治理方法，进一步的进行耐盐植物改良治理，包括以下步骤：

24、s41：通过播种育苗或者扦插育苗方式繁殖耐盐碱植物幼苗，待适龄后移栽至盐碱地中，栽植当年进行3～4次的水肥一体化管理。根据盐碱地种类和植物需肥规律，合理搭配肥料种类，主要以氯化铵、氯化钾、聚磷酸铵(app)和尿素硝铵溶液(uan)等；

25、s42：病虫害草防控；

26、s43：短轮伐期收割：每年落叶之前收割泌盐植物或聚盐植物地上部分或最后收割整个植株，移出土壤中的盐分。

27、根据土壤返盐碱、泌盐植物或聚盐植物生长水肥需求，施加氯化铵、氯化钾和磷酸一铵等生理酸性肥料，继续进行离子置换和酸碱中和，提高泌盐植物或聚盐植物的种植密度和水肥一体化等。

28、有益效果：

29、1、本发明的盐碱地治理方法集合了工程法、化学法和生物法，是多学科、多技术的交叉大融合。通过离子置换和酸碱中和，使碱性盐变成中性盐，硫酸盐变成氯化盐，降低土壤ph值；通过滴灌和水肥一体化管理，淋洗法促进根层土壤降碱脱盐，提供泌盐植物或聚盐植物的生长环境；并结合短轮伐期泌盐植物或聚盐植物综合治理，通过植物吸收土壤盐分治理盐碱地，具有低成本、高效率、速度快、易推广的优点。

30、2、本发明通过短轮伐期收割法，收割植物的地上部分或者整个植株，不仅可以带走大量盐分，还提供了一定的经济价值：柽柳枝叶含盐，营养丰富可作为牧草，木材燃值高，可以作为生物质能源；二色补血草花美，是干燥花加工重要的源材料，整株又可入药材，具有较高的观赏价值和医药价值，为苏打盐碱地可持续生产利用提供重要技术支撑，具有十分广泛的应用前景。

31、3、本发明在盐碱地四周深挖沟渠形成环形沟渠，盐碱地块深松整地，顺坡筑台做床起垄，满足自然降水洗盐和灌溉的需求，并结合滴灌和水肥一体化，在保证植物种植的同时，可以实现节水、控盐和环境保护的综合目标。