本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種濱海鹽堿地耕層下鋪膜阻鹽改良方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)濱海鹽堿地在濱海地區(qū)分布廣泛，鹽漬化嚴(yán)重，面積大且有逐年增加的趨勢(shì)，是待開(kāi)發(fā)利用的重要后備土地資源。濱海鹽堿地的改良開(kāi)發(fā)和農(nóng)業(yè)利用，不僅能夠擴(kuò)大濱海地區(qū)耕地面積、提高作物產(chǎn)量，而且能夠發(fā)揮鹽堿地的潛在價(jià)值、促進(jìn)濱海地區(qū)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展、提高區(qū)域經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)解決我國(guó)人地矛盾、保障國(guó)家糧食安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

濱海鹽堿地的問(wèn)題主要在于地下水位高、地下水礦化度高、鹽堿地耕層土壤鹽堿含量高、土壤發(fā)育程度低、土體剖面層次性差、土壤質(zhì)地過(guò)砂或過(guò)粘、耕層土壤肥力低、生產(chǎn)力低等問(wèn)題。

現(xiàn)有的改良技術(shù)主要是降低地下水位、耕層土壤排鹽排堿、土壤培肥等，其中，降低地下水位方面的技術(shù)措施有豎井排水、淺群井排堿、深溝排堿、臺(tái)田種植、上農(nóng)下漁、暗管排堿等水利工程技術(shù)措施，這些技術(shù)措施均能有效降低地下水位，但豎井或淺群井或深溝排堿工程量巨大，成本高昂，且深溝邊坡易于坍塌變淺損毀；改堿暗管鋪設(shè)技術(shù)難度和維護(hù)成本較高，開(kāi)始使用效果較佳，但大面積長(zhǎng)期使用易于堵塞廢棄；臺(tái)田種植和上農(nóng)下漁等措施工程量大，僅適于局部小面積應(yīng)用。

上述現(xiàn)有技術(shù)均有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，均存在后期維護(hù)費(fèi)用高、技術(shù)難度大、效率低下、易于損毀廢棄、返鹽返堿等問(wèn)題；因此如何克服上述問(wèn)題成為本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的諸多不足之處，本發(fā)明提供了一種濱海鹽堿地耕層下鋪膜阻鹽改良方法，該方法根據(jù)濱海鹽堿地的實(shí)地土壤鹽堿及其質(zhì)地狀況、地下水含鹽量及其變動(dòng)范圍，在鹽堿地耕層以下根據(jù)作物根系生長(zhǎng)需求選定改良深度、傾斜方向、傾斜角度和走向及其橫向和上下壓茬寬度鋪設(shè)土工膜或厚層耐鹽堿聚乙烯地膜，灌溉淋鹽后撒施按土壤鹽堿和質(zhì)地情況確定用量的腐熟有機(jī)肥，耕翻混合、改良熟化膜上耕層土壤。本發(fā)明通過(guò)采用耕層下鋪設(shè)阻鹽隔膜，耕層土壤灌溉洗鹽并結(jié)合施用腐熟有機(jī)肥，能夠阻止含鹽地下水向耕層運(yùn)移，淋洗降低耕層土壤鹽分，改良肥熟耕層土壤，不影響耕作種植，達(dá)到改良鹽堿地、保苗增產(chǎn)的目的，具有方法輕簡(jiǎn)，適用性強(qiáng)和易于推廣的優(yōu)點(diǎn)，在濱海鹽堿地大面積推廣應(yīng)用具有顯著的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益。

現(xiàn)有技術(shù)都忽視了作物或果木生長(zhǎng)所需土層厚度有限，大多數(shù)作物根系集中分布在耕層20cm以?xún)?nèi)，果木根系多數(shù)集中分布在20cm～100cm范圍內(nèi)，因此，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)濱海鹽堿地鹽分阻控的關(guān)鍵在于阻斷耕層以下高礦化度地下水對(duì)耕層土壤鹽堿的供應(yīng)，也即阻斷作物或果木的主要根系活動(dòng)層土壤的鹽堿來(lái)源并持續(xù)改良和培肥耕層土壤，從而不斷提升地力水平，提高產(chǎn)量，并達(dá)到可持續(xù)生產(chǎn)發(fā)展的目的。

在上述指導(dǎo)思想下，發(fā)明人獲得了具體技術(shù)方案如下：

一種濱海鹽堿地耕層下鋪膜阻鹽改良方法：

濱海鹽堿地整地后在耕層20cm以下根據(jù)作物生長(zhǎng)需求選定鋪膜方式、深度、傾斜方向和角度、鋪膜走向鋪設(shè)土工膜或厚層耐鹽堿聚乙烯地膜，灌溉洗鹽，并撒施腐熟有機(jī)肥耕翻混合改良耕層土壤；

更為具體的：

所采用的鋪膜材質(zhì)為土工膜或厚層耐鹽堿聚乙烯地膜；

鋪膜阻鹽方式有全傾斜鋪膜阻鹽方式和平斜鋪膜阻鹽方式，其根據(jù)濱海鹽堿地耕層土壤鹽堿狀況選擇，斜鋪膜傾向由地塊中部向兩側(cè)邊緣排堿溝傾斜，并依據(jù)作物根深需求在耕層20cm以下設(shè)定鋪膜上限和下限深度、傾斜角度和膜幅間橫向壓茬寬度與上下壓茬間隙夾土層厚度計(jì)算斜鋪膜上端和下端實(shí)際鋪設(shè)深度，按照先地塊兩側(cè)后中間的鋪設(shè)操作方法實(shí)施，鋪膜走向按地塊長(zhǎng)度方向；

其中全傾斜鋪膜是針對(duì)含鹽堿量較高的鹽堿地條田，其更有利于灌溉淋洗的鹽水更快速地流至條田外側(cè)排堿溝，而平斜鋪膜適用于鹽堿含量較低的鹽堿地條田，其目的也是為了阻斷含鹽地下水并排走灌溉淋洗的鹽水，但是本身含鹽堿較低，所以沒(méi)必要施工時(shí)最低邊緣深度太大，因?yàn)樯疃忍髣t費(fèi)工嚴(yán)重，故而采用平斜鋪膜方式；本發(fā)明中鹽堿地輕度、中度和重度鹽漬化土壤的分級(jí)分別為條田土壤鹽堿含量0.2wt％～0.4wt％、0.4wt％～0.6wt％、0.6wt％～1.0wt％，而條田土壤鹽堿含量＞1.0wt％則直接定義為鹽土；本發(fā)明選定輕中度鹽漬化土壤采用平斜鋪膜，而條田土壤鹽堿含量大于0.6wt％的全部采用全傾斜鋪膜方式；

更進(jìn)一步的，根據(jù)上述選擇方式確定一般斜鋪膜傾斜角度≤10°，膜幅寬度≥2.5m，膜幅橫向壓茬寬度5～20cm，膜幅上下壓茬間隙≤3cm；

作物播前灌水1500～1800方/公頃洗鹽，每年撒施腐熟有機(jī)肥9000～30000kg/公頃，耕翻混合改良耕層土壤，按照作物種植制度、施肥制度與灌溉制度進(jìn)行田間管理和土壤培肥。

所述腐熟有機(jī)肥選自符合有機(jī)肥料ny525-2012的有機(jī)肥。

在確定了上述技術(shù)思路后，發(fā)明人根據(jù)鹽堿地的情況確定了更為具體的實(shí)施方案如下：

(1)整地與鋪膜材料及尺寸選擇：整理?xiàng)l田，寬度20～30m，長(zhǎng)度200～500m，條田周?chē)谥披}排堿溝，溝深1.5m，上口2～3m，底寬0.5～1m；鋪膜材質(zhì)選擇土工膜或厚層耐鹽堿聚乙烯地膜，使用壽命≥50年，其尺寸大小依據(jù)改良地塊條田和鋪設(shè)機(jī)械選擇，鋪膜幅寬≥2.5m，鋪膜長(zhǎng)度按照條田長(zhǎng)度；

(2)鋪膜方式選擇與鋪膜傾向和走向設(shè)定：

條田土壤鹽堿含量≥0.6wt％，采用以條田寬度中點(diǎn)沿長(zhǎng)度連線為中線分別向條田寬度兩側(cè)邊緣排堿溝傾斜的耕層下全傾斜鋪膜阻鹽方式；

條田土壤鹽堿含量＜0.6wt％，采用條田寬度中部在耕層下平鋪膜至接近兩側(cè)排堿溝前，再耕層下斜鋪膜至兩側(cè)排堿溝的平斜鋪膜阻鹽方式；阻鹽鋪膜的傾向均為由條田中線向條田寬度兩側(cè)邊緣排堿溝傾斜，鋪膜走向均為由條田長(zhǎng)度一端沿條田長(zhǎng)度走向鋪設(shè)至長(zhǎng)度的另一端；

(3)鋪膜深度和傾斜角度計(jì)算與設(shè)置：

全傾斜鋪膜阻鹽方式為沿條田中線把條田分為兩個(gè)鋪膜改良半幅，在條田中線位置耕層20cm以下根據(jù)作物根深需求選定鋪設(shè)深度上限，鋪膜深度下限位于條田靠近排堿溝的邊緣，鋪膜下限深度≤100cm，具體根據(jù)鋪膜機(jī)械動(dòng)力和土壤質(zhì)地情況進(jìn)行預(yù)設(shè)定，鋪膜深度上限和下限設(shè)定后，根據(jù)條田改良半幅寬度進(jìn)而確定鋪膜總寬度和傾斜角度，鋪膜幅間橫向壓茬寬度為5～20cm，具體根據(jù)鋪膜材料、尺寸及成本確定，根據(jù)鋪膜總寬度、選定的鋪膜幅寬和鋪膜幅間壓茬寬度可計(jì)算所需鋪膜幅數(shù)，把設(shè)定在條田中線鋪設(shè)深度上限作為第一幅鋪膜傾斜上端邊緣深度，根據(jù)鋪膜幅寬和傾斜角度計(jì)算第一幅鋪膜傾斜下端邊緣深度，第一幅鋪膜下端邊緣深度向下設(shè)置第二幅鋪膜的幅間壓茬間隙夾土層厚度≤3cm，根據(jù)鋪膜幅間壓茬間隙夾土層厚度和橫向壓茬寬度、鋪膜幅寬和傾斜角度計(jì)算第二幅鋪膜傾斜上端邊緣深度和下端邊緣深度，以此類(lèi)推第三幅、第四幅、直至得到最末幅傾斜上端和下端邊緣深度，把最末幅鋪膜傾斜下端邊緣深度作為實(shí)際鋪設(shè)下限深度；

具體按照以下公式計(jì)算：第一幅傾斜上端邊緣深度h1^上為作物根深要求d(cm)，傾斜下端邊緣深度h1^下為l×sinα+d(l為膜幅實(shí)寬，α為鋪膜與水平面的夾角也即傾斜角度)；第二幅、第三幅、……，鋪膜上端邊緣深度hn^上為(n-1)×(l0tgα+h)×cosα+d，鋪膜下端邊緣深度hn^下為[(n-1)×(l0tgα+h)+ltgα]×cosα+d，或hn^下＝hn^上+lsinα，式中n為鋪膜幅數(shù)(n≥2)，h為膜幅壓茬間隙夾土層厚度(cm)，l0為膜幅凈寬(也即膜幅實(shí)寬l減去橫向壓茬寬度后的單幅凈寬，cm)；

一般最終控制傾斜角度≤10°，膜幅寬度≥2.5m，膜幅橫向壓茬寬度5～20cm，膜幅上下壓茬間隙≤3cm；

平斜鋪膜阻鹽方式為條田寬度兩側(cè)邊緣各斜鋪一個(gè)幅寬鋪膜至排堿溝，斜鋪膜傾斜上端深度根據(jù)作物生長(zhǎng)根深需求選定，其下端深度根據(jù)鋪膜機(jī)械動(dòng)力和條田土壤質(zhì)地狀況設(shè)定，根據(jù)二者的設(shè)定值計(jì)算傾斜角度、斜鋪膜覆蓋田面實(shí)際橫向?qū)挾群蜅l田中間部位剩余田面寬度，再依據(jù)鋪膜幅寬和平鋪膜橫向壓茬寬度計(jì)算最外側(cè)平鋪膜延伸出斜鋪膜上端邊緣的壓茬寬度、平鋪膜幅凈寬和所需平鋪膜幅數(shù)，最外側(cè)平鋪膜外側(cè)邊緣與斜鋪膜上端邊緣壓茬間隙夾土層厚度≤3cm，根據(jù)鋪設(shè)需求具體設(shè)定，從而確定斜鋪膜下端和上端邊緣實(shí)際鋪設(shè)深度和傾斜角度；平鋪膜幅間上下間隙≤3cm，其幅間橫向壓茬寬度5～20cm，具體根據(jù)鋪膜材料尺寸及成本確定。

(4)阻鹽鋪膜操作與實(shí)施：全傾斜鋪膜阻鹽方式采用先從條田寬度邊緣靠近排堿溝任一側(cè)開(kāi)始，按照最末幅鋪膜下端邊緣實(shí)際鋪設(shè)深度下限和上端邊緣深度鋪設(shè)，然后繞至條田寬度另一側(cè)進(jìn)行鋪設(shè)，根據(jù)幅間壓茬寬度、幅間垂直壓茬夾土層厚度依次按照同一傾斜角度和方向鋪設(shè)倒數(shù)第二幅、倒數(shù)第三幅、……，直至條田中線；平斜鋪膜阻鹽方式采用先從條田寬度邊緣靠近排堿溝任一側(cè)開(kāi)始鋪設(shè)斜鋪膜，按照傾斜鋪膜下端和上端邊緣實(shí)際鋪設(shè)深度鋪設(shè)，然后繞至條田寬度另一側(cè)按照同一傾斜角度和方向進(jìn)行鋪設(shè)，再根據(jù)平鋪膜與斜鋪膜間的壓茬夾土層厚度、二者橫向幅間壓茬寬度和平鋪膜鋪設(shè)深度鋪設(shè)平鋪膜最外側(cè)一幅，然后依據(jù)平鋪膜幅間橫向壓茬寬度向條田內(nèi)部依次鋪設(shè)其他平鋪膜，直至全部鋪設(shè)完畢；

(5)灌水洗鹽與改良培肥土壤：阻鹽鋪膜鋪設(shè)完畢后用淺耙耙平田面，在條田四周修筑田埂，然后進(jìn)行作物播前灌水1500～1800方/公頃洗鹽，經(jīng)過(guò)3-5季作物播前灌水洗鹽，耕層鹽分低于0.2wt％時(shí)，則可停止作物播前灌水洗鹽，僅按照作物灌溉制度進(jìn)行灌水即可；在耕層土壤宜耕期每年每公頃撒施腐熟有機(jī)肥9000～30000kg，耕翻混合改良耕層土壤結(jié)構(gòu)性狀，并按照作物種植制度、施肥制度與灌溉制度進(jìn)行田間管理，循序改良培肥土壤，提升地力。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明針對(duì)濱海鹽堿地地下水含鹽量高，隨著土面蒸發(fā)和作物蒸騰，鹽分向耕層聚集，造成耕層土壤鹽漬加重，導(dǎo)致作物受鹽害威脅，嚴(yán)重影響作物出苗、生長(zhǎng)和產(chǎn)量等問(wèn)題，采用耕層下鋪膜阻鹽改良方法，能夠達(dá)到阻斷耕層土壤鹽堿來(lái)源，防止返鹽返堿，保障作物生長(zhǎng)并提高產(chǎn)量的效果。

(2)本發(fā)明的作物播前灌水洗鹽和增施有機(jī)肥改良耕層土壤，既能達(dá)到鹽堿地耕層土壤洗鹽排鹽、有效降低耕層土壤鹽堿含量，又能達(dá)到有效改善土壤結(jié)構(gòu)性狀和作物根系生長(zhǎng)環(huán)境，不斷提升土壤肥力和生產(chǎn)力的目的。

(3)本發(fā)明具有適用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便、易于推廣的特點(diǎn)，在濱海鹽堿地區(qū)域大面積推廣應(yīng)用，能夠有效促進(jìn)該區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展，取得顯著的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述全傾斜鋪膜阻鹽方式(實(shí)施例1)截面示意圖；

圖2為本發(fā)明所述平斜鋪膜阻鹽方式(實(shí)施例2)截面示意圖；

圖中：1為排堿溝，2為耕層，3為斜鋪膜，4為平鋪膜。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種濱海鹽堿地耕層下鋪膜阻鹽改良方法，

實(shí)驗(yàn)地塊：山東省濱州市無(wú)棣縣某村，其土地為土壤含鹽量0.98wt％的重度鹽堿地。

具體步驟如下：

(1)整地與鋪膜材料及尺寸選擇：修筑條田，條田寬度20m，長(zhǎng)度500m，條田周?chē)谂披}排堿溝，溝深1.5m，上口2～3m，底寬0.5～1m，旋耕整平；鋪膜材料為hdpe土工膜卷材(山東天鶴塑膠有限公司生產(chǎn))，幅寬260cm，膜厚0.5mm，使用年限≥50年。

(2)鋪膜方式選擇與鋪膜傾向和走向設(shè)定：條田土壤鹽堿含量≥0.6wt％，采用全傾斜鋪膜阻鹽方式；阻鹽鋪膜的傾向均為由條田中線向條田寬度兩側(cè)邊緣排堿溝傾斜，鋪膜走向均為由條田長(zhǎng)度北端沿條田長(zhǎng)度走向鋪設(shè)至條田南端。

(3)鋪膜深度和傾斜角度計(jì)算與設(shè)置：條田種植制度為冬小麥-夏玉米，設(shè)定根深要求為20cm，在條田中線位置從土表向下20cm處為鋪設(shè)深度上限，沿條田中線把條田分為兩個(gè)鋪膜改良半幅，每個(gè)半幅寬度為10m，設(shè)定鋪膜下限深度50cm，鋪膜總寬度為1001.25cm和傾斜角度2.86°，鋪膜幅間橫向壓茬寬度為10cm，膜幅凈寬250cm，所需膜幅數(shù)為4幅，條田中線第一幅鋪膜傾斜上端邊緣深度為土表下20cm、下端邊緣深度為33.0cm，第二幅膜上端邊緣深度33.5cm、下端為46.5cm，第三幅膜上端為47.0cm、下端為60.0cm，第四幅上端為60.4cm、下端為73.4cm。

(4)阻鹽鋪膜操作與實(shí)施：先從條田寬度邊緣靠近排堿溝任一側(cè)開(kāi)始，按照最末幅鋪膜(第四幅)下端邊緣實(shí)際鋪設(shè)深度73.4cm和上端邊緣深度60.4cm鋪設(shè)，然后繞至條田另一個(gè)改良半幅靠近排堿溝的一側(cè)按照相同下端邊緣深度和上端邊緣深度、同一傾斜角度和方向鋪設(shè)最末幅鋪膜(第四幅)，然后依次按照計(jì)算出的第三幅、第二幅、第一幅鋪膜各自上端邊緣和下端邊緣深度設(shè)置沿同一傾斜角度和方向進(jìn)行鋪設(shè)，直至條田中線全部鋪設(shè)完畢。

(5)灌水洗鹽與改良培肥土壤：阻鹽鋪膜鋪設(shè)完畢后用淺耙耙平田面，在條田四周修筑寬30cm、高20cm的田埂，灌水1800方/公頃進(jìn)行洗鹽排鹽，在耕層土壤宜耕期，撒施腐熟有機(jī)肥30000kg/公頃，淺耕使有機(jī)肥與耕層土壤混合并耙平，然后按照作物種植制度、施肥制度與灌溉制度進(jìn)行播種和田間管理。

鋪膜后第一季小麥測(cè)產(chǎn)平均為5027.5kg/公頃，比鹽堿地常規(guī)種植對(duì)照田塊3306.7kg/公頃增產(chǎn)52.0％，耕層土壤含鹽量由0.98wt％降至0.46wt％，降幅達(dá)53.1％。

實(shí)施例2

一種濱海鹽堿地耕層下鋪膜阻鹽改良方法，

實(shí)驗(yàn)地塊：山東省濱州市沾化縣某村，其土地為土壤含鹽量0.55wt％的中度鹽堿地。

具體步驟如下：

(1)整地與鋪膜材料及尺寸選擇：修筑條田，條田寬度30m，長(zhǎng)度500m，條田周?chē)谂披}排堿溝，溝深1.5m，上口2～3m，底寬0.5～1m，旋耕整平；鋪膜材料為hdpe土工膜卷材(山東天鶴塑膠有限公司生產(chǎn))，幅寬260cm，膜厚0.5mm，使用年限≥50年。

(2)鋪膜方式選擇與鋪膜傾向和走向設(shè)定：條田土壤鹽堿含量＜0.6wt％，采用平斜鋪膜阻鹽方式，在條田寬度中部在耕層下平鋪膜至接近兩側(cè)排堿溝前向下傾斜鋪膜至兩側(cè)排堿溝；鋪膜走向均為由條田長(zhǎng)度北端沿條田長(zhǎng)度走向鋪設(shè)至條田南端。

(3)鋪膜深度和傾斜角度計(jì)算與設(shè)置：條田種植制度為冬小麥-夏玉米，設(shè)定根深要求為25cm，在條田中線位置從土表向下25cm處為鋪設(shè)深度上限，設(shè)定鋪膜下限深度50cm，傾斜角度5.52°，一側(cè)斜鋪膜覆蓋田面實(shí)際橫向?qū)挾葹?58.8cm，兩側(cè)斜鋪膜覆蓋田面實(shí)際橫向?qū)挾裙矠?17.6cm，條田中間部位剩余田面寬度為2482.4cm，平鋪膜外側(cè)各向外延伸出斜鋪膜上端邊緣的壓茬寬度為8.8cm，平鋪膜幅上下無(wú)間隙壓茬，平鋪膜幅間橫向壓茬寬度為10cm，膜幅凈寬250cm，所需平鋪膜幅數(shù)為10幅，條田東西兩側(cè)斜鋪膜上端邊緣實(shí)際鋪設(shè)深度要低于平鋪膜1cm，斜鋪膜下端邊緣實(shí)際鋪設(shè)深度為51cm，上端邊緣實(shí)際鋪設(shè)深度為26cm，傾斜角度不變?yōu)?.52°。

(4)阻鹽鋪膜操作與實(shí)施：先從條田寬度邊緣靠近排堿溝任一側(cè)開(kāi)始鋪設(shè)斜鋪膜，按照傾斜鋪膜下端和上端邊緣實(shí)際鋪設(shè)深度土表以下51cm和26cm鋪設(shè)，然后繞至條田寬度另一側(cè)進(jìn)行鋪設(shè)，再根據(jù)平鋪膜與斜鋪膜間的壓茬夾土層厚度1cm、二者橫向幅間壓茬寬度8.8cm和平鋪膜鋪設(shè)深度25cm鋪設(shè)平鋪膜最外側(cè)一幅，然后依據(jù)平鋪膜幅間橫向壓茬寬度10cm向條田內(nèi)部依次鋪設(shè)其他平鋪膜，直至全部鋪設(shè)完畢；

(5)灌水洗鹽與改良培肥土壤：阻鹽鋪膜鋪設(shè)完畢后用淺耙耙平田面，在條田四周修筑寬30cm、高20cm的田埂，灌水1500方/公頃進(jìn)行洗鹽排鹽，在耕層土壤宜耕期，撒施腐熟有機(jī)肥20000kg/公頃，淺耕使有機(jī)肥與耕層土壤混合并耙平，然后按照作物種植制度、施肥制度與灌溉制度進(jìn)行播種和田間管理。

鋪膜后第一季小麥?zhǔn)斋@時(shí)測(cè)產(chǎn)平均為6585.3kg/公頃，比鹽堿地常規(guī)種植對(duì)照田塊4672.1kg/公頃增產(chǎn)40.9％，耕層土壤含鹽量由0.55wt％降至0.21wt％，降幅達(dá)61.8％。