本發(fā)明屬于土質(zhì)改良領(lǐng)域，具體涉及一種通過微生物發(fā)酵秸稈改良鹽堿土質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
江蘇地處中國大陸沿海地區(qū)中部，是長江三角洲區(qū)域重要組成部分，其中，平原面積7萬多平方公里，占全省面積的70％以上，是典型的大河入海口沖擊平原。與此同時，長江每年新帶入大量的泥沙進(jìn)入黃海，形成新的沖積平原。這些沖擊平原長期因鹽水浸漬和風(fēng)化作用，可溶性鹽經(jīng)過重新分配后，形成大片沿海灘涂風(fēng)化鹽堿土。目前，江蘇沿海灘涂1031萬畝，占中國的1/4，是重要的土地后備資源。“江蘇沿海大開發(fā)”戰(zhàn)略已提升為國家戰(zhàn)略，因此科學(xué)合理對這些灘涂鹽堿土進(jìn)行升級改良已是迫在眉睫。
由于天然的地勢和氣候優(yōu)勢，江蘇自古以來就是我國的農(nóng)業(yè)大省，擁有耕地面積6894萬畝，人均占有耕地0.87畝。但巨大的耕地面積每年會帶來大量的秸稈，傳統(tǒng)的秸稈燃燒秸稈會帶來大量的空氣污染，在國家的相關(guān)政策下，“禁燒秸稈”已成為大家的共識。現(xiàn)階段，秸稈的利用主要為深耕還田、發(fā)酵飼料等，秸稈利用率很低，因此，秸稈的回收再利用已然成為擺在我們面前的一道難題。
現(xiàn)有的鹽堿地改良的方法主要有四種：一是藥劑改良，例如申請?zhí)枮閏n201210161872.7，名稱為“一種鹽堿地改良藥劑及鹽堿地改良造林整地方法”的專利申請，該申請公開了一種通過噴灑混合藥劑中和土地酸堿度，改良鹽堿土質(zhì)的方法，由于鹽堿地的鹽堿分布并不均勻，因此使用該方法藥物劑量難以控制。二是灌水排鹽，例如申請?zhí)枮閏n201310328902.3的專利申請，該申請公開了一種安裝排鹽管，通過淡水的淋融洗鹽作用，使土壤內(nèi)的水分充分流動，讓鹽分隨水流通過排鹽管排出去的方法，由于修筑排鹽管道需要耗費(fèi)很大的人力、物力，且排鹽管沖走鹽堿的同時，極易造成土壤肥力的流失，不利于大型深根系植物的種植。三是深耕深翻，經(jīng)過耕翻，可把表層土壤中鹽分翻扣到耕層下邊，把下層含鹽較少的土壤翻到表面。翻耕能疏松耕作層，切斷土壤毛細(xì)管，減弱土壤水分蒸發(fā)，有效地控制土壤返鹽。但深耕深翻只能適用于鹽堿覆蓋于表面的低鹽堿度土壤，不適用于重鹽堿地改良。四是栽種前，對綠化帶部位的原土進(jìn)行夯實、展平，鋪設(shè)雙層特殊材料的隔離層，例如塑料膜，并且鋪上一層適當(dāng)厚度的碎石，下設(shè)塑料管用于排水洗鹽，最后將黑土混合少量的黃土，回填覆蓋在原土上表面。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種通過微生物發(fā)酵秸稈改良灘涂鹽堿地的方法。
技術(shù)方案：為了使沿海灘涂風(fēng)化鹽堿土質(zhì)達(dá)到適合植物生長所需的要求，且結(jié)合東部地區(qū)大面積的小麥和水稻種植的天然優(yōu)勢，我們提出通過秸稈在土壤內(nèi)部發(fā)酵產(chǎn)生微生物對灘涂風(fēng)化鹽堿土進(jìn)行改良，具體方案如下：
一種通過微生物發(fā)酵秸稈改良鹽堿土質(zhì)的方法，包括如下步驟：
(1)挖掘鹽堿土，構(gòu)建微生物發(fā)酵坑道
對需要進(jìn)行綠化栽培的區(qū)域的表面鹽堿土進(jìn)行平整處理，并在鹽堿地土壤表面潑灑少量的水，然后對鹽堿土質(zhì)進(jìn)行挖掘，挖掘的坑道為長條狀，每個坑道的挖掘?qū)挾葹?0cm～120cm，每個坑道的長度近似于綠化區(qū)域的長度，坑道的深度為40cm～50cm，坑道與坑道之間的距離控制在2.5m左右，在挖掘中，需要控制土質(zhì)濕度，從而保證坑道成形；
(2)坑道秸稈覆蓋與微生物菌群覆蓋
將作物秸稈先進(jìn)行切碎處理，控制長度4～7厘米，將粉碎后的秸稈用少量水浸濕后鋪滿在原先已經(jīng)挖掘好的微生物發(fā)酵坑道上，秸稈覆蓋厚度為10cm，并施入少量的已腐蝕的有機(jī)肥，經(jīng)過15天～30天后，秸稈變成褐色或黑褐色，且富有彈性，易破碎時，選擇同一緯度的熟質(zhì)肥沃土壤在秸稈上覆蓋10cm，使得熟制肥沃土壤的完整微生物群落進(jìn)行繁衍，形成微生物菌群土質(zhì)層，上述完成后，重復(fù)覆蓋秸稈和肥沃土壤；
(3)鹽堿土的“脫”鹽堿處理和全覆蓋
將挖掘出來的鹽堿土鋪設(shè)在塑料薄膜上，盡量鋪設(shè)均勻，通過梅雨季的降雨對鹽堿土層進(jìn)行沖洗后，潑灑少量的脫硫石膏粉并進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧罆瘢撕髮⒔?jīng)過“脫”鹽堿處理的土壤對需要進(jìn)行的綠化區(qū)域進(jìn)行全覆蓋；
(4)植物根系改良
待上述步驟完成，且土壤重新覆蓋并趨于穩(wěn)定后,在覆蓋區(qū)域種植少量的耐鹽堿地被植物，每15天～20天施加一次礬肥水，改良周期為9個月～2年。
作為優(yōu)選，所述的步驟(1)中的微生物發(fā)酵坑道挖掘完畢后底部安裝若干個伸向外側(cè)的排水管。
作為優(yōu)選，所述步驟(2)中所選擇的同一緯度的熟制肥沃土壤需保證其土壤酸堿度6.5～7.5，土壤有機(jī)質(zhì)含量≥30g/kg。
作為優(yōu)選，所述步驟(2)完成后，微生物發(fā)酵坑道內(nèi)含有4層，有下層至上層依次為秸稈層、微生物菌群土質(zhì)層、秸稈層、微生物菌群土質(zhì)層。
有益效果：本發(fā)明通過此方法不僅能夠改善灘涂的生態(tài)環(huán)境，而且積極響應(yīng)了國家禁燒秸稈、綜合利用的號召，提供了一種通過秸稈發(fā)酵立體化改良灘涂鹽堿地的方法，其優(yōu)勢具體如下：
1.通過微生物發(fā)酵秸稈的生態(tài)改良方法，改良成本低，克服了“灌水排鹽”法費(fèi)時費(fèi)力的缺點(diǎn)，也對秸稈的回收和綜合利用提供了一種很好的方法。
2.通過秸稈的間隙隔斷，能夠有效阻斷土壤毛細(xì)管作用，減少土壤水體蒸發(fā)，切斷地下水鹽分向地表輸送的通道，有效的阻斷了深層的鹽堿反滲。
3.通過遷移原堿土、覆蓋秸稈、植物根系改良等步驟，相比現(xiàn)有技術(shù)，增加了堿土改良的深度，使得深根系的植物和不耐鹽堿植物能夠在我國沿海灘涂得到生長。
4.秸稈還田后經(jīng)過微生物作用形成的腐植酸與土壤中的鈣、鎂粘結(jié)成腐植酸鈣和腐植酸鎂，降低了土壤的堿度，并使土壤形成大量的水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，還田后土壤容重降低，總孔隙度增加。土壤物理性狀的改善使土壤的通透性增強(qiáng)，提高了土壤蓄水保肥能力，有利于提高土壤溫度，促進(jìn)土壤中微生物的活性和養(yǎng)分的分解利用，有利于作物根系的生長發(fā)育，促進(jìn)了根系的吸收活動。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。
實施例1
在本實施例中，實施地點(diǎn)為長江中下游地區(qū)沿海沖積平原的灘涂鹽堿地，在該鹽堿地欲建設(shè)一條長100m，寬10m的綠化帶，該綠化帶需滿足喬木、灌木、地被的立體搭配和密集種植。具體實施步驟為：
(1)挖掘鹽堿土構(gòu)建微生物發(fā)酵坑道
對需要進(jìn)行綠化栽培的區(qū)域的表面鹽堿土進(jìn)行平整處理，并在鹽堿地土壤表面潑灑少量的水。然后對鹽堿土質(zhì)進(jìn)行挖掘，挖掘的坑道為長條狀，每個坑道的挖掘?qū)挾葹?0cm，每個坑道的長度為100m，坑道的深度為40cm，坑道與坑道之間的距離控制在2.5m左右，該實施例中，共計4條微生物發(fā)酵坑道。在挖掘中，需要控制土質(zhì)濕度，從而保證坑道成形。
(2)坑道秸稈覆蓋與微生物菌群覆蓋
將作物秸稈先進(jìn)行切碎處理，控制長度4厘米，將粉碎后的秸稈用少量水浸濕后鋪滿在原先已經(jīng)挖掘好的微生物發(fā)酵坑道上，秸稈覆蓋厚度為10cm，并施入少量的已腐蝕的有機(jī)肥。經(jīng)過18天后，秸稈變成褐色或黑褐色，且富有彈性，易破碎時，選擇同一緯度的熟質(zhì)肥沃土壤在秸稈上覆蓋10cm，使得熟制肥沃土壤的完整微生物群落進(jìn)行繁衍，形成微生物菌群土質(zhì)層。
上述完成后，重復(fù)覆蓋秸稈和肥沃土壤。
在該步驟中所選擇的同一緯度的熟制肥沃土壤在覆蓋前測得土壤酸堿度為6.5，土壤有機(jī)質(zhì)含量為45g/kg。
(3)鹽堿土的“脫”鹽堿處理和全覆蓋
將挖掘出來的鹽堿土鋪設(shè)在塑料薄膜上，盡量鋪設(shè)均勻，通過梅雨季的降雨對鹽堿土層進(jìn)行沖洗后，潑灑少量的脫硫石膏粉并進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧罆瘛４撕髮⒔?jīng)過“脫”鹽堿處理的土壤對需要進(jìn)行的綠化區(qū)域進(jìn)行全覆蓋。
(4)植物根系改良
待上述步驟完成，且土壤重新覆蓋并趨于穩(wěn)定后,在覆蓋區(qū)域種植少量的耐鹽堿地被植物，每15天施加一次礬肥水，改良周期為9個月。
(5)植物種植
經(jīng)過9個月秸稈的發(fā)酵成熟，栽植樹木。篩選同一緯度在此生長的所有樹種，采用密植的方式栽植樹木，喬木、灌木、地被立體搭配的原則。喬木選擇廣玉蘭、女貞、雪松、五針?biāo)芍械囊环N或多種進(jìn)行栽植，灌木選擇紅葉石楠、女貞、大葉黃楊、茶花中的一種或多種進(jìn)行栽植，地被滿鋪麥冬。建植過程中，作適當(dāng)?shù)牡匦翁幚恚纬稍S多高低不等、形狀不一的土丘，將廣玉蘭、五針?biāo)傻炔荒望}的花木種植在上坡位或坡頂，這樣的小環(huán)境含鹽量相對較低，便于植物生長，這種方式所栽植樹種已成活10年以上，至今長勢良好。
實施例2
在本實施例中，實施地點(diǎn)為長江中下游地區(qū)沿海沖積平原的灘涂鹽堿地，在該鹽堿地欲建設(shè)一條長100m，寬2.5m的綠化帶，該綠化帶需滿足喬木、灌木、地被的立體搭配和密集種植。具體實施步驟為：
(1)挖掘鹽堿土構(gòu)建微生物發(fā)酵坑道
對需要進(jìn)行綠化栽培的區(qū)域的表面鹽堿土進(jìn)行平整處理，并在鹽堿地土壤表面潑灑少量的水。然后對鹽堿土質(zhì)進(jìn)行挖掘，挖掘的坑道為長條狀，每個坑道的挖掘?qū)挾葹?20cm，每個坑道的長度為100m，坑道的深度為50cm，坑道與坑道之間的距離控制在2.5m左右，該實施例中，共計3條微生物發(fā)酵坑道。在挖掘中，需要控制土質(zhì)濕度，從而保證坑道成形。
(2)坑道秸稈覆蓋與微生物菌群覆蓋
將作物秸稈先進(jìn)行切碎處理，控制長度7厘米，將粉碎后的秸稈用少量水浸濕后鋪滿在原先已經(jīng)挖掘好的微生物發(fā)酵坑道上，秸稈覆蓋厚度為10cm，并施入少量的已腐蝕的有機(jī)肥。經(jīng)過15天后，秸稈變成褐色或黑褐色，且富有彈性，易破碎時，選擇同一緯度的熟質(zhì)肥沃土壤在秸稈上覆蓋10cm，使得熟制肥沃土壤的完整微生物群落進(jìn)行繁衍，形成微生物菌群土質(zhì)層。
上述完成后，重復(fù)覆蓋秸稈和肥沃土壤。
在該步驟中所選擇的同一緯度的熟制肥沃土壤在覆蓋前測得土壤酸堿度為6.8，土壤有機(jī)質(zhì)含量為48g/kg。
(3)鹽堿土的“脫”鹽堿處理和全覆蓋
將挖掘出來的鹽堿土鋪設(shè)在塑料薄膜上，盡量鋪設(shè)均勻，通過梅雨季的降雨對鹽堿土層進(jìn)行沖洗后，潑灑少量的脫硫石膏粉并進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧罆瘛４撕髮⒔?jīng)過“脫”鹽堿處理的土壤對需要進(jìn)行的綠化區(qū)域進(jìn)行全覆蓋。
(4)植物根系改良
待上述步驟完成，且土壤重新覆蓋并趨于穩(wěn)定后,在覆蓋區(qū)域種植少量的耐鹽堿地被植物，每20天施加一次礬肥水，改良周期為2年。
(5)植物種植
經(jīng)過2年秸稈的發(fā)酵成熟，栽植樹木。篩選同一緯度在此生長的所有樹種，采用密植的方式栽植樹木，喬木、灌木、地被立體搭配的原則。喬木選擇廣玉蘭、女貞、雪松、五針?biāo)芍械囊环N或多種進(jìn)行栽植，灌木選擇紅葉石楠、女貞、大葉黃楊、茶花中的一種或多種進(jìn)行栽植，地被滿鋪麥冬。建植過程中，作適當(dāng)?shù)牡匦翁幚恚纬稍S多高低不等、形狀不一的土丘，將廣玉蘭、五針?biāo)傻炔荒望}的花木種植在上坡位或坡頂，這樣的小環(huán)境含鹽量相對較低，便于植物生長，這種方式所栽植樹種已成活10年以上，至今長勢良好。
通過以上兩個實施例，我們發(fā)現(xiàn)喬木、灌木和地被長勢良好，成活率均達(dá)到90％以上，綠化帶滿足喬木、灌木、地被的立體搭配和密集種植的技術(shù)要求。
實施例3
在本實施例中，實施地點(diǎn)為長江中下游地區(qū)沿海沖積平原的灘涂鹽堿地，在該鹽堿地欲建設(shè)一條長100m，寬2.5m的綠化帶，該綠化帶需滿足喬木、灌木、地被的立體搭配和密集種植。具體實施步驟為：
(1)挖掘鹽堿土構(gòu)建微生物發(fā)酵坑道
對需要進(jìn)行綠化栽培的區(qū)域的表面鹽堿土進(jìn)行平整處理，并在鹽堿地土壤表面潑灑少量的水。然后對鹽堿土質(zhì)進(jìn)行挖掘，挖掘的坑道為長條狀，每個坑道的挖掘?qū)挾葹?00cm，每個坑道的長度為100m，坑道的深度為45cm，坑道與坑道之間的距離控制在2.5m左右，該實施例中，共計5條微生物發(fā)酵坑道。在挖掘中，需要控制土質(zhì)濕度，從而保證坑道成形。
(2)坑道秸稈覆蓋與微生物菌群覆蓋
將作物秸稈先進(jìn)行切碎處理，控制長度6厘米，將粉碎后的秸稈用少量水浸濕后鋪滿在原先已經(jīng)挖掘好的微生物發(fā)酵坑道上，秸稈覆蓋厚度為10cm，并施入少量的已腐蝕的有機(jī)肥。經(jīng)過22天后，秸稈變成褐色或黑褐色，且富有彈性，易破碎時，選擇同一緯度的熟質(zhì)肥沃土壤在秸稈上覆蓋10cm，使得熟制肥沃土壤的完整微生物群落進(jìn)行繁衍，形成微生物菌群土質(zhì)層。
上述完成后，重復(fù)覆蓋秸稈和肥沃土壤。
在該步驟中所選擇的同一緯度的熟制肥沃土壤在覆蓋前測得土壤酸堿度為7.5，土壤有機(jī)質(zhì)含量為48g/kg
(3)鹽堿土的“脫”鹽堿處理和全覆蓋
將挖掘出來的鹽堿土鋪設(shè)在塑料薄膜上，盡量鋪設(shè)均勻，通過梅雨季的降雨對鹽堿土層進(jìn)行沖洗后，潑灑少量的脫硫石膏粉并進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧罆瘛４撕髮⒔?jīng)過“脫”鹽堿處理的土壤對需要進(jìn)行的綠化區(qū)域進(jìn)行全覆蓋。
(4)植物根系改良
待上述步驟完成，且土壤重新覆蓋并趨于穩(wěn)定后,在覆蓋區(qū)域種植少量的耐鹽堿地被植物，每18天施加一次礬肥水，改良周期為18個月。
(5)植物種植
經(jīng)過2年秸稈的發(fā)酵成熟，栽植樹木。篩選同一緯度在此生長的所有樹種，采用密植的方式栽植樹木，喬木、灌木、地被立體搭配的原則。喬木選擇廣玉蘭、女貞、雪松、五針?biāo)芍械囊环N或多種進(jìn)行栽植，灌木選擇紅葉石楠、女貞、大葉黃楊、茶花中的一種或多種進(jìn)行栽植，地被滿鋪麥冬。建植過程中，作適當(dāng)?shù)牡匦翁幚恚纬稍S多高低不等、形狀不一的土丘，將廣玉蘭、五針?biāo)傻炔荒望}的花木種植在上坡位或坡頂，這樣的小環(huán)境含鹽量相對較低，便于植物生長，這種方式所栽植樹種已成活10年以上，至今長勢良好。
通過以上兩個實施例，我們發(fā)現(xiàn)喬木、灌木和地被長勢良好，成活率均達(dá)到90％以上，綠化帶滿足喬木、灌木、地被的立體搭配和密集種植的技術(shù)要求。
以上所述僅為本發(fā)明的3種實施例而已，并不用于限制本發(fā)明實施例所應(yīng)用的綠化帶，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明也可以應(yīng)用到類似鹽堿地其它綠化帶的種植過程中，并且可以有各種改進(jìn)、變化，包括為適應(yīng)不同的植物樹種，如翻蓋深度的變化等，凡在本發(fā)明的原則和范圍內(nèi)，所做的修改、潤飾、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。