專利名稱：改良退化濱海鹽堿濕地的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改良鹽堿地，特別是退化濱海鹽堿濕地的方法。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及利用蘆葦來(lái)改良退化濱海鹽堿濕地的方法。此外，本發(fā)明還涉及蘆葦在制備用于改良退化濱海鹽堿濕地的改良劑中的用途。
背景技術(shù)：
土壤鹽堿化和次生鹽堿化問(wèn)題在世界范圍內(nèi)廣泛存在。據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織 (UNESCO)和糧農(nóng)組織(FAO)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界鹽堿地面積為9. M億！^2，而且還在呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。濱海地區(qū)鹽堿濕地是其中一類重要的鹽堿地。濕地是地球表層的一種水域和陸地之間過(guò)渡的地理綜合體，它通常具有3個(gè)互相關(guān)聯(lián)、互相制約的基本特征有喜濕生物棲息活動(dòng)；地表常年或季節(jié)積水；土層嚴(yán)重潛育化。濱海濕地則是指近海地區(qū)的濕地，包括淺海、 河口、灘涂、鹽沼、沙灘等。在我國(guó)，有著廣闊的海岸帶，海岸帶周邊有大量的鹽堿地資源，它們主要分布在沿海各省市，例如環(huán)渤海濱海濕地(包括黃河三角洲濱海濕地)和江蘇濱海濕地、錢塘江-杭州灣、晉江口-泉州灣、珠江口河口灣和北部灣。濱海濕地的生態(tài)系統(tǒng)具有不穩(wěn)定性、敏感性強(qiáng)以及易于退化等特點(diǎn)；受海潮及海水型地下水的雙重影響，濱海濕地土壤具有鹽分重、養(yǎng)分含量低的特性。目前，包括我國(guó)在內(nèi)的世界上的一些濱海濕地已呈明顯退化和鹽堿化趨勢(shì)，退化后的濕地傾向具有半干旱和干旱地區(qū)的氣候特征，蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，而土壤鹽堿化問(wèn)題尤其嚴(yán)重，導(dǎo)致生態(tài)和作物生產(chǎn)受到嚴(yán)重影響。如何改良和治理這些退化的濱海鹽堿濕地，是農(nóng)業(yè)和生態(tài)研究所面臨的重要課題。對(duì)于鹽堿土的修復(fù)，現(xiàn)有技術(shù)中使用的方法主要有物理性方法和化學(xué)性方法。物理性方法包括水利技術(shù)、深溝排堿、覆蓋技術(shù)以及振動(dòng)深松等。水利技術(shù)即以水壓鹽或排鹽，此類方法在鹽堿地改良中雖然起到一定的作用，但不能保持長(zhǎng)久，而且在很多地區(qū)因淡水資源緊缺而難以推廣。深溝排堿是以挖深溝淋鹽為主，配以淡水壓堿洗鹽。挖排堿溝可以降低地下水位，減少土壤鹽分含量，但排堿溝每年要清淤一次，否則排堿溝容易淤積堵塞， 沉鹽排堿效果降低，導(dǎo)致土壤的次生鹽漬化。覆蓋技術(shù)是指通過(guò)地膜覆蓋及其他生物質(zhì)材料覆蓋來(lái)減少土壤水分蒸發(fā)而減緩或防止土壤鹽分表聚。但是覆蓋技術(shù)只是暫時(shí)把鹽分控制在土壤深層，未能從根本上排除，從而存在返鹽的潛在危險(xiǎn)。振動(dòng)深松通過(guò)切斷土壤毛細(xì)管減少土壤鹽分向表層遷移以及通過(guò)對(duì)疏松土壤淋洗作用而將鹽分淋洗到根系層以下，而達(dá)到脫鹽、洗鹽的目的，另外其對(duì)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)還有重新組合作用，但是，振動(dòng)深松的作用仍很有限，僅可作為輔助性措施使用。另外還有翻耕與灌溉與種植耐鹽堿作物相結(jié)合、增施有機(jī)肥等措施，但這類方法投資很大，通常為每公頃2000-4000元人民幣/年?；瘜W(xué)性方法主要是添加化學(xué)改良劑，例如含鈣物質(zhì)(石膏、磷石膏等)和酸性物質(zhì)(如黑礬，風(fēng)化煤、糠醛渣等)以及保水劑。例如，中國(guó)專利200510064463. 5公開了一種以沸石為主要原料經(jīng)酸化充氧煅燒后制成的土壤改良劑，中國(guó)專利200810017565. 5公開了一種以電廠脫硫石膏為主要原料的改良劑，等等，但這些發(fā)明無(wú)一例外都存在來(lái)源有限、成本較高等缺點(diǎn)；中國(guó)專利申請(qǐng)201010101683. 1公開了一種吹填海泥的脫鹽方法，但該法需要埋設(shè)暗管，導(dǎo)致成本較高而難以推廣；中國(guó)專利申請(qǐng)201010138702. 8公開了一種利用棉花秸稈改良濱海鹽漬土的方法，但該方法存在工程量大、步驟過(guò)于繁瑣的缺點(diǎn)。現(xiàn)有技術(shù)中還存在其它的一些改良濱海鹽堿土的方法，特別是各種各樣的鹽堿土壤改良劑，但大多數(shù)改良劑單純針對(duì)土壤，施用量大，因此即使利用工農(nóng)業(yè)廢棄物，單位面積成本也較高，并且往往存在有效期短且鹽堿化常復(fù)發(fā)、不能綜合改善土壤特性等缺點(diǎn)。因此，現(xiàn)有技術(shù)中仍迫切需要提供一種有效的、成本較低易于推廣的、具有綜合效益的濱海退化鹽堿濕地土壤改良方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點(diǎn)中的至少一個(gè)或多個(gè)，本發(fā)明提供了一種改良濱海退化鹽堿濕地土壤的方法。濱海鹽堿地常以高鹽(高Na+濃度)為特征。退化的或正在退化中的濱海鹽堿濕地則還兼具程度不同的濕地生態(tài)特征，例如有濕地動(dòng)植物(如蘆葦)棲息生存。本發(fā)明人基于對(duì)沿海濕地生態(tài)的研究，出乎意料地發(fā)現(xiàn)利用蘆葦作為改良劑來(lái)處理退化的或正在退化過(guò)程中的濱海鹽堿濕地，可以取得良好的效果。蘆葦(phragmites australis)為禾本科蘆葦屬多年生草本植物，又稱普通蘆葦。 蘆葦能夠適應(yīng)不同的生態(tài)環(huán)境，具有喜濕潤(rùn)、耐水淹、耐干旱與耐鹽堿等特性，在土壤和水的中性、微酸到堿性的各種PH生境中均能生長(zhǎng)，為世界的廣布種。蘆葦用途廣泛，可用作優(yōu)良飼料，而且其成熟后纖維素含量高，還是優(yōu)質(zhì)的造紙?jiān)?。關(guān)于蘆葦在污水處理方面應(yīng)用的報(bào)道已有較多，關(guān)于蘆葦在鹽堿地恢復(fù)方面的應(yīng)用，目前已有的報(bào)道都是利用蘆葦作為鹽堿地處理后植被恢復(fù)的先鋒植物，但是還沒(méi)有直接利用蘆葦作為改鹽堿地改良劑來(lái)處理退化濱海鹽堿濕地的報(bào)道。本發(fā)明人在研究中出乎意料地發(fā)現(xiàn)可利用蘆葦作為鹽堿地改良劑來(lái)處理已退化的或處于退化中的濱海鹽堿濕地。因此，在第一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種改良退化濱海鹽堿濕地的方法，所述方法包括以下步驟將土壤翻耕10-30厘米的深度；以蘆葦作為添加物按照10 30g/kg 土壤的比例施埋于土壤表面下8-15厘米深度處；以及每隔一日向所述土壤澆水，澆灌至少15次。在本發(fā)明的方法中，蘆葦重量以蘆葦植株的干重計(jì)。在本發(fā)明方法的一個(gè)方面，所述蘆葦可以是蘆葦植株的不同部分，例如莖、葉、根、 秸稈等，也可以是整個(gè)植株。在另一個(gè)方面，所述蘆葦可以是新采集的蘆葦，也可以是已干燥的蘆葦。所述干燥可以通過(guò)晾干來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選的方面，可將蘆葦與適量待改良的土壤預(yù)先混合，然后再將所述預(yù)混有蘆葦?shù)耐寥朗┞衽c待改良土壤表面以下。在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，蘆葦與所述用于預(yù)混合的土壤的重量比為約1 1 1 30，優(yōu)選1 5 1 10。在本發(fā)明方法的另一個(gè)方面，可將蘆葦?shù)恼麄€(gè)植株、植株的一部分施埋于土壤表面以下。在優(yōu)選的一個(gè)方面，將蘆葦植株或其一部分進(jìn)行適當(dāng)切割或粉碎后施埋于土壤表面以下，例如，可將蘆葦切割成長(zhǎng)約不超過(guò)1厘米，例如0. 1至1厘米長(zhǎng)或更優(yōu)選不超過(guò)0. 5厘米長(zhǎng)的段。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，在蘆葦干燥后將其進(jìn)行切割或粉碎。在本發(fā)明方法的又一個(gè)方面中，土壤翻耕的深度為10-30厘米，例如10-20厘米、 15-20厘米、20-25厘米，優(yōu)選為10-15厘米。在本發(fā)明上述方法的另一個(gè)方面中，作為改良劑而添加的除了蘆葦外，還可以同時(shí)包括其它添加物，例如包括但不限于以下的添加物石膏、磷石膏和/或有機(jī)肥，也包括其組合。所述其它添加物可以與蘆葦一起混合后通過(guò)上述同樣的翻耕、施埋步驟而施加于同樣的深度。本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的其它常用于改良鹽堿土壤的添加物均可用在本發(fā)明的方法中。優(yōu)選地，可將所需量的所述其它添加物與蘆葦和適量待改良的土壤預(yù)先混合，然后再將所述混合物按所需比例施埋于土壤表面以下。在本發(fā)明上述方法的又一個(gè)方面中，對(duì)用于澆灌土壤的水沒(méi)有限制，只要是淡水即可，具體來(lái)說(shuō)，所述水可以是來(lái)自地下水、湖泊、水庫(kù)等的天然水源，也可以是處理后的工業(yè)或生活廢水，包括中水，例如經(jīng)處理的造紙廢水。所用澆灌水的量，可根據(jù)實(shí)際需要由本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)確定，但每次澆灌量應(yīng)以至少潤(rùn)濕土壤的翻耕深度為宜。在本發(fā)明的另外一方面，提供了蘆葦在制備用于改良鹽堿地(特別是退化濱海鹽堿濕地)的改良劑中的用途。
具體實(shí)施例方式以下將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施方案。然而，應(yīng)當(dāng)理解，雖然以下的詳細(xì)描述和具體實(shí)施例表明了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案，但它們僅是以舉例說(shuō)明的方式給出的；對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)這些詳細(xì)描述，可容易地在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)做出各種變化、改動(dòng)和改進(jìn)。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案中，提供了一種改良退化濱海鹽堿濕地的方法，其包括以下步驟將土壤翻耕10-30厘米的深度；以蘆葦作為添加物按照10 30g/kg 土壤的比例施埋于土壤表面下8-15厘米深度處；以及每隔一日向所述土壤澆水，澆灌至少15次。在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述改良退化濱海鹽堿濕地的方法包括以下步驟將土壤翻耕10-15厘米的深度；將干燥的蘆葦植株(或其部分)粉碎或切割成長(zhǎng)度不超過(guò)約1厘米的段，以上述蘆葦作為添加物按照10 30g/kg 土壤的比例施埋于土壤表面下8-15厘米深度處；以及每隔一日向所述土壤澆水，澆灌至少15次。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，所述改良退化濱海鹽堿濕地的方法包括以下步驟將土壤翻耕10-15厘米的深度；將干燥的蘆葦植株(或其部分)粉碎或切割成長(zhǎng)度不超過(guò)約1厘米的段，以上述蘆葦作為添加物按照15g/kg 土壤的比例施埋于土壤表面下10-15厘米深度處；以及每隔一日向所述土壤澆水，澆灌至少15次。在本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方案中，所述改良退化濱海鹽堿濕地的方法包括以下步驟將土壤翻耕10-15厘米的深度；將干燥的蘆葦植株(或其部分)粉碎或切割成長(zhǎng)度不超過(guò)約1厘米的段，以上述蘆葦作為添加物按照10g/kg 土壤的比例，并同時(shí)將石膏、磷石膏和/或有機(jī)肥作為添加物施埋于土壤表面下10-15厘米深度處；以及每隔一日向所述土壤澆水，澆灌至少15次。在上述方法中，蘆葦重量均以蘆葦植株的干重(干燥后的重量)計(jì)。本發(fā)明方法的技術(shù)效果通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)。實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)用土壤為黃河三角洲的退化濱海鹽堿地土壤，位于沾化縣。為保證土壤具有代表性，多點(diǎn)取土壤樣品，充分混合后測(cè)量土壤的初始背景值，結(jié)果如下表所示表1 土壤初始背景值
權(quán)利要求
1.一種改良退化濱海鹽堿濕地的方法，包括以下步驟 將土壤翻耕10-30厘米的深度；以蘆葦作為添加物按照10 30g/kg 土壤的比例施埋于土壤表面下8-15厘米深度處；以及每隔一日向所述土壤澆水，澆灌至少15次。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述蘆葦為新鮮蘆葦植株或植株的一部分經(jīng)干燥后切割或粉碎而成的段，其長(zhǎng)度不超過(guò)1cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述蘆葦?shù)奶砑颖壤刺J葦干重計(jì)為15g/kg土壤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述施埋深度為土壤表面下10厘米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的方法，其中所述添加物除蘆葦外，還包括同時(shí)添加選自以下的添加物石膏、磷石膏和/或有機(jī)肥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的方法，其中所述添加物除蘆葦外，還包括同時(shí)添加石膏。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述石膏的添加量為5 15g/kg土壤。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的方法，其中所述用于澆灌土壤的水為經(jīng)處理的工業(yè)或生活污水的二級(jí)出水。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述用于澆灌土壤的水為經(jīng)處理的造紙廢水。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用蘆葦改良退化濱海鹽堿濕地的方法。所述方法包括利用蘆葦作為添加物施埋于土壤表面下的步驟。
文檔編號(hào)A01B77/00GK102405707SQ20111023522
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者于妍, 劉靜, 楊妍, 邊文, 金位棟, 陸兆華 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)