低產土壤的特性與改良

關于低產土壤的特性與改良第1頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三土壤溶液中所含的主要離子：陰離子：

陽離子:第一節(jié)鹽堿土CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-Na+

、K+

、Ca2+

、Mg2+【鹽堿土】：鹽化土和鹽土以及堿化土和堿土的統(tǒng)稱。第2頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三【鹽土】：【鹽化土】：白花花的地表為鹽結晶當土壤表層中的中性鹽含量達到一定數(shù)量（2g/kg）時，會對大多數(shù)作物產生不同程度的危害，這類土壤為鹽化土。表層土壤中的氯化物含量達到6g/kg、硫酸鹽含量達到20g/kg時的土壤為鹽土。第3頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三【堿化土】：【堿土】：黃淮海平原半干旱地區(qū)的瓦堿土土壤表層中的鹽分以堿性鹽為主，土壤呈強堿反應(pH>8.5)，且堿化度超過5%時為堿化土。當土壤表層中堿性鹽的堿化度超過20%時為堿土。。指土壤膠體吸附的交換性鈉離子Na+占陽離子交換量的百分數(shù)第4頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三我國鹽堿土的分布鹽堿土分布區(qū)：濱海鹽堿土區(qū)、華北鹽堿土區(qū)、西北半干旱鹽漬土區(qū)、西北干旱鹽堿區(qū)、東北鹽堿土區(qū)分布特點：

分布廣

面積大（3.3~3.8億畝）類型多第5頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三一、鹽堿土的形成過程成因：在降雨量小蒸發(fā)能力大的地區(qū)，可溶性鹽無法淋溶，在蒸發(fā)的作用下積聚在土壤中，導致土壤鹽漬化。（一）鹽土的形成過程1、自然條件對鹽土形成的影響(1)干旱的氣候條件1鹽土的形成是各種易溶性鹽類在土壤表層逐漸積累的過程第6頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三一些鹽生植物耐鹽力很強，根系發(fā)達，能從深層土壤或地下水中吸收大量的水溶性養(yǎng)分，死亡后，鹽分留在土壤表面。(2）生物的聚鹽作用第7頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三【地下水臨界深度】：

在生產上，一般把保證作物根層土壤不發(fā)生鹽漬化所要求的地下水最小埋深叫做臨界深度。地下水臨界深度m地下水礦化度g/L<22~55~10沙、輕壤土1.9~2.12.1~2.32.3~2.5中壤土1.5~1.71.7~1.91.9~2.1重壤粘土0.9~1.11.1~1.31.3~1.5土壤質地

高礦化度的地下水借毛管作用上升至地表，將鹽分聚集在地表，地下水礦化度越高，水位越高，土壤積鹽越嚴重。影響因素：土壤質地、地下水礦化度(3）較高的地下水位和礦化度第8頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三地形決定鹽分在不同地形部位斷面上的移動和再分布，鹽分隨地表水和地下水從高處往低處遷移，由于水分蒸發(fā)，鹽溶液逐漸濃縮，鹽類按其溶解度的不同逐漸分離，并沉淀在不同的地形部位上。

CaCO3—CaSO4—Na2SO4—MgSO4—NaCl從高到低鹽分沉淀順序:(4）低平的地形條件第9頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三含鹽母質會造成土壤原生鹽漬化；母質的機械組成影響鹽漬化，壤質和粉沙質土壤易于返鹽；母質的層次排列影響鹽漬化，土層中地下水之上有膠泥層時，可阻礙鹽分上升。(5）含鹽母質與土壤質地的影響第10頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三次生鹽漬化過程：是由于灌溉管理不當使地下水位升高，使一些非鹽漬化的土壤發(fā)生鹽漬化。2.人類活動對鹽漬土形成的影響1）排水不暢，灌溉水補給地下水，使地下水位升高2）大水漫灌串灌，抬高地下水位3）渠道滲漏，抬高渠道兩側的地下水位4）水旱插花種植，水田滲漏抬高旱田地下水位。地下水升高的原因：第11頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三是土壤膠體上交換性鈉離子的飽和度逐漸增高的過程。鹽化土壤在淋溶脫鹽時，鈣鹽和交換性鈣便不斷被淋洗，土壤交換性鈉離子逐步取代土壤膠體上交換性鈣、鎂離子而使土壤逐漸堿化。

NaCO3交換土壤膠體上的鈣和鎂離子的能力最強，因CaCO3和MgCO3沉淀析出，鈉可以完全置換交換性鈣、鎂離子，形成堿土。NaCl和Na2SO4置換膠體上鎂和鈣離子時，置換過程是可逆的，只有鈉離子量很大時，才能置換出部分鈣、鎂離子，形成堿土。鈉離子置換鈣鎂離子的方式：（二）堿土的形成過程堿土形成的實質堿土形成的過程第12頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三二、鹽堿土的分類與基本特征濱海鹽土改良作物紫花苜蓿濱海鹽土、草甸鹽土、沼澤鹽土、洪積鹽土、殘余鹽土及堿化鹽土六個亞類1、鹽土的分類（一）鹽土的分類與基本特征根據(jù)形成條件第13頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三陰離子相對含量陽離子相對含量Cl-/SO42-（Na++K+）/（Ca2++Mg2+）Ca2+／Mg2+>41~40.5~1<0.5氯化物類硫酸鹽—氯化物類氯化物—硫酸鹽類硫酸鹽類>21~21~2<1>1<1>1鈉鹽類鎂鈉鹽類鈣鈉鹽類鈣鎂鹽類可溶性鹽類對作物毒害程度次序：Na2CO3:NaHCO3:NaCl:Na2SO4=10:3:3:1對作物危害程度的比例：Na2CO3﹥MgCl2﹥NaHCO3﹥NaCl﹥CaCl2﹥MgSO4﹥Na2SO4鹽分組成：是指易溶性鹽的主要陰離子的相對含量或陽離子的相對含量。根據(jù)鹽分組成劃分第14頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三鹽化程度非鹽化土輕度鹽化土中度鹽化土重度鹽化土鹽土含鹽量g/kg<2.02.0~5.05.0~7.07.0~10.0>10作物狀況正常生長作物幼苗受危害能生長耐鹽作物作物生長不好作物生長差或不生長土壤鹽化的一般分級標準含鹽量：按照1米土層內所含可溶性鹽類占干土重的百分數(shù)來進行劃分。根據(jù)含鹽量高低劃分第15頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三2、鹽土的基本特征基本特征1）土壤中含大量可溶性鹽，一般含有較多的石灰質CaCO3，鹽分含量上多下少2）土壤呈微堿性反應，PH在7.5~8.5之間3）有機質含量較低4）土壤母質多為河流沉積物5）地下水位一般較高，底土層中出現(xiàn)潛育化指土壤長期滯水，嚴重缺氧，產生較多還原物質，使高價鐵、錳化合物轉化為低價狀態(tài)，使土體變?yōu)樗{灰色或青灰色的現(xiàn)象第16頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三堿化程度非堿化土輕度堿化土中度堿化土強化堿化土堿土堿化度﹤55~1010~1515~20﹥20按堿化度（鈉化率%）劃分1、堿土的分類（二）堿土的分類與基本特征第17頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三4、因土壤粘土礦物發(fā)生分解，使上層土壤聚積SiO2，土心聚積鐵、鋁、錳等3、土壤的物理性狀極為不良，吸附鈉離子的土壤膠體被高度分散，使土壤膠粒和CaCO3下移淀積成緊實的土層，濕漲干縮而產生垂直裂縫，形成柱狀結構的堿化層2、土壤呈強堿反應，PH在8.5以上1、土壤中易溶性鹽有明顯淋溶下移的現(xiàn)象，上部為淋溶層，以鈉鹽為主，中部為碳酸鈣淀積層，下部為鹽分聚積層。2、堿土的基本特征第18頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三三、鹽堿土的低產原因與作物的抗鹽性1、鹽堿土的低產原因1）高濃度鹽分使作物產生“生理干旱”：燒苗現(xiàn)象2）高濃度鹽分影響作物的養(yǎng)分代謝：妨礙養(yǎng)分吸收3）高濃度鹽分對作物產生毒性效應：高濃度氯離子使作物葉子產生“灼傷”使葉子邊緣干枯。4）強堿性會降低土壤養(yǎng)分的有效性5）惡化土壤物理和生物學性狀第19頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三排鹽類型：作物由根部吸收的鹽分經過葉面蒸騰或經過一定的分泌腺排出體外。2、作物的抗鹽性根據(jù)其適應的方式可分為：排鹽作物、拒鹽作物和積鹽作物第20頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三積鹽類型：作物將吸收的鹽分聚積在體內的某一部分，借助體內的親水膠體的特性來防止鹽害，并利用鹽類聚積產生的高滲透壓吸收水分。甜菜、菠菜拒鹽類型：作物具有旱生結構，借助旱生構造減少蒸發(fā)，減少對含鹽土壤溶液的吸收，以增加對鹽堿的抵抗能力。谷子、高粱等第21頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三習題名詞解釋：鹽化土、鹽土、堿化土、堿土、地下水臨界深度問答題：1、鹽土形成的因素有哪些？2、為什么鹽堿地的作物產量低？第22頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三四、鹽堿土的利用改良排除土壤中過多的鹽分，改善土壤的理化性狀，培肥土壤，低產田變高產田改良目的1、采取綜合措施，統(tǒng)一規(guī)劃，綜合治理2、采取排水洗鹽與培肥相結合的方法3、堅持利用與改良、防鹽與改鹽、治標與治本、水利與農林、改土與培肥五個“結合”改良原則“濱海中重度鹽堿地農作物種植技術集成與示范”項目——陳官屯鎮(zhèn)。建立包括春小麥、玉米、向日葵、苜蓿等在內20種耐鹽堿作物植物園，通過引種品比及配套集成技術試驗示范，篩選出適宜本地區(qū)中低產田種植的耐鹽植物品種及配套栽培技術，并在項目區(qū)示范推廣。開溝排水、灌水沖洗、井灌井排、放淤改良、種稻改良、耕作施肥改良、生物改良（植樹和種綠肥）、物理化學改良改良技術第23頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三1、開溝排水開溝排水方式：明溝排水、暗管排水、豎井排水開溝排水措施的主要作用：加速排出土壤和地下水中由洗鹽、灌溉和降雨所淋下的鹽分；及時排出澇水；控制地下水位于不致使土壤積鹽的深度；調節(jié)區(qū)域水文狀況，滿足作物對土壤水分、空氣、養(yǎng)分和溫度要求第24頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三明溝排水末級排水溝深以能把地下水位控制在臨界深度以下為宜，地下水臨界深度是擬定排水溝深度的主要依據(jù)臨界深度：根據(jù)毛管水上升高度和耕作層確定，一般毛管上升高度為0.7~0.8m；耕作層0.3~0.4m臨界深度一般為1.0~1.2m1）末級排水溝深度的確定第25頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三末級排水溝深度地下水臨界深度1.0-1.2m排水溝中部地下水位與排水溝內水位之差，0.2－0.4m排水溝排地下水時的設計水深，一般為0.2m末級排水溝深度計算公式第26頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三2、末級排水溝間距確定間距過大，地塊中間不宜脫鹽；間距過小，浪費土地、勞力和投資。兩排水溝中心線間的距離粘質土壤：溝深為1.2~2.1m時，單側脫鹽范圍約為溝深的80~100倍。輕質土壤：溝深為1.7~3.5m時，單側脫鹽范圍約為溝深的60~100倍；排水溝間距的確定根據(jù)排水溝深度和土壤質地確定。第27頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三鼠道排水暗管排水優(yōu)點：土地利用率高利于機械耕作使用年限長地下水位降低快脫鹽效果好第28頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三脫鹽層厚度：

根據(jù)作物根系的主要分布深度而定(60~100cm)脫鹽層允許含鹽量：決定于鹽分組成和作物苗期的耐鹽性。華北半濕潤地區(qū)：氯化物為：2~3g/kg；硫酸鹽3~4g/kg；西北干旱地區(qū)：氯化物5~7g/kg，硫酸鹽7~10k/kg灌水沖洗：把水灌到地里，使土壤中鹽分溶解于水中，通過水在土壤中的滲透，自上而下地把土壤中過多的可溶性鹽沖洗下去，并由排水溝排出。1）沖洗脫鹽標準：脫鹽層允許含鹽量和脫鹽層厚度2、灌水沖洗第29頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三2)沖洗定額按計劃沖洗脫鹽標準沖洗鹽分所需的水量（ｍ３/畝）沖洗前的土壤含水量與田間持水量的差額ｍ３/畝；沖洗定額(ｍ３/畝)計算公式：計劃沖洗層田間持水量(干土重)沖洗前計劃層內土壤含水量沖洗前計劃層內土壤含鹽量沖洗后計劃層內允許含鹽量排鹽系數(shù)，為１ｍ３沖洗水所能排走的鹽量在單位面積上使土壤達到沖洗脫鹽標準所需要的洗鹽水量第30頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三{井排}

就是鉆淺層機井抽取機井附近的淺層咸水使得地下潛水位下降；{井灌}就是抽取深層的地下淡水用作灌溉，同時淋失地表鹽分，以治理土地的鹽漬化。1、洗鹽速度快，脫鹽效率高；2、能降低地下水位，騰出地下庫容，增加土壤蓄水能力。3、抽咸補淡，加速地下水淡化，抽取淺層咸水，并通過渠道排出；抽取深層淡水灌溉，可使淺層地下水淡化特點：3、井灌井排第31頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三【放淤】：是指把含有泥沙的河水，引入事先筑好畦埂和進退水口建筑物的地塊，用減慢水流速度的辦法使淤泥沉淀下來，在地面上形成一層淤泥層。特點：1、放淤后在鹽堿地上形成深厚的淡土層，抬高地面，防止返鹽；2、可淋洗鹽分，使土壤脫鹽；3、淤水含大量粘粒和速效養(yǎng)分與有機質，可改善土壤理化性狀，提高土壤肥力。4、放淤改良第32頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三放淤方法：配套工程：畦田圍堰畦田面積：1.5~3.0ha；淤層厚度：0.3~0.5m放淤時間：河流水量豐富，泥沙含量大的季節(jié)進行。放淤定額：放淤達到計劃淤層厚度所需的總放淤量m3/畝1、動水漫灌放淤：邊放邊排，淤地快，質量差，用水多。2、圍堤靜水放淤：圍淤水于堤內，泥沙沉淀后，再排出表層清水。省水省工，質量好，但所需時間長。3、動水和靜水結合放淤：先動水漫灌放淤，到接近完成計劃淤層厚度時，再倒灌回淤，靜水沉積數(shù)次。速度快，質量好。第33頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三合理種植水稻是邊利用邊改良、改良與利用結合，收效較快的一項措施。稻田的淹灌可以淋洗鹽分，使土壤脫鹽。注意問題：1）健全灌排系統(tǒng)，要能灌能排。2）泡田洗鹽3）合理輪作。旱作可改善土壤通氣狀況，促進土壤養(yǎng)分轉化，提高土壤肥力。5、種稻改良第34頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三平整土地：提高田面水分均勻性，沖洗脫鹽效果好深耕深翻：疏松耕作層，提高土壤透水保水性能，加速土壤淋鹽，防治土表返鹽增施有機肥：改善土壤結構，形成團粒結構，減少蒸發(fā)促進淋鹽，抑制返鹽。6、耕作施肥改良第35頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三7、生物改良植樹造林的作用種植綠肥的作用1、改善農田小氣候，減少風速，減小蒸發(fā)，抑制返鹽；2、樹木根系具有生物排水作用；3、提供大量有機質；4、溝渠旁樹木具有固土護坡作用。1、減少地面水分蒸發(fā)，抑制土壤返鹽。2、根系能夠起到生物排水作用3、提供大量有機質；第36頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)滯害水稻土滯害水稻土：由于長期栽培水稻而形成的具由一定土壤特征和特性的土壤一、滯害水稻土的特征特征：具有潛育層潛育化過程：指土壤長期被水淹漬，通氣不良，處于嚴重缺氧狀態(tài)，有機質在嫌氣微生物作用下產生較多還原物質，使高價鐵、錳化合物轉化為低價狀態(tài)，使土體變?yōu)樗{灰色或青灰色的現(xiàn)象第37頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三水多水冷土溫低有機質難分解，缺乏有效養(yǎng)分土爛泥深結構差還原性有毒物質多低產原因二、滯害水稻土的低產原因第38頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三滯害水稻土的成因氣候因素：過多的降雨使土壤長期漬水地形地貌：在地面水和地下水匯集區(qū)，地下水位高造成漬水水文地質：山丘區(qū)有冷泉水溢出的稻田會長期處于漬水土壤質地：粘滯土透水性差，排水不良，也會處于漬水人為因素：稻田只灌不排長期蓄水滯害水稻土的類型貯漬型澇漬型潛漬型泉漬型鹽漬型酸漬型制定治漬措施依據(jù)總結：水多、水冷、土溫低三、類型和成因第39頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三滯害水稻土的類型貯漬型澇漬型潛漬型泉漬型鹽漬型酸漬型治漬措施開溝排水，降低地下水位，澇漬兼治設置排導泉水的工程開溝排水，改鹽治酸治漬措施干耕曬田，水旱輪作，合理施肥四、漬害水稻