本发明属于环保型资源综合利用领域，涉及一种将盐碱地改良成海绵田的方法。
背景技术：
当前全世界有盐碱地143亿亩，中国5.2亿亩，山东1620万亩，黄河三角洲500万亩。我国的内陆盐碱土主要分布在东北、华北、西北等地，包括河北，山东，黑龙江，吉林，辽宁，江苏，新疆，内蒙，甘肃等省。滨海盐碱地主要分布在1800公里海岸线，特别是天津、辽、鲁，苏，浙，闽等地沿海区。城市盐碱区，主要有天津、东营、滨洲、德州、聊城、沧州、黄骅、任丘、大庆、盘锦等市。
盐碱地的土是一种因含盐量过多或强碱性，而“生了病”的土壤。盐碱地分级指标如下：轻度盐化土，土壤含盐量0.1～0.2%；中度盐化土，土壤含盐量0.2～0.4%；重度盐化土，土壤含盐量0.4～0.6%（我国大多数以30厘米土壤耕层来计算含盐量）。衡量盐碱地的另一指标是酸碱度，即pH值，一般以7.5为中性，＜7.0为微酸性，＞7.5为微碱性。
盐碱土中可溶盐类对植物的危害以碳酸钠最为厉害，氯化钠次之，氯化镁、氯化钙和氯化钾又次之，碳酸氢钠和硫酸钠毒害较轻。对于盐碱地的改良目前大体有如下几类：
1、物理改良：（1）平整地面：留一定坡度，挖排水沟，以便灌水洗盐；（2）深耕晒垡：凡质地粘重、透水性差结构不良的土地，特别是原台盐碱荒地，在雨季到来之前进行翻耕，能疏松表土增强透水性，阻止水盐上升；（3）及时松土：松土能保持良好墒性，控制土壤盐分上升；（4）封底式客土抬高地面和地上花盆式客土抬高地面；（5）微区改土，大穴整地，植树时先将塑料薄膜隔离袋置树穴中添以客土；有时在树穴内铺隔盐层，通过铺粗砂、炉灰渣、锯屑、碎树皮、马粪或麦糠等然后填以客土。
2、水利改良：（1）蓄淡压盐：在盐土周围筑存降水，促使土壤脱盐；（2）灌水洗盐：降水条件较好的地区，在田内灌水洗盐，可加快土壤脱盐速度；（3）大穴客土，下部设隔离层和渗管排盐；分为两种形式，一是用水泥渗漏管或塑料渗漏管，埋地下适宜深度排走溶盐；二是挖暗沟排盐，沟内先铺鹅卵石，然后盖粗砂与石砾或铺未烧透的稻糠壳灰，然后填土。
3、化学改良：（1）对盐碱土增施化学酸性废料过磷酸钙，可使pH值降低，同时磷元素能提高树木的抗性；施入适当的矿物性化肥，补充土壤中氮、磷、钾、铁等元素的含量，有明显的改土效果。（2）施用大量有机质，如：腐叶土、松针、木屑、树皮、马粪、泥炭、醋渣及有机垃圾等。
4、生物改良：种植耐盐的绿肥和牧草，如田菁、草木樨、紫花苜蓿等，对盐土改良有积极作用。降低绿化成本，加快绿化速度，提高美化效果，是评价盐碱地区绿化工程效果的主要指标。在这其中生物改碱投资最小，但见效慢，美化效果差；封底式客土抬高地面和地上花盆式客土抬高地面措施，虽然见效快、绿化美化效果好，但投资太高；大穴整地、淡水洗盐工程措施，成本低，见效较快、绿化美化效果好，是街道绿化和住宅区绿化的好办法；大穴客土，下部设隔离层和渗管排盐，见效快，客土持续时间长，绿化美化效果好，成本相对较底，值得推广。
一切改良土壤的措施都是相辅相成的，所以在改良盐土时不能只用单一方法，应着眼于综合开发；另一方面，不是所有的改土措施都等量齐观，而要因地制宜，有主有辅。而在众多的改土措施中，关键的是遵循水盐运动的规律，培肥地力，保持客土的长效，做好水的文章，合理灌溉，有效排水，减少迳流，增加重力水，切断毛管水。
一般认为，盐碱地的危害主要是由于土壤内大量盐分的积累，引起一系列土壤物理性状的恶化：结构粘滞，通气性差，容重高，土温上升慢，土壤中好气性微生物活动性差，养分释放慢，渗透系数低，毛细作用强，更导致表层土壤盐渍化的加剧。有专家研究是赞同一系列土壤物理性状恶化这一后果，但不赞同把起因简单归咎于盐分的积累。事实上，无土栽培和水培所使用的营养液都接近中度盐碱地的盐分，因此，盐分并非盐碱地的首恶，盐碱地的治理、改良中盐分并非首要指标，更重要的是酸度和物理性状。目前的研究结果是盐碱地的改良首要的是消除碱性及其代表性物质碳酸钠和改善土壤的物理性状，辅以适量形态的有机物。
技术实现要素：
基于上述研究结果，本发明提供一种将盐碱地改良成海绵田的方法，从而达到膨松土壤、改善通气性，降低容重、增强土壤中好气性微生物活动、提高渗透系数、阻断毛细等作用，杜绝表层土壤盐渍化。
本发明通过下列技术方案实现：一种将盐碱地改良成海绵田的方法，包括下列各步骤：
（1）选定一片盐碱地，用网格法对土壤布点取样和缩分；
（2）检测步骤（1）所述土壤，根据每千克土壤的浸出液滴定至中性时所需硫酸滴定量，按下列公式计算湿法活性炭中硫酸的存留量，取含有相应硫酸量的湿法活性炭：
存留量=666×0.3×土壤比重×硫酸滴定量/拟用湿法活性炭量；
（3）在待处理的盐碱地中布置并挖掘干沟、支沟和毛沟以构成排水系统，每一百亩地垄一圈高20厘米的围埂；其中，支沟和毛沟均为地面30cm以下的暗沟，填以沙石；
（4）将步骤（2）含有相应硫酸量的湿法活性炭和膨化秸秆均匀撒布在步骤（3）的盐碱地表面，再将盐碱地翻耕30厘米深，然后堵住干沟，用水漫灌，漫灌期间用旋耕机进行细耕一次，三天后将漫灌之水排掉；
（5）间隔半个月后，堵住干沟，再将盐碱地用水漫灌，漫灌期间用旋耕机进行细耕一次，三天后将漫灌之水排掉，即完成将盐碱地改良成海绵田。
所述步骤（2）的湿法活性炭是按下列方法制得：
a、将生物质原料或有机物原料粉碎至5～400目，得生物质或有机物粉末；
b、按步骤a生物质或有机物粉末与酸溶液的重量比为1:（2～100），将步骤a所得生物质或有机物粉末与酸溶液混合，并在20～160℃下反应1～36小时，得到反应物；
c、将步骤b所得反应物经固液分离得到固体产物和滤液，用水反复洗涤固体产物直至固体产物中硫酸含量等于存留量，再经沥干，即得到湿法活性炭。
所述步骤a中生物质原料是植物和农业剩余物，如秸秆、甘蔗渣、糠醛渣、果壳果仁、竹木下脚料、纤维素废料等。
所述步骤a中有机物原料是含碳化合物或碳氢化合物及其衍生物的有机物或其废料，如废旧布头、石油下脚料、糖、淀粉、有机废料等。
所述步骤b的酸溶液是浓度为60wt%以上的硫酸或工业废酸，工业废酸如废硫酸、烷基化废硫酸、钛白废酸、酸洗废酸等。
所述步骤（4）湿法活性炭的施用量为干基0.4～1吨/亩，膨化秸秆的施用量为干基2～5吨/亩。
所述步骤（4）的海绵田于当季种植对有机质要求不高的作物，到第二季膨化秸秆大部分转化为腐植质，开始正常种植。
本发明是用湿法活性炭所吸附的适度硫酸与土壤中的碳酸盐反应消除碱性，再配以疏松、多孔、易发酵的膨化秸秆，均匀撒布后深翻，两次清水漫灌细耕即可达到改良效果。
其中，湿法活性炭既有普通活性炭的高比表面积和高吸附容量，又有其独有的高保水保肥和缓释能力，吸水率最高可高达20倍。在对吸附了饱和硫酸铵的湿法活性炭淋洗试验中，每次用一倍量的清水自然淋洗，到第二十遍时，仍可以检出硫酸根，说明其缓释效果稳定可靠。另一试验是在湿法活性炭上覆盖5厘米土壤，然后在阳光下曝晒15天，检测湿法活性炭的水分，还在42%，说明其抗毛细管作用很强。膨化秸秆容重0.1，比表面积300～500m2，碘吸附值250～400，发酵速度是普通秸秆的3～5倍，基本当年完成发酵。在转化为腐植质之前，其物理形态和特性对于土壤物理性状能起到积极作用。
本发明中以30厘米翻耕量计算，湿法活性炭加膨化秸秆的表观体积约为耕土量的10～25%，重量约为耕土量的1～2.5%，成本相当于良田2～5年的土地租金。
本发明的有益效果是：本发明所使用的湿法活性炭和膨化秸秆，在某种程度上类似于功能性“客土”，在一些客土资源有限的地方，可以很好地解决客土的来源问题。本发明对于绝大部分盐碱地只需用淡水漫灌两遍，属于节水型，在一些淡水资源短缺的地区，可以在水的使用量较少的情况下完成盐碱地的改良，是一种与众不同并且使用科学处理过的农作物废弃物进行改良的方法。
目前的改良措施基本着眼于降低盐分，降低酸度，没有同时兼顾土壤物理性状的调节，少部分提出施用秸秆或绿草还田的，也没有考虑到在高盐、高碱、通气性很差的盐碱地里，秸秆的腐殖化系数远低于正常的0.3，完全分解时间会长达5～10年。本发明对于盐碱地的改良是用含有设定硫酸值的湿法活性炭消除碱性及其代表性物质碳酸盐，并利用湿法活性炭具有的高吸附性、高孔隙通透性、高保水保肥性、永不变质的长效性，改善土壤的物理性状，辅以适量容易转化为腐植质的且具有较好吸附性能的膨化秸秆，从而达到膨松土壤、改善通气性，降低容重，增强土壤中好气性微生物活动，增加可吸收有机质，提高渗透系数，阻断毛细作用，杜绝表层土壤盐渍化。
由于本发明方法中湿法活性炭永不变质的长效性，改良后的土壤较难重新退化为盐碱地，这一优点是其它方法不易做到的。本发明虽然一次性投入稍大，约达到良田2～5年的租金，但因为一次性改良成功，第二季即开始产生效益，并且改良后的土壤不易重新退化为盐碱地。而其它方法大部分改造时间长达五年，所以只要从五年以上的角度来看，本发明反而是最经济的。
本发明将令政府和农民头疼的废弃物秸秆转变为本发明所需湿法活性炭和膨化秸秆，并利用其针对性的优异特性，来改良盐碱地，属于目前最科学有效的秸秆还田。本发明不抵触、不排斥其它改良方法，可结合其它方法实现更有效的改良。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
（1）选定一片盐碱地，用网格法对土壤布24点取样和缩分；
（2）检测步骤（1）所述土壤，根据每千克土壤的浸出液滴定至中性时所需硫酸滴定量，按下列公式计算湿法活性炭中硫酸的存留量，取含有相应硫酸量的湿法活性炭：
存留量=666×0.3×土壤比重×硫酸滴定量/拟用湿法活性炭量=90%；
所述湿法活性炭是按下列方法制得：
a、将秸秆、甘蔗渣和糠醛渣粉碎至5～400目，得生物质粉末；
b、按步骤a生物质粉末与酸溶液的重量比为1:2，将步骤a所得生物质粉末与浓度为60wt%以上的硫酸混合，并在160℃下反应1小时，得到反应物；
c、将步骤b所得反应物经固液分离得到固体产物和滤液，用水反复洗涤固体产物直至固体产物中硫酸含量等于存留量，再经沥干，即得到湿法活性炭。
（3）在待处理的盐碱地中布置并挖掘干沟、支沟和毛沟以构成排水系统（一干、二支、六毛沟），每一百亩地垄一圈高20厘米的围埂；其中，支沟和毛沟均为地面30cm以下的暗沟，填以沙石；
（4）按湿法活性炭的施用量为干基0.4～1吨/亩，膨化秸秆的施用量为干基2～5吨/亩，将步骤（2）含有相应硫酸量的湿法活性炭3.6t（干基0.36t）和膨化秸秆2.7t（干基3.375t）均匀撒布在步骤（3）的盐碱地表面，再将盐碱地翻耕30厘米深，然后堵住干沟，用水漫灌，漫灌期间用旋耕机进行细耕一次，三天后将漫灌之水排掉；
（5）间隔半个月后，堵住干沟，再将盐碱地用水漫灌，漫灌期间用旋耕机进行细耕一次，三天后将漫灌之水排掉，即完成将盐碱地改良成海绵田。一个月后再次用网格法布24点取样，分析检测各项目结果见表1、表2。
实施例2
（1）选定一片盐碱地，用网格法对土壤布24点取样和缩分；
（2）检测步骤（1）所述土壤，根据每千克土壤的浸出液滴定至中性时所需硫酸滴定量，按下列公式计算湿法活性炭中硫酸的存留量，取含有相应硫酸量的湿法活性炭：
存留量=666×0.3×土壤比重×硫酸滴定量/拟用湿法活性炭量=48%；
所述湿法活性炭是按下列方法制得：
a、将石油下脚料和有机废料粉碎至5～400目，得有机物粉末；
b、按步骤a生物质或有机物粉末与酸溶液的重量比为1:100，将步骤a所得有机物粉末与浓度为60wt%以上的工业废酸混合，并在20℃下反应36小时，得到反应物；
c、将步骤b所得反应物经固液分离得到固体产物和滤液，用水反复洗涤固体产物直至固体产物中硫酸含量等于存留量，再经沥干，即得到湿法活性炭。
（3）在待处理的盐碱地中布置并挖掘干沟、支沟和毛沟以构成排水系统（一干、二支、六毛沟），每一百亩地垄一圈高20厘米的围埂；其中，支沟和毛沟均为地面30cm以下的暗沟，填以沙石；
（4）按湿法活性炭的施用量为干基0.4～1吨/亩，膨化秸秆的施用量为干基2～5吨/亩，将步骤（2）含有相应硫酸量的湿法活性炭9t（干基0.9t）和膨化秸秆5.625t（干基4.5t）均匀撒布在步骤（3）的盐碱地表面，再将盐碱地翻耕30厘米深，然后堵住干沟，用水漫灌，漫灌期间用旋耕机进行细耕一次，三天后将漫灌之水排掉；
（5）间隔半个月后，堵住干沟，再将盐碱地用水漫灌，漫灌期间用旋耕机进行细耕一次，三天后将漫灌之水排掉，即完成将盐碱地改良成海绵田。一个月后再次用网格法布24点取样，分析检测各项目结果见表1、表2。
对照例：实施例1和2使用的盐碱地原土。
试验例1：
称取130kg盐碱地原土置于反应槽中，向反应槽中加入0.5kg干基量的湿法活性炭（硫酸含量48%）和2.5kg干基量的膨化秸秆，实称5.0kg和3.1kg，然后加入100kg清水，开启电动搅拌，搅拌30分钟，将水放出，再加入80kg清水，再搅拌30分钟，浸泡6小时后将水放光。再在100×65厘米的木框中铺平，一个月后用网格法扦取16个样，混合均匀，约1000g，缩分至200g左右，分析检测各项目结果见表1、表2。
试验例2：
称取130kg盐碱地原土置于反应槽中，向反应槽中加入0.2kg干基量的湿法活性炭（硫酸含量90%）和1kg干基量的膨化秸秆，实称2kg和1.25kg，然后加入100kg清水，开启电动搅拌，搅拌30分钟，将水放出，再加入80kg清水，再搅拌30分钟，浸泡6小时后将水放光。再在100×65厘米的木框中铺平，一个月后用网格法扦取16个样，混合均匀，约1000g，缩分至200g左右，分析检测各项目结果见表1、表2。
试验例3：
称取130kg盐碱地原土置于反应槽中，向反应槽中加入0.5kg干基量的湿法活性炭（硫酸含量47%）和1kg干基量的膨化秸秆，实称5kg和1.25kg，然后加入100kg清水，开启电动搅拌，搅拌30分钟，将水放出，再加入80kg清水，再搅拌30分钟，浸泡6小时后将水放光。再在100×65厘米的木框中铺平，一个月后用网格法扦取16个样，混合均匀，约1000g，缩分至200g左右，分析检测各项目结果见表1、表2。
试验例4：
称取130kg盐碱地原土置于反应槽中，向反应槽中加入0.2kg干基量的湿法活性炭（硫酸含量90%）和2.5kg干基量的膨化秸秆，实称2kg和3.1kg，然后加入100kg清水，开启电动搅拌，搅拌30分钟，将水放出，再加入80kg清水，再搅拌30分钟，浸泡6小时后将水放光。再在100×65厘米的木框中铺平，一个月后用网格法扦取16个样，混合均匀，约1000g，缩分至200g左右，分析检测各项目结果见表1、表2。
表1 土壤性状
表2 土壤成分
从表1和表2的检测数据看，试验例1～4以及实施例1～2的改良效果均非常明显。实施例1和实施例2大田的检测数据普遍较试验例1～4的模拟试验略低属正常现象，因大田存在深层浸透和翻耕深浅不均的情况。