本發(fā)明涉及表面活性劑在降低土壤鹽漬化中的應(yīng)用及方法,屬于鹽堿地治理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
土壤鹽漬化是指土壤底層或地下水的鹽分隨土壤孔隙中的毛管水上升到地表面,水分蒸發(fā)后,使鹽分積累在表層土中的過(guò)程;也指易溶性鹽分在土壤表層積累的現(xiàn)象或過(guò)程,也稱(chēng)鹽堿化。據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織及糧農(nóng)組織在2005年的不完全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,目前全世界鹽堿地的面積為8×103萬(wàn)公頃。就我國(guó)而言,鹽堿地所占的土地面積高達(dá)3.6×103萬(wàn)公頃。從東北平原到青藏高原,從西北內(nèi)陸到東部沿海都有鹽堿地的分布。在干旱、半干旱地區(qū),廣泛分布著現(xiàn)代積鹽過(guò)程所產(chǎn)生的鹽堿地;在干旱地區(qū)的山前平原、古河成階地和高原上,仍可見(jiàn)早期形成的各種殘余;在濱海地區(qū),由于受到海水浸漬的影響,分布著各種濱海鹽土和硫酸鹽鹽土。內(nèi)陸平原地區(qū)的鹽堿地主要分布在新疆的準(zhǔn)噶爾盆地、塔里木盆地、吐魯番盆地,甘肅的河西走廊,青海的柴達(dá)木盆地。在寧夏的銀川平原,內(nèi)蒙古河套平原,山西大同盆地、忻定盆地,汾渭河谷平地,河北的海河平原,東北的松嫩平原等也有連片的鹽堿地或零星分布的鹽堿地。
土壤鹽漬化問(wèn)題一直以來(lái)受到人們的廣泛關(guān)注,鹽堿土由于具有較高的ph值,含有鹽分,能影響植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收、引起植物組織受損、破壞土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)及改變其它理化性質(zhì)等不利因素,使植物的正常生長(zhǎng)發(fā)育受到抑制,甚至能導(dǎo)致植物萎焉或枯死。目前國(guó)內(nèi)外鹽堿地改良技術(shù)歸納起來(lái)大致可以分為:物理、化學(xué)、水利工程、生物四個(gè)方面。其中,物理改良技術(shù)主要是對(duì)鹽堿地平整地面、深耕垡土、及時(shí)松土、抬高地形、微區(qū)改土改良土壤結(jié)構(gòu),加速淋鹽,防治反鹽,例如cn200910074228.4、cn200810159999.9、cn201410430266.x等;化學(xué)改良技術(shù)是向土壤中施加化學(xué)改良劑(如石膏、磷石膏、亞硫酸鈣、過(guò)磷酸鈣)通過(guò)化學(xué)作用或代換作用降低土壤鹽含量。石膏、磷石膏、亞硫酸鈣、過(guò)磷酸鈣施入土壤后,可為土壤提供充足的可溶性鈣,將膠體復(fù)合體中鈉離子替換出來(lái),從而降低土壤的鹽含量,例如cn201410603005.3、cn201510995166.6等;水利工程改良技術(shù)是利用大量的淡水對(duì)鹽堿地進(jìn)行沖洗,使鹽堿土中的鹽分溶于水,然后通過(guò)地下管道排水,將鹽分帶出,從而降低土壤的含鹽量,例如cn201310331320.0、cn200510044210.1、cn89108061.9等;生物工程改良技術(shù)主要是通過(guò)在鹽堿土上種植耐鹽作物(如玉米)、種植耐鹽植物(如田菁)或投放微生物,使作物、植物、微生物吸收土壤中的鹽,從而降低土壤的含鹽量,例如cn200910074228.4、cn201310466328.8等。這些改良技術(shù)雖然能達(dá)到一定的改良效果,但改良時(shí)間長(zhǎng)且很難維持初期的改良效果,難以全面推廣。
目前,表面活性劑主要用于修復(fù)多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、重金屬等污染的土壤,如cn201510271339.x、cn201310423166.x、cn201010135665.5、cn201310153637.x等,尚無(wú)將表面活性劑作為降低土壤鹽漬土的改良劑的報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明公開(kāi)了表面活性劑在降低土壤鹽漬化中的應(yīng)用及方法,通過(guò)向土壤施加表面活性劑達(dá)到降低土壤鹽漬化的目的。其機(jī)理是:鹽堿土中的鹽分主要是由于地下水毛細(xì)上升作用所致,預(yù)防土壤鹽漬化,控制地下水毛細(xì)上升高度是關(guān)鍵;將表面活性劑施加到土壤中,利用表面活性劑顯著降低土壤毛細(xì)水上升高度的特性,使淺層地下水及土壤中鹽分不能通過(guò)土壤毛細(xì)水上升到土壤近表層及表面,從而達(dá)到降低土壤鹽漬化的目的。
本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
表面活性劑在降低土壤鹽漬化中的應(yīng)用,具體方法為:將表面活性劑配成濃度為其臨界膠束濃度的0.01~50倍的水溶液噴灑于土壤,或?qū)⒈砻婊钚詣┡c土壤直接混合;表面活性劑的施加量為0.001~0.15kg/m2。
所述表面活性劑包括非離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑、兩性表面活性劑或生物型表面活性劑;所述非離子型表面活性劑包括tween系列(tween20、tween21、tween40、tween60、tween61、tween65、tween80、tween81、tween85),tritonx系列(tritonx-100、tritonx-114、tritonx-305、tritonx-405),brij系列(brij30、brij35、brij58、brij98),壬基酚聚氧乙烯醚;所述陰離子型表面活性劑包括十二烷基硫酸鈉(c12h25oso3na),十二烷基苯磺酸鈉(c12h25c4h6so3na),十六烷基雙苯磺酸鈉(c16h33c12h7o(so3na)2),全氟辛酸(c7h15cooh),月桂醇聚醚硫酸鈉(c12h25(och2ch2)noso3na),二己基磺基琥珀酸鈉(c16h29nao7s),十二烷基醚硫酸鈉(c16h33nao6s),十六烷基二苯基醚二磺酸鈉(c28h40na2o7s2),雙(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉(c20h37nao7s),膽酸鈉(c24h39o5na),脫氧膽酸鈉(c24h39o4na);所述陽(yáng)離子型表面活性劑有十六烷基三甲基溴化銨(c16h33(ch3)3nbr),二癸基二甲基氯化銨(c22h48cln),十四烷基溴化吡啶;所述兩性表面活性劑有環(huán)脂肽、椰油酰胺丙基甜菜堿;所述生物型表面活性有皂素、鼠李糖脂、環(huán)糊精、烷基多苷。
應(yīng)用時(shí)采用的表面活性劑可以是同類(lèi)型表面活性劑中的一種或多種的混合,也可以是不同種類(lèi)表面活性劑之間的混合使用。
與傳統(tǒng)的物理改良技術(shù)、化學(xué)改良技術(shù)、水利工程改良技術(shù)、生物改良技術(shù)相比,本發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)是能達(dá)到較好的改良效果且能維持較長(zhǎng)的時(shí)間。此外,本發(fā)明操作簡(jiǎn)單,適用范圍廣。
具體實(shí)施方式
為了更好地說(shuō)明本發(fā)明所采用的方法,下面通過(guò)具體實(shí)例來(lái)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。應(yīng)當(dāng)指出的是,此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明,并不局限于以下實(shí)施例。
實(shí)施例1
有一含鹽量為8%的濱海鹽堿地5公頃,由于地下水含鹽量高,導(dǎo)致該區(qū)域鹽堿化加劇。將該區(qū)域一面積為8m2的鹽堿地八等分,編號(hào)為1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#。將十二烷基硫酸鈉(臨界膠束濃度為2.3g/l)配制成濃度梯度為0.023g/l、0.23g/l、2.3g/l、23g/l、46g/l、69g/l、92g/l、115g/l的溶液。在編號(hào)為1#、2#的土壤上分別噴灑50l濃度為0.023g/l、8l濃度為0.23g/l的十二烷基硫酸鈉溶液;3#、4#、5#、6#、7#、8#土壤則分別噴灑1l濃度為2.3g/l、23g/l、46g/l、69g/l、92g/l、115g/l的十二烷基硫酸鈉溶液,三個(gè)月后測(cè)得含鹽量分別為6.5%、6.2%、5.7%、5.2%、4.7%、4.4%、4%、3.8%;六個(gè)月后含鹽量分別為6.1%、5.8%、5.4%、4.8%、4.3%、3.6%、3%、2.6%。
實(shí)施例2
有一含鹽量為8%的濱海鹽堿地5公頃,由于地下水含鹽量高,導(dǎo)致該區(qū)域鹽堿化加劇。將該區(qū)域一面積為4m2的鹽堿地等分為四份,編號(hào)為1#、2#、3#、4#。將質(zhì)量為0.001kg、0.01kg、0.1kg、0.15kg的十二烷基硫酸鈉固體和十二烷基苯磺酸鈉固體的混合物(質(zhì)量比1:1)分別撒在對(duì)應(yīng)編號(hào)的土壤上,再翻土以使施加的十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉固體的混合物在土壤中分配均勻,最后再澆一定量的水于土壤表面,一個(gè)月后測(cè)得含鹽量依次為6.3%、5.7%、5.3%、4.8%,三個(gè)月后測(cè)得含鹽量依次為5.8%、5.3%、4.6%、4%。
實(shí)施例3
有一含鹽量為8%的濱海鹽堿地5公頃,由于地下水含鹽量高,導(dǎo)致該區(qū)域鹽堿化加劇。將該區(qū)域一面積為4m2的鹽堿地等分為四份,編號(hào)為1#、2#、3#、4#。將質(zhì)量為0.001kg、0.01kg、0.1kg、0.15kg的十六烷基三甲基溴化銨固體均勻撒在對(duì)應(yīng)編號(hào)的土壤上,再翻土以使施加的十六烷基三甲基溴化銨在土壤中分配均勻,最后再澆一定量的水于土壤表面,一個(gè)月后測(cè)得含鹽量依次為6.4%、5.6%、5.5%、4.6%,四個(gè)月后測(cè)得含鹽量依次為5.7%、5.1%、4.5%、4%。
實(shí)施例4
有一含鹽量為8%的濱海鹽堿地5公頃,由于地下水含鹽量高,導(dǎo)致該區(qū)域鹽堿化加劇。將該區(qū)域一面積為4m2的鹽堿地等分為四份,編號(hào)為1#、2#、3#、4#。將質(zhì)量為0.001kg、0.01kg、0.1kg、0.15kg的皂素固體均勻撒在對(duì)應(yīng)編號(hào)的土壤上,再翻土以使施加的皂素在土壤中分配均勻,最后再澆一定量的水于土壤表面,兩個(gè)月后測(cè)得含鹽量依次為6.2%、5.6%、5.1%、4.6%,四個(gè)月后測(cè)得含鹽量依次為5.7%、5%、4.5%、4.1%。
實(shí)施例5
有一含鹽量為8%的濱海鹽堿地5公頃,由于地下水含鹽量高,導(dǎo)致該區(qū)域鹽堿化加劇。將該區(qū)域一面積為4m2的鹽堿地等分為四份,編號(hào)為1#、2#、3#、4#。將質(zhì)量為0.001kg、0.01kg、0.1kg、0.15kg的由五種表面活性劑(十二烷基硫酸鈉、tritonx-100、十六烷基三甲基溴化銨、椰油酰胺丙基甜菜堿、環(huán)糊精)等量混合組成的混合物與對(duì)應(yīng)編號(hào)的土壤均勻混合,最后再澆一定量的水于土壤表面,三個(gè)月后測(cè)得含鹽量依次為6.4%、5.6%、4.8%、4.2%,五個(gè)月后測(cè)得含鹽量依次為5.9%、5%、4.2%、3.6%。
實(shí)施例6
有一含鹽量為8%的濱海鹽堿地5公頃,由于地下水含鹽量高,導(dǎo)致該區(qū)域鹽堿化加劇。將該區(qū)域一面積為4m2的鹽堿地等分為四份,編號(hào)為1#、2#、3#、4#。將質(zhì)量為0.001kg、0.01kg、0.1kg、0.15kg的tween80分別與對(duì)應(yīng)編號(hào)的土壤均勻混合,最后再澆一定量的水于土壤表面,三個(gè)月后測(cè)得含鹽量依次為7.4%、6.6%、5.3%、4.5%,五個(gè)月后測(cè)得含鹽量依次為6.5%、5.6%、4.4%、3.8%。
實(shí)施例7
有一含鹽量為8%的濱海鹽堿地5公頃,由于地下水含鹽量高,導(dǎo)致該區(qū)域鹽堿化加劇。將該區(qū)域一面積為4m2的鹽堿地等分為四份,編號(hào)為1#、2#、3#、4#。將質(zhì)量為0.001kg、0.01kg、0.1kg、0.15kg的椰油酰胺丙基甜菜堿分別與對(duì)應(yīng)編號(hào)的土壤均勻混合,最后再澆一定量的水于土壤表面,三個(gè)月后測(cè)得含鹽量依次為6.9%、6.1%、5.6%、4.5%,四個(gè)月后測(cè)得含鹽量依次為6.4%、5.6%、4.7%、3.6%。