一种红薯育种水旱轮耕轮种田地改造方法及所用浆料与流程

1.本发明属于农业技术领域，尤其是一种红薯育种水旱轮耕轮种田地改造方法及所用浆料。


背景技术：

2.目前，中国黄河中下游流域，尤其是黄泛区的田地，地表多为保水性差的沙土质耕土，沙土质耕土紧邻的为沙土层，沙土层之下为（流）沙层，这种田地一方面涵养水分能力差、漏水严重，另一方面旱情发生时受土层性质及结构的影响将下层的水分（土层内毛细管现象）向上输送维持上部土层墒情的能力也差。受所处地理位置的气候条件限制，红薯育种普遍在设施农田（如大棚）中进行，此种设施田地虽然克服了气候条件的影响达到红薯育种的目的，但起苗后，因受土层性质和结构的限制仍只能种植旱作物，因设施农田自身特点（一次性投资大、可置换性差），田地轮番育种造成作物重茬造成的病虫害寄生严重，重茬后所育红薯苗直接被病虫害感染，造成红薯苗后期成长过程中存在病虫害严重、过量施用农药（农药残留严重）的不良现象。另外，现有农田改造材料如湿磷石膏、酸性的农田改造材料对这种黄泛区田地（流沙层性能和结构不能有效的固沙）达不到节水、保墒的效果。若能提供一种田地改造方法及所用料浆、使红薯育苗设施田地（大棚）可进行水旱轮耕轮种、减少或避免病虫害寄生，克服红薯种苗因重茬受病虫害感染的现象，达到减少红薯成长过程中病虫害、和农药使用的效果和目的的同时，还可增加设施农田种植水稻的收入。对提高红薯种苗的质量、食品安全、增加设施农田的经济和社会效益均有积极意义。


技术实现要素：

3.本发明的目的是：针对上述情况及现有技术之缺陷，提供一种使红薯育苗田地可进行红薯育种（苗）、水稻及旱作物轮耕轮种的、通过水旱轮耕轮种减少或避免田地病虫害寄生现象的、可减少红薯种苗因重茬而发生的病虫害感染现象的，减少红薯成长过程中病虫害的、进而避免农药过量使用的、尤其适用于黄河中下游流域尤其是黄泛区田地的特性的一种红薯育种水旱轮耕轮种田地改造方法及所用料浆。
4.本发明的技术方案为：提供了一种红薯育种水旱轮耕轮种田地改造方法，方法和步骤为：步骤一：对红薯育种用设施田地进行平整使该田地满足红薯育种和水稻种植的平整度要求，对红薯育种用设施田地进行勘探、测量、判断土层构造，测得耕土层的厚度、沙土层的厚度及耕土地表面到沙层的距离；步骤二：在红薯育种用设施田地钻出多排注浆孔，每排注浆孔由多个垂直向下的注浆孔孔组成，每个注浆孔的孔底位于沙层之内且与沙土质耕土表面的距离不小于1000mm，每个注浆孔之间的距离与每排注浆孔之间的距离均不小于注浆孔深度的2.5倍；步骤三：用压注设备将田地改造用料浆压注到红薯育种用设施田地之下的沙层内，田地改造用料浆为由农田改造粉料与递质剂水一起搅拌、混匀制成的浆状材料，农田改
造粉料由转炉钢渣细粉与沙土粉混合、均质而成，农田改造粉料中沙土粉的质量含量不大于40%，余量为转炉钢渣细粉，沙土粉的粒度不大于0.25mm，转炉钢渣细粉的粒度不大于0.075mm，转炉钢渣细粉中金属铁的质量含量不大于3%；步骤四：田地改造用料浆在沙层内静置、渗水、硬化的时间不少于48小时。
5.本发明的有益效果是：本发明通过非开挖式的注浆方法，在沙质耕土层之下的沙层内利用田地改造用料浆构造出可有效的减少沙土田地渗水漏水现象、并能提高旱情发生时将耕土层下的水分向上输送（土层内毛细管现象）维持上部土层的墒情能力的毛细管网构造，达到使红薯育种田地可进行水旱轮耕轮、避免红薯苗因重茬造成的病虫害感染的效果和目的。本发明采用能就地取材的沙土和转炉钢渣细粉作为原材料，具有转炉钢渣固废资源化、原材料易得易取、成本低廉的优点。更重要的是，在水旱轮耕作业过程中，在水稻种植成长阶段，稻田地内的积水使旱作物的病虫害淹死（缺氧闷死），稻田地内的积水也可使旱地容易生长的草相不能生长，减少作物的草害。本发明简单、有效、可靠，对提高红薯种苗的质量、食品安全、增加设施农田的经济和社会效益均有积极意义。
6.图1为本发明的田地改造前的土层结构示意图。
7.图2为本发明的田地改造后的土层结构示意图。
8.其中：1为耕土层；2为耕土层之下的沙土层；3为流沙层；4为注过浆的流沙层。
具体实施方式
9.以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
10.由图1至图2给出，本发明提供了一种红薯育种水旱轮耕轮种田地改造方法，方法和步骤为：步骤一：对红薯育种用设施田地进行平整使该田地满足红薯育种和水稻种植的平整度要求，对红薯育种用设施田地进行勘探、测量、判断土层构造，测得耕土层的厚度、沙土层的厚度及耕土地表面到沙层的距离；步骤二：在红薯育种用设施田地钻出多排注浆孔，每排注浆孔由多个垂直向下的注浆孔孔组成，每个注浆孔的孔底位于沙层之内且与沙土质耕土表面的距离不小于1000mm，每个注浆孔之间的距离与每排注浆孔之间的距离均不小于注浆孔深度的2.5倍；步骤三：用压注设备将田地改造用料浆压注到红薯育种用设施田地之下的沙层内，田地改造用料浆为由农田改造粉料与递质剂水一起搅拌、混匀制成的浆状材料，农田改造粉料由转炉钢渣细粉与沙土粉混合、均质而成，农田改造粉料中沙土粉的质量含量不大于40%，余量为转炉钢渣细粉，沙土粉的粒度不大于0.25mm，转炉钢渣细粉的粒度不大于0.075mm，转炉钢渣细粉中金属铁的质量含量不大于3%；步骤四：田地改造用料浆在沙层内静置、渗水、硬化的时间不少于48小时。
11.实施例一：本发明所用转炉钢渣细粉中金属铁的质量含量不大于3%，全铁含量不得大于10%，按此要求备取粒度不大于0.075mm的且全铁含量为6.8%的钢转炉钢渣细粉将4.5吨，备取1.5吨粒度不大于0.25的沙土粉、1800千克的递质剂水，在搅拌式制浆机中搅拌成稀稠均匀的、流动性适当的田地改造用料浆（总重计约7.8吨）。
12.对红薯育种（大棚田）田地（东西长80米、南北宽16米）进行平整使该田地坡度不大于0.25%满足水稻种植的蓄（积）水要求也满足红薯育种排（积）水要求，在田地边角区域最
低处挖深3米直径250mm的拍涝井。钻探取样测定沙层的孔隙率及土层的特性，沙层的孔隙率为34%（注：孔隙率与沙层的粒度组成、堆积状态有关，并以此孔隙率此为依据理论计算单位土地面积的田地改造用料浆的数量，土壤力学性质与土层的结构有关，以此为依据通过理论分析，可估算并确定田地改造用料浆的压注压强以及每个注浆孔之间的距离），耕土地表面到沙层的最大距离为1.1米。据此注浆孔的深度1.2m，相邻注浆孔之间的间距为3.0m，每排注浆孔的距离为3.0米，田地改造用料浆的压注压强为2.0mpa，然后将注浆机连接好，将压注管插入到注浆孔内（图2），将压注机的压注压强、压注时间、注浆量调到适当值并完成每个注浆孔的注浆作业。在本实施例一中，农田改造粉料在递质剂水的带动下充填到沙层内的孔隙中，注浆作业停止后，田地改造用料浆中的递质剂水在静置状态时向下渗出，最终农田改造粉料以（湿）固态形式残留在沙土内的孔隙或裂隙内，在沙层原有的孔隙形成由农田改造钢渣粉体材料中构成的毛细管网构造，一方面农田改造粉料堵塞了沙层内的宏观渗水（或淋水）通道，另一方面田地改造用料浆形成了在旱情发生时可将耕土层下的水分向上输送维持上部耕土层墒情能力的构造（即晚上蒸发小时、毛细管的虹吸能力使上层土返潮）。最后将压注管拔出，静置渗水时间达到28小时，改造过的田地可正常进行农事活动如翻耕等。在本实施例一中，设施农田立春前土地翻耕、立春开始红薯育种作业至谷雨前后起苗（期间，设施农田的塑料薄膜顶闭盖、侧墙通风等调节控制使棚内温度适当）；起苗后土地翻耕施肥、立夏前直播水稻，水稻出苗后择机蓄（积）水进入正常的水稻作业管理（期间，设施农田的透明薄膜顶敞开或侧墙通风避免温度过高），白露前收割水稻；白露播种菠菜立冬前后收割波菜（期间，设施农田的塑料薄膜顶闭盖、侧墙避风等调节控制保持棚内温度适当），次年立春前休养、翻耕田地。在实施例一中，同样的地块同样的管理，采用水旱轮耕重茬育种的红薯苗移栽生长成熟后随即抽查60多颗红薯中未发现茎线虫病，旱作重茬育种的红薯苗移栽生长成熟后随即抽查60多颗红薯中发现4例茎线虫病，所种的某水稻品种折合亩产稻谷1280斤稻谷，（按水稻模式作业管理的某旱稻品种折合亩产1070斤稻谷），收割菠菜折合亩产4680斤。在本实施例一中，每亩地消耗约4吨浆料（约3吨农田改造粉料）。
13.在实施例一中，在静置渗水及其之后的时间内，压注到沙层孔隙内的农田改造粉料在静置状态下发生固化反应将流沙层内的沙粒固定（避免沙层中水涨、水落的淘析作用，这种作用使沙层不能密实抗漏），如转炉钢渣粉中的硅酸三钙、硅酸二钙缓慢发生的水化固结，再如转炉钢渣粉中水化后的硅酸三钙、硅酸二钙与沙土中可溶性硅、铝酸盐中的离子如al (0h)
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、sio
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、al (oh）
4－
等一起发生胶凝材料的固化反应生成不溶性的硅（铝 ）酸钙矿物。与此同时，递质剂水渗出后的空隙形成了毛细管状的网状结构保留在沙层中，起到持续减少或克服沙层内的宏观渗水（或淋水）的效果，以及在旱情发生时毛细管虹吸力使耕土层返潮增墒情的效果，使田地具备水旱作物轮耕轮种的需求。
14.上述技术方案与实施例一表明，本发明通过非开挖式的注浆方法，在沙质耕土层之下的沙层内利用田地改造用料浆构造出可有效的减少沙土田地渗水漏水现象、并能提高旱情发生时将耕土层下的水分向上输送（土层内毛细管现象）维持上部土层的墒情能力的毛细管网构造，达到了使红薯育种田地可进行水旱轮耕轮、避免红薯苗因重茬造成的病虫害感染的效果和目的。本发明采用能就地取材的沙土和转炉钢渣细粉作为原材料，具有转炉钢渣固废资源化、原材料易得易取、成本低廉的优点。更重要的是，在水旱轮耕作业过程中，在水稻种植成长阶段，稻田地内的积水使旱作物的病虫害淹死（缺氧闷死），稻田地内的
积水也可使旱地容易生长的草相不能生长，减少作物的草害。本发明简单、有效、可靠，对提高红薯种苗的质量、食品安全、增加设施农田的经济和社会效益均有积极意义。
15.上文描述不是对本发明权利要求的限制，仅为更好的实施本发明。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以同等替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。