本发明属于土地改良,特别涉及一种利用铁尾矿改造沙性农田犁底层的方法。
背景技术:
1、风沙土是指发育于风成沙性母质的土壤。主要特征是土壤矿质部分几乎全由细砂颗粒组成,剖面层次分化不明显,无法通过耕种形成犁底层,土壤颗粒尺寸小、紧密度大、吸水能力差、耐水性差、肥力低等。针对这些特性,需要采取一系列的改良措施,以便更好地利用这种土壤。
2、犁底层是指位于耕作层以下较为坚实的土层,是由于长期耕作多次受到犁的挤压和降水时粘粒随水沉积形成的,一般离地表12至18厘米,厚约5至7厘米,最后可达20厘米。犁底层对土壤保持养分和保存水分是非常有益的,一般水田犁底层渗透系数约5毫米/昼夜,旱田犁底层渗透系数约20毫米/昼夜。风沙土中缺少粘粒,无法通过耕种形成犁底层,漏肥漏水,不能进行有效的农作物种植。由于风沙土渗透系数超过20毫米/昼夜,目前利用风沙土种植农作物都采用传统方式,主要靠打井和河水进行定期沟灌,费水、费时、费工,农作物产量低、种植效益少,靠天吃饭,是典型低产田,无法实现有效灌溉和利用。为解决风沙土没有犁底层的问题,需要在耕作层下面犁底层位置修建保水层,起到犁底层的保肥保水的作用,达到正常土壤节水、节肥高产高效益的目的。
3、经过查询,现有农田改造犁底层提高土壤保水、保肥能力的专利如下:
4、《一种快速有效形成耕作犁底层的构筑方法》,申请号201711026895.6,包括以下步骤:土地平整并去除表土杂物;将土地表层推除;将用于构筑犁底层的下层土壤耕起、碎土、整平,清除杂质;调节待碾压土壤的水分含量;进行机械碾压;碾压完成后,并经采样测量土壤密度或现场测定土壤硬度,确认达到预期目标后,再将寄土的表土层均匀回覆整平。
5、《一种农田改造用铝灰材料及使用方法》,申请号202010169881.5,申请公布号cn111303892 a,本发明充分利用原材料的物理化学特性,采用能就地取材的材料及金属铝工业的废弃物铝灰作为原材料,将材料施工技术有针对性地应用到农业活动当中。
6、《一种农田改造用浆料及制取方法》,申请号202011069759.7,农田改造用浆料由重量份数为50~85份的碳酸钙质材料、重量份数为15~50份的胶凝性粉体材料而制成的材料与递质剂水经均质、混合农田改造浆料;胶凝性粉体材料为硅灰、铝灰、磷石膏、粘土粉、脱硝石膏中的两种及以上。
7、《一种农田改造用镁渣粉体材料》,申请号202210500886.0,本发明通过递质剂水将废弃镁渣和可就地取材的黄土细粉采用非开挖式的注浆方式注入到农田之下的土层之中,利用镁渣质浆料在耕土层之下的土层内构造出维持上部土层的墒情能力的毛细管网构造。
8、《一种农田改造用烟气脱硝石膏料浆及制取方法》,申请号202011069545.x,该料浆是由重量份数为50~85份的碳酸钙质材料、重量份数为15~50份的胶凝材料组成的材料与递质剂水经均质、混合而制成的农田改造料浆。
9、以上改造农田的专利采用的方法各有特点,都是围绕改善农田保水性、提高产量的目标,但是成本较高,或者保水保肥效果不突出,不适合大面积推广。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对于风沙土没有犁底层不适合耕作的问题,提供了一种利用铁尾矿改造沙性农田犁底层的方法。该方法采用了铁尾矿为材料,铁尾矿是铁矿山选铁精矿产生的副产品,为一种多用途硅质材料,经过试验研究,利用铁尾矿与硅酸盐水泥并添加适当比例水配置犁底层混合料改造沙性土壤犁底层,具有成本低、方法简便、原料易得、效果好耐久等优点。
2、本发明的技术方案如下:
3、一种利用铁尾矿改造沙性农田犁底层的方法,包括以下步骤:
4、1)对待改造犁底层的沙性土农田进行整修
5、按照种植计划和田面自然高度进行田块分割,田面高度相近的划分在同一田块内,有利于节省田面平整工程量;田块之间修筑田埂,田埂高度40-50厘米、顶宽30-40厘米、边坡1:0.8~1.2;
6、优选的,对田块内田面高度进行测量,确定田面下30厘米相对平均高程,确定本田块犁底层修建的基准高度;按照确定高程完成表土清理后,进行杂物清理和刮平作业,刮平后施工作业面高低相差小于2厘米;
7、2)采用间隔带状修建风沙土农田的犁底层
8、将田块划分成若干犁底层施工作业带,每条施工作业带宽8-10米,挖掘深度距离田面25-35厘米;然后用施工设备在田底碾压2~3遍;
9、优选的,使用农用无纺布作为犁底层混合料与田底风沙土的隔离布,无纺布质量要求为30-50g/m2,无纺布铺设搭接宽度15-20厘米。
10、3)使用硅酸盐水泥与铁尾矿制备犁底层
11、制备犁底层混合料,固体物料按照硅酸盐水泥17%-30%、铁尾矿83%-70%的质量比,并且添加质量为固体无水干物料质量的6%-8%的水,即如果铁尾矿中含有水分要扣除所含水的质量,并且犁底层混合料的渗透系数小于10毫米/昼夜;然后在碾压后的田底摊铺犁底层混合料,修建厚度4~6厘米的犁底层;
12、优选的,铁尾矿为磁选铁尾矿,二氧化硅含量大于65%,粒径≤1毫米,其中,粒径>0.05毫米且≤1毫米含量占比<70%,粒径>0.002且≤0.05毫米含量占比>30%,粒径≤0.002毫米含量占比≤5%;铁尾矿含水量小于5%;铁尾矿中镉(cd)、汞(hg)、砷(as)、铅(pb)、铬(cr)、铊(tl)含量符合中华人民共和国农业农村部ny 1110-2010水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量要求,铁尾砂中镉(cd)、汞(hg)含量同时满足gb15618污染风险筛选值标准要求,铁尾砂浸出毒性及陆生植物生长试验同时满足gb 38400要求;
13、优选的,犁底层混合料摊铺方法是:将犁底层混合料运到现场,将犁底层混合料按用量到运到施工作业面分成小堆,然后摊铺刮平,摊铺厚度5-7厘米,压实至厚度4~6厘米;
14、优选的,完成犁底层混合料摊铺刮平后,顶面铺盖农用无纺布进行保护,无纺布质量要求为30-50g/m2,无纺布铺设搭接宽度15-20厘米;
15、4)将犁底层上层的耕作层土方回填:
16、将挖出的耕作层土均匀回填至犁底层上面,然后平整至田面高低差为2~4厘米;
17、优选的,田面平整方法是:先用推土机进行粗平,再用平地机平整;
18、优选的,7天之内对犁底层进行洒灌水养护,每平方米需要洒灌水100~120公斤。
19、与现有技术相比,本发明的优势在于:
20、1.利用硅酸盐水泥与铁尾矿按比例复配在耕作层下修建了犁底层,解决了风沙土没有犁底层不能保水和肥料流失的问题。
21、2.节约灌溉用水,提高灌水、施肥效果和产量,将低产田改造成高产田。
22、3.一次投入,长久收益,持续增加了种植收益,为耕地持续高效利用创造了条件。
23、4.利用了铁尾矿,减少了尾矿堆积减少了土地的占用。
1.一种利用铁尾矿改造沙性农田犁底层的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求有1所述的利用铁尾矿改造沙性农田犁底层的方法,其特征在于,所述步骤1)中,田块分割和修筑田埂后,对田块内田面高度进行测量,确定田面下30厘米相对平均高程,确定本田块犁底层修建的基准高度;按照确定高程完成表土清理后,进行杂物清理和刮平作业,刮平后施工作业面高低相差小于2厘米。
3.根据权利要求有1所述的利用铁尾矿改造沙性农田犁底层的方法,其特征在于,所述步骤3)中,使用农用无纺布作为犁底层混合料与田底风沙土的隔离布,无纺布质量要求为30-50g/m2,无纺布铺设搭接宽度15-20厘米。
4.根据权利要求有1所述的利用铁尾矿改造沙性农田犁底层的方法,其特征在于,铁尾矿二氧化硅含量大于65%,粒径≤1毫米,其中,粒径>0.05毫米且≤1毫米含量占比<70%,粒径>0.002且≤0.05毫米含量占比>30%,粒径≤0.002毫米含量占比≤5%;铁尾矿含水量小于5%。
5.根据权利要求有1所述的利用铁尾矿改造沙性农田犁底层的方法,其特征在于,所述步骤3)中,犁底层混合料摊铺方法为:将犁底层混合料运到现场,将犁底层混合料按用量到运到施工作业面分成小堆,然后摊铺刮平,摊铺厚度5-7厘米,压实至厚度4~6厘米。
6.根据权利要求有1所述的利用铁尾矿改造沙性农田犁底层的方法,其特征在于,所述步骤3)中,完成犁底层混合料摊铺刮平后,顶面铺盖农用无纺布进行保护,无纺布质量要求为30-50g/m2,无纺布铺设搭接宽度15-20厘米。
7.根据权利要求有1所述的利用铁尾矿改造沙性农田犁底层的方法,其特征在于,所述步骤4)中,田面平整方法为:先用推土机进行粗平,再用平地机平整。
8.根据权利要求有1所述的利用铁尾矿改造沙性农田犁底层的方法,其特征在于,步骤4)完成后,7天之内再对犁底层进行洒灌水养护,每平方米洒灌水100~120公斤。