甘肃沿黄灌区盐渍化土壤理化性质分析及改良方法初探

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　　摘  要：对甘肃沿黄灌区特别是兰州市和白银市两地的盐渍化土壤的理化性质进行阐述，查明土壤盐渍化的成因，并对目前常用的改良方法进行了成效分析，以期为后续生物有机肥对区域盐渍化土壤的改良效果研究提供基础资料。
　　关键词：盐渍化;黄灌区;土壤改良;甘肃
　　中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）01-0085-02
　　土壤盐渍化是土壤荒漠化的表现形式之一，也是耕地质量退化的标志。甘肃地处中国西北地区，降雨量少，蒸发量大，径流不畅，土壤盐碱化威胁明显高于南方地区。同时不合理的重灌轻排、重水轻土、大引大蓄等，特别是大水漫灌、有灌无排，造成盐分向表土迅速积累，加上干旱的气候条件以及土壤母质中含盐量高等，导致土壤盐渍化和次生盐渍化现象明显[1，2]。
　　甘肃沿黄灌区是区域内继河西走廊之后的第2个综合农业商品生产基地[3]，土壤质量的退化对区域内土地利用方式、作物种植模式和农业经济具有显著的负面影响。通过对沿黄灌区的土壤理化性质进行特征分析，阐明区域内土壤盐渍化的成因，探究沿黄灌区的盐渍化改良方法研究成效，以期为研究甘肃沿黄灌区盐渍化土壤的改良措施提供基础调查资料，为后期生物有机肥对盐渍化土壤的改良研究积累研究资料。
　　1 盐渍化土壤分布现状及特征
　　在甘肃境内，黄河干流流经甘南藏族自治州、临夏回族自治州、兰州市、白银市，流经为480km，其中在兰州市和白银市两市，占黄河流经甘肃全长的76%。兰州市有农业灌溉中各类水利工程700多处，白银市有1700多处，主要的大中型灌区有“景电灌区”、“兴电灌区”，“引大”、“靖会”等[4，5]。
　　1.1 分布现状 目前，甘肃省沿黄灌区盐渍化耕地面积约为1.0×105hm2，占耕地面积的26%。按照盐渍化严重程度可分为輕度、中度、重度和弃耕盐渍化等4种类型，轻度、中度面积分别占总盐渍化土壤面积的63%和27%，重度和弃耕面积占10%。
　　1.2 理化性质分析
　　1.2.1 盐分含量 土壤溶液的电导率可以间接反映土壤含盐量的高低。在甘肃各沿黄灌区，位于沿黄灌区上游的区域，土壤电导率大多在1000μS/cm以下;在各灌区中游，耕层电导率多在400μS/cm以下;在各灌区的下游和自流灌区，盐分上移，表聚现象明显，在耕层（0～20cm）电导率达到1000μS/cm以上，由于表层土壤盐分太高，导致大多土壤出现重度盐渍化现象，有的甚至无法耕种，只能弃耕。
　　1.2.2 盐渍化类型 灌区不同，处于上游、中游或下游位置不同，盐碱地盐分离子组成也各不同。一般在各灌区上游盐分离子含量最低，灌区中游逐渐增高，在灌区下游离子含量达到最高。从离子的类型上可分为2种，一种是阴离子，主要为SO42-、Cl-、HCO3;另一种是阳离子，主要有Ca2+、Mg2+、K+、Na+，其分布情况见表1[6]。由表1可知，造成甘肃沿黄灌区耕作土壤盐渍化的主要贡献元素是SO42-、Cl-和Na+。
　　1.2.3 土壤pH 土壤pH是土壤中离子发生物理反应和化学反应的主要介质条件，离子的吸附、解吸、迁移、转化速率和形式均受到pH的影响。在盐渍土分类中，一般认为碱土pH>8.5。研究表明，甘肃沿黄灌区土壤的pH大多在8.5以上，最高的可达9.0左右。
　　1.2.4 地下水矿化度 在甘肃境内，黄河水经过提灌后，灌溉水矿化度在0.5g/L左右，变幅为0.30～0.55g/L。沿黄灌区大部分渠道做了衬砌处理，因此土壤中的盐分没有进入灌溉水。但是地下水的矿化度和离子组成在不同灌区表现出较大的差异性。这可能归因于土壤母质含盐量、水文地质条件以及灌溉、施肥措施不合理等因素。
　　2 土壤盐渍化成因
　　2.1 干旱的气候条件 在甘肃沿黄灌区流域，年平均降雨量为200～300mm，年平均蒸发量则高达2000mm以上，即蒸发量是降雨量的5～10倍。在灌溉区，水分的输出主要以蒸发为主，同时由于没有排水沟渠，“盐随水来，盐随水去”的水—盐循环模式受到限制，导致盐分不能随水淋溶而滞留于土体中。有研究表明，在甘肃景电灌区，由于灌溉使地下水位抬升，导致地表蒸发增大，进一步促进盐分在土壤中积累。当地下水位上升到距地表2m以内时，土壤便会迅速盐渍化[7]。
　　2.2 低平封闭的地形 在甘肃沿黄灌区，在高扬程和低扬程灌区，通常都呈地势低洼的凹槽地形，灌溉后容易形成封闭状态，土壤水分得不到有效迁移，盐分在土壤水蒸发过程中积累在土壤中，造成灌区土壤普遍盐渍化。通常在灌溉区，地势越低，盐渍化程度越严重。
　　2.3 土壤母质含盐量高 甘肃沿黄灌区底岩风化发育成土壤的过程中，岩石中富含盐离子。对土壤溶液进行测定发现北方地区土壤的pH值普遍高于南方地区，土壤呈偏碱性。对土壤剖面进行采样分析，发现在淋溶层下层的淀积层中是明显的钙积层（碳酸钙层），土壤富含钠离子。这些都导致土壤盐分含量较高。
　　2.4 人为因素 一是使用高矿化度的地表水或地下水进行农田灌溉，使得土壤在蒸发量大于降水量的情况下将水体中的盐分留在土壤中，造成土壤盐碱化;二是不合理的灌溉方式，如大水漫灌在沿黄灌区较为普遍，高效节水的现代化灌溉方式没有得到有效普及，排水不畅也是造成土壤盐渍化问题加重的原因之一。
　　3 盐渍化土壤改良方法
　　盐渍土改良常见的方法主要包含2个方面：一是将土壤的含盐量降低到作物能适应的程度，常用的方法有水利工程措施、农业措施及碱性土的化学改良等;二是提高作物的耐盐能力，以适应土壤的盐渍环境，即通常所说的生物改良方法。
　　3.1 水利改良措施 引用现代化的灌溉方式如畦灌、滴灌等，一方面可以提高水分的利用效率，另一方面也减缓了土壤在蒸发过程中将盐分留在土壤中，是非常有效的一种盐渍化改良方法。同时在沿黄灌区增加土壤排水系统，真正做到“盐随水来，盐随水去”，减少盐分在土壤中的积累。 　　3.2 工程措施与农业措施相结合 对新开垦的土壤，在提灌区的渠道增加防渗系统，可以有效防止水分在下渗过程中将盐分带入地下水，使地下水矿化度增大。同时改变土壤利用方式，在一些提灌条件较好的地区种植水稻，使土壤较长时间处于还原状态，也可以有效防止土壤盐渍化或次生盐渍化。
　　基于盐分在土壤中的分布上多下少，呈“丁”字形特点，在轻度盐渍化土壤上采用“平种覆盖”、“垄种覆盖”方式，在中度盐渍化土壤上采用“沟种覆盖”等栽培技术，进一步改良盐渍化土壤。
　　3.3 生物改良措施 通过增施有机肥和高效复合肥，一方面可以提高土壤肥力，另一方面可以改善土壤pH，改善土壤结构，通过增加土壤孔隙度提高水分渗透能力，从而起到淋洗盐分的作用，同时也对土壤中有害陰、阳离子起到缓冲作用。另外可以选择一些耐盐作物、耐盐牧草或者植树造林的方式。
　　3.4 施用土壤改良剂 使用生物改良剂也可以有效改善盐渍化土壤的理化性质，如使用石膏（硫酸钙）可以调节土壤的酸碱性。在甘肃沿黄灌区，近年来通过施用磷石膏对轻度、中度盐碱地的改良效果较好，对重度盐碱地的改良效果较差。使用微生物盐碱地改良剂，也可以改善土壤pH，使得植物的抗逆性得以提高，提高了作物的成活率。
　　参考文献
　　[1]马传明，靳孟贵.西北地区盐渍化土地开发中存在问题及防治对策[J].水文，2007，27（1）.
　　[2]杨劲松.中国盐渍土研究的发展历程与展望[J].土壤学报，2008，45（5）：837-845.
　　[3]徐德辉.甘肃河西走廊及沿黄灌区农业节水现状分析[J].人民黄河，2011，33（11）：112-116.
　　[4]梁志录，吴颖，付国民.甘肃兰州地区盐渍化特征及其治理研究[J].山西师范大学学报：自然科学版，2008，22（1）：100-103.
　　[5]杨思存，车宗贤，王成宝，等.甘肃沿黄灌区土壤盐渍化特征及其成因[J].干旱区研究，2014，31（1）：57-64.
　　[6]杨思存，逢焕成，王成宝，等.基于典范对应分析的甘肃引黄灌区土壤盐渍化特征研究[J].中国农业科学，2014， 47（1）：100-110.
　　[7]李小刚，崔志军，王琳英.甘肃景电灌区次生盐化土壤性质及其发生机理[J].土壤通报，2001，32（1）：57-62.
　　（责编：徐世红）
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