盐碱地治理研究进展及具体措施
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摘要 本文简要阐述了盐碱地的成因和危害,总结了我国盐碱地治理研究进展,并介绍了盐碱地治理的2种具体措施,包括土壤调理措施和暗管排盐工程措施,以期为我国盐碱地的治理提供参考。
关键词 盐碱地;治理;成因;危害;研究进展;具体措施
中图分类号 S156.4 文献标识码 A
文章编号 1007-5739(2020)03-0260-02 开放科学(资源服务)标识码(OSID)
2013年排查,我国的耕地为1.35亿hm2,较1.2亿hm2耕地底线多0.15亿hm2,但其中0.1亿hm2开展退耕还林、还草和休养生息,约0.03亿hm2为中重度污染不宜耕种,同时中低产田占耕地总面积的70%,土地自身产能低。此外,我国人口增长对粮食刚性需求依旧存在,务农人口持续减少,因而耕地形式十分严峻。本着开源节流的原则,响应国家调整农业供给侧结构性改革的战略要求,在保护好现有耕地的同时,积极开发潜在的盐碱地土地资源,进行农林牧产业综合性开发是贯彻大农业发展思维的务实之路,也是我国农业发展的重大战略需求。
盐碱地在我国主要分布于新疆、内蒙古、宁夏的干旱、半干旱和荒漠化地带,东北松嫩平原和东部沿海滩涂地区。根据粮农组织(FAO)不完全统计,全世界盐碱地的面积为9.54亿hm2,我国盐渍土、潜在盐渍化土壤分布面积约为9 913万hm2,占全世界盐渍土壤面积的1/9,与中国耕地底线相差不到0.27亿hm2。
1 盐碱地成因
盐碱地是在长期的历史地质活动中形成的,包括自然变迁和人类实践活动2个方面。一方面,原生盐土从源头流出,经过冰川移动、雪融水、洪泻、河流等流水作用,将高度浓缩的盐分带向周围,整体上造成了无序分布的状态;部分地区降雨量少于蒸发量,使得以河流、湖泊池塘为主的地表水在流动、储运过程中,水分大量蒸发,盐分潴留[1]。另一方面,人类的种植、耕作等农事活动对促成次生盐碱地的形成具有不可忽略的影响:一是化肥的不合理应用,使得土壤板结、团粒结构遭到破坏,地下潜水借助毛细拉力在土壤表层形成积聚;二是人类的灌溉措施缺乏全盘考虑、只灌不排,滴灌微喷等先进技术的应用虽达到了节水灌溉的目的,但也加剧了次生盐渍化[2]。
2 盐碱地危害
土壤盐碱化对植物的根系产生直接毒害作用,即生理性干旱,根系细胞难以吸收土壤中的水分,引起光合作用减弱而造成植物减产甚至衰亡;土壤盐碱化还会对土壤土质结构造成影响,土壤中的钠离子造成土壤团粒结构的丧失,引起土壤容重增大、孔隙度变差[3];土壤盐碱化还会影响土壤肥力,微观上讲,氮、磷、钾以及硫、钼、铁、锰等元素在碱性土壤中形成矿物态,不能游离出来,难以被植物根系吸收[4]。
3 盐碱地治理研究进展
应用灌排结合降低地下水位方法最成功的案例就是“七五”期间(1986—1990年)我国对黄淮海平原的盐碱地治理,解决了该地区地下水位高、中低产田居多的问题,盐碱地由初始的246万hm2降低到2005年的38.45万hm2。
在淡水资源相对较多的滨海地区,考虑使用暗管排盐的工程措施,可以避免挖掘明沟造成地块隔离不利于机械化耕作的问题。现在的管材加工技术使暗管的韧性和强度能够保证3~5年工作性能。目前,該方法在山东东营黄河三角洲、浙江瑞安海水稻种植、河北张家口问县西合营镇盐碱地治理上得到应用,配套施工效果良好。
松嫩平原原本是我国三大草场之一,以盛产羊草而闻名,因为过度放牧、不合理施肥,退化成了苏打型盐碱地。目前的治理方式主要是撒施磷石膏粉交换钠离子、种植推广海水稻改良土壤、推广人工扩繁羊草技术恢复原有植物群落结构。
我国现存的盐碱地体量大、类型多、盐碱化程度不一,要用单一的手段短时间实现盐碱变良田的壮举是不现实的,一旦维护不到位、缺乏管理,土壤还会返回盐碱状态。胜伟集团在经营“盐碱地+产业链”过程中逐渐认识到,治理盐碱地还要借助可持续性市场行为,围绕潍坊港、东营农高区招商引资等优势,建设了我国首个盐碱地生态农牧产业园,进行了盐碱地开发模式的积极探索:宽行密植杜梨砧木秋月梨21.33 hm2,计15 000株,套种紫花苜蓿改善地力,配套水肥一体化措施进行水肥精细管理,一定程度上克服了潍坊滨海地区盐碱沙土漏水漏肥的劣性;生产有机蔬菜,引种耐盐碱经济植物如盐地碱蓬、沙滩黄芩、单叶蔓荆等,进行防风固沙工作和市政苗木销售。此外,集团形成了集盐碱地工程技术、生物技术、化学技术、苦咸水淡化技术、节水浇灌技术、信息技术等六维技术综合的改良体系。在大庆、南泥湾、东营盐碱地改良工程中,与袁隆平院士领衔的海水稻研究中心团队合作,完成了盐碱地改造配套工程,工程质量受到好评,有力地促进了国家耐盐碱水稻的品种试种工作。
4 盐碱地治理具体措施及成效 盐碱地一般处于滨海地区、年蒸发量远大于降水量需要灌溉的农耕地区或者地势低洼地区。由于各地自然地质状况、气候条件、农艺耕作水平和历史成土条件的不同,决定了盐碱地治理应根据当地农民、合作社和鄉镇政府的财政能力,因地制宜、综合治理,具体治理措施如下。
4.1 土壤调理措施
根据土壤土质特点,施加对环境和人体均无害的有机物料。举例来说,如果土壤容重大,土壤呈现可塑性,土壤有机质低于0.5%以下,要施加完全腐熟、符合《有机肥料》(NY 525—2012)标准的肥料;而如果土壤是沙土,则可以适量添加膨润土或其他可塑性强的客土,同时在50 cm深度附近,埋设粉碎长度为5~15 cm的秸秆、尿素、腐熟剂等材料。针对土壤pH值高的地区,倾向于喷施木醋液并翻耕进行物理调节。以上措施在农作物的第1个生长季就可以显示出效果,但在盐碱状况影响土层较深区域,需要3~5年坚持使用才能达到改善土壤透气性、增加土壤有机质含量、提高保墒保肥性能、调节土壤pH值并最终提高土壤地力的目的。
4.2 工程措施
若土壤集中连片、整体含盐量大、项目实施单位财力允许,则可以应用暗管排盐工程。暗管铺设深度一般不少于80 cm,根据地块形状、毛细管铺设长度设置倾度,一般不小于3/1 000,通过集水管收集并排泄洗盐水。国内现已开发出预敷无纺布、毛毡滤料的管材,减少了施工过程机械拖带、河沙开采的问题,通过使用新型材料使原有2 000~4 000 m/d铺设速度加快到6 000 m/d以上,缩短了施工工期。暗管工程应用在年降水量大于500 mm地区,可连续使用3~5年,排盐效果明显,第1年即可以降低土壤盐分15%以上。
5 参考文献
[1] 王贝贝.潍坊胜伟盐碱地生产性景观规划研究[D].泰安:山东农业大学,2017.
[2] 商振芳.我国盐碱地现状及其改良技术研究进展[C]//中国环境科学学会.2019中国环境科学学会科学技术年会论文集:第三卷.西安:中国环境科学学会,2019:386-395.
[3] 徐国凤.渭南卤阳湖盐碱地治理技术效果研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2018.
[4] 殷小琳.滨海盐碱地改良及造林技术研究[D].北京:北京林业大学,2012.
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