盐碱地改良模式研究

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【摘要】:根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计,全世界盐碱地的面积为143亿亩,其中我国为14.9亿亩。盐碱地的土壤特性严重影响了农作物生长,本文从研究盐碱地的形成及危害入手,系统分析盐碱地改良的几种现状模式及利弊,结合近年来各地盐碱地治理的经验和教训以及科研机构的研究探索,探索实现盐碱地治理和实现可持续发展的最佳改良模式。

盐碱地 改良 模式

盐碱地的主要特点是含有较多的水溶性盐或碱性物质。由于盐分多,碱性大,使土壤腐殖质遭到淋失,土壤结构受到破坏,表现为湿时黏,干时硬,土表常有白色盐分积淀,通气、透水不良,严重的会造成植物萎蔫、中毒和烂根死亡,所以必须对盐碱地进行土壤改良。治理和改良盐碱土已经成为世界各国发展农业、治理环境的一个重中之重,研究和探索盐碱良的最佳途径和有效措施也正在为各国的农业机构及科研机构所重视。

一、盐碱地和盐碱化

盐碱地是一系列受土体中盐碱成分作用的、包括各种盐土和碱土以及其他不同程度的盐化和碱化的土壤类型的总称,是盐类集聚土壤的一个种类,盐碱地可以分为轻盐碱地、中度盐碱地和重盐碱地。轻盐碱地是指它的出苗在百分之七八十的,它含盐量在千分之三以下;重盐碱地是指它的含盐量超过千分之六,出苗率低于50%;中间含量的就是中度盐碱地。

盐碱化是指在特定的自然因素的综合影响,以及由于人为不当的农艺措施及灌溉措施导致土壤盐化与碱化的土壤退化过程,它是一个动态过程。自然因素的影响周期时间较长,并需要特定的地质过程或者水文、气象等因素综合作用,其特点是范围较广、面积较大。人为因素造成的盐碱化属于次生盐碱化,主要表现在农艺措施粗放、不科学,灌溉体系不完备,管理不到位,其特点主要表现为地区性、集中性、次生性。

二、盐碱地的形成原因及危害

(一)盐碱地的形成原因

盐碱土是在一定的自然或者人为条件下形成的,其形成的实质主要是各种易溶性盐类在地面作水平方向与垂直方向的重新分配,从而使盐分在集盐地区的土壤表层逐渐积聚起来。在干旱和半干旱地区,底层土和地下水中所含的盐分,由于地面蒸发作用,随着土壤毛细管作用使所含盐分的水上升到地表层,水分蒸发后,使盐分留在土壤表层,聚积而形成盐碱地;合理的灌溉等人为措施使也能地下水位上升,使易溶盐类在地表层积聚,从而形成次生盐渍化,人为的形成盐碱地;在海滨地区,由于常驻海水侵渍,也能形成盐碱地受含盐的地表径流影响,也能形成盐碱地

(二)盐碱地对农作物的危害

盐碱土的最主要特点是含有较多的水溶性盐和碱,由于盐分大,碱分多,土壤的腐殖物质遭到淋失,土壤结构遭到破坏,表现为湿时粘、干时硬,通气性和透水性不良,严重的会造成作物萎蔫、中毒甚至死亡。其危害机理如下:

1、生理的水分“胁迫”

由于土壤的盐分较高,土壤的溶液浓度较高,渗透压不断增大,植物的吸水能力逐渐减弱,如果植物细胞的渗透压小于土壤溶液的渗透压,则植物不能吸收水分,出现“生理干旱”而死亡。

2、盐分离子的生理毒害

盐渍环境中,植物被迫吸收较多的钠离子和氯离子,细胞的游离钙被钠吸收,产生细胞膜的渗透现象,体内营养不能平衡,常常表现各种营养元素的缺失和不足。

三、盐碱地改良现状模式及不足

作为粮食生产的潜力载体,盐碱地的开发利用已成为全世界普遍关注的热点。面对全球一百多亿亩盐碱地,人类尝试了各种开发利用的途径,譬如条台田整地和水利工程措施、生物改良利用措施、化学改良措施等。经历长期、反复的探索和实践,人类积累了丰富的盐碱地改良利用经验。然而,由于盐碱地类型复杂,改良十分困难。目前,对盐碱地的开发利用仍然是一个非常值得探讨的课题。

(一)、水利改良模式。

水利改良模式,即为农田水利工程改良模式。水是土壤积盐的因素,也是脱盐动力。建立健全水利设施,实行河、井、沟、渠结合,排、灌、蓄配套,进行合理灌排,调节自然界水分循环,可洗淋排除土壤中的盐分。黄河三角洲是我国盐渍土分布比较集中的地区,区内仅重盐碱地就有23万余公顷,约占区内土地面积的28.4%。为探索重盐渍土开发利用的有效模式,基于当地盐渍良利用的实践,借鉴国内外盐渍土开发利用的先进成果,设计了工程改良、生物利用改良和工程、化学、生物相结合等多种盐渍良利用模式,并自1997年开始在黄河三角洲重盐碱地段进行以水利改良模式为主的改良试验,经过5年多的试验实践,获得了初步的结果。采取引黄灌溉洗盐措施后,100cm土层含盐量当年可下降到0.3%～0.4%,可用于种植苜蓿等耐盐牧草。2～3年后,100cm土层含盐量下降到0.2%以下,土壤有机质等养分状况也明显得到改善。该治理模式每公顷投资约2250元,与传统条田相比,土壤脱盐效果提高。然而,由于缩减了条田宽度,排盐沟比重增加,土地利用率降低,而且后期土壤脱盐效果降低。

(二)农业改良模式

主要表现为以下措施

1、增施有机肥。能提高土壤有机质含量,改善土壤理化性状,增强土壤保水能力。

2、种植绿肥。是有机肥的重要来源,还有增加覆盖,减少蒸发和抑盐作用。

3、合理耕作。合理耕作及时松土,可减少蒸发,破除板结,改善通气,抑制返盐,利于种子萌发和根系吸引。

4、植树造林。能降低风速,减少蒸发,减轻地面返盐。

5、刮除盐土。在春秋旱季,将含盐表土刮除,移出耕地外,降低土壤含盐量。

农业改良模式的最大特点是周期长,见效慢,且成本较高。但由于其操作比较简单,而且易于在小范围内推广,目前已逐步成为被大家接受的改良途径。

(三)生物改良模式

生物改良盐碱地主要是通过将种植业与养殖业有机的结合起来,培肥地力,从而提高盐碱地(盐渍化土地、碱化土地)的经济效益。通过常规灌溉 ,不需要任何附加条件和设施 ,将土壤盐分控制在植物根系土层以下的土体中。生物改良盐碱地 ,灌溉水利用率高 ,又利于生态环境的良性循环和永久性建设。种植根系较多、较深的耐盐植物 ,土壤盐分在灌水条件 ,向下移动较深。在土壤盐分含量较高时,通过2年直接种植比较耐盐的禾本科牧草,0～40cm土壤的脱盐率可达67.3%以上;种植直根系作物枸杞3年后,0～40cm土壤的脱盐率为78.7%。而利用灌水洗盐方式改良盐碱地耗水量大,是生物改良方式的1.6倍。在土壤盐分含量高于1.5%时,利用生物方式改良后土地的产量高于灌水洗盐后的产量。

利用生物改良模式,投资小,效果稳定,不但可以降低土壤盐分,而且可以培肥地力,只要种植种类适当,还可以有一定的经济收入,但是这种模式见效慢,仅耕层脱盐效果明显,该模式仅限于有限的植物种类。

(四)化学改良模式

一些发达国家如美国、澳大利亚在盐碱土特别是碱良方面,施用化学改良剂进行改良,目前主要有石膏、钙质化肥以及施用腐殖酸类改良剂。这种改良模式的因土地类型不同,施用量也不同,施用时间长短取决于经验和资金状况,由于这种改良模式周期长、投资高、效果不稳定,推广的范围和面积不是很大。

四、盐碱地改良模式的概括与探索

四种改良模式各有利弊,适用区域和土壤环境也不完全尽同。黄河三角洲地区,应采用深松土壤、化学改良以及种植耐盐牧草相结合的方式,将工程改土、化学改良与生物利用相结合,综合其中的优点。干旱、半干旱地区,如新疆、西北省份及东三省的个别地区可以采用以土壤改良为主、耐盐植物种植为主的改良模式,实施保护性耕作和平衡施肥,采取滴灌农艺,降低成本,加快效果转化周期。水源灌溉比较丰裕、资金充足的南方省份可以采用水利工程改良模式为主、生物改良为辅的模式,加大水利工程实施建设,配套田间工程,并运用纳米技术等生物工程技术,加快对盐碱地的生物改良。

参考文献:

[1] 吴生波等 《盐碱地改良对策研究》 地质出版社 2007年

[2] 吴晓霞 孟岗《土壤盐碱化形成及治理》 农业生态环境 2002年第二期