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园林施工中盐碱良问题的研究

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摘要:我国在盐碱地改良利用技术的研究和推广方面已取得众多的成果。滨海地区在盐碱地发展的园林种植施工,利用了众多土壤改良的关键技术,实现了经济发展与环境保护的可持续发展。本文结合天津滨海地区园林施工中对盐碱土的改良案例,详细阐述了滨海区盐碱良的技术措施。

关键词:园林施工;滨海;盐碱土;改良;植物

中图分类号:TU986文献标识码: A

一、天津滨海地区自然环境

(一)盐渍土的分布

滨海地区盐渍化土地面积占天津市盐渍化土地总面积的25%,而其盐土的面积却占全市盐土面积的79.9%,重度盐渍化土地占全市重度盐渍化土地面积的32.1%。

(二)盐渍土的特点

天津滨海地区海拔低、潜水埋藏浅,潜水位的变化主要受降水和蒸发控制。潜水盐分组成以NaCl为主,是海水型潜水,矿化度一般为7~10g/L,高者达70~100g/L。潜水埋深一般为1.0~1.5m。这种高水位和高矿化的潜水直接参与土壤的形成过程。

天津滨海盐渍土的土壤现代盐分累积过程,即使在不再受现代海潮浸渍之后,很长时期内仍保持有海水浸渍的深刻影响。在滨海新区,由于受海潮侵袭蒸发浓缩的影响,形成一条与海岸线大致平行的高矿化地下咸水带,矿化度有的超过100g/L,已显著高于海水的盐度,并直接影响到大面积滨海盐土的形成与发展。

二、盐碱良的原理分析

盐碱土壤的改良在很大程度上是对水盐运动的调节。研究溶质在土壤中的移动过程和规律,对于解决土壤盐渍化、改善盐碱土壤有重要作用。目前,对流 - 弥散方程模型、黑箱模型、可动水-不动水体模型构成了当今世界上溶质运移研究的三大学派。

我国研究人员利用已有的水盐运动的方程模型,对土壤盐碱问题进行了深入的研究,并取得了丰富的成果。我国学者模拟盐渍化土壤水盐运动状态,分析得出在水分迁移速度极低的情况下,盐分的水动力弥散成为盐分迁移的主要形式,验证了深层土壤中地下水蒸发对于土壤水盐运动是一个十分重要的影响因素,对盐分的运移速度有直接影响。在土壤水盐平衡的潜水“临界深度”方面,研究表明当潜水埋深大于临界深度,地面潜水蒸发停止,地下水和土壤中的盐分不再积累于地表,土壤积盐与潜水埋深呈负相关。研究还表明在潜水埋深小于 2 m 的情况下,只要土体中有淡水向上运动蒸发,就会产生盐分的向上移动;在潜水埋深大于 2 m 的情况下,潜水并不能直接参与上层土体的水盐运动过程。

三、滨海地区园林施工中盐碱良措施

(一)化学改良

化学改良盐碱土壤主要有两方面作用。

1、凝聚土壤颗粒,改善土壤结构。很多改良剂有膨胀性、分散性、黏着性等,能够使因盐碱而分散的土壤颗粒聚结从而改变土壤的孔隙度,提高土壤通透性,达到改善土壤结构的目的。

2、置换土壤 Na+,促进盐分淋洗。改良剂本身带有或者发生化学反应产生的离子能够置换 Na+,促进盐分淋洗。也有的采用酸性改良剂可以直接中和土壤中的碱,并且溶解 CaCO3,释放Ca2+以置换土壤中的 Na+。

化学改良剂可以分为很多种。简略的分类可以分为 2 种: 一种含钙型改良剂,如石膏、煤矸石氧化钙、石灰石、磷石膏等; 一种是酸性改良剂,如硫磺、硫酸铝、硫酸、硫酸亚铁等。

不同类型的改良剂表现出了不同的改良效果,但是实施改良时,使用单一改良剂无法解决问题,因此应根据不同改良剂的改良效果,配合使用多种改良剂进行土壤改良。研究表明,褐煤、硫磺、石膏每 1hm2质量配比为 3∶4∶2 时,改善盐碱土的生物学性质、提高盐碱土中的微生物氮和碳的含量效果最好。

(二)植物改良

耐盐植物在生长过程中不仅可以降低土壤的盐碱度,还可以改善盐碱土壤的理化性质,促进土壤生物群落的恢复。植物改良方式比其他改良措施更经济有效,前景十分广阔。

1、盐碱地植物

天津市园林绿化研究所对白蜡、丝棉木、栾树、紫叶李等50多种木本植物进行了耐盐试验,测定了叶片电导率、叶片脯氨酸含量等10项指标。用隶属函数法综合评价供试植物品种的耐盐性,对天津市常用树种进行了耐盐能力分级,编制了《天津市盐碱地绿化树种应用指南》和《天津市盐碱地绿化树种分类应用指南》,指南中以在园林绿地应用的乔灌木树种以乡土树种为主,也含有部分引进驯化成功的外来树种,共计53科132属320种(含变种变型)。

2、植物改良作用

(1)营养生物修复

营养生物修复主要是通过种植耐盐植物实现的。其主要机理和过程是: 耐盐植物通过 Ca2+置换土壤中多余的 Na+直接摄取土壤中盐分; 植物根系的生长延伸改善土壤的通透性,然后通过水分淋洗滤去Na+或者通过植物吸收 Na+从地上部分收获而除去。盐碱土中的钙源主要是可溶性较小( 0.14 mmol/L) 的 CaCO3,但不能被直接用于Na+的置换。耐盐植物的根系呼吸和土壤有机质分解可产生大量的CO2,能提高根区的CO2分压,或者向根区释放质子( H+) ,进而增大CaCO3的溶解率,从而使Ca2 +用来置换Na+。天津市开展了耐盐植物培育技术研究,以椿树和五角枫种子为材料,利用物理诱变技术,获得大量的耐盐突变体。其中耐盐椿树和耐盐五角枫的耐盐能力比对照品种提高了30%以上,在盐碱地上的生长量显著超过对照品种。首次采用细胞质壁分离技术,准确(90%)、快速(20~30min)鉴定番茄、杨树、椿树等植物的耐盐潜力,为培育其它耐盐植物缩短育种周期提供了借鉴。

(2)降低地下水位,减少水涝

“盐随水来、盐随水去”,地下水位的降低可以有效降低底层土壤返盐。国外研究者在对比研究中分析得出: 尽管地下水位受到季节影响,但是在种植 2 年后,种植滨藜土地的地下水位已经比未种植任何植物土地的地下水位降低了近 0.5 m。同时,种植耐盐植物还可以增加地表盖度,抑制土壤表层水分蒸发,进而抑制盐分随水分蒸发向地表运动返盐,减少表层土壤的盐分积累。

(三)工程措施改良盐碱土

1、灌水洗盐

灌水洗盐是应用最多的工程改良措施,同时取得较多的研究成果。研究人员利用咸冰水进行灌溉改良取得了较好的效果。微咸水中具有水合半径的较小钙、镁离子置换钠离子,使黏土颗粒凝聚,土壤通透性得以改善。同时微咸水结冰融化时,咸淡水分离,先融化的咸水对土壤盐具有重要的淋洗作用,同时后融化的淡水对土壤盐进行稀释和冲洗,使上层土壤盐分减少,提高洗盐效果。

2、地下排盐

(1)竖井排盐

通过在黏土夹层中凿孔换沙的方法建立排水孔,修建排水沙孔后,灌溉水或者自然降水的入渗形成地下水流运动的一个源项,类似于单井的水流运动,在水的入渗作用下,土壤盐分被溶解进入地下水,达到了排盐的目的。

(2)明沟排盐

明沟排盐是通过在大田中每隔一定距离挖取一定深度的沟渠来起到排出土体盐分、改良盐碱地的目的明沟排盐占地大、桥涵多、易坍塌,排盐效果受明沟深度限制,清淤工程费用高。

3、平整土地

平整土地对改良盐碱地极为重要,土地盐碱化的发生常与地表不平整有关,相同水文地质条件下,不平整的地面上,排灌不畅通会导致土地留有尾水,高地先干,造成返盐,形成盐斑。盐碱斑部位一般比邻近土地高出2~5 cm,盐碱从边缘到中心逐渐加重。平整土地可使表土水分蒸发一致,均匀下渗,便于控制灌溉定额,保证灌溉质量。

4、覆盖措施

覆盖材料能够吸收降水,积蓄所得的水靠重力下渗,下渗过程能够溶解和带走土壤中的盐碱,降低土壤溶液中盐碱浓度,起到改良盐碱土的作用。同时,覆盖还能够切断土壤毛细作用,减少土壤表层蒸发,抑制返盐。研究表明: 覆盖对盐碱地表层土壤和根系层土壤的水盐运动具有较好的调节作用。覆盖可以有效保持植物下地表和根系层土壤水分,减少盐分积累,并缓解水盐运动剧烈变化; 地膜覆盖在根系层的保持水分和防止盐分积累的作用明显;秸秆覆盖能拦蓄雨水和减少地表蒸发,抑制地表返盐、促进降雨淋盐的作用。

参考文献

[1]黄明勇,张民胜,张兴,张清. 滨海盐碱地地区城市绿化技术途径研究――天津开发区盐滩绿化20年回顾[J].中国园林,2009(09)

[2]王苗,齐树亭,葛美丽. 盐生植物对滨海盐渍土生物改良的研究进展[J].安徽农业科学,2008(07)