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開發利用鹽堿地資源,緩解人增地減矛盾

2019-11-06 16:10:40

  開發利用鹽堿地資源,緩解人增地減矛盾

  土壤鹽堿化與土壤荒漠化一樣,已成為一個全社會關注的焦點問題,它既是環境問題也是經濟問題,還可能演變成復雜的社會問題。鹽漬化土壤因較高的鹽分含量不利于農作物的正常生長,是限制農林業發展的主要障礙之一,且治理工作十分艱巨。但是,鹽堿地是我們最主要的后備土壤資源,改良利用鹽堿地可以增加耕地面積,緩解人地矛盾。目前為止,我國還有80%左右的鹽漬土尚未開發利用,所以如何“開發利用鹽漬化土地資源、緩解人增地減矛盾”應當引起我們的高度重視。

  鹽堿地是指地下潛水位升高、礦化度增強,加上氣候干旱和蒸發強烈,導致深層土壤鹽分向表土遷移,表土鹽化或堿化程度加重的現象。鹽堿土形成的實質是可溶性鹽類在土壤中發生重新分布,鹽分在土壤表層積累超過了正常值。依據標準,土壤鹽堿化可以分為:輕度鹽化土,土壤含鹽量0.1%~0.2%;中度鹽化土,土壤含鹽量0.2%~0.4%;重度鹽化土,土壤含鹽量0.4%~0.6%。

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  一、土壤鹽漬化形成的原因

  土壤鹽漬化是指土壤中的鹽分離子增加或是可溶性鹽分離,然后不斷地向土壤的表層聚集,從而改變了土壤的理化性狀,并對生長的植物有一定危害作用的一種土壤演化過程。土壤鹽漬化分為原生鹽漬化和次生鹽堿化兩類。其中不受人為影響,自然發生的土壤鹽漬化為原生鹽漬化;而由于人類活動引發的土壤鹽漬化為次生鹽漬化。土壤鹽漬化不僅是限制農業生產發展的一個主要因子,也是制約濱海地區鹽堿地改良綠化、沿海防護林營造等林業項目的重要影響因子。

  (一)自然條件

  鹽隨水動,土壤和地下水都含有一定的鹽分,所以土壤水分的運動對于土壤中鹽分累積有重要的影響。地下水越淺,蒸發作用越強,越易引起地表積鹽,可見,地下水深淺一定程度上影響土壤鹽堿化。

  1)氣候條件

  在我國東北、西北、華北的干旱、半干旱地區,降水量小,蒸發量大,溶解在水中的鹽分容易在土壤表層積聚。氣候條件對水的運動有重要的影響,大氣降水可以對地表水、地下水進行補給,大氣水分蒸發使土壤水形成向上的運動,可見氣候條件是引發土壤鹽堿化的重要前提。在我國北方干旱半干旱地區,土壤蒸發量大于降雨量,土壤鹽分隨水分的蒸發向上運動,使鹽分積累在土壤表層,如此過程長期反復進行,就會造成土壤鹽漬化。

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  2)地理條件

  地形部位高低對鹽堿土的形成影響很大,地形高低直接影響地表水和地下水的運動,也就與鹽分的移動和積聚有密切關系,從大地形看,水溶性鹽隨水從高處向低處移動,在低洼地帶積聚。鹽堿土主要分布在內陸盆地、山間洼地和平坦排水不暢的平原區,如松遼平原。從小地形(局部范圍內)來看,土壤積鹽情況與大地形正相反,鹽分往往積聚在局部的小凸處。

  3)地質條件

  質地粗細可影響土壤毛管水運動的速度與高度,一般來說,壤質土毛管水上升速度較快,高度也高,砂土和粘土積鹽均慢些。地下水影響土壤鹽堿的關鍵問題是地下水位的高低及地下水礦化度的大小,地下水位高,礦化度大,容易積鹽。

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  4)水文條件

  河流及渠道兩旁的土地,因河水側滲而使地下水位抬高,促使積鹽。沿海地區因海水浸漬,可形成濱海鹽堿土。

  (二)人為活動

  人為活動主要通過改變自然條件來影響土壤鹽堿化程度。如有些地方澆水時大水漫灌,或低洼地區只灌不排,以致地下水位很快上升而積鹽,使原來的好地變成了鹽堿地,這個過程叫次生鹽漬化。為防止次生鹽漬化,水利設施要排灌配套,嚴禁大水漫灌,灌水后要及時耕鋤。

  二、鹽漬土改良措施

  國內鹽堿地改良常用的方法包括物理改良、化學改良、生物改良和耕作改良措施。

  (一)物理改良措施

  1)平整土地

  平整土地可使水分下滲均勻,提高降雨淋鹽和灌溉洗鹽的效果,防止土壤斑狀鹽漬化。

  2)深耕深翻

  鹽分在土壤中的分布大致為地表層多,而下層少,經過深耕深翻,把表層土壤中的鹽分翻扣到耕層下邊,把含鹽較少的下層土壤翻耕到表面。翻耕既能疏松耕作層,切斷土壤毛細管,又能減弱土壤水分蒸發,有效地控制土壤返鹽。

  3)臺田模式

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  “上農(棉、糧)下漁”模式是在鹽堿地上新開挖或將原有坑塘改造為池塘,進行漁業養殖;挖池產生的土方堆筑臺田,經淡水或降雨壓堿改造后進行農林種植的立體生態農業開發模式,該模式對于地勢低洼、地下水位高、土質黏重、透氣透水性差、土壤貧瘠、含鹽量1%左右的重度鹽堿地較為適宜。

  在“上農(棉、糧)下漁”模式開發中,要做到與骨干水利工程和農田基本建設工程相結合,按流域、灌區對山、水、林、田、路進行統一規劃,合理布局,綜合治理,形成“旱能澆、澇能排、田成方、塘成網、樹成行、渠相連、路相通”的高產、優質、高效農漁業綜合園區,實現漁農良性循環,最大限度地發揮模式綜合效益。

  4)微區改土(客土)

  深翻改土是把鹽堿土就地挖溝深翻,表層含鹽量高的熟土墊在溝底,挖出的深層土放在地表。該辦法可以有效地降,低土壤鹽分,但用工量大,維持的時間有限,適用于小面積集,約經營的土地。

  換土是把鹽堿土運走,換上一層好土,或者運走一部分,鹽堿土,把好土與留下的鹽堿土混合。這樣也能有效地降低,土壤含鹽量,但需要的好土量大,來源和運輸都成問題,因而,生產成本較高,只適用于特殊的土地利用。

  5)隔層阻鹽

  隔層阻鹽措施指通過設置隔鹽層來破壞土體原來的毛管系統,增加土壤孔隙度,利用地上降雨、灌溉水對隔層以上土壤淋洗鹽分或通過隔層切斷土壤的毛細作用,阻隔地下水向上層運動引發返鹽。同時,隔層還能通過降低土壤累計蒸發量來降低土壤積鹽量,達到改良鹽堿的目的。隔鹽材料應用較多且降鹽控鹽效果較為理想的有河沙、爐渣、陶粒、沸石、蛭石、玉米秸稈等,在鹽堿地刺槐造林中采用沸石、陶粒和河沙作為隔鹽層材料均有助于土壤保墑控鹽、改善植物光合特性以及促進刺槐生長,其中以沸石作為隔鹽材料效果最佳。

  6)暗管排鹽

  暗管排鹽技術是利用專用機械將帶孔PVC波紋管按照一定坡度埋設在地下水臨界深度以下,高于暗管的含鹽地下水流入暗管后從排水溝集中排走,使地下水位降低至暗管埋深以下,拉大地下水與耕層距離,抑制地表蒸發引發的嚴重返鹽。同時,通過降雨或灌溉水對高鹽土壤的不斷淋洗,降低暗管之上土壤層的含鹽量。

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  暗管排鹽技術具有無化學材料污染、易滲水沙壤區效果明顯、占地面積少、對耕地的機械化耕作無影響等特點,但暗管材料與管徑、方向、間距、坡度均需按照土壤特性及田間排水條件進行設計,鋪設與清洗維護時的機械自動化程度與施工精度對工程排鹽效率有很大影響。鄭州永豐生物與鄭州智拓生物科技在新疆農一師十團使用智能排灌系統試驗,能夠有效排出鹽分,但是,本實驗還處于初步實驗階段。

  7)灌水洗鹽

  灌水洗鹽在水源豐富的鹽堿地區常用。一般是在土壤表層鹽分含量高時,用淡水漫灌,使鹽分隨水分下滲到土壤深層。這種方案在干旱少雨的地方成本太高。

  (二)化學改良措施

  化學改良就是應用一些酸性鹽類物質來改良鹽堿地的性質,降低土壤的酸堿度和含鹽量,增強土壤中微生物和酶的活性,促進植物根

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  化學改良鹽堿土壤的作用方式:一是凝聚土壤顆粒,改善土壤結構改良劑多有膨脹性、分散性、黏著性等特性,能夠使因鹽堿而分散的土壤顆粒聚結從而改變土壤的孔隙度,提高土壤通透性,改善土壤結構;二是置換土壤Na+,促進鹽分淋洗。含鈣制劑(如石膏、煤矸石、氧化鈣、石灰石、磷石膏等)和酸性物質(如硫磺、硫酸鋁、硫酸、硫酸亞鐵等)是較常用的鹽堿土壤改良劑。

  化學改良劑一般成本較高,所以鹽堿土改良劑選擇各類工業副產品或固體廢棄物既可以降低成本,也能緩解廢棄物對環境造成的壓力,故粉煤灰、海灣泥、磷石膏等具有較好的應用前景。另外,化學改良劑要將不同類型的改良劑聯合使用,取長補短,以強化改良劑的應用效果。鄭州永豐生物與鄭州智拓生物科技一直使用乳酸鈣處理,效果非常不錯。

  (三)生物改良措施

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  1)種植耐鹽植物

  種植耐鹽性的植物不但可以防風固土,調節地表徑流,改變土壤結構,提高土壤肥力,抑制表面積鹽,而且植物可以通過蒸發水分,降低地下水位,減輕表面積鹽。常用的耐鹽植物包括甜菜、向日葵、苜蓿、棉花、豆科作物、麻類、地下結實作物、麥類等。鄭州永豐生物與鄭州智拓生物科技在新疆農一師還種植冰草、牛皮菜這種既是賴鹽堿植物也是高吸收鹽分的植物,同時還有收益。在團場技術人員指導下,投入產出效果非常好。鹽堿土改良效果也好。

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  2)施用“追豐漢”微生物菌肥+“瑞喀威爾”含活性鈣土壤修復劑

  微生物的活動與植物關系密切,微生物的吸附富集作用、氧化還原作用、淋濾作用、成礦沉淀作用和協同效應等可用來改良鹽漬土。施用高含鈣離子的“瑞喀威爾”品牌土壤修復劑+“追豐漢”微生物菌肥+“沃有一手”品牌復合微生物菌劑后,不僅能夠改善鹽堿土土壤性質,還能夠增加作物產量。同時,三年時間沒有出現返堿現象。

  3)動物修復

  鹽堿土壤的動物修復法可以利用一些土中生存的動物,如蚯蚓在生長發育的過程中,將體內的某些分泌物排放于鹽堿土壤中,與土壤中的鹽堿成分發生化學反應,達到降解土壤鹽堿度,改良鹽堿土壤。同時由于動物的生理活動,可松動土壤,改善土壤的孔隙度和含水率等。

  (四)耕作改良措施

  耕作措施是農業生產的重要部分,在鹽堿地采取正確適時的耕作措施是減輕鹽堿危害,增加作物產量的有效措施,主要包括深耕深松,種植綠肥、秸稈覆蓋還田、施用有機肥培肥土壤等。

  1)深耕深松

  深耕深松是美國、加拿大等國主要的鹽堿地改良技術,并多配以秸稈覆蓋來增加效果,深松可有效降低土壤容重,是改良容重大、結構緊實、滲透性差的蘇打鹽堿土的有效耕作方式。振動深松在深松的同時可以通過振動將犁板前的土壤松動,打破板結層,重塑團粒結構,增加土壤對降雨的積蓄,同時切斷鹽分上移的土壤毛細管。

  2)秸稈還田

  地表覆蓋指利用生物質類或其他覆蓋材料通過吸收的降水在下滲過程淋洗耕層鹽堿或切斷土壤毛管,減少土壤表層蒸發來抑制返鹽。農業生產中廣泛應用的覆蓋材料為秸稈和地膜,地膜具有透光增溫、保水保肥、增產早熟、質輕耐久等特性;秸稈覆蓋可作為緩沖層,增加水分入滲時間,減少地表徑流,調節土壤水分、土壤容重和孔隙狀況,還可作為良好的隔熱層,調節土壤與大氣之間熱量交換。

  利用桔稈覆蓋還田,既能抑制土壤水分的蒸發、防止地表積鹽,還可以增加土壤中氮、磷、鉀等營養元素,促進灌溉脫鹽。可作為改土培肥材料施入土壤的秸稈主要有玉米秸、水稻秸稈、豆秸、棉花秸稈等,秸稈覆蓋還田在改善生態環境,培肥地力,提高資源利用效率和增產增收方面發揮著重要的作用。

  3)施用“沃土惠農”品牌有機肥和種植綠肥

  增施“沃土惠農”品牌有機肥在培肥土壤、改善土壤結構、增強土壤保水保肥能力的同時也能夠減少水分蒸發,促進淋鹽,抑制返鹽,加速脫鹽;此外有機肥中的有機質可以與鈉離子結合,減少鈉離子毒害作用。在鹽堿地上施用的有機肥,特別是來源廣、價低易得的畜禽糞施入土壤,如雞糞、羊糞、豬糞、腐植酸、糠醛渣、秸稈、有機廢棄物等均能不同程度改善土壤的理化性質,提高土壤肥力。

  種植綠肥能有效改善土壤的理化性質,提高脫鹽效果,培肥土壤;種植綠肥還可以有效降低地表徑流和沖刷,增加土壤中養分含量,并在微生物作用下產生各種有機酸,對土壤堿度進行中和。

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  鹽漬土資源作為中國重要的后備土壤資源,其利用和管理更是鹽漬土研究工作的重點。今后對于鹽漬土改良利用的研究,還應該立足于長期監測的基礎上,以發展的眼光,因時、因地對各種措施不斷加以調整和完善。同時,還要運用綜合管理技術措施,對鹽漬土壤的水鹽與肥力狀況進行優化調控,提高土壤質量,防范次生鹽漬化的發生,提高國內鹽漬土資源的利用效率。

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