沖洗改良鹽堿土

李慧萍

(肇源縣水務(wù)局，黑龍江肇源166500)

1 概況

鹽堿土在世界的分布涉及五大洲近百個國家和地區(qū)。據(jù)聯(lián)合國教科文組織和糧農(nóng)組織不完全統(tǒng)計(jì)，全世界鹽漬土面積約為9.5億hm2，而且還在呈增長趨勢。我國鹽堿地總面積大約為9 913萬hm2，主要分布于5個大區(qū)的23個省、市、自治區(qū)的平原，包括濱海鹽堿土區(qū)和干旱鹽堿土區(qū)以及東北鹽堿土［1］。

東北鹽堿土區(qū)系指東北平原及其周圍的低丘和階地，主要包括東部三江平原、北部平原、南部平原的北部及大興安嶺西麓狹長地帶的黑土區(qū)，以及內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部的栗土區(qū)。鹽堿地面積約有200余萬公頃。本區(qū)地形平坦，境內(nèi)有較大的河流，形成廣大的沖積平原。主要分布著蘇打鹽土和堿土，鹽分組成以碳酸鹽為主。這種土壤因其物理性質(zhì)不良，不適宜種植旱作物。

大慶及周邊地區(qū)屬于松嫩低平原，潛水位過高是大慶及其周邊地區(qū)土地鹽堿化與形成次生鹽堿化的根本原因。大慶石油開采填注深層承壓水，不僅出現(xiàn)深層地下水大漏斗，還助長了淺層水位持續(xù)提高，形成加劇土壤鹽堿化和嚴(yán)重破壞地質(zhì)環(huán)境的雙重危害。

近年來，世界各國均高度重視鹽堿地改良、開發(fā)利用以及土地保護(hù)措施。鹽堿土改良利用不但可以增加產(chǎn)量、緩解糧食危機(jī)，而且可改善生態(tài)環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量。

2 沖洗原理

土壤內(nèi)所含的鹽分有時形成固體結(jié)晶(往往聚集在土壤表層)，有時存在于土壤水中形成含鹽溶液。由于土壤中鹽分存在的形式不同，因而其排除的難易也就不同。排除土壤鹽分的措施通常是采用沖洗的方式。沖洗的目的在于將土壤中所存在的各種狀態(tài)的鹽分溶解，使其形成容易移動的自由溶液，井自土壤中排出。沖洗水的排除往往采用向下沖洗的方式，隨著沖洗水的下滲將溶解于水中的鹽分帶至深層土壤，或經(jīng)由排水溝中排除，這是最常用、最有效的措施;有時也采用明水排鹽的方式，使鹽分溶解在地表水層中，然后自地表排走，這種方式適用于表層含鹽量大和表土透水性極弱的情況。除沖洗外，還有表層刮鹽的方式，即自土壤表層刮去比較集中的鹽分，但這種方式只有在土壤表面形成鹽結(jié)皮時方可采用［2］。

3 沖洗脫鹽標(biāo)準(zhǔn)

沖洗以后應(yīng)該使一定土層土壤中的含鹽量降低到一定限度以下，以滿足作物正常生長的要求。土壤中的這種最低允許含鹽限度，通常稱為沖洗脫鹽標(biāo)準(zhǔn)。沖洗脫鹽標(biāo)準(zhǔn)是隨著作物的種類及其耐鹽能力、土壤性質(zhì)、土壤中的鹽分組成情況等條件而異。對于不同的作物、不同類型的鹽堿土各有其不同的沖洗脫鹽標(biāo)準(zhǔn)。表1列舉了我國各地所試驗(yàn)的主要作物耐鹽能力，以供設(shè)計(jì)沖洗脫鹽標(biāo)準(zhǔn)時參考。

表1 主要作物的耐鹽標(biāo)準(zhǔn)

沖洗以后不僅使土壤中含鹽量降低到一定限度以下，而且應(yīng)該使脫鹽的土層有一定深度。沖洗時所要求的脫鹽土層，即計(jì)劃沖洗的土層。計(jì)劃沖洗土層的深度一方面應(yīng)滿足作物生長的需要，同時也要防止土壤的再度返鹽。在作物根系活動層較深或氣候干燥的地區(qū)，應(yīng)采用較深的計(jì)劃沖洗層;反之，可以采用較淺的計(jì)劃深度。一般在旱作地區(qū)的計(jì)劃沖洗層深度多采用1.0 m，在地下水出流條件較差，或土壤質(zhì)地黏重的情況下，在沖洗的第一年也可以采用0.6 m，這樣，可以避免采用過大的沖洗定額，從而減輕排水任務(wù)和沖洗時間。

4 沖洗時土壤的脫鹽過程

由于土壤中水分的存在形式不同，土壤鹽溶液排除的難易也各不相同。土壤中的毛細(xì)管水在一定條件下比較容易移動，所以沖洗其含鹽溶液也容易自土壤中排除。但吸著水和薄膜水等與土壤顆粒間的吸附力大，移動很困難，所以其鹽溶液也就不容易排除。為了使計(jì)劃沖洗土層有效地脫鹽，沖洗時首先使土壤中各種形態(tài)的鹽分都轉(zhuǎn)化為毛管水和重力水溶液狀態(tài)，然后從計(jì)劃沖洗土層中排走。第一次沖洗灌水應(yīng)先使計(jì)劃洗土層達(dá)到最大持水量，將固體狀態(tài)的鹽分溶解，并使在微孔和束縛溶液中的鹽分向毛管溶液擴(kuò)散，同時也將原有毛管鹽溶液沖淡，然后再加水沖洗;此時土壤含水量超過最大持水量，形成重力水，并帶著所溶解的鹽分一起排至計(jì)劃沖洗層之外。這樣，就可以得到較好的沖洗效果。如果第一次灌水量過大，使計(jì)劃沖洗層土壤含水量超過最大保水量，沖洗水很快向土壤深層移動，土壤中的鹽分和微孔溶液中的鹽分就來不及溶解和向沖洗水?dāng)U散，排擠到下層土壤的沖洗水的含鹽量也就較小，因而沖洗脫鹽的效果不好。

根據(jù)同樣理由，在整個沖洗過程中，每次沖洗水量不宜過大，且每經(jīng)一次沖洗灌水后都必須經(jīng)過一定的時間間隔，等到土壤中的鹽分有足夠溶解并使吸著水、薄膜水中的鹽溶液向毛管水?dāng)U散后，再進(jìn)行第二次沖洗，這樣才能獲得較好的效果。

在沖洗過程中，由于土壤中的鹽溶液濃度(鹽分)逐漸減小，沖洗效率也就逐漸降低，這是因?yàn)槊看螞_洗時，隨自由溶液排出的鹽分只是上一次沖洗后土壤中所剩余的含鹽量的一部分。所以沖洗的次數(shù)增多，土壤中的含鹽量則逐漸減少，相對地脫鹽效率也逐漸降低，詳見圖1。

圖1 沖洗次數(shù)與脫鹽效率關(guān)系圖

沖洗效率與土壤性質(zhì)有密切關(guān)系。土壤越黏重、土粒越細(xì)、微孔越多，則吸著溶液占全部含鹽溶液的比重和含鹽溶液所受吸著力越大，鹽分向自由溶液擴(kuò)散速度也越慢，鹽分也不易排出，因此脫鹽效率就越低。根據(jù)寧夏回族自治區(qū)銀川鹽土改良試驗(yàn)站的資料，在同樣沖洗條件下，不同的土質(zhì)對脫鹽率有不同的影響，見表2。即使同一個土壤剖面中，由于各層土壤的性質(zhì)不同，沖洗脫鹽的效果也不相同，在沖洗以后各土層含鹽量往往有較大差異。

表2 不同土質(zhì)的沖洗脫鹽情況

5 沖洗季節(jié)

沖洗應(yīng)在地下水位較低、蒸發(fā)量較小、田間工作較少、勞動力充裕、用水不緊張及非冰凍的時期進(jìn)行，并應(yīng)盡量利用降雨水、洪汛水及凝結(jié)水。在確定沖洗季節(jié)時還要考慮含鹽成分對溫度的要求，因?yàn)橥寥篮}成分不同，達(dá)到一定溶解度所要求的溫度也不同。但在一般情況下，往往不能同時滿足上述所有要求，則需要結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件加以分析確定。根據(jù)現(xiàn)有資料，在華北、西北及沿海地區(qū)最適宜的沖洗季節(jié)，通常以晚秋初冬非冰凍期為主，早春為輔。在以硫酸鹽為主的鹽堿土地區(qū)，由于當(dāng)?shù)?0月至次年6月均為冰凍期，而夏季溫度高，硫酸鹽溶解度大，且為洪水期，水量充裕，也可在夏季進(jìn)行沖洗。

經(jīng)過改良的鹽堿地區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和自然面貌都有了顯著變化，產(chǎn)量逐年提高。但應(yīng)注意水利措施有時在改良鹽堿土中占有主要地位，但在任何情況下都不能忽視與農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的配合。實(shí)踐證明，單純采用水利措施，忽視沖洗后的耕耙、松土、施肥以及密植等農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，將會招致土壤再度返鹽，不能達(dá)到根本改良土壤的目的。

［1］王樹峰，田迪，等.大慶及周邊地區(qū)以潛水種稻治鹽堿地策略［C］//第三屆全國農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集.天津:中國農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)會，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所，2009:424－429.

［2］武漢水利電力學(xué)院農(nóng)田水利教研組.農(nóng)田水利學(xué)［M］.北京:中國工業(yè)出版社，1961.