鹽堿地改良方法研究

岳 強

（山西省汾河水利管理局一壩分局，山西 太原 030002）

我國是鹽堿化危害嚴(yán)重的國家，全國約有鹽堿地2 700萬hm2，其中有770萬hm2以上分布于農(nóng)田中，占耕地面積的7%左右，對于干旱地區(qū)，1/3以上土壤屬于由鹽堿化引起的中低產(chǎn)田。改良鹽堿地和防治次生鹽堿化，以及維持和改善土地生產(chǎn)能力是維持干旱區(qū)土地生產(chǎn)能力和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。由于土壤鹽堿化直接影響土壤結(jié)構(gòu)、導(dǎo)水導(dǎo)氣、供水供肥能力，以及植物出苗和生長過程，因此世界各國學(xué)者對鹽堿地改良方法進行了深入研究，一些方法在生產(chǎn)實踐中得以廣泛應(yīng)用，取得了良好效果。下面就目前改良方法的作用和研究進展進行分析。

1 水利改良

水利改良技術(shù)主要采取排水方法，將土壤中鹽分排出農(nóng)田，降低土壤鹽分含量，為作物生長提供良好的水鹽環(huán)境。目前農(nóng)田排水主要有明溝、暗管、豎井排水等形式，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，水資源問題日益突出和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，近年來控制性排水技術(shù)被得到廣泛重視，并被一些發(fā)達國家采用。

農(nóng)田排水技術(shù)在19世紀(jì)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中。在20世紀(jì)，排水理論和實踐上已積累了較豐富的經(jīng)驗，并得以快速發(fā)展。1950年由印度發(fā)起成立了一個非政府性的國際組織——國際灌溉排水委員會。許多國家由于灌溉導(dǎo)致土壤發(fā)生次生鹽堿化，推動了排水事業(yè)的發(fā)展。荷蘭是世界上排水問題比較突出的國家，有1/4的國土低于海平面，因此，排除漬水和控制地下水位是荷蘭農(nóng)田排水的主要任務(wù)，其暗管排水技術(shù)在世界上處于先進地位。日本的暗管排水始于20世紀(jì)50年代初，到80年代中期，暗管排水面積已達水田排水面積的1/3，農(nóng)田排水工程施工基本上實現(xiàn)了機械化。

我國20世紀(jì)50年代在一些灌區(qū)開始了暗管排水技術(shù)的試驗研究。同時豎井排水亦受到國內(nèi)外重視，在地下水埋深較淺、水質(zhì)符合灌溉要求的地區(qū)，結(jié)合井灌進行排水不僅提供了大量的灌溉水源，同時對降低地下水位和除澇治堿起到了積極作用。在我國北方易澇易堿地區(qū)，實行井灌井排被作為綜合治理旱、澇、堿的重要措施，已在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。楊鵬年對干旱內(nèi)陸區(qū)豎井灌排下土壤堿化風(fēng)險進行了分析。隨著淡水資源短缺和對生態(tài)環(huán)境日益重視，近年來國內(nèi)外開展了控制排水技術(shù)研究。該技術(shù)是在田間排水系統(tǒng)的出口設(shè)置控制設(shè)施，以調(diào)節(jié)田間的地下水位，達到排水再利用、治理漬害、減少排水對承泄區(qū)的污染。同時針對排水特征，開展了適合新情況的排水指標(biāo)研究。

在干旱半干旱地區(qū)，近幾年提出了一種控制土壤鹽分的新排水方法，稱為干排法，通過強烈的蒸發(fā)從洼地蒸發(fā)排水。農(nóng)田排水目的是通過排除土壤過量水或降低地下水位，從而改善土壤水分條件和防止土壤鹽堿化，以提高農(nóng)作物產(chǎn)量。干旱半干旱地區(qū)的主要任務(wù)是調(diào)節(jié)和控制地下水位，排除土壤中的鹽分，防止鹽分在土壤表層積聚，以改良鹽堿化土壤。在排水系統(tǒng)設(shè)計中，主要指標(biāo)是排水溝溝深和間距，而溝深主要依據(jù)地下水臨界深度進行計算。地下水臨界深度的確定成為排水溝深確定的主要參數(shù)，一般臨界深度認(rèn)為是潛水停止蒸發(fā)深度，按照這一理論一般會導(dǎo)致排水溝設(shè)計偏深，或者間距偏小。對于干旱地區(qū)，一般地下水礦化度較大，即使在相同潛水蒸發(fā)強度下，不同地下水礦化度會造成土壤鹽分的累積程度不同。但在排水溝深度確定方面沒有考慮地下水礦化度作用和土壤鹽分累積程度的差異。一些學(xué)者為了考慮這一問題，在排水溝間距確定上進行了補充分析。一般排水溝間距確定主要依據(jù)胡勾浩特公式進行計算。瞿興業(yè)等提出的防止土壤積鹽和保持土壤脫鹽條件下的排水計算公式，王文焰提出的考慮土壤鹽分特征的排水溝間距計算公式，王少麗對中國的農(nóng)田排水技術(shù)研究進展進行了分析，并對鹽漬兼治的動態(tài)控制排水新理念與排水溝(管)間距計算方法進行了探討。黃國成編制了農(nóng)田排水溝(暗管)計算程序設(shè)計。但這些計算公式僅從排水溝間距方面進行了考慮，沒有從鹽分累積特征方面綜合考慮排水系統(tǒng)設(shè)計。為了達到既控制土壤鹽分的累積，又可以提高潛水在旱季的抗旱能力，需要結(jié)合作物耐鹽特點，確定合理的地下水水位控制深度。

2 物理改良

物理改良主要通過平整土地、深耕曬垡、及時松土、抬高地形、微區(qū)改土、黏土摻沙、秸桿還田等措施，改善土壤物理結(jié)構(gòu)，增加土壤透氣透水能力，提高土壤鹽分向深層遷移的能力，降低根區(qū)土壤鹽分含量，進而為作物生長創(chuàng)造良好的水鹽環(huán)境。劉虎俊在河西走廊將深耕、客土等措施與淡水洗鹽相結(jié)合，應(yīng)用地表覆蓋、免耕和溝植技術(shù)改良土壤，取得了良好的效果。隨著農(nóng)業(yè)機械化水平的提高，作物秸稈技術(shù)在我國也逐步實施。姜潔等總結(jié)分析了秸桿還田的作用，認(rèn)為秸稈還田可以改良土壤，提高土壤的保蓄性和緩沖性，改善土壤物理性質(zhì),改良土壤耕性。秸稈還田還可以提高農(nóng)作物品質(zhì)、保護農(nóng)村生態(tài)環(huán)境、促進農(nóng)業(yè)生態(tài)化發(fā)展。桔桿覆蓋也可明顯抑制水分蒸發(fā)，提高入滲淋鹽效果，防止耕層鹽化，提高土壤有機質(zhì)質(zhì)量比，改善植物生長。在新疆一些地區(qū)將一定數(shù)量沙摻入鹽堿化比較嚴(yán)重的土壤中，改良土壤質(zhì)地組成，進而改善土壤透水透氣特性，取得了良好效果。

3 化學(xué)改良

化學(xué)改良方法主要利用添加高價離子，置換土壤顆粒上吸附的單價鈉離子，增加鈉離子的可移動性和顆粒間的連接力，形成有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的團粒結(jié)構(gòu)。石膏作為一種傳統(tǒng)的化學(xué)改良劑，國內(nèi)外學(xué)者已對其作用進行了深入研究，并在實踐中廣泛使用?？品蜻_等詳細(xì)說明了石膏改良蘇打鹽堿化土壤和不同灌溉條件下施用石膏改良堿化土壤的方法。許多學(xué)者對石膏改良堿化土壤進行了大量的研究，一般認(rèn)為石膏可降低土壤的pH值、堿化度及土壤的容重與堅實度，提高了土壤的滲透速率、空隙度及脫鹽率。李煥珍等研究表明，在鹽堿土上施用磷石膏，對水稻和玉米均有明顯的增產(chǎn)效果，并能改善土壤理化性狀。王榮華等的研究表明，堿化土施用磷石膏土壤微團聚體大量增加，容重降低，滲透系數(shù)增加，改變了土壤板結(jié)和通透性差的狀況。近年來，我國一些廠家生產(chǎn)了不同類型的改良鹽堿地的化學(xué)改良劑，在改良酸性土壤、提高化肥利用率等方面有顯著功效?！昂炭怠边m用于中、低產(chǎn)田改造、鹽堿地的治理、荒漠綠化等?？档貙毦哂薪祲A脫鹽，降低鹽分對作物的毒害作用。鈉離子吸附劑具有很強的交換能力，土壤含鹽量明顯降低，脫鹽率可達18.6%～29.3%。王宇等將蘇打鹽堿土添加硫酸鋁后，土壤結(jié)構(gòu)得到良好改善，土壤鹽分組成發(fā)生了顯著變化。孫海燕等研究了滴灌條件下施鈣量和施鈣時間對土壤鹽分分布的影響，提出了合理的施鈣時間和數(shù)量?？傊S著水資源短缺問題的日益突出和對環(huán)境的日益重視，土壤化學(xué)改良技術(shù)及其與其他技術(shù)的有機結(jié)合，將成為研究的重要內(nèi)容。由于化學(xué)改良主要通過施加高價離子置換土壤顆粒上吸附的單價離子，因此改變了土壤離子組成以及離子在土壤中分布特征，如何評價改良劑的綜合改良效果，是值得深入研究的問題。

4 生物改良

生物改良鹽堿地是指利用高等耐鹽植物在鹽堿地中的直接種植，通過灌溉水與植物根系的作用，將土壤鹽分控制在植物大量根系土層以下的土體中，增加土壤有機質(zhì)，培肥土壤，逐步改善土壤物理化學(xué)特性。由于尋求耐鹽度高的作物是生物改良的基礎(chǔ)，美國、俄羅斯、印度、以色列、巴基斯坦和中國等國家分別利用常規(guī)育種法、輻射育種和基因工程等方法選育出了一系列耐鹽堿植物。Qadir和趙成義等研究結(jié)果表明，植物的根系活動可以激活土壤中的CaCO3并加速其溶解，提供充分的Ca2+以替代Na+，從而改善土壤理化性質(zhì)并加速脫鹽。同時，Qadir等認(rèn)為根系向土壤中釋放的檸檬酸、蘋果酸等有機酸、酶及脫落的根冠細(xì)胞和殘留根系既有利于土壤微生物的活動，可促進磷、氮、鐵和銅等營養(yǎng)物質(zhì)的溶解，提高土壤肥力。Jumberi等研究表明，豆科植物除具固氮能力外，耐鹽堿能力強，植物修復(fù)效果較好。但唐世榮等認(rèn)為植物對土壤肥力、地理氣候、鹽度、酸堿度及灌排系統(tǒng)等條件有一定要求，若管理不善，鹽分可能隨植物器官的腐爛、脫落等途徑重返土壤。曲學(xué)勇研究了秸稈還田和品種對土壤水鹽運移及小麥產(chǎn)量的影響。一些學(xué)者就改良劑對土壤持水性和種子萌發(fā)等問題開展了研究工作。王春娜等總結(jié)分析了目前生物改良措施效果，認(rèn)為生物改良措施最具有生態(tài)效益和經(jīng)濟效益，而植物耐鹽機理的研究又是具體制定生物改良措施的理論基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

綜上所述，目前土壤改良方法主要有水利改良、化學(xué)改良、生物改良和物理改良。各種改良方法的方式、作用與目的各不相同，但都為作物生長創(chuàng)造良好水、鹽、肥、氣環(huán)境，維持土地的可持續(xù)利用。潛水蒸發(fā)是造成土壤次生鹽堿化的主要因素之一，因此分析潛水蒸發(fā)特點以及由此引起的土壤鹽分累積特征，從而進一步認(rèn)識土壤次生鹽堿化形成以及發(fā)展土壤水鹽調(diào)控方法，將是今后鹽堿地改良研究的熱點與方向。

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