江蘇沿海灘涂快速改良與高效利用研究進(jìn)展

崔士友，張 蛟，翟彩嬌

（江蘇沿江地區(qū)農(nóng)科所，江蘇南通226541）

江蘇沿海灘涂快速改良與高效利用研究進(jìn)展

崔士友，張 蛟，翟彩嬌

（江蘇沿江地區(qū)農(nóng)科所，江蘇南通226541）

江蘇省人均耕地少，沿海灘涂鹽堿地作為重要的土地后備資源其開發(fā)、利用和保護(hù)日益引起人們的高度重視。筆者初步總結(jié)了江蘇沿江地區(qū)農(nóng)科所及江蘇省有關(guān)研究機(jī)構(gòu)在濱海鹽土快速脫鹽改良技術(shù)、耐鹽作物大規(guī)模篩選技術(shù)、沿海灘涂作物栽培關(guān)鍵技術(shù)以及技術(shù)沿海灘涂作物高效種植模式方面的研究進(jìn)展，在此基礎(chǔ)上提出了構(gòu)建江蘇沿海灘涂快速改良與高效利用技術(shù)體系的設(shè)想，包括：（1）濱海鹽土評(píng)估、農(nóng)林利用適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)；（2）濱海中、重鹽土快速脫鹽改良技術(shù)；（3）濱海灘涂植樹造林改土技術(shù)；（4）耐鹽作物品種的篩選及高效規(guī)模化種植技術(shù)。

沿海灘涂；鹽土改良；耐鹽作物；種植模式；農(nóng)林利用

0 引言

江蘇省人多地少，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，耕地是江蘇農(nóng)業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要限制因素。但同時(shí)又擁有一種獨(dú)特的土地資源，沿海地區(qū)灘涂總面積高達(dá)68.7萬hm2，約占全國灘涂總面積的1/4，居各省市區(qū)之首，其中潮上帶29.5萬hm2，且每年仍以1267 hm2的速度淤長。隨著人口增長和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，沿海灘涂作為江蘇省重要的土地后備資源其開發(fā)、利用和保護(hù)日益引起人們的高度重視。

根據(jù)2008年江蘇近海海洋綜合調(diào)查與評(píng)價(jià)（國家908專項(xiàng)江蘇部分），江蘇省50萬hm2左右的沿海灘涂尚未圍墾。另據(jù)省發(fā)展改革委、省沿海辦制定的“江蘇沿海灘涂圍墾開發(fā)利用規(guī)劃綱要”，2010—2020年10年間，灘涂圍墾總面積達(dá)18萬hm2。根據(jù)《江蘇沿海地區(qū)發(fā)展規(guī)劃》，對(duì)于圍填所形成的新的土地資源，用于農(nóng)業(yè)、生態(tài)和建設(shè)分別占60%、20%和20%。灘涂開發(fā)利用尤其是農(nóng)業(yè)和生態(tài)建設(shè)的最大限制因素是其土壤的高鹽分，灘涂快速降鹽和耐鹽植物/作物的篩選是鹽土農(nóng)業(yè)開發(fā)研究的兩個(gè)技術(shù)難題或研究方向。

更為可喜的是鹽堿地的開發(fā)利用得到了國家層面的高度重視，2014年由中科院報(bào)送國務(wù)院的“中科院建議開展全國鹽堿地分類治理技術(shù)示范”的報(bào)告，獲得了國家領(lǐng)導(dǎo)人的重要批示[1]；在此基礎(chǔ)上，國家發(fā)改委聯(lián)合科技部、農(nóng)業(yè)部、財(cái)政部等10部委共同頒布實(shí)施了《關(guān)于加強(qiáng)鹽堿地治理的指導(dǎo)意見》[2]；2015年中央“一號(hào)文件”第一條第一點(diǎn)中重點(diǎn)指出“實(shí)施糧食豐產(chǎn)科技工程和鹽堿地改造科技示范”[3]。筆者介紹江蘇沿江地區(qū)農(nóng)科所及省內(nèi)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)近年來的在濱海鹽土脫鹽改良以及耐鹽作物篩選及規(guī)模化利用方面的研究進(jìn)展，以期為江蘇省沿海灘涂的開發(fā)利用提供參考。

1 濱海鹽土快速脫鹽與改良技術(shù)

沿海灘涂土壤屬于濱海鹽土類型，由于長期受海洋潮汐的影響，土壤鹽分含量偏高、土體發(fā)育不明顯、理化性狀差、肥力水平低下。濱海鹽土改良的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有2個(gè)：以工程措施為主導(dǎo)的降鹽，以增加有機(jī)質(zhì)為主導(dǎo)的土壤培肥[4]。前者決定了圍墾的灘涂能否用于作物生產(chǎn)，而后者則決定作物的生產(chǎn)水平及其可持續(xù)性。近年來低成本高效脫鹽與改良技術(shù)的研制和應(yīng)用在江蘇省取得了可喜的進(jìn)展，有望獲得規(guī)?；耐茝V利用。

1.1 濱海鹽土快速脫鹽技術(shù)

沿海灘涂資源開發(fā)利用（無論是農(nóng)業(yè)還是生態(tài)）的關(guān)鍵技術(shù)難題是土壤鹽分含量過高，降鹽是開發(fā)利用灘涂資源的先決條件。目前所使用的一些方法如淡水洗鹽、暗管排鹽等仍存在諸多不足，如成本高、時(shí)間長（3～5年），且這些技術(shù)對(duì)高鹽灘涂降鹽效果較差。

江蘇沿江地區(qū)農(nóng)科所鹽土農(nóng)業(yè)項(xiàng)目組通過近幾年的研究，初步構(gòu)建了以秸稈覆蓋為核心的灘涂快速降鹽技術(shù)體系（授權(quán)發(fā)明專利，沙性重鹽土快速脫鹽的簡單方法，專利號(hào)：ZL201410698031.9）。根據(jù)江蘇沿海地區(qū)作物秸稈豐富和雨水資源充沛的特點(diǎn)，集成以秸稈覆蓋為核心，充分利用每年6—8月的雨季，淋溶鹽土表層所集聚的大量鹽分，減少水土流失；同時(shí)，利用秸稈覆蓋抑制鹽分的表聚。

試驗(yàn)研究表明，與濱海鹽土裸地相比，本技術(shù)的使用，明顯加快了土壤鹽分的淋溶（圖1），經(jīng)過雨季（6—8月）的淋溶，7個(gè)月時(shí)間耕層(0～40 cm)土壤鹽分下降至1～2 g/kg，基本可以滿足主要作物的生產(chǎn)要求；經(jīng)過11個(gè)月的時(shí)間0～100 cm剖面尤其是下層鹽分明顯下降，可以滿足灘涂造林綠化的要求。

進(jìn)一步分析表明，土壤鹽分的淋溶方程均可用指數(shù)方程(1)擬合。

此處，y為ECa/ECi，x為Dw/Ds。其中ECa即淋溶后的實(shí)際鹽分，ECi為土壤剖面的初始鹽分，Dw為雨水入滲的深度，Ds為需改良的土壤深度。

淋溶方程給出了淋溶的相對(duì)脫鹽量與所提供的相對(duì)雨水量間明確的數(shù)量關(guān)系，擬合的指數(shù)方程表明ECa/ECi隨著Dw/Ds而指數(shù)下降，0～20 cm和0～40 cm脫鹽80%所需的雨水量可根據(jù)淋溶方程計(jì)算而得（表1），20 cm和40 cm土層脫鹽80%平均需要181.7 mm和351.5 mm的降雨量。

圖1 濱海鹽土秸稈覆蓋下雨水的淋溶效果

1.2 濱海鹽土快速改良技術(shù)

揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院柏彥超等開展了符合土地改良用標(biāo)準(zhǔn)的生活污泥改良濱海鹽土的試驗(yàn)[4-6]，結(jié)果表明，施用生活污泥可顯著改善灘涂土壤的理化性狀。隨著污泥施用量的增加，灘涂土壤的容重、密度、pH逐漸下降，有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效氮、速效磷、CEC均呈上升趨勢，全鉀、速效鉀無顯著變化。灘涂土壤的細(xì)菌、放線菌數(shù)量隨污泥施用量的提高呈上升趨勢。另外，塑料盆試驗(yàn)[5]和灘涂小區(qū)試驗(yàn)[6]均表明施用生活污泥對(duì)灘涂土壤具有較為明顯的降鹽作用。

有機(jī)質(zhì)通過改善土壤的理化性狀、改變土壤鹽分運(yùn)動(dòng)狀況，促進(jìn)土壤脫鹽，抑制土壤返鹽，中和土壤堿度，進(jìn)而減輕土壤鹽分對(duì)作物的危害，提高作物產(chǎn)量，達(dá)到改良灘涂土壤的目的。生活污泥是城市生活污水處理的副產(chǎn)物，有機(jī)質(zhì)含量達(dá)30%～60%，還含有大量的N、P等養(yǎng)分，其含量高于豬糞、牛糞等。利用生活污泥進(jìn)行灘涂土壤的改良是一項(xiàng)一舉多得的措施，將土地后備資源與有機(jī)固廢循環(huán)利用相結(jié)合，具有廣闊的應(yīng)用前景。

表1 秸稈覆蓋下濱海鹽土的淋溶方程及土壤剖面脫鹽80%所需的雨水量

2 耐鹽作物的大規(guī)模篩選技術(shù)

水稻、小麥、玉米等在內(nèi)的主要農(nóng)作物均為鹽敏感或耐鹽性較弱，篩選耐鹽作物品種是推進(jìn)沿海灘涂建立商品糧油基地的關(guān)鍵技術(shù)措施，近幾年盡管篩選出了一些耐鹽性較強(qiáng)的作物品種[7-9]，但強(qiáng)耐鹽的作物品種（可耐3‰～5‰土壤鹽分，產(chǎn)量達(dá)非鹽土的80%以上）尚很少。

盡管主要農(nóng)作物總體上是鹽敏感的植物，大量的研究均表明作物中存在耐鹽的種質(zhì)。其關(guān)鍵的技術(shù)是作物耐鹽性的規(guī)?；b定和篩選。本項(xiàng)目組經(jīng)過近5年的工作，已經(jīng)建立起錐形管/盆栽苗期鑒定（授權(quán)專利：作物苗期耐鹽性的簡單鑒定方法，ZL2013 1 037929.9）-鹽池全生育期鑒定-灘涂實(shí)地鑒定相結(jié)合的作物耐鹽性鑒定技術(shù)平臺(tái)，為進(jìn)一步挖掘耐鹽作物種質(zhì)提供了支撐。

江蘇沿海地區(qū)農(nóng)科所、江蘇沿江地區(qū)農(nóng)科所等單位近年來在耐鹽作物鑒定與篩選方面做了較多的工作，篩選出了一些具有較強(qiáng)耐鹽性且綜合性狀優(yōu)良的作物品種，如‘鹽稻10號(hào)’、‘鹽稻12’、‘通粳981’等水稻品種，‘蘇玉10號(hào)’、‘蘇玉30’等玉米品種，‘淮豆4號(hào)’、‘通豆2006’等大豆品種，‘鹽油雜3號(hào)’等油菜品種。隨著篩選工作的進(jìn)一步深入，作物的種類、耐鹽作物品種的數(shù)量及其耐鹽性將得到進(jìn)一步的拓展。

3 沿海灘涂作物栽培關(guān)鍵技術(shù)研究

中國科學(xué)院南京土壤所楊勁松團(tuán)隊(duì)在輕鹽土作物栽培方面做了較多的研究工作[10-12]，其技術(shù)措施主要包括覆蓋（秸稈、薄膜）、有機(jī)肥施用、肥料運(yùn)籌等方面，其在江蘇濱海鹽土（東臺(tái)）的研究結(jié)果表明有機(jī)肥與覆蓋傳統(tǒng)農(nóng)藝措施的有效組合可較好地調(diào)控灘涂圍墾農(nóng)田土壤水鹽，促進(jìn)作物增產(chǎn)。該研究為蘇北灘涂新墾農(nóng)田鹽堿障礙因子的消減及作物增產(chǎn)提供了一種新途徑，也為當(dāng)?shù)赜袡C(jī)肥及秸稈資源的可持續(xù)利用提供了依據(jù)。

在肥料運(yùn)籌方面，陳冬峰等進(jìn)行了在中等肥力水平下的大麥平衡施肥試驗(yàn)，氮肥以公頃施純氮225 kg左右為宜，磷肥以公頃施磷素(P2O5)45～90 kg之間為合適，鉀肥在大麥當(dāng)季可以少施或不施[13]。王志春的試驗(yàn)表明在沿海灘涂缺K的土壤上（耕層速效鉀含量為65 mg/kg）平衡施肥與常規(guī)施肥（不施K肥）相比具有明顯額增產(chǎn)作用[14]。

4 江蘇沿海灘涂作物高效種植模式

江蘇沿海灘涂高效農(nóng)業(yè)至少包含2個(gè)方面的含義：①本身具有較高的直接經(jīng)濟(jì)效益，如西蘭花、西瓜等特經(jīng)作物的種植；②通過機(jī)械化生產(chǎn)獲取規(guī)模生產(chǎn)所帶來的效益，一些大宗作物盡管單位面積的效益不高，但借助機(jī)械化的推廣，可大幅度降低勞動(dòng)成本，也能獲得較高的規(guī)模效益。

目前江蘇沿海灘涂的高效種植模式主要有以下三類：

（1）將具有沿海地區(qū)特色的特經(jīng)作物引入沿海灘涂種植制度中，如大麥套種羊角椒[15]，以及西瓜、西蘭花、糯玉米等特經(jīng)作物，并可引入草莓、葡萄等果品。

（2）大宗作物的規(guī)?；a(chǎn)。主要作物如水稻、大小麥、玉米等目前在播種（育苗、移栽）、收獲等環(huán)節(jié)均已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，降低了生產(chǎn)用工，減少的生產(chǎn)成本。且市場需求旺盛，可規(guī)模化市場，效益可觀。

（3）發(fā)展飼草生產(chǎn)，推進(jìn)農(nóng)牧結(jié)合。近年來江蘇沿海地區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展迅速，需要大量飼用草料。甜高粱在江蘇沿海灘涂作物飼草生產(chǎn)極具發(fā)展前景[16]。甜高粱適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)、管理簡單，特別是在耐鹽堿、抗旱耐澇性方面具有一定的優(yōu)勢；另外，高粱為C4植物，生物量高。甜高粱用于青貯飼料生產(chǎn)，可滿足沿海農(nóng)區(qū)奶牛業(yè)發(fā)展對(duì)粗飼料的需求，降低畜牧業(yè)飼料成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。試驗(yàn)表明甜高粱青貯飼料品質(zhì)相當(dāng)于或優(yōu)于玉米，飼喂奶牛能增加奶牛的產(chǎn)奶量[17]。青貯甜高粱日糧飼喂奶牛，比青貯玉米日糧日產(chǎn)奶量增加2.19kg/頭；飼喂3～5月齡羊比青貯玉米日糧日多增重2.01 g/只，2～3歲齡羊日多增重29.27 g/只；奶品質(zhì)差異不顯著[18]。

5 江蘇沿海灘涂快速改良與高效利用技術(shù)體系的構(gòu)建

目前，中國在鹽堿地治理與農(nóng)業(yè)高效利用方面已形成了8大體系40項(xiàng)的實(shí)用技術(shù)[1]。江蘇濱海鹽土的研究和開發(fā)利用目前仍多處于分散狀態(tài)，技術(shù)單一不成體系，開發(fā)利用規(guī)模小。這里基于本項(xiàng)目組及江蘇省有關(guān)研究機(jī)構(gòu)的研究進(jìn)展，提出構(gòu)建江蘇沿海灘涂快速改良與高效利用技術(shù)體系的設(shè)想，為推進(jìn)江蘇省沿海灘涂農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

5.1 濱海鹽土評(píng)估、農(nóng)林利用適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)

開展多尺度土壤水鹽動(dòng)態(tài)、時(shí)空演變的聯(lián)合監(jiān)測監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行土壤鹽漬化分級(jí)分區(qū)、土壤質(zhì)量和農(nóng)林利用適宜性評(píng)估，在評(píng)估結(jié)果的基礎(chǔ)上依據(jù)不同作物/植物的耐鹽性、生態(tài)習(xí)性、當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣等進(jìn)行鹽堿地利用種植布局規(guī)劃。摸清江蘇省沿海灘涂資源的家底是一項(xiàng)主要的基礎(chǔ)性工作，必須引起足夠的重視。

目前表征土壤鹽分的參數(shù)主要有2個(gè)：①以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示的土壤含鹽量，可用經(jīng)典的質(zhì)量法或干殘?jiān)y定，單位g/kg土；②以電導(dǎo)率表示的土壤含鹽量，如1:5土:水浸提液所測定的電導(dǎo)率，用EC1:5表示，單位dS/m或mS/cm。前者測定方法繁瑣，后者簡單，且兩者之間可以通過公式轉(zhuǎn)換：1 mS/cm(EC1:5)=640 mg/L水=3.2 g/kg土，或通過有關(guān)試驗(yàn)所得到擬合方程而轉(zhuǎn)換，如通過江蘇省如東縣東凌墾區(qū)36個(gè)樣品的測定，得到了圖2所示的擬合方程。

圖2 土壤含鹽量與電導(dǎo)率EC1:5關(guān)系的擬合

5.2 濱海中、重鹽土快速脫鹽改良技術(shù)

示范推廣以秸稈覆蓋為核心、多種輔助技術(shù)配套的雨水淋溶快速脫鹽技術(shù)，促進(jìn)中、重鹽土轉(zhuǎn)變?yōu)檩p鹽土（0～40 cm耕層含鹽量降至3 g/kg土以下），進(jìn)而發(fā)展農(nóng)林業(yè)。該技術(shù)耦合工程排鹽與物理洗鹽方法，但由于濱海灘涂地下水埋深淺，礦化度高，該技術(shù)只能治標(biāo)。

為了穩(wěn)定濱海鹽土的脫鹽效果，必須加強(qiáng)鹽土培肥工作，施用有機(jī)肥是鹽土改良的一種治本技術(shù)。通過加大有機(jī)肥的投入，生活污泥等廢棄物資源化利用，施用有機(jī)肥可增加團(tuán)聚體和團(tuán)聚體穩(wěn)定性[20]。施用農(nóng)家有機(jī)肥，創(chuàng)造穩(wěn)定“水肥保蓄層”，并在土壤積鹽時(shí)段持續(xù)控鹽。

5.3 濱海灘涂植樹造林改土技術(shù)

根據(jù)《江蘇沿海地區(qū)發(fā)展規(guī)劃》，對(duì)于圍填所形成的新的土地資源，20%用于生態(tài)。生態(tài)主要指林業(yè)建設(shè)。樹木作為構(gòu)成復(fù)雜的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的一個(gè)組分，對(duì)于調(diào)節(jié)地下水位和鹽土的恢復(fù)是重要的。常綠和深根的樹種蒸騰耗用大量的水分，降低地下水位，改善根區(qū)的通氣性。造林地與相鄰的農(nóng)地相比，極大的降低了地下水位，這已有廣泛的認(rèn)識(shí)[19]。目前應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)耐鹽樹種的鑒定與篩選工作[20]，在此基礎(chǔ)上集成示范灘涂植樹造林技術(shù)，推進(jìn)江蘇沿海地區(qū)生態(tài)防護(hù)林和景觀林的建設(shè)工作。

5.4 耐鹽作物品種的篩選及高效規(guī)?；N植技術(shù)

根據(jù)《江蘇沿海地區(qū)發(fā)展規(guī)劃》，對(duì)圍填形成的土地資源，優(yōu)先用于發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、耕地占補(bǔ)平衡和生態(tài)保護(hù)與建設(shè)，適度用于臨港產(chǎn)業(yè)發(fā)展。對(duì)農(nóng)業(yè)用地實(shí)施規(guī)?；_發(fā)，發(fā)展種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，建設(shè)國家大型商品糧棉基地，培育發(fā)展海水灌溉農(nóng)作物，增加農(nóng)業(yè)供給能力，開展非糧食生物燃料植物的規(guī)?；N植。

沿海灘涂建立商品糧油基地的關(guān)鍵是耐鹽作物品種及其配套的高效規(guī)?；N植技術(shù)。中國作物種質(zhì)資源豐富，但作物種質(zhì)耐鹽性評(píng)價(jià)研究尚處于零散工作，缺乏系統(tǒng)性、綜合性研究，遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)對(duì)科技的迫切需求。在加強(qiáng)作物耐鹽性鑒定、篩選的基礎(chǔ)上，還需注重沿海灘涂作物高效規(guī)模化種植關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和集成示范，如覆蓋栽培、肥料運(yùn)籌、機(jī)械化生產(chǎn)、土壤培肥等，進(jìn)而推進(jìn)灘涂農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。這些方面的研究容易獲具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科研成果，因此值得引起足夠的重視。

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Fast Amelioration and Efficient Utilization of Coastal Beach in Jiangsu Province

Cui Shiyou,Zhang Jiao,Zhai Caijiao
(Jiangsu Yanjiang Institute of Agricultural Sciences,Nantong 226541,Jiangsu,China)

Due to the fact of less arable land per capita in Jiangsu Province,the development,utilization and protection of coastal beach as important land reserve resources have attracted much attention.The authors summarized the primary progress of fast desalination and amelioration in coastal saline soils,large-scale screening of salt-tolerant crops,key techniques of crop cultivation and efficient cropping patterns in coastal beach made in Jiangsu Yanjiang Institute of Agricultural Sciences and relevant research institutions.Based on them,constructing a technique system of fast amelioration and efficient utilization of coastal beach in Jiangsu was proposed,including:(1)assessment of coastal saline soil and suitability of agriculture and forestry utilization of saline land;(2)fast desalting and amelioration of medium and heavy saline soil;(3)afforestation technology of coastal beach;(4)screening of salt tolerant crop varieties and developing high-efficient and large-scale cropping techniques.

Coastal Beach;Amelioration of Saline Soil;Salt Tolerant Crops;Planting Pattern;Agricultural and Forestry Utilization

S156.4

：A論文編號(hào)：cjas16080028

江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“鹽堿地水稻機(jī)插高產(chǎn)高效栽培技術(shù)集成創(chuàng)新與示范”(BE2015337)；南通市農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目“沿海灘涂種草養(yǎng)鵝循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(HL2014016)。

崔士友，男，1964年出生，江蘇南通人，研究員，博士，研究方向：沿海灘涂改良與耐鹽作物。通信地址：226541江蘇省如皋市長江鎮(zhèn)薛窯社區(qū)江蘇沿江地區(qū)農(nóng)科所，Tel：0513-87573485，E-mail：cuisy198@163.com。

2016-08-31，

：2016-11-01。