曾玉霞,李興強(qiáng)
(寧夏大學(xué)土木與水利工程學(xué)院,寧夏銀川750021)
鹽堿地是指土壤中積累了過量的可溶性鹽類,對(duì)作物的生長發(fā)育產(chǎn)生抑制或危害的土壤,其中,鹽土中可溶性鹽類以NaCl、Na2SO4為主,堿土中以 Na2CO3、NaHCO3為主。我國鹽堿地總面積達(dá)9913萬hm2[1],主要分布區(qū)域有東北、華北、華東及西北地區(qū)。鹽堿地的形成,嚴(yán)重降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量,破壞了生態(tài)環(huán)境,對(duì)其進(jìn)行合理的開發(fā)利用是我國確保耕地總量動(dòng)態(tài)平衡并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。
鹽堿地的形成既與自然因素有關(guān),又與人為因素有關(guān)。自然因素包括氣候、地形、水文條件等,人為因素包括對(duì)土地的不合理灌溉及耕作等。鹽堿地的一般特征有:土壤易滯水,通氣性、透水性差,土地升溫慢,土壤中酶活性低,有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化慢,土壤肥力差、宜板結(jié)、滲透系數(shù)低等。鹽堿地不僅妨礙工程建設(shè),而且破壞生態(tài)環(huán)境,影響農(nóng)林業(yè)生產(chǎn),給環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)均造成一定程度的損失。
鹽堿地會(huì)嚴(yán)重影響工程質(zhì)量,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。不同成因和地區(qū)的鹽堿地對(duì)工程的危害不同,主要有溶陷、鹽脹和腐蝕[2]。
由于土壤理化性狀差,有些地區(qū)的鹽堿地,除了有極少數(shù)的耐鹽植物生長外,基本寸草不生,造成森林和草原的大面積退化,進(jìn)而加劇溫室效應(yīng),嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)丶爸苓叺貐^(qū)的生態(tài)環(huán)境。
由于鹽堿地中鹽離子濃度高,增大了土壤溶液的滲透壓,滯緩了植物對(duì)養(yǎng)分及水分的吸收,甚至產(chǎn)生脫水現(xiàn)象,使植物體內(nèi)水分平衡失調(diào),造成植物生理干旱,從而抑制其生長發(fā)育,嚴(yán)重時(shí)造成植株死亡。土壤溶液中的某些離子會(huì)對(duì)植物生長產(chǎn)生毒害作用,危害植物體組織,例如,高濃度的Na+可以取代通過質(zhì)膜運(yùn)輸?shù)腃a2+,改變細(xì)胞質(zhì)膜原本的通透性和選擇透過性[3],但不同鹽離子在不同濃度下對(duì)不同作物在不同的生育期毒害程度也不同。
水利改良是利用水利工程措施對(duì)灌溉水和地下水進(jìn)行調(diào)控,以降低土壤水中的含鹽量,進(jìn)而達(dá)到改良鹽堿地的目的[4]。具體方式有:明溝排水、井灌井排、灌溉沖洗、放淤改良[5]、膜下滴灌、地下滲管排鹽等。水利改良本著“鹽隨水來,鹽隨水去”的原則,通過嚴(yán)格控制水源、輸水、灌水及排水條件,有助于鹽堿地的改良。其缺點(diǎn)是工程量大,成本高。
物理改良鹽堿地措施有合理深耕、平整土地、加填客土、地表覆蓋等。這幾種方法是從改善土壤水、氣、熱狀況來達(dá)到改良鹽堿地的目的。王成寶等[6]利用了不同的地面覆蓋方式,即地膜、細(xì)沙、秸稈,對(duì)新墾鹽堿地改良研究,發(fā)現(xiàn)不同的材料和覆蓋方式均有顯著的增產(chǎn)效果,這三種材料對(duì)鹽堿地的抑鹽、增產(chǎn)效果由好到壞順序?yàn)椋旱啬と采w、細(xì)沙、秸稈。物理改良鹽堿地成本較小,對(duì)環(huán)境基本無污染,但返鹽風(fēng)險(xiǎn)大。
鹽堿地中可以施用化學(xué)改良劑來降低鹽分含量,常用的鹽堿地化學(xué)改良劑有石膏、磷石膏、亞硫酸鈣、黑礬、風(fēng)化煤、糠醛渣、NPK增效劑(營養(yǎng)型酸性土壤改良劑)、康地寶土壤改良劑、鈉離子吸附劑等。杜雅仙[7]等將脫硫石膏與結(jié)構(gòu)改良劑配合施用降低了土壤的pH值、全鹽和容重,促進(jìn)了作物的生長發(fā)育,且改良效果隨著結(jié)構(gòu)改良劑的增加而增加。化學(xué)改良鹽堿地見效快,成果顯著,但同時(shí)也存在著高成本和潛在的環(huán)境污染問題。
生物改良一般有增施有機(jī)肥、種植耐鹽植物、微生物改良、利用植物修復(fù)等。除此以外,在鹽堿地上植樹造林、種草養(yǎng)畜,也可實(shí)現(xiàn)對(duì)鹽堿地的改良,并改善脆弱的生態(tài)系統(tǒng)。生物改良鹽堿地因其成本低、工程量小、持久性強(qiáng)及對(duì)環(huán)境基本無污染而被廣泛采用,其缺點(diǎn)是見效慢,周期長。
近年來,改良鹽堿地的方法很多,不同的鹽堿土改良措施效果不同,其各有優(yōu)缺點(diǎn)。因此,在改良鹽堿地時(shí)要注意,各種改良措施要因地制宜,綜合利用,以獲得最佳的改良效果;與各學(xué)科如農(nóng)學(xué)、土壤水動(dòng)力學(xué)、水文學(xué)等相互滲透,充分考慮各種改良方法,以達(dá)到改良目的;加強(qiáng)對(duì)鹽堿地水鹽運(yùn)移動(dòng)態(tài)的監(jiān)測分析、預(yù)測及調(diào)控;盡可能以野外試驗(yàn)為主,得到最準(zhǔn)確的信息;要防止發(fā)生次生鹽漬化現(xiàn)象及避免環(huán)境污染。