土壤鹽堿化危害及改良方法研究

范王濤

(陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司渭北分公司，陜西 西安 710075)

引言

土壤鹽堿化是指土壤中含鹽量過高而造成的農(nóng)作物或其它植物無法正常發(fā)育的現(xiàn)象，此外，部分可溶性鹽無法隨水分滲入進(jìn)入土壤或地下水并在土壤表皮積累的現(xiàn)象也被認(rèn)定為土壤鹽漬化[1-3]。土壤鹽堿化程度主要受自然界大循環(huán)和人類活動影響，尤其是地表徑流和地下水埋深對土壤鹽堿化程度影響較大[4,5]。土壤鹽分會隨著土壤中水分運動在蒸發(fā)作用和溫度梯度的影響下不斷上升并聚集至土壤表層影響作物生長。另外，部分植物會在根系吸水作用下將根層土壤中的鹽分吸附至作物體內(nèi)，在地上部分分解形成鈣鹽和鈉鹽引發(fā)嚴(yán)重的土壤鹽堿化問題[6-8]。我國鹽堿化土壤分布范圍較廣，主要在我國東北、西北、華北以及濱海地區(qū)，總面積超過3000萬hm2，并占據(jù)總耕地面積的10%，甚至更多，且每年伴隨土壤鹽堿化有大量耕地被棄耕甚至撂荒[9-11]。耕地資源是我國最重要的資源之一，是保障我國糧食生產(chǎn)和糧食安全的基本條件，土壤鹽堿化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響和危害。馮國藝等[12]研究表明，在鹽堿地種植棉花，會極大阻礙棉花光合作用進(jìn)行，并降低棉花產(chǎn)量；戴睿[13]研究了鹽分脅迫條件對作物種子萌芽、生長發(fā)育和基因表達(dá)等方面的影響，結(jié)果表明，鹽分脅迫對作物整個發(fā)育期都會有不同程度的影響，并阻礙作物生長素質(zhì)的提高。因此，基于土壤鹽堿化造成的嚴(yán)重危害以及其改良技術(shù)研究具有十分重要的意義。

1 引發(fā)土壤鹽堿化的原因

引起土壤鹽堿化的原因眾多，部分地區(qū)在春季枯水期受強烈的蒸發(fā)作用影響，受土壤結(jié)構(gòu)性差的作用，土壤剖面基本上以毛管孔隙為主，缺少較為粗大的通氣孔隙，水氣不夠協(xié)調(diào)，此外，由于淺層地下水位埋藏淺，毛管水強烈上升高度很高，使得在地下水位以上的土層總是處在毛管上升水的控制區(qū)域，土壤含水量過高，受地下水位低、地下水流動不暢、礦化度高、土壤水分毛管運行活躍等共同作用，在土壤表面形成積鹽層，引發(fā)嚴(yán)重的漬害問題[14,15]。另外，土壤條件也是引發(fā)土壤鹽堿化危害的重要原因之一，部分地區(qū)土壤質(zhì)地偏輕，屬于暖性土壤，由于高濕和鹽漬化決定的土壤熱容量大，升溫速度慢，土壤溫度較低。高濕、鹽分表聚以及低溫的共同影響，作物根系分布空間與土壤鹽分集聚空間的耦合作用下，造成鹽堿程度的提高，不利于作物生長[16,17]。而冬季耗水量較小，地下水水源豐富，受地下水源的不斷補給，春季地下水位會較高于其它生育季節(jié)。春季氣候干燥，地表裸露，蒸發(fā)作用強，屬于土壤積鹽期，土壤鹽分一般為全年內(nèi)最高期。地下水受上游補給，即使地面水分蒸發(fā)強烈，地下水位也不會有明顯回落，故土壤處于“持續(xù)”積鹽過程，鹽漬化問題愈加嚴(yán)重。

2 土壤鹽堿化現(xiàn)狀及危害

土壤鹽堿化問題是一項世界性難題，在我國干旱半干旱地區(qū)分布尤其嚴(yán)重，按地理條件和土壤形成過程分類，主要為濱海濕潤-半濕潤海浸鹽漬區(qū)、黃淮海半濕潤-半干旱旱作草甸鹽漬區(qū)、東北半濕潤-半干旱草原-草甸鹽漬區(qū)、甘新漠境鹽漬區(qū)、青海極漠境鹽漬區(qū)及西藏高寒漠境鹽漬區(qū)，且表現(xiàn)出鹽堿地分布范圍廣、鹽漬化程度高、鹽堿地種類復(fù)雜多樣等特點，鹽堿土中可溶性鹽主要以鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽和鎂鹽的形式存在，并形成硫酸鹽、氯化物以及碳酸鹽等[18]。我國目前已有鹽漬化土壤面積超過3600萬hm2，達(dá)到全國可利用面積的5%左右，我國甘肅省、陜西省、寧夏自治區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)和新疆地區(qū)鹽堿地面積已超過全國受鹽漬化影響面積的70%以上，另外，尚有1750萬hm2土壤受到潛在鹽漬化威脅。受自然條件和人類活動影響，鹽堿地土壤質(zhì)量變化速度較快，對土地資源的利用不當(dāng)也會造成耕地質(zhì)量退化，在不合理的耕作模式和灌溉模式下，原本可以耕作的優(yōu)質(zhì)耕地也會受到鹽堿化的危害，如化肥的不合理施用和機械對作物耕作層的翻耕等措施，會導(dǎo)致Ga2+、Mg2+聚集到土壤表層，并發(fā)生各類化學(xué)反應(yīng)生成難以被作物吸收利用的化合物，同時會增加土壤板結(jié)程度和造成耕作層厚度的降低，當(dāng)土壤中鹽分超過0.5%后，會導(dǎo)致作物根系吸水困難，由于鹽堿地含鹽量過高，且土壤養(yǎng)分含量和有機質(zhì)含量均較差，生產(chǎn)能力和地力水平均較低，會對作物生長發(fā)育產(chǎn)生不利影響并造成作物減產(chǎn)。

3 土壤鹽堿化改良技術(shù)應(yīng)用

針對鹽堿地造成的巨大危害，國內(nèi)大量學(xué)者通過眾多試驗研究，提出了對鹽堿地土壤理化特性和酶活性改良措施和方法，對于我國鹽堿地改良具有重要意義。李聆宇等[19]通過眾多文獻(xiàn)研究，對濱海區(qū)鹽堿地改良方法進(jìn)行探討，提出了應(yīng)用生物法改良鹽堿地范圍，合理引種、建立鹽堿地動態(tài)監(jiān)測體系等建議改良鹽堿地。王永慧等[20]研究了不同覆蓋模式和種植方式對灘涂鹽堿地棉花生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，地膜平鋪、溝畦覆蓋小壟和溝畦覆蓋高壟均能顯著降低土壤含鹽量，溝畦覆蓋高壟的成苗率和籽棉產(chǎn)量分別提高了18.2%和6.6%。王丹等[21]研究了施加微生物菌肥對鹽堿地改良的影響，施加不同微生物菌肥能顯著降低土壤pH和總鹽含量(P<0.05)，其中DF-3菌肥和LP菌肥施加降鹽效果最為顯著。朱家騮[22]等在水稻種植中施加土壤改良劑以改良鹽堿土壤，結(jié)果表明，土壤改良劑施加，可顯著降低土壤中全鹽含量，其中康源綠洲1鹽堿地改良劑、紅都嘉業(yè)鹽堿地改良劑對土壤含鹽量的降低效果最為顯著。高惠敏等[23]研究了脫硫石膏與有機物料配施對鹽堿地改良效果和向日葵產(chǎn)量的影響，研究發(fā)現(xiàn)，脫硫石膏和腐殖酸共施對土壤鹽堿化改良效果最好，0～20cm、20～40cm土層范圍內(nèi)含鹽量分別較CK降低94.30%、65.11%，且產(chǎn)量較CK增加51.63%。李曉爽等[24]研究了肥沙混施對鹽堿地改良和小麥產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，摻黃河泥沙配施生物有機肥籽粒產(chǎn)量較CK提高35%～51%，農(nóng)田水分利用效率較CK提高33%～48%。倪海峰[25]研究了施加土壤保水劑和調(diào)理劑對鹽堿地改良效果，結(jié)果表明，保水劑和土壤調(diào)理劑聯(lián)合施用降鹽效果最佳，有機質(zhì)含量提高和小麥增產(chǎn)效果最為顯著。李小牛[26]探究了秸稈還田對鹽堿土壤含鹽量、玉米作物生長和產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，各種處理對土壤鹽分的淋洗效果達(dá)到顯著水平(P<0.05)，秸稈還田量為0.9kg·hm-2節(jié)水保水效益最佳，增產(chǎn)最為顯著。

4 結(jié)語

鹽堿地是我國目前廣泛存在的一種土地資源，擁有巨大的利用空間，而截至目前，不同地區(qū)鹽堿地現(xiàn)狀均處于不斷加深的趨勢。隨著我國耕地資源的不斷銳減，如何更好地利用鹽堿地，將鹽堿地作為耕地后備資源將是我國長期需要面臨的重要問題。本文從引發(fā)土壤鹽堿地的原因、鹽堿地現(xiàn)狀以及引發(fā)的危害出發(fā)，綜述了不同種植模式、覆蓋方式和不同材料施用對土壤鹽堿地改良方面的技術(shù)應(yīng)用，以期為我國土壤鹽堿地改良工作提供一定借鑒。