防止土壤鹽漬化，提高土壤生產(chǎn)力

楊勁松 姚榮江 王相平 謝文萍 張新 朱偉 張璐 孫瑞娟

土壤鹽漬化是可溶性鹽分在土壤中積聚，導(dǎo)致土壤基本特性惡化和質(zhì)量下降的過程。鹽漬土包括一系列受土體中鹽堿成分作用的、包括各種鹽土、堿土和不同程度鹽化和堿化的各類土壤[1]。鹽漬土廣泛分布于全球100多個國家和地區(qū)，我國鹽漬土面積9913萬公頃，約占世界鹽漬土面積的1/10。我國目前有各類可利用鹽漬土約3600萬公頃，其中近期具有農(nóng)業(yè)利用前景的鹽漬土面積約670萬公頃。鹽漬化土壤的肥力質(zhì)量和生產(chǎn)力水平低，資源利用的限制因素多、治理難度大。運用綜合措施治理和改良鹽漬化土壤，改善其理化和生物學(xué)特性，提高土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力水平，擴增優(yōu)良耕地資源，對耕地保障、糧食安全、生態(tài)建設(shè)和區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。正因為如此，2021年世界土壤日主題定為“防止土壤鹽漬化，提高土壤生產(chǎn)力”。

鹽漬土分布

我國目前具有較好農(nóng)業(yè)開發(fā)價值、近期具備農(nóng)業(yè)改良利用潛力的鹽漬土集中分布在東北、黃河上中游、西北、濱海和華北五大區(qū)域。從分布來看，主要集中連片分布在吉林、寧夏、內(nèi)蒙古、河北、新疆、江蘇等18個省、市和自治區(qū)。

蘇打鹽漬土主要分布于松嫩平原地區(qū)和三江平原局部地區(qū)。該區(qū)地形平坦，年降水量適中，主要集中在5～10月，干濕季節(jié)非常明顯。地下水礦化度不甚高，但以重碳酸鹽或碳酸鹽為主。土壤鹽漬化的特點是土體中蘇打（CO32-）累積、土壤pH和堿化度高，土壤呈蘇打堿化。

因灌溉引發(fā)的次生鹽漬化土壤集中分布于黃河上中游沿黃灌區(qū)，包括內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅、陜西等省區(qū)。該區(qū)年降水量在150～500毫米之間，蒸發(fā)量達1800～2400 毫米。相當(dāng)部分地區(qū)地形平坦，徑流不暢，地下水位高，礦化度2～20 克/升，以硫酸鹽—氯化物或氯化物—硫酸鹽類型的鹽漬土為主，也有堿化土壤分布。

綠洲和荒漠鹽漬土主要分布在新疆、青海等省區(qū)。該區(qū)氣候干旱至極端干旱，降水量少到極端稀少，蒸降比非常高。在氣候、母質(zhì)、地形和水文地質(zhì)等環(huán)境條件的綜合作用下，鹽漬土類型多樣，鹽分化學(xué)組成以硫酸鹽—氯化物或氯化物—硫酸鹽為主，鹽分表聚明顯，不少地區(qū)地表還會形成厚且硬的鹽結(jié)殼。

濱海鹽漬土的分布區(qū)域涉及沿海11個省、直轄市，主要位于長江口以北諸省。土壤中鹽分主要來源于成土母質(zhì)即海相沉積物，或是由于海水浸漬。土壤含鹽量的等值線基本與海岸線平行，離海岸線愈遠(yuǎn)，海浸頻率少，土壤含鹽量愈低。濱海鹽漬土的鹽分組成以氯化物為主，對作物生長的抑制和危害更強。

鹽化潮土主要分布于以山東、河北、河南等省份為主體的華北平原，該區(qū)降水量較少而蒸發(fā)量較強烈，土壤水鹽運動過程活躍，既有鹽化又有堿化過程。該區(qū)古河道和各種崗、坡、洼交錯的中小地形影響了水鹽的重新分配，鹽漬土多分布在洼地四周或洼地中的高地，鹽漬化土壤常呈斑塊狀分布于農(nóng)田中。

鹽漬土演變特征

土壤與環(huán)境是統(tǒng)一的整體，鹽漬土形成和發(fā)育于特定的環(huán)境條件下。土壤鹽漬化的影響因素分為內(nèi)因和外因。內(nèi)因指成土母質(zhì)的沉積類型及其沉積特性，外因指氣候、地形、地質(zhì)、水文和水文地質(zhì)、生物因素及人類活動等。土壤鹽漬化的先決條件是各種可溶鹽的存在，因此成土母質(zhì)的類型和沉積特性是鹽漬土形成的根本原因，而氣候因素、地形地貌、水文和水文地質(zhì)、人類活動影響等是鹽漬土形成的環(huán)境條件，在它們的共同影響下，鹽分從地下運移至地表、從一個區(qū)域遷移到另一個區(qū)域，在土壤中匯聚和濃縮，導(dǎo)致土壤鹽漬化形成并擴展。

鹽漬化土壤分布區(qū)域普遍具有降水量低、蒸發(fā)強烈、地形地貌低洼平坦、地下水埋深淺和地下水礦化度高、成土母質(zhì)含鹽等特點。人類生產(chǎn)活動也是引發(fā)土壤次生鹽漬化、引起土壤退化的誘因：不合理的生產(chǎn)活動可能影響水鹽運動規(guī)律、改變原有土壤水鹽平衡狀態(tài)，造成土壤可溶鹽的積累，形成次生鹽漬化土壤，影響土壤質(zhì)量、生態(tài)功能和土地生產(chǎn)力。

鹽漬土治理與鹽漬化防控

鹽漬土的治理要針對不同土壤鹽漬化類型和障礙程度、鹽堿的發(fā)生與演變環(huán)境要素以及人為要素特點因地制宜地開展。不但要對當(dāng)前的鹽漬化土壤進行治理改良，還要防范土壤次生鹽漬化的發(fā)生。治理鹽漬土和防控土壤鹽漬化的核心是根據(jù)土壤鹽漬動態(tài)變化和環(huán)境要素特征，進行土壤水鹽優(yōu)化調(diào)控，清除或消減土壤鹽分，防止土壤鹽分積累。鹽漬土治理的基本原理：一是脫除表層土壤中過量的鹽分離子，調(diào)控土壤酸堿平衡；二是阻控底層土壤或者地下水中的鹽分上移積累，防止土壤返鹽；三是抑制鹽分對表層土壤和植物的危害；四是在條件許可時盡可能排除底層土壤和地下水中的鹽分。通常可通過以下方法與手段來治理改良鹽漬土與防控鹽漬化：①通過不同覆蓋措施抑制或者減輕土表蒸發(fā)；②通過土壤調(diào)理與特色耕作措施，結(jié)合優(yōu)化水分管理，促進鹽分淋洗和消減堿性危害；③通過土壤結(jié)構(gòu)改善和隔層手段控制土壤毛管水分運動，阻止土壤返鹽；④通過工程或生態(tài)排水手段降低地下水位，排除土壤鹽分。研究和實踐證明，土壤鹽漬化“因地制宜、綜合治理”的防治原則和多種治理方法相結(jié)合的防治方法與途徑，相比單一措施具有更好效果。目前已形成一批較成熟的鹽漬障礙土壤的治理與防控關(guān)鍵技術(shù)，如鹽漬化土壤長效阻鹽技術(shù)、鹽漬化土壤增強脫鹽技術(shù)、鹽漬化土壤高效排水排鹽技術(shù)、鹽漬化土壤水分管理調(diào)鹽技術(shù)、鹽漬化土壤耕作與栽培控鹽技術(shù)、鹽漬化土壤調(diào)理改堿技術(shù)、鹽漬化土壤生物改土與利用技術(shù)等。

針對不當(dāng)生產(chǎn)活動惡化水文地質(zhì)條件，改變土壤水鹽平衡，造成土壤次生鹽漬化問題，應(yīng)注意：①灌溉擴展應(yīng)注意灌排設(shè)施的完善和配套，避免因地下水位上升引發(fā)土壤次生鹽漬化；②避免種植的水旱插花布局，以免引起水田周邊旱地的鹽漬化；③在沒有良好排水淋鹽等調(diào)控措施條件下，避免引用咸水、微咸水和堿性水進行灌溉；④在干旱區(qū)采用滴灌等節(jié)水灌溉措施時，防止土壤在耕層積聚，造成次生鹽漬化；⑤大型水利工程可能影響局部區(qū)域土壤水鹽平衡，要開展水鹽動態(tài)監(jiān)測，采取針對性措施，防止發(fā)生次生鹽漬化；⑥設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培中，大量化肥投入、高密度種植方式和溫室條件造成強烈蒸發(fā)，易形成次生鹽漬化，要加強調(diào)控和管理。

鹽漬土質(zhì)量提升與產(chǎn)能擴增

鹽漬土的治理與改良，既要重視土壤鹽漬障礙消減，也要同步做好土壤質(zhì)量的改善和土地地力的提升，這樣才能發(fā)揮鹽漬障礙土地資源作為耕地后備資源的潛力和糧食增產(chǎn)的潛力。鹽漬化農(nóng)田土壤具有鹽堿程度高、養(yǎng)分含量低、土壤板結(jié)等原生和次生障礙，影響作物的水氣熱供給條件、土壤養(yǎng)分的有效性、土壤的耕作性能，從而影響作物生長。土壤鹽堿等障礙因子持續(xù)惡化將導(dǎo)致土壤生態(tài)系統(tǒng)功能的破壞、土壤質(zhì)量與生產(chǎn)力降低。鹽漬化耕地地力培育與產(chǎn)能擴增的基本原理就是消減鹽漬化帶來的土壤結(jié)構(gòu)和耕作方面等障礙，提升土壤肥力，抑制鹽堿對植物的危害。一方面可以通過土壤調(diào)理與耕作措施結(jié)合改善土壤結(jié)構(gòu)，促進鹽分淋洗，改善植物生長根區(qū)環(huán)境，間接提升土壤肥力；另一方面通過培肥地力和耐鹽植物種植手段抑制鹽堿危害和提升土壤質(zhì)量。“有機肥+綠肥”雙肥驅(qū)動增碳培肥技術(shù)、秸稈快速腐解改土培肥技術(shù)和有機肥及薄膜覆蓋抑鹽培肥技術(shù)等技術(shù)體系在鹽漬土質(zhì)量提升與產(chǎn)能擴增方面取得了良好效果。

鹽漬化土壤植被建設(shè)與生態(tài)功能提升

鹽漬化土壤的立地條件差、植被生長困難、覆蓋率低、生態(tài)系統(tǒng)脆弱。在鹽漬化土壤區(qū)域開展生態(tài)植被建設(shè)，具有防風(fēng)、固沙、牧草生產(chǎn)和水土保持等功效，能夠提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、增強環(huán)境承載能力、有效調(diào)節(jié)小氣候，改善生態(tài)環(huán)境。鹽漬土在植被恢復(fù)過程中，還能有效改善土壤理化性質(zhì)、增加生物多樣性，為鹽漬土的進一步開發(fā)和利用奠定基礎(chǔ)[2]。耐鹽植物引種與種植能夠顯著增加土壤有機質(zhì)和土壤微生物生物量，對鹽漬化土壤微生態(tài)環(huán)境具有顯著改善作用。目前采用的植被恢復(fù)及構(gòu)建方法可以概括為“配、覆、改、洗、隔、護”6項核心技術(shù)。

配：品種搭配，強調(diào)景觀、兼顧生態(tài)，通過適宜的喬、灌、草品種配置（鹽生或者耐鹽堿植物），設(shè)計合理的不同植物類型、品種的立體空間布局。

覆：覆蓋減蒸抑鹽，防止根區(qū)以下土壤鹽分隨蒸發(fā)積聚到地表，影響植物生長。

改：根區(qū)改良，利用農(nóng)藝性和生物質(zhì)類的調(diào)理改良材料，改善提升根區(qū)微環(huán)境。

洗：根區(qū)洗鹽，組配適宜灌溉方式、灌水量，創(chuàng)建局部淡化根區(qū)。

隔：隔層鋪設(shè)，在根區(qū)底部位置鋪設(shè)隔離層，使底土鹽分阻滯在隔離層以下。

護：長效管護，加強鹽分監(jiān)測監(jiān)控，依據(jù)土壤和植物類型的差異進行水肥精準(zhǔn)供施。

鹽漬化耕地的生態(tài)治理與養(yǎng)分減損增效

我國鹽漬區(qū)存在人為利用和灌溉長期并存、局部鹽漬化減緩和長期性的鹽漬反復(fù)與加劇并存的局面，運用生態(tài)理念綜合治理鹽漬化，是實現(xiàn)鹽漬化耕地持續(xù)改良與利用的長效途徑和發(fā)展方向[3]。開展鹽漬土生態(tài)治理，一是要注重利用生物適應(yīng)性開展治理與修復(fù)；二是充分利用自然條件開展治理，減少人為擾動；三是在治理中兼顧土壤的生產(chǎn)功能和生態(tài)功能；四是要注重鹽漬化土壤治理修復(fù)的持續(xù)性；五是實現(xiàn)治理過程中各類農(nóng)業(yè)資源和投入品的節(jié)約與高效；六是避免治理恢復(fù)過程中對環(huán)境造成污染或壓力；七是應(yīng)對現(xiàn)有鹽漬化土壤治理恢復(fù)技術(shù)進行生態(tài)化改造。目前國內(nèi)研發(fā)形成的一系列鹽漬化土壤生態(tài)治理與修復(fù)技術(shù)，如植物抗逆性能提升與應(yīng)用技術(shù)、微生物治理與修復(fù)技術(shù)、生態(tài)治理與植被構(gòu)建技術(shù)等已得到了較為廣泛應(yīng)用。

研究發(fā)現(xiàn)鹽漬化造成了農(nóng)田養(yǎng)分損失加劇，鹽漬農(nóng)田氮磷養(yǎng)分利用效率偏低。降低養(yǎng)分損失、提高肥料利用率是目前鹽漬土改良利用中的重要問題之一。已有研究表明，鹽漬化農(nóng)田氮素的遷移轉(zhuǎn)化行為異于常規(guī)農(nóng)田，化肥氮素利用率僅14%～29%，氮素平均淋失量占總投入量的23.3%，占氮素環(huán)境損失量的44.3%。施用生物質(zhì)炭、石膏和腐殖酸等鹽堿改良調(diào)理劑，一方面可以調(diào)控養(yǎng)分的遷移轉(zhuǎn)化行為；另一方面可提升土壤質(zhì)量，增大土壤孔隙，有效地降低土壤鹽分，直接和間接地實現(xiàn)了增加土壤養(yǎng)分庫容、減少養(yǎng)分損失、延長肥效、提高作物養(yǎng)分吸收和利用的目標(biāo)[4-5]。目前已形成一系列鹽堿地障礙消減與養(yǎng)分增效技術(shù)，如生物質(zhì)炭加速消障與養(yǎng)分增效調(diào)控技術(shù)、綜合農(nóng)藝管理鹽堿地養(yǎng)分增效技術(shù)等。

鹽漬土增碳減排潛力

我國提出了力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和的戰(zhàn)略目標(biāo)。土壤是重要的陸地碳庫，全球土壤碳庫儲量約為大氣碳庫的2倍，土壤碳庫量的微小變化，都會對大氣溫室氣體濃度及全球氣候產(chǎn)生相當(dāng)大影響。鹽漬土面積占地球表面積的8%，對全球生態(tài)系統(tǒng)平衡起到至關(guān)重要的作用。早在1996年就有研究指出，鹽生植物生態(tài)系統(tǒng)因其土壤有機質(zhì)含量低，有機質(zhì)分解速率低，其潛在固碳能力相比其他陸地生態(tài)系統(tǒng)更高[6]。研究發(fā)現(xiàn)，沿海灘涂表層土壤有機碳儲量僅為耕地表層土壤有機碳儲量的1.9%，固碳潛力巨大[7]；鹽漬土對二氧化碳有很好的吸收能力，其吸收量相當(dāng)于植物的數(shù)倍；鹽漬土固碳狀態(tài)很大程度上取決于地表植物量[8]。這些都表明鹽漬土是陸地碳匯系統(tǒng)的重要組成部分，鹽漬土在增碳減排方面的潛力應(yīng)予以重視。

經(jīng)過多年工作積累，我國鹽漬土研究取得了長足的發(fā)展，我國科學(xué)家在土壤鹽漬障礙的生態(tài)治理、鹽漬化耕地的地力培育與養(yǎng)分增效等方面取得了重要進展和特色研究成果。未來在鹽漬土治理利用和鹽漬化防控方面要注意以下幾個問題。

鹽漬土生態(tài)治理與精準(zhǔn)控鹽 建立和完善鹽漬土生態(tài)治理理念，一是充分運用生物技術(shù)，在不增加工程和改良材料投入的前提下，有效擴增鹽漬化土地利用潛力；二是研發(fā)和完善新型生態(tài)排鹽控鹽工程技術(shù)措施，減輕鹽漬土治理對周圍環(huán)境的擾動；三是將智慧農(nóng)業(yè)理念和方法應(yīng)用于鹽漬土治理，根據(jù)區(qū)域鹽堿分布特征，運用差異化的投入品用量，實現(xiàn)土地鹽漬化的精細(xì)治理和精準(zhǔn)控鹽，防范次生鹽漬化發(fā)生，有效提高治理的投入產(chǎn)出效率，避免治理對生態(tài)環(huán)境造成壓力。

高效節(jié)水型鹽漬土壤治理 一方面鹽漬區(qū)的水資源較為短缺，另一方面鹽漬土的治理利用對淡水資源存在一定程度依賴，因此治理中我們要節(jié)約水資源，發(fā)展高效節(jié)水型的鹽漬土壤治理理論與技術(shù)。一是要拓展微咸水和咸水等邊際水資源的安全利用方法與途徑；二是要大力發(fā)展節(jié)水型鹽漬土治理技術(shù)；三是采用優(yōu)化的灌溉制度和控制排水措施，協(xié)同灌溉時機、灌溉定額和優(yōu)化控制排水；四是探索植物仿生拒鹽和聚鹽技術(shù)來治理利用鹽漬土壤。

鹽漬土壤的工程化長效治理 鹽漬土治理和防治土壤鹽漬化具有長期性、艱巨性和反復(fù)性等特點，在鹽漬土治理過程中綜合考慮現(xiàn)實鹽堿的消減和次生鹽堿的防控問題，實現(xiàn)鹽漬土的長效治理。如通常采用上覆+中阻+下排等方式組合解決土壤返鹽問題，上覆是指表土覆蓋、噴施蒸騰抑制劑降低騰發(fā)；中阻指鋪設(shè)隔層材料降低毛管水上升速率并增大土壤水下滲速率；下排是通過鋪設(shè)暗管調(diào)節(jié)地下水水位和排水速率，協(xié)同阻控土壤返鹽。

鹽漬化農(nóng)田健康生境營建 在鹽堿地治理過程中，要同步做好土壤質(zhì)量提升工作，提升鹽漬障礙土壤生產(chǎn)力水平和作物養(yǎng)分利用效率，平衡土地產(chǎn)能和資源利用效率，推進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，改善鹽漬區(qū)生態(tài)環(huán)境。一是改良過程中注重有機肥的投入、綠肥還田、生物質(zhì)炭基肥等的應(yīng)用等；二是通過養(yǎng)分管理措施和鹽漬改良措施結(jié)合，減少鹽漬土壤中的氨揮發(fā)、氮淋失等養(yǎng)分損失量，活化土壤中作物可吸收態(tài)磷素含量，促進作物養(yǎng)分吸收。

發(fā)揮鹽漬土增碳減排潛力 鹽漬土有機碳本底值低，通過其治理和農(nóng)業(yè)（生態(tài)）利用，可增加土壤—植物系統(tǒng)中碳蓄積量；優(yōu)化鹽漬土治理改良技術(shù)和投入品的應(yīng)用，減少土壤改良和利用過程中碳的排放量，最大化鹽漬土治理改良的固碳增量；探索鹽漬土地（生境）碳吸收、土壤固碳、生物固碳的最佳路徑，以綠色治理技術(shù)助推鹽漬土固碳潛力在碳交易市場的兌現(xiàn)，凸顯鹽漬土在實現(xiàn)碳中和戰(zhàn)略中的貢獻。

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關(guān)鍵詞：土壤鹽漬化 質(zhì)量提升 養(yǎng)分增效 生態(tài)建設(shè) 增碳減排 ■