鹽堿地綜合治理工程模式及其應(yīng)用

高志軍

中圖分類號(hào)：S156.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI： 10.19415/j.cnkl.1673-890x.2021.05.004

一般情況下，土質(zhì)含鹽量會(huì)受到地理位置的影響，沿海地區(qū)土質(zhì)的含鹽量一般較高，屬于重度鹽堿地;而隨著土地向內(nèi)陸延伸，土質(zhì)含鹽量逐漸降低，分布有中度鹽堿地和輕度鹽堿地。不同鹽堿程度的土質(zhì)對(duì)農(nóng)作物的影響程度不同：較輕類型的鹽堿地中，土質(zhì)含鹽量較低，農(nóng)作物的存活率較高，一般在80%左右;相較于輕度鹽堿地，中度鹽堿地中農(nóng)作物的成活量大大降低，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般中度鹽堿地的農(nóng)作物成活率在50%～60%;重度鹽堿地對(duì)農(nóng)作物的影響非常大，一般成活率在30%～40%[1].

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，鹽堿地面積位居世界前3，多數(shù)地區(qū)農(nóng)作物產(chǎn)量飽受鹽堿地的影響，隨著脫貧攻堅(jiān)政策的持續(xù)推進(jìn)，對(duì)鹽堿地的有效治理也變得尤為重要。

1 我國(guó)鹽堿地分布

我國(guó)鹽堿地主要分布在東部沿海地區(qū)、西北地區(qū)、東北地區(qū)以及華北平原等地，包括濱海濕潤(rùn)一半濕潤(rùn)海水浸漬鹽漬區(qū)、東北半濕潤(rùn)一半干旱草原一草甸鹽漬區(qū)、黃淮海沖積平原半濕潤(rùn)一半干旱旱作一草甸鹽漬區(qū)、內(nèi)蒙古高原干旱一半漠境草原鹽漬區(qū)、黃河中上游干旱半漠境草原鹽漬區(qū)、甘新漠境鹽漬區(qū)、青新極端干旱漠境鹽漬區(qū)和西藏高寒漠境鹽漬區(qū)8類。近年來(lái)，國(guó)家不斷加大對(duì)鹽堿地的治理力度，土質(zhì)鹽堿程度有了極大改善，但我國(guó)鹽堿地的總面積仍在0.27億公頃以上，治理任務(wù)異常艱巨[2].

2 我國(guó)鹽堿地形成原因

2.1 氣候

我國(guó)北部大部分地區(qū)為溫帶大陸性氣候和溫帶季風(fēng)性氣候，尤其是西北、東北、華北等地，基本屬于干旱地區(qū)。一般在春冬季節(jié)，降雨量較少，地表水分含量少，由于日照充足，土壤水分蒸發(fā)較快，溶解在水中的礦物質(zhì)容易在土壤表面形成鹽堿累積，甚至形成鹽堿硬殼。在夏秋季節(jié)，降雨量相對(duì)春冬季節(jié)較為豐沛，土壤中相當(dāng)一部分可溶性鹽溶于降水中隨著滲漏進(jìn)入地下水，形成土質(zhì)脫鹽的現(xiàn)象。但隨著地下水位的攀升，也會(huì)有部分對(duì)土質(zhì)造成污染的礦物質(zhì)上返至土質(zhì)淺層，導(dǎo)致土質(zhì)淺層的鹽堿含量的濃度升高。

2.2 土壤性質(zhì)

根據(jù)質(zhì)地不同，土壤對(duì)水分的抓取能力不同，影響了地下水在土壤中的上溢高度，一般水分在壤性土壤中的上升高度較高，在砂性土壤中的上升高度次之，在黏性土壤中的上升高度最低[3]。由于地下水在土壤中的上升高度不同，地下水在地表的返鹽程度也不盡相同，水位上升高度越高，返鹽程度越明顯，且積聚的鹽分不易在降水時(shí)溶解流入地下水，鹽類積聚現(xiàn)象較為明顯。我國(guó)黃河流域的河套平原是典型的壤土土質(zhì)，這也是其土地鹽堿化程度較為嚴(yán)重的重要原因之一。

2.3 地形影響

地形對(duì)鹽堿土質(zhì)的形成影響很大，在高低不平的丘陵地區(qū)，一般地勢(shì)較低處鹽堿土形成的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地勢(shì)較高處。主要原因是降水導(dǎo)致水的流動(dòng)隨著地勢(shì)的起伏運(yùn)動(dòng)匯聚至地勢(shì)較低處，隨著水分的匯聚，水分通過(guò)土質(zhì)縫隙流入地下水時(shí)，水中的礦物質(zhì)滯留于土壤中形成鹽堿土。

2.4 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的過(guò)度破壞

目前，農(nóng)業(yè)灌溉方式雖然已有所改善，但直接漫灌的方式仍然是主要農(nóng)業(yè)灌溉方式。過(guò)度灌溉易造成地下水位的直接攀升，加之農(nóng)田排水不暢，灌溉水在地層表面的積聚使鹽分在土壤中滯留，使得原本健康的地塊在漫灌方式中逐漸成為鹽堿化地塊。比外，農(nóng)作物的不間斷種植也會(huì)對(duì)土壤含鹽量產(chǎn)生影響，因此，對(duì)旱、水喜好不同的植物間作是防止土地鹽堿化的有效途徑。

3 鹽堿土質(zhì)綜合治理模式

3.1 鹽堿外殼刮離

目前，有些地區(qū)土質(zhì)鹽堿化程度極高，在地表往往形成一定厚度的鹽堿硬殼，導(dǎo)致農(nóng)作物受土地表面鹽堿外殼的影響而無(wú)法生長(zhǎng)。針對(duì)此種嚴(yán)重鹽堿化的土質(zhì)，應(yīng)采用物理方法刮離土壤表面10 cm以內(nèi)的外殼，為避免此類土質(zhì)再次污染土壤或臨近水域，應(yīng)對(duì)剝落的表面土質(zhì)進(jìn)行定點(diǎn)處理，可以利用定點(diǎn)深埋或清洗等去鹽方法，將土壤妥善處理;未經(jīng)刮離的土壤應(yīng)進(jìn)行土壤鹽分二次分析，繼續(xù)采用相應(yīng)的后續(xù)方法進(jìn)行脫鹽處理[4]。

3.2 土壤質(zhì)量重塑

在人們?nèi)粘７N植農(nóng)作物的生產(chǎn)生活中，不可避免地對(duì)土壤產(chǎn)生一定的污染，如過(guò)度灌溉、過(guò)度種植、有害化肥污染等。為避免對(duì)土壤深層次污染，應(yīng)定期對(duì)土壤結(jié)構(gòu)進(jìn)行人為干預(yù)，即地形重塑。地形重塑最常用流程是機(jī)械化土質(zhì)翻新、土質(zhì)鹽分沖洗、表面水分保護(hù)。1）機(jī)械化土質(zhì)翻新指對(duì)不具有鹽堿硬殼但同樣鹽堿程度較高的土壤利用機(jī)械化作業(yè)，將被污染的土質(zhì)置于土壤底層，減少土壤中的鹽分在土層表面的大面積聚集;2）土質(zhì)鹽分沖洗是指對(duì)翻新的土質(zhì)進(jìn)行灌溉沖洗，降低土質(zhì)污染程度，實(shí)現(xiàn)土地質(zhì)量基本重塑;3）表面水分保護(hù)指通過(guò)人為干預(yù)，避免光照、空氣對(duì)翻新過(guò)的土質(zhì)表面水分蒸發(fā)而導(dǎo)致土壤質(zhì)量降低，從而完成鹽堿土壤的質(zhì)量重塑。

3.3 農(nóng)作物輪作

在農(nóng)作物種植中，可以采取對(duì)干旱和濕潤(rùn)土壤不同喜好的農(nóng)作物輪流播種的方法，在種植喜好濕潤(rùn)土壤的農(nóng)作物后，可以適當(dāng)在第2年種植喜干農(nóng)作物，在減少對(duì)土壤灌溉的過(guò)程中為農(nóng)田創(chuàng)造鹽分稀釋時(shí)間。此外，在農(nóng)作物輪流播種的過(guò)程中，可以培育土質(zhì)對(duì)不同礦物質(zhì)的含量，在每輪種植結(jié)束后，可將土質(zhì)養(yǎng)分含量保持在一個(gè)相對(duì)均衡的水平，避免連續(xù)種植同一種植物造成土壤缺少某些礦物質(zhì)，既降低了土質(zhì)的鹽漬化程度，也均衡了土壤的養(yǎng)分含量。

3.4 增強(qiáng)土質(zhì)縫隙

在鹽堿化程度較高的土壤中，一般土壤細(xì)密，水分滲透力不強(qiáng)，鹽分易在土壤表面積聚。為增強(qiáng)土質(zhì)縫隙，增進(jìn)水分滲透能力，1）可以在土壤中摻入適量沙或砂土，從而增大土壤內(nèi)部空隙，改善土壤結(jié)構(gòu)，在實(shí)際操作過(guò)程中，為節(jié)約土地改造成本，也可以采用草木灰增強(qiáng)土質(zhì)縫隙;2）應(yīng)對(duì)土壤定期松土，防止土壤表面結(jié)塊，增大土壤的透氣程度，以抑制土壤內(nèi)鹽分上浮。

3.5 打造備用儲(chǔ)水池

我國(guó)有一部分地區(qū)土質(zhì)鹽堿化是由于天氣及地形原因雨水量較大，或者由于農(nóng)民在農(nóng)作過(guò)程中的過(guò)度灌溉，由于無(wú)法較好的快速排泄，加之長(zhǎng)時(shí)間積水導(dǎo)致的永分蒸發(fā)，使得水分中的大部分無(wú)機(jī)鹽、礦物質(zhì)等停留于土壤表面，形成鹽堿堆積硬殼，對(duì)土壤污染極其嚴(yán)重。針對(duì)此類現(xiàn)象，應(yīng)在長(zhǎng)期積水的土地周邊打造可以快速疏通土壤水分的人造排水通道，如下水管、排水溝、蓄水池等，以便降低雨季節(jié)以及大水漫灌方式灌溉農(nóng)田導(dǎo)致的積水現(xiàn)象，在產(chǎn)生積水時(shí)及時(shí)疏通，避免農(nóng)田的長(zhǎng)時(shí)間浸泡及蒸發(fā)產(chǎn)生鹽堿滯留，降低土質(zhì)鹽漬化污染概率¨j。此外，對(duì)排水裝置的性能也要有一定要求，應(yīng)盡量避免暗溝蓄水排水，在排鹽過(guò)程中不僅避免了對(duì)土體蒸散作用的抑制，也節(jié)約了建造成本。

3.6 改善灌溉方式

目前，很多地區(qū)的農(nóng)作物灌溉方仍然采用大水漫灌的方式，這種灌溉方式是造成土地鹽堿程度加深的重要原因。為了避免漫灌方式對(duì)土質(zhì)造成的影響，可以采用噴灌、滴灌等灌溉方式，此類灌溉方式不僅降低了灌溉水集聚對(duì)土質(zhì)鹽堿化程度的加深，還可以促進(jìn)水分在土壤底層形成微循環(huán)，既滿足了農(nóng)作物對(duì)水分的需求，節(jié)約了水資源，也避免了因農(nóng)田過(guò)度灌溉而產(chǎn)生的土質(zhì)鹽堿化危害。

3.7 種植綠肥植物

種植綠肥植物可以避免土壤表層在光照和空氣中的暴露，增加了土壤表層的鎖水能力，同時(shí)平衡了土質(zhì)內(nèi)部的含水量，防止因土壤表層含水量的不足造成地表水分向上滲透而導(dǎo)致的土壤表層返鹽現(xiàn)象。在綠肥植物的生長(zhǎng)過(guò)程中，會(huì)不斷抓取土壤中的水分，也會(huì)加快土壤水位下降，降低鹽分上返的概率。在改善土壤土質(zhì)的過(guò)程中，隨著綠植的生長(zhǎng)枯萎，其根莖會(huì)進(jìn)入土壤產(chǎn)生肥料，綠肥進(jìn)入土壤后，可以對(duì)土壤的鹽堿程度進(jìn)行一定的改善，增加土質(zhì)的肥沃程度。

種植綠肥植物也包括植樹(shù)造林等方式，樹(shù)木的根莖對(duì)水分需求量較大，在水分汲取過(guò)程中，更有利于避免土壤鹽分的上返，且隨著樹(shù)木的更新代謝，枯枝落葉落入土壤，可為土質(zhì)不斷輸入養(yǎng)分，增加土壤的有機(jī)物含量，經(jīng)過(guò)3～5年的循環(huán)改善，土壤的污染程度將會(huì)大大降低。種植耐鹽植物是改善鹽堿土質(zhì)的有效方法，此類植物對(duì)鹽堿土質(zhì)的耐受度較高，即使被重度污染的土質(zhì)，此類植物也可以保證較高的成活率。耐鹽植物生長(zhǎng)過(guò)程中，不僅可以降低土壤的返鹽程度，植物的枯萎根莖還會(huì)進(jìn)入土壤化為有機(jī)肥，增加土壤肥力，經(jīng)過(guò)2～3年對(duì)耐鹽植物的種植，基本可以正常種植其他農(nóng)作物。

4 治理方法的應(yīng)用

在輕度鹽堿地區(qū)，一般可以采取農(nóng)作物輪作、打造備用蓄水池、改善灌溉方式、種植綠肥植物等方法，例如，采取植樹(shù)的措施防止地下水位上升導(dǎo)致的土壤返鹽;在中度鹽堿地區(qū)，一般可以采取土壤質(zhì)量重塑、增強(qiáng)土質(zhì)縫隙，并同時(shí)結(jié)合農(nóng)作物輪作、打造備用蓄水池、改善灌溉方式、種植綠肥植物等方法進(jìn)行改造;在重度鹽堿地區(qū)，其重度鹽堿化土地面積基本占總種植面積的1/5，土壤污染程度非常嚴(yán)重，在此類地區(qū)，必須先對(duì)土質(zhì)鹽堿外殼進(jìn)行刮離，再輔以鹽堿土質(zhì)其他治理方式進(jìn)行改善實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

面對(duì)土地大面積鹽堿化現(xiàn)象，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)鹽堿化土地的治理提出不同的方法，但落實(shí)在實(shí)際應(yīng)用中，不同地區(qū)土壤性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、地形、種植農(nóng)作物種類、氣候條件等均不同，仍需針對(duì)不同的土質(zhì)對(duì)各地區(qū)鹽堿化程度土地進(jìn)行分類治理。本研究針對(duì)不同鹽堿程度的土地類型以及不同地區(qū)的地理環(huán)境，提出相應(yīng)的土地治理方法，因地制宜，并針對(duì)中度及重度鹽堿地提出多種治理方式相結(jié)合的治理措施，為鹽堿地的綜合治理提供思路。

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（責(zé)任編輯：趙中正）