鹽堿地治理技術淺析

米熱地力·米吉提

新疆維吾爾自治區(qū)農業(yè)農村廳信息中心，烏魯木齊 830047

隨著城鎮(zhèn)化進程的飛速發(fā)展，人地矛盾越來越突出，尤其是堅守18億畝耕地紅線不能動搖，因此增加耕地數(shù)量，提升及保護耕地質量是最重要的措施。耕地是珍貴而有限的生產資料，其數(shù)量和質量關系到國家糧食安全、農產品質量安全及生態(tài)安全，是保障社會經濟可持續(xù)發(fā)展的必要基礎。土地整治及土壤修復是補充耕地數(shù)量、提高耕地質量的有效手段。隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的加速發(fā)展，可供整治的優(yōu)質耕地后備資源不斷減少，補充耕地數(shù)量的難度日益增加。在此背景下，實施缺陷型土壤修復及治理，開展耕地質量保護與提升，從單純增加耕地數(shù)量向實現(xiàn)數(shù)量質量雙贏轉變，成為緩解日益突出人地矛盾的關鍵途徑。本文主要介紹幾種鹽堿地土體再造措施及使用條件，以期為鹽堿地治理技術的選擇提供理論基礎。

1 灌水洗鹽技術

灌水洗鹽技術包括排水和沖洗兩種方法，該技術作為鹽堿地的傳統(tǒng)治理技術，其是依靠農業(yè)中的大水灌溉或者大量自然降雨，使得土體耕層中的鹽堿隨著水分從土壤孔隙、裂縫向底層土體運移，從而降低表層土體中的鹽分。排水技術一般適用于重度鹽堿地治理，并且區(qū)域地下水埋藏較淺，通過井灌井排或者開溝排水的措施建立排水系統(tǒng)，能夠將排出的水處理，抑制土壤次生鹽漬化或者返鹽。沖洗技術需要耗費大量的淡水，因此充足的淡水來源必須考慮，其次是排水系統(tǒng)完備也是關鍵條件。沖洗技術表面上看是降低了土體中鹽分的含量，然而土體中的鹽堿并沒有完全的被清洗掉，該技術只是實現(xiàn)了使表層土體中的pH值、電導率、含鹽量等鹽分含量減少，土體中的鹽堿程度從重度降低為中度或者輕度鹽堿土，使土壤各項指標達到適宜植物生長的范圍。灌水洗鹽治理鹽堿地的措施適用于重度或者中度鹽堿化土地改良，并且治理區(qū)域地勢條件較高、自然降雨充裕、蒸發(fā)較小、配套排灌渠系建設完善。但該技術有一定的局限性，占地多，土方工程量大，邊坡易垮塌，溝道淤積嚴重。該技術在排水條件好的地區(qū)具有良好的效果，但耗費的淡水資源量較大，排灌工程量大，修復周期一般為1～2年，建設成本、運行、管理和維護費用高，排出的高礦化度水易對承納區(qū)造成二次污染。

2 蓄水壓鹽技術

傳統(tǒng)治理鹽堿地的技術關鍵是排水，排水措施淡水資源消耗量大、灌渠系建設工程量大以及成本高，并易造成二次污染。韓霽昌等通過實踐總結，巧妙地運用水鹽平衡的科學機理，通過布設蓄水溝渠系，調節(jié)蓄水溝水位變化加速鹽分的對流彌散作用，研發(fā)了以“蓄”為核心的“改排為蓄”鹽堿地蓄水壓鹽技術，實現(xiàn)水土之間動態(tài)循環(huán)壓鹽。改排為蓄技術的核心是只蓄水不對外排水，主要是將區(qū)域自然降水或者其他來水量蓄積在蓄水溝系和淹沒區(qū)中。當降雨或灌溉時，蓄水溝內水位較高，鹽分含量較少，低于土壤中的鹽分含量，所以鹽分從土壤中運移到蓄水溝里；在旱季時蓄水溝內的水分被蒸發(fā)和利用，從而使水位降低到耕作層以下，蓄水溝內鹽分濃度變高，高于耕作層以下（30cm以下）土體中鹽分含量，鹽分從蓄水溝運移到下層土壤中去，實現(xiàn)蓄水壓鹽的效果。除此之外，在蓄水溝里可以種植耐鹽堿的植物，如蘆葦?shù)?，放養(yǎng)耐鹽堿的魚類，這樣既可以改善當?shù)匦夂颍旨哟罅丝諝鉂穸?，?yōu)化了環(huán)境，同時為一些水生鳥類提供了捕食、棲息的場所，最終實現(xiàn)了人與自然、自然與自然的和諧共處。蓄水壓鹽技術適用于類似沉積鹽湖的地勢低洼區(qū)域以及土體構造為層狀結構的灘涂洼地。蓄水模式下的鹽堿地整治技術，通過調節(jié)蓄水溝水位，實現(xiàn)水土之間動態(tài)循環(huán)壓鹽。根據層狀土壤結構中水鹽的水平運移速率大于垂直運移速率的規(guī)律，以及蓄水溝水位動態(tài)變化，加速鹽分的對流彌散作用，從而使土體中的鹽堿含量在垂直方向上的分布發(fā)生變化，營造低鹽的耕層結構。該技術主要通過截、蓄、灌、排等工程措施構建蓄水壓鹽條件，建立鹽堿地改排為蓄、蓄水壓鹽技術，工程項目較少，主要包括蓄水溝、蓄水湖和淹沒區(qū)。修復周期一般為2-3年，成本適中。

3 化學改良技術

化學改良技術是鹽堿土改良的一種常用措施，而且目前對于改良鹽漬化土壤的化學改良劑種類較多，例如通過施加常用的石膏、黑礬、腐殖酸、泥炭、醋渣等對蘇打鹽土、堿化土的結構及理化性質進行改良，從而減少土壤中的堿分。石膏對堿性土壤的改良具有顯著的作用，堿性土壤中施加適量石膏后，能夠置換出土壤中的碳酸鈉，從而轉變成石灰和中性鹽類，降低了土壤堿性，同時，鈣離子可以代換土壤中的鈉離子，從而改善了土壤的物理性狀。營養(yǎng)型酸性土壤改良劑有凹凸棒石、NPK增效劑、磷石膏等，具體施用措施和劑量需要因地制宜，各種措施綜合使用，已達到降低土壤鹽堿化的效果。在酸性土壤中，應該根據土壤測土配方結果，再選擇常用的酸性土壤改良劑，最好是能夠廢物資源化利用廉價的一些材料，例如一些天然礦物為原料的蒙脫石、橄欖石、硫礦等可作為酸性土壤改良劑，這些材料在平衡土壤酸堿、提升土壤肥力、改良土體結構及水肥利用效率等方面具有重要的作用。通過一些酸性鹽類（硫酸鈉等）物質來中和堿性土壤，改良鹽堿地的物化性質，降低土壤的pH值，增強土壤中陽離子的替換能力，降低土壤的含鹽量，激發(fā)土壤中微生物和酶的活力，促進植物根系的生長?；瘜W改良技術適用于小面積的重度鹽堿土改良，修復周期一般為0.5-1年，改良劑種類較多，改良效果顯著。隨著新改良劑的不斷研發(fā)，成本有降低的趨勢。近年來，高分子化學改良劑受到廣泛關注，然而高成本和潛在的環(huán)境污染問題限制了高分子化合物的推廣應用，同時大多土壤改良劑在施用后需用大量水沖洗，在水資源缺乏的地區(qū)推廣應用困難，且成本較高，效果不穩(wěn)定，易帶來其它形式的二次污染。

4 生物改良技術

鹽堿地生物改良技術主要是通過種植和翻壓綠肥牧草、秸稈還田、施用菌肥、種植耐鹽植物、植樹造林等，提高土壤肥力，改良土壤結構，并改善農田小氣候，減少地表水分蒸發(fā)，抑制返鹽。通過種植耐鹽堿的植物和選擇耐鹽微生物，通過植物吸收和微生物吸附等鹽分離子降低耕層土體中的鹽分含量，營造適宜植物生長的土體結構。我國抗鹽堿作物種類繁多，有400多種鹽生植物，如鹽角草、甘草、紫花苜蓿、向日葵、鹽篙、蘇丹草等，需要因地制宜來選擇。生物改良技術適用于較低程度鹽堿地的改良，修復周期一般為2-3年，成本適中，但種植耐鹽植物由于成活率較低，因此后續(xù)補種使得成本上升。目前該治理技術國內外應用廣泛，技術較為簡單成熟，常見于牧區(qū)。在生物改良技術中，探討篩選不同程度不同類型的鹽漬化土壤適宜種植的鹽生植物種類，并研究鹽漬土在生物措施下的改良效果及植物響應性，找到適宜不同鹽漬土的生物改良技術，為鹽堿地植被重建、生態(tài)治理、土地資源的可持續(xù)利用提供科學依據，推動鹽堿地的合理開發(fā)利用。例如鹽角草是一種重要的耐鹽基因供體，適宜在中度及以上的鹽堿地區(qū)種植，可廣泛應用于各種農作物和生態(tài)工程植物的耐鹽性遺傳工程改良工作。鹽生植物中向日葵表現(xiàn)出對土壤Na+良好的吸收效果，向日葵則僅適宜種植于輕度鹽化和非鹽漬化土壤中。甘草和紫花苜蓿適宜種植在中度鹽化及以下程度的鹽堿地區(qū)。鹽生植物種植過程中發(fā)現(xiàn)適度的鹽堿脅迫可以增加鹽生植物體內的葉綠素含量，增強其光合作用，促進植物體內有機物積累，從而提高作物品質。此外，還可以在鹽堿地上覆蓋作物秸稈，減少土壤水分的蒸發(fā)，抑制鹽分表聚，從而阻止了水分與大氣間直接交流，對土壤表層水分上行起到阻隔作用。秸稈覆蓋是農藝和水利相結合的綜合措施，既起到節(jié)水作用，又起到培肥改土的作用，實現(xiàn)了土體再造。

5 物理及農業(yè)改良技術

物理及農業(yè)改良技術治理鹽堿地，主要采取土地平整、客土置換、地形改造、土壤復配、翻地深耕、覆沙、施用有機肥等措施來降低土壤鹽分，改良土體耕層結構，提高土壤的滲透性，促使表層鹽分運移及淋洗。該技術主要是通過物理及工程措施對耕作層土體進行重構或者改造，從而營造低鹽的耕層結構。平整土地要提前進行規(guī)劃設計，例如為了利于灌水洗鹽土地平整時需要設置一定的坡度。對于質地比較粘重、透水性差、結構不良的土體，灌溉或者降雨之前先通過翻地、深翻的措施，疏松表層土壤，使耕層土壤的透水性能增加，從而抑制土體的反鹽以及水鹽上升。土壤表層通過覆蓋植被、秸稈或者鋪蓋地膜等措施，也能夠降低土壤中的水分蒸發(fā)作用，阻止土壤表層鹽分的聚集，從而降低耕層土壤的鹽分含量。還可以通過在土層中鋪設粗砂層、樹皮屑、木頭屑或者爐灰渣等形成隔鹽層，能夠較好地防止土壤次生鹽漬化產生。通過植物的種植方式再結合合理的農業(yè)措施、有機肥的施用等農業(yè)改良技術，修復土壤耕層結構，降低土壤的鹽堿化，構建適宜作物生長的耕層結構。然而，農業(yè)措施中，大面積的人工翻地松土費時費力，并且成本較高，主要通過工程技術對鹽堿土進行機械處理。物理及農業(yè)改良技術一般適用于規(guī)模較小的鹽堿地治理區(qū)域，該技術實施后工程量較大，產生的費用較高，經濟成本不合算。通過覆沙措施來改良鹽堿地，也是一種主要的、常用的方法。沙地土壤結構疏松，毛管孔隙大，透水性好，鹽堿土一般質地比較粘重、透水性差，沙摻入鹽堿土中，能夠改良鹽堿土的質地和土壤結構，增大原始鹽堿土壤的空隙度，增強其通透性，抑制水鹽向上運動，從而改變了鹽堿土中的水鹽運移規(guī)律。因此采用在耕作層拌沙的方法來改良鹽堿地，改善了鹽堿地的孔隙狀況，破除毛管孔隙，減少地下水上移路徑，抑制土壤返鹽。種植耐鹽植物，進一步通過物理、化學和生物三者共同作用，改良土體結構及理化性質，降低土壤鹽分，從而形成新的適合植物生長的“土壤”。

6 結論

土地是一切生物生存、活動和發(fā)展的基本保障和重要基礎，在人類社會進步中其他任何資源無法替代的一種物質資源。土地資源開發(fā)與利用過程是人類社會發(fā)展與自然界共存、相互作用的一種最直接、最密切的關系。然而人類經濟發(fā)展的同時對土地資源和自然環(huán)境造成了巨大的影響。目前我國的土地整治工作發(fā)展取得了顯著成效，對保障國家糧食安全、推動鄉(xiāng)村振興和促進生態(tài)文明建設等發(fā)揮了重要作用，但在攻克鹽堿地治理的土地問題關鍵技術上仍存在問題，并且耕地后備資源開發(fā)不足、生態(tài)系統(tǒng)保護和修復等依然是土地整治工作的棘手難題，探索理論-技術-具有應用性和可推廣性的研究成果是未來土地整治得重要目標。人多地少是中國的基本國情，鹽堿地作為重要的土地后備資源，如何“變廢為寶”成為可利用土地資源，是目前干旱半干旱地區(qū)農業(yè)面臨的主要生態(tài)環(huán)境問題，也是緩解土地資源緊張的有效途徑。