鹽漬化土壤的成因及改良材料的應用

王 娜，何俐蓉

（1.陜西地建土地工程技術研究院有限責任公司，陜西 西安710021；2.陜西省土地工程建設集團有限責任公司，陜西 西安710075；3.自然資源部退化及未利用土地整治工程重點實驗室，陜西 西安710021；4.陜西省土地整治工程技術研究中心，陜西 西安710021）

0 引言

我國常見的鹽堿土主要在東北、華北、西北、長江中下游及濱海新區(qū)等地，其面積已有9 913萬hm2，據(jù)統(tǒng)計，我國未被利用的鹽堿土約有80%，開發(fā)潛力巨大，可利用性較高[1]。鹽堿化的土壤破壞土地，降低土地生產(chǎn)力，阻礙了正常的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，從而影響糧食產(chǎn)量。改良鹽堿地，有效提升耕地質(zhì)量，提高農(nóng)作物產(chǎn)量是土地整治工作者廣泛關注的問題，這對于堅守18億畝耕地紅線和維護國家糧食安全具有重大意義。

改良鹽堿地，提升土壤質(zhì)量是促進農(nóng)作物增產(chǎn)、發(fā)展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的重要手段，同時有助于生態(tài)環(huán)境的發(fā)展?！秶抑虚L期科學與技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020）》在“重點領域及其優(yōu)先主題”中明確了“生態(tài)脆弱區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能的恢復重建”和“綜合開發(fā)農(nóng)林生態(tài)技術，保障農(nóng)林生態(tài)安全”兩大相關內(nèi)容[2]。近年來，國家相繼頒布了各種政策法規(guī)大力引導和扶持土地整治工作，從而使得鹽堿地的改良技術迅速發(fā)展，越來越受到廣泛學者的關注。目前，主要的改良技術包括化學改良、物理改良、水利改良和生物改良4大體系[3-4]。其中，生物改良措施主要以種植耐鹽堿的作物為主，還有一些是配施耐鹽的菌劑進行植被改良等[5]；物理改良包括諸如深耕、秸稈覆蓋、客土改良等調(diào)整土壤結構的改良措施[6]；水利改良工程則是根據(jù)“水鹽運移”的規(guī)律，通過地下滲管排鹽，結合溝渠、深井排水，達到防止返鹽的目的；化學改良主要是向土壤中加入化學物質(zhì)，以達到降低土壤pH、堿化度的目的。對比已有的研究發(fā)現(xiàn)，生物改良措施因成本較低，利于環(huán)保等優(yōu)點被認為是最有效的改良技術，且生物改良中的植被改良措施在提高當?shù)厣a(chǎn)力水平的同時，也能夠促進植被——土壤的良性循環(huán)，對生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展也起到了至關重要的作用。本研究主要針對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展及地力提升過程中所面對的實際問題，論述了不同改良材料對鹽堿地的改良效果，以期為鹽堿地的改良和地力提升提供參考。

1 鹽漬化土壤形成原因

1.1 自然因素

1.1.1 氣候

鹽漬化土壤在形成過程中氣候扮演了重要的角色，由于我國北方地區(qū)年降雨量較少，但其蒸發(fā)量較大，這就使得土壤水分從下往上移動，水分蒸發(fā)后鹽分就留在土壤中，造成鹽分在土壤中的積累。風化對土壤鹽漬化也起到了促進作用，主要表現(xiàn)為鹽漬化土壤中的含鹽分顆粒在風力作用下遷移至非鹽漬化土壤中[7]。

1.1.2 成土母質(zhì)

成土母質(zhì)也是影響土壤鹽漬化的另一因素，水溶性鹽往往儲存在河流及湖泊的沉積物中，我國的鹽堿地主要分布于黃淮海平原及松嫩平原，這類鹽堿地主要是由于河流沉積物在進入平緩或是低洼地區(qū)沉積后受自然作用導致的。除此之外，海生生物在陸地活動時會將海水中的鹽分帶入土壤，長此以往會積聚在土壤中，從而形成鹽漬化土壤。

1.1.3 水文地質(zhì)

水文地質(zhì)條件對鹽漬化土壤的形成起到了促進作用，對鹽漬化土壤起關鍵作用的是地下潛水層水位、地下水礦化度、地表徑流等方面，各因素對鹽漬化土壤的形成是相互依托，相輔相成的，并非獨立的。其中，潛水層水位的高低是影響鹽分從土壤毛細水到達地表的重要因素，當潛水層水位較高時，地下水的礦化度就越高，土壤鹽漬化就越激烈。地表徑流的強度、浸泡時間、包氣帶巖性、接觸面積及礦化度是影響地下水徑流對鹽漬化土壤重要因素。地表徑流對土壤鹽漬化主要有兩種的體現(xiàn)，一種是灌溉或含鹽水體泛濫導致的鹽分積聚在土壤中，另一種是含鹽水體滲漏至地下水，增大了地下水位及地下水中的含鹽量，從而增加了地下水的礦化度。

1.2 人為因素

1.2.1 過度開墾

近年來，由于耕地面積大幅度減少，生產(chǎn)需求量逐年增加，流域水土資源未得到進一步的統(tǒng)一規(guī)劃，規(guī)模浩大的引水墾荒工程使得各流域上、中、下游用水嚴重失衡，撂荒土地底部的鹽分上升的地表，造成土壤鹽漬化。

1.2.2 農(nóng)業(yè)措施的影響

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中利用含鹽量高的河水進行農(nóng)業(yè)灌溉，水中的鹽分被帶入土壤中，增加了土壤的含鹽量，同時也提高了灌溉區(qū)地下水位，隨著水分的不斷蒸發(fā)，下層土壤中的鹽分向表層土壤積聚，長此以往土壤鹽漬化程度不斷增加。除此之外，化學肥料的不合理施用也會導致土壤鹽分含量增加，加劇土壤鹽漬化的發(fā)生。

2 改良材料在鹽漬化土壤中的應用

2.1 脫硫石膏

脫硫石膏是燃煤電廠煙氣脫硫過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，隨著工業(yè)化的迅速發(fā)展，脫硫石膏的產(chǎn)生量也在增加。據(jù)環(huán)保部《2017年全國大、中城市固體廢物污染環(huán)境防治年報》關于大宗工業(yè)固體廢物資源利用的綜合利用情況統(tǒng)計，2016年工業(yè)企業(yè)的脫硫石膏產(chǎn)生量為8 672.6萬t，占中國大宗工業(yè)固廢3.0%，其中電力、熱力生產(chǎn)和供應業(yè)產(chǎn)生的脫硫石膏，為6 643.7萬t，綜合利用率為80.6%[8]。

脫硫石膏的主要成分是CaSO4和CaSO3，含水率一般在10%～15%之間，富含S、Ca、S等礦質(zhì)元素，其理化性質(zhì)與天然石膏相近，富含植物必須的礦質(zhì)營養(yǎng)。除此之外，脫硫石膏的顆粒細小、成分穩(wěn)定、純度高，在重金屬污染及鹽堿土治理方面受到了廣泛重視。有研究表明[9]，脫硫石膏中的Ca2+能夠與土壤中的Na+進行交換，從而通過調(diào)節(jié)土壤的物理特性和密實度，達到改良鹽堿地的效果。唐珧等人[10]的研究發(fā)現(xiàn)，脫硫石膏可以降低土壤pH及電導率，增加土壤Ca2+，降低Na+，從而起到改良鹽堿土的作用。樊麗琴等人[11]研究了脫硫石膏施用下寧夏鹽化堿土水鹽運移特征，研究顯示施用脫硫石膏對增加水分入滲和降低0～20cm土層土壤pH、鹽分含量產(chǎn)生了積極影響，土壤脫鹽率在84.39~95.41%之間。除此之外，脫硫石膏與其他物質(zhì)共同作用對改良鹽堿土也有一定的效果。王金滿等人[12]通過室內(nèi)灌溉淋洗試驗分析了脫硫石膏與微生物菌劑聯(lián)合施用對土壤鹽堿化指標(pH值、EC和ESP)、土壤肥力指標(有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀)的影響，結果表明，脫硫石膏和微生物菌劑都具有降低土壤pH值、EC和ESP，提高土壤有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀的作用；脫硫石膏和微生物菌劑聯(lián)合施用對改良鹽堿化土壤的效果更明顯，在改良鹽堿化程度相對較低的耕地土壤具有一定的可行性。

2.2 腐殖酸

腐植酸是自然界一類芳香稠環(huán)聚合程度不同的含雜環(huán)有機化合物[13]，在泥炭及煤礦中較常見，其生理活性較強，吸收、絡合及交換離子的功能也較強，對中和土壤堿性有很好的效果。除此之外，添加腐殖酸后土壤有機質(zhì)含量得以提高，土壤交換容量及孔隙度也相應提高，被廣泛認為是一種優(yōu)良的鹽堿土改良劑[14]。顧鑫等人[15]研究了腐殖酸對鹽堿土的改良效果，進行小白菜的室外盆栽試驗，研究表明腐殖酸含量與土壤pH及EC整體上呈現(xiàn)出負相關關系，與土壤含水率整體上呈現(xiàn)出正相關關系，天然煤炭腐殖酸施到鹽堿土上起到了改良的作用，使得小白菜能夠發(fā)芽生長。

2.3 有機肥

有機肥主要是由動物糞便或植物殘體經(jīng)過發(fā)酵形成的，能夠為植物生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，提升土壤質(zhì)量。近年來，有研究顯示，施用有機肥能夠顯著提高鹽漬化土壤中的有機質(zhì)，增加作物產(chǎn)量，且能夠改良土壤鹽堿程度。高亮等人[16]研究了生物有機肥在鹽堿地上的應用效果及其對玉米的影響，研究表明，生物有機肥能夠改良鹽堿地土壤理化性質(zhì)，土壤中的微生物量碳、土壤呼吸及土壤酶活性均有不同程度的增加，利用生物有機肥進行鹽堿地的改良是一種經(jīng)濟有效的方法。

3 結論

改良與調(diào)控鹽漬化土壤一直以來是廣大學者研究的熱點問題，若要徹底改良鹽堿土，僅靠單一的改良措施是無法達到改良效果的。因此，在改良措施上要采取“因地制宜、就地取材、經(jīng)濟可行”原則。將幾種改良措施相結合，取長補短進行改良，從多個方面研究鹽堿地土壤改良的方法和措施。在后期的研究中，應在改良鹽堿地土壤的基礎上注重生態(tài)體系建設，既能達到生態(tài)平衡，又能改善生態(tài)環(huán)境。