鹽堿土壤改良措施與效益分析

孫 卿

(吉林師范大學旅游與地理科學學院，吉林 四平 136000)

引言

鹽堿土壤問題直接關(guān)系著糧食生產(chǎn)、環(huán)境安全，以及土地資源的利用和開發(fā)等。由于人口的增長，經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各種自然災害的發(fā)生，我國耕地不斷被占用，可耕土地面積不斷縮小，糧食生產(chǎn)問題日益嚴峻，鹽堿土地的開發(fā)利用成為了重要課題。目前，對于鹽堿土壤改良措施已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗，各學科的研究人員經(jīng)過反復的研究給出了一定的方向，綜合利用各種改良措施將會是鹽堿土壤解決的最終途徑。本文針對土壤鹽化這一土地問題，提出以綠化造林為主進行生態(tài)建設的理念，分析不同類型鹽堿土壤的治理措施效益，為土壤改良措施選擇提供科學依據(jù)，達到改良土壤恢復生態(tài)的目的。

1 鹽堿土壤概況

1.1 鹽堿土壤分類

鹽堿土壤指土壤中的鹽分含量相對較高的土壤，這類土壤的鹽堿危害大，不適宜作物生長。由于地形、氣候、水文因素等的不同，形成的鹽堿土壤也不盡相同，采取不同的分類方式可將鹽堿土壤簡單分為以下幾種。

1.1.1 按鹽堿土壤形成過程劃分

可劃分為2大類型。

1.1.1.1 原生鹽堿化土壤

主要是指自然條件下產(chǎn)生的鹽堿土，盡管可能進行了一系列的改良措施，但由于地下水位無法降低等自然原因?qū)е峦寥酪琅f處于鹽堿化的狀態(tài)。

1.1.1.2 次生鹽堿化土壤

主要是由于開墾方式不當，或者改良措施施用不合理造成的，最開始鹽堿化程度降低，但隨著治理過程的進行，土壤再次鹽漬化。

1.1.2 按對作物危害程度由高到低劃分

可劃分為鹽堿土、強度鹽堿化土、中度鹽堿化土、輕度鹽堿化土、非鹽堿化土。

1.1.3 按土壤鹽分組成劃分

可劃分為蘇打、純蘇打、硫酸鹽氯化物、硫酸鹽、氯化物、氯化物硫酸鹽6個類型。

1.1.4 按鹽土亞類形態(tài)特征劃分

1.1.4.1 濱海鹽堿土

靠近海邊的區(qū)域，土壤常年受海水浸漬，含鹽量過高而形成。

1.1.4.2 草甸鹽土

主要是由各種草甸土發(fā)育而來，主要分布在河流沖積平原。

1.1.4.3 潮鹽土

多分散于地勢低洼處，因所含鹽類吸濕性強使地表終年呈潮濕狀態(tài)。

1.1.4.4 沼澤鹽土

呈小丘狀隆起，一般形成在局部低洼泉水露出的沼澤地段。

1.1.4.5 洪積鹽土

經(jīng)洪水沖洗將鹽分帶到山前洪積平原形成的一種鹽堿土。

1.1.4.6 殘余鹽土

主要分布于荒漠或古老沖積平原。

1.1.4.7 堿化鹽土

土壤中有弱堿化的棱塊狀緊實土層，碳酸鹽含量較大。

1.1.4.8 次生鹽土

主要是指由于不合理的利用土地，渠道、水庫滲漏影響等原因，造成二次反鹽形成的土壤。

1.2 我國鹽堿土分布

1.2.1 東部濱海鹽土與海涂

濱海區(qū)由于臨海的原因土壤常年受鹽漬化的影響導致土壤中的鹽分含量較高，且主要以氯化物為主。長江附近由于氣候關(guān)系，降水多，在一定程度上起到淋洗排鹽的作用，降低土壤的含鹽量[1]。

1.2.2 黃、淮、海平原的鹽漬土

此地區(qū)河道眾多，屬于季風氣候，降雨集中，土壤中的硫酸鹽和氯化物較多，由于經(jīng)常受到旱澇災害的影響，土壤脫鹽后會發(fā)生再次積鹽的現(xiàn)象，導致土壤鹽漬化問題加劇。我國投入了大量人力物力去改良這部分地區(qū)的鹽堿狀況，并且已經(jīng)取得良好的成效。

1.2.3 東北平原的鹽漬土

大概有鹽土和堿土319.73萬hm2，鹽分構(gòu)成主要是蘇打鹽堿土(以碳酸根和重碳酸根為主)，其中有將近50%已經(jīng)被開發(fā)。土壤中含有大量的有機質(zhì)，土地肥力較好。

1.2.4 半漠內(nèi)陸鹽土

此區(qū)域受氣候因素的影響，常年干旱，導致水分蒸發(fā)十分迅速，與此同時，降雨量又十分有限，既得不到足夠的降水又無法保持土壤中的水分，導致鹽分累積在土壤中，無法排走。

1.2.5 青新極端干旱鹽土

包括青新地區(qū)的3大盆地，顯著特點是氣溫高、風沙大、降水量小，土壤來不及淋溶水分就直接被蒸發(fā)，鹽分留于地表，導致地表往往形成厚硬的鹽結(jié)殼。

1.3 鹽堿土壤的危害

鹽堿化土壤之所以會影響植物的正常生長發(fā)育，產(chǎn)生燒苗僵苗現(xiàn)象，是因為當土壤中的鹽離子濃度過高時，不僅會使植物細胞失水，而且會影響植物對其他養(yǎng)分的吸收，從而影響植物的正常生長發(fā)育，如Na+過多，植物對Ca2+、Mg2+、K+的吸收量就會相對減少。

當鹽堿地堿性過高時，土壤中的陰離子會與陽離子發(fā)生劇烈的反應，各種對植物具有營養(yǎng)價值的離子就會被留在土壤里，無法被植物吸收利用；土壤中含有大量膠體，土壤較潮濕時，土壤中的膠體相不會凝結(jié)在一起，相對較分散，這樣就阻礙了土壤透氣透水的功能；而土壤干燥時，膠體易聚集造成土壤收縮成塊，嚴重地阻礙了植物的生長發(fā)育。

總體來看，土壤鹽堿化會改變土壤鹽分的構(gòu)成，導致土壤結(jié)塊，影響植物扎根、吸收養(yǎng)分，使植物出現(xiàn)僵苗、燒苗現(xiàn)象。同時土壤鹽堿化會帶來土地荒漠化問題，這種危害的進程緩慢，且一旦形成輕易不會被改變。

2 鹽堿土壤改良措施

據(jù)統(tǒng)計，全國鹽漬化耕地面積達到7.60×106hm2，占到總耕面積的1/5。目前，關(guān)于鹽堿地的改良已有較深入的研究，可采用的措施很多，主要可以分為以下4種。

2.1 水利工程改良技術(shù)

水利工程改良鹽堿土的措施主要包括灌水洗鹽、暗管排鹽、合理灌溉等。

2.1.1 灌水洗鹽

有實驗對比了阿克陶縣原始土壤與第1次灌水后的土壤，發(fā)現(xiàn)土壤含鹽量前后降低50%，雖然第1次灌水洗鹽效果不是特別明顯，但研究人員認為，綜合后續(xù)改良措施的推進，會達到理想中的效果[2]。同時，童敏等研究認為，灌水洗鹽降低土壤中鹽分含量的作用效果迅速，對于重度鹽堿地來說，灌水洗鹽應以2次最好[3]；除此之外，灌水洗鹽還可以改變土壤的養(yǎng)分構(gòu)成。

隨著社會的飛速發(fā)展、科技的不斷進步、醫(yī)療技術(shù)的日新月異，人們對醫(yī)療衛(wèi)生服務水平和質(zhì)量的要求不斷提高，對醫(yī)學生與醫(yī)務人員的專業(yè)知識、經(jīng)驗、技能、心理素養(yǎng)等的要求也越來越高。傳統(tǒng)的醫(yī)學教育模式已難以適應信息時代的迅猛發(fā)展，“以教師為中心”的灌輸式教學方法也已無法滿足新形勢的要求，這些問題在大學生心理健康課程教學中顯得尤為突出。教學模式和教學方法的變革與創(chuàng)新對于促進醫(yī)學教育、提高醫(yī)療服務質(zhì)量具有重要意義。

2.1.2 暗管排鹽

依據(jù)鹽堿地特殊的“鹽隨水來，鹽隨水走”的水鹽動態(tài)規(guī)律，設計出在地下1～2m深處置放帶孔管道來控制地下水位的解決方案，再綜合利用相關(guān)灌溉技術(shù)，排走鹽分，達到改良土壤的目的。相比明溝排水，黃驊市項目區(qū)鹽堿工程中暗管排鹽降低土壤鹽漬化程度效果更好。暗管排鹽措施由于暗管材質(zhì)、暗管埋深、暗管鋪設間距等不同，所帶來的排鹽效果也是不同的。陳為峰等對黃河三角洲鹽堿區(qū)進行了研究，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)單級暗管設施較多，經(jīng)過各種方式的綜合測算，得出了最優(yōu)暗管布設間距范圍[4]。

2.1.3 合理灌溉

滴灌可以調(diào)節(jié)鹽堿土壤中鹽分構(gòu)成，降低土壤的含鹽量和pH，使植物得以生長。對工藤富士分別進行滴灌和痕量灌溉的實驗中發(fā)現(xiàn)，灌水量相等情況下，痕量灌溉的灌溉水利用率更高，且灌水量12L/株，流量為0.2L·h-1，頻率為3～4d/次的效果最好[5]。

2.2 物理改良技術(shù)研究現(xiàn)狀

物理改良措施主要包括以下幾種：深耕可以改變鹽堿土壤理化性質(zhì)，在初春進行深耕能起到調(diào)節(jié)地下水位的作用，同時要注意后期的播種，減少土壤的反鹽現(xiàn)象的發(fā)生，且翻耙補播能明顯改善土壤酶活性；客土與鋪沙可以有效降低土壤的電導率，對松嫩平原草甸土的研究發(fā)現(xiàn)，客土加沙土可以有效提高土壤的滲透性，從而達到土壤改良的目的；平整土地主要針對的是低洼地區(qū)，四周高地的徑流會流向低洼地區(qū)，隨之而來的鹽分無法及時排出，造成局部鹽堿化。抬高地形后可以減少鹽類的淤積，改善土壤結(jié)構(gòu)；地面覆蓋主要包括秸稈覆蓋、地膜覆蓋等，均可降低土壤的水分蒸發(fā)，有效降低鹽分的重新積累作用，達到改良土壤的效果。

2.3 化學改良技術(shù)研究現(xiàn)狀

化學改良措施的目的是利用各種化學物質(zhì)，將Na+置換出來，以達到降低土壤堿化程度，改變土壤鹽分組成的作用。本文以部分化學制劑對鹽堿土壤的改良實驗為例，如磷石膏、硫酸鋁及各種廢棄物等。

磷石膏中的Ca2+能置換出鹽堿土壤中的Na+，使土壤養(yǎng)分組成得到改變，同時也能改善土壤通氣透水狀況[6,7]，使鹽堿土壤變得適宜作物生長。硫酸鋁可以有效改良強堿性蘇打鹽堿土，硫酸鋁水解后產(chǎn)生大量的OH-可以和土壤中的H+進行反應，促進土壤中的碳酸鹽溶解，置換出土壤中的Na+，同時還可以增加土壤吸水量和吸水速度、毛管水的上升高度和速度，使土壤容重變小、孔隙度增大[8]。施用粉煤灰可以增加鹽堿土壤的土地肥力，降低鹽堿土壤的鹽性和堿性，同時可以使土壤變得更疏松，從而增強土壤的透氣透水能力，恢復土地生產(chǎn)力。

2.4 生物改良技術(shù)研究現(xiàn)狀

生物改良技術(shù)主要包括篩選、培育優(yōu)良品種的耐鹽堿植物、微生物等。植物改良主要包括耐性植物的種植，以及綠肥的鋪撒。龔佳對4種灌木的耐鹽堿性進行了研究，發(fā)現(xiàn)植物可以從土壤中吸收Na+，從而降低土壤中Na+的含量，起到降低土壤鹽分的作用，并且發(fā)現(xiàn)黑枸杞的改良效果更好[11]。翻壓耐鹽堿的綠肥對鹽堿地有很好的改良效果。研究發(fā)現(xiàn)，禾本科、豆科綠肥對土壤會產(chǎn)生不同的影響，且兩者均對土壤的組成成分、土壤中酶的活性影響較大。趙秋等研究認為，二月蘭可以減少低土壤中的Na+，改變土壤成分構(gòu)成，提高土壤中有機質(zhì)的量和微生物的數(shù)量[12]。王善仙等提出了微生物-植物進行聯(lián)合，去改良鹽堿土壤的想法，并且進行了展望[13]。微生物改良主要是指利用各種自養(yǎng)型生物去改變土壤的pH和含鹽量，增加土壤中各種有機物的含量，從而達到改善鹽堿土壤的理化性質(zhì)的效果。

3 鹽堿土壤改良措施分析及效益分析

3.1 各種灌溉措施的適用范圍及效益分析

本文主要以灌水排鹽和暗管排鹽2種辦法分析適用范圍。

3.1.1 灌水洗鹽主要特點

操作簡單，施工方便，成本較低，但是會過多占用地表土地面積，且由于氣候、地下水、地形地貌的影響，可能導致次生鹽漬化，使土壤鹽堿化問題加劇。

3.1.2 暗管排鹽主要特點

通過管道排走鹽分，由于埋于地下，可以節(jié)省地表土地面積，控制地下水位，且土壤改良效果較為穩(wěn)定，但是施工成本、維修困難大，技術(shù)要求相對較高。

在經(jīng)濟技術(shù)、技術(shù)條件允許的情況下，采用暗管排鹽措施，以達到嚴格控制地下水位的目的，待土壤初步改良后，可進行栽種，再進行灌水，在促使植物生長的同時再次洗鹽排鹽。這樣能有效改善鹽堿地鹽化問題，從而使土壤得到改良，生態(tài)得到恢復。

3.2 物理措施的適用范圍及效益分析

物理改良措施相比其他土壤改良措施就顯得十分“簡單粗暴”，主要包括深耕、客土、鋪沙蓋土、平整土地、抬高地形、地面覆蓋。工程量大且會對環(huán)境造成新的危害。

3.3 化學措施的適用范圍及效益分析

化學改良措施主要是施加各種化學制劑，增加土壤通透性和淋鹽效果，使土壤成分發(fā)生改變(如偏酸土壤中加入堿性制劑，偏堿土壤中加入酸性制劑，鈉離子含量較高土壤中加入鈣制劑等)?；瘜W改良措施能快速、有效改善土壤鹽堿化現(xiàn)狀，但可能會出現(xiàn)次生鹽漬化問題，造成環(huán)境污染，加劇土壤鹽堿化，且化學制劑投資成本相對較高。施用化學制劑的主要問題在于如何預防次土壤的次生鹽漬化以及如何降低化學制劑帶來的環(huán)境污染。

3.4 生物措施的適用范圍及效益分析

栽植耐鹽堿的植物能提高地表覆蓋率，減少土壤中水分通過蒸發(fā)方式的流失，使地下水位得以下降，減少反鹽作用，從而控制土壤中的鹽分含量，且大面積的植被覆蓋能起到防風減沙、凈化空氣的作用，使生態(tài)環(huán)境到改善。提高地表植被覆蓋率，從而抑制土壤反鹽、積鹽作用，恢復土壤的理化性質(zhì)。

微生物的改良效果也是不可估量的，微生物使土壤中的養(yǎng)分進行各種化學反應，能夠在改變土壤成分構(gòu)成的同時，增加土壤中的有機物，使土壤肥力得到恢復，土壤環(huán)境的改善同時會影響著土壤中的微生物，微生物的物種豐富度也會隨之增加。

生物改良技術(shù)側(cè)重于利用植物、綠肥、微生物使生態(tài)進行自我恢復。這種改良措施作用效果較慢，但是節(jié)省能源，資源工程量小，改良效果較為持久，既不會造成環(huán)境的二次污染，又有一定的經(jīng)濟價值和生態(tài)價值，因此相對于其他改良方法有更好的應用前景

就目前的實驗現(xiàn)狀來看，生物改良措施只能應用在土壤鹽堿化程度相對較低的區(qū)域，因此培育優(yōu)良的耐鹽堿植物、微生物是生物改良技術(shù)需要攻克的難關(guān)。

4 結(jié)論

由于鹽堿土壤種類繁多，成因復雜，只應用某一種改良措施不能解決當前的土壤鹽堿化問題。

因此，在實際生產(chǎn)中需要“因地制宜，綜合治理”，應用土壤改良措施時，應考慮當?shù)氐淖匀粭l件，分析當?shù)赝寥利}堿化的形成原因、形成類型，評估當?shù)亟?jīng)濟狀況及土壤改良所能帶來的效益，經(jīng)過分析后，確定適合的改良措施(改良措施的選取也不應該是單一的，應該是綜合考慮各種措施的優(yōu)缺點及當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展水平與技術(shù)水平而制定的)，同時要考慮到各項改良措施帶來的后續(xù)環(huán)境問題，在保證改良措施改良效果穩(wěn)定的前提下，確定一個最優(yōu)方案，達到改善土壤環(huán)境，恢復生態(tài)平衡的目的。

生物改良措施與其他改良措施的結(jié)合使用將是鹽堿土壤改良的最終途徑。由于生物改良措施只適用于鹽堿化程度較低的鹽堿土壤，所以對本身鹽堿化程度較高的土壤，必須應用其他措施來降低土壤鹽堿化程度，然后結(jié)合生物改良措施達到用自然修復自然的目的，使土壤鹽漬化問題徹底得到解決。