新時代下鹽堿地改良與利用的科學之路

張晉愛

（朔州職業(yè)技術(shù)學院，山西朔州 036002）

0 引言

鹽堿地是我國重要的后備耕地資源，其高效利用對保障國家糧食安全具有重要意義。針對不同類型鹽堿地，要依據(jù)本地不同的地理條件明確其改良和利用的方向，將鹽堿地改造為可種植的農(nóng)田。與此同時，要開發(fā)利用耐鹽植物或功效性植物，形成生產(chǎn)、加工、銷售產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)真正的鄉(xiāng)村振興。在2021年10月份，習近平總書記在對黃河三角洲農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)進行考察的時候，特別提出要堅決守護國家的1.2億hm2耕地紅線。而我國目前鹽堿地總面積9913萬hm2，相當于0.99億hm2，約占全球鹽堿地面積十分之一，其龐大的鹽堿地資源帶給我國巨大的環(huán)境問題，對鹽堿地資源的改良和利用勢在必行。人類進入21世紀，科學技術(shù)得到了十分充分的發(fā)展，這也為鹽堿地的改良和利用提供了一些新思路和新方法，本文主要介紹了一些新時代如何對鹽堿地改良和利用的科學認知和有關(guān)的新措施、新工藝。

1 新時代下鹽堿地改良與利用的科學認知

1.1 鹽堿地和土壤鹽漬化的科學認知

鹽堿地和土壤鹽堿化和地球的表面狀況息息相關(guān)，是水-鹽-土構(gòu)成的土壤表層?？茖W界對于土壤鹽堿地的定義指的是土壤的含鹽量太高，影響到作物的正常生長，甚至不能生長。土壤鹽漬化指的是在土壤的底層或者地下水的鹽分在一定條件下進行鹽分的運動，上升到地表，水分蒸發(fā)后，使鹽分積累在表層土壤中的過程。造成土壤鹽堿化的因素有很多，不同的地區(qū)有著不同的自然成因，也有人為因素。

就自然條件因素而言，主要包括氣候、地形和地貌，這三者是影響土壤鹽堿化的重要自然因素。土壤鹽堿化的過程中涉及土壤水分的蒸發(fā)，這也是形成鹽堿地的最基礎(chǔ)條件，在干旱和半干旱的氣候條件下，通常地表水分蒸發(fā)較快，使土壤中的鹽分濃度增加。高溫、長時間無降雨和強風等氣候條件也會促進土壤水分的蒸發(fā)，從而增加了土壤中鹽分的積累。此外，降雨不足也會導(dǎo)致土壤中的鹽分難以被稀釋和淋洗，進而造成鹽堿地的形成。其次，地形對鹽堿地形成也有重要影響。地勢低洼的區(qū)域容易積水，蒸發(fā)后會留下大量的鹽堿離子，導(dǎo)致土壤鹽堿化。在我國的很多鹽堿地受二者共同影響，如青海的柴達木盆地，既受到典型的大陸性氣候因素影響，也受到低洼區(qū)的地貌因素因素影響。地貌對鹽堿地形成也有一定影響。地質(zhì)構(gòu)造和地貌特征直接影響土壤的排澇和含鹽狀況，在低洼處容易形成鹽堿地，因為土壤濕度高、排水能力差，鹽分不易排除。

由此可知，氣候、地形和地貌是影響鹽堿地形成的重要因素。干旱和高溫的氣候條件、低洼的地勢和地貌的起伏，都會導(dǎo)致土壤中的鹽堿離子累積，最終形成鹽堿地。深入了解這些因素對鹽堿地的影響，有助于我們制定合理的管理策略，以減少鹽堿地的形成和增加，為鹽堿地的治理和可持續(xù)利用提供理論依據(jù)。

就人為因素而言，人類不合理的活動是造成大部分地區(qū)土壤鹽堿化的主要原因，其主要的人類活動大致分為：①灌溉和排水系統(tǒng)安排的不合理，沒有有效地統(tǒng)一灌溉和排水系統(tǒng)，導(dǎo)致很多地區(qū)的土壤表層水分過多，地下的水位不斷上升，加速了土壤鹽堿化。②灌溉方式的不合理，在很多缺乏科學有效指導(dǎo)的農(nóng)作物產(chǎn)區(qū)，農(nóng)民無法采取精準化操作的灌溉方式，往往采用大水漫灌等方式進行灌溉活動，導(dǎo)致土壤中水分過多，引起土壤內(nèi)部水分飽和，進而影響土壤的排水能力，水分蒸發(fā)后，鹽分累積導(dǎo)致土壤鹽堿化。③農(nóng)作物兩側(cè)灌溉渠道設(shè)置不合理，一般情況下，在長期的引水之后，農(nóng)作物區(qū)域的渠道兩側(cè)的地下水位都會發(fā)生一點偏移，這就讓水渠周圍的地下水位升高了，也就導(dǎo)致土壤能夠蒸發(fā)析出更多的鹽分結(jié)晶。④耕作方式的不合理，很多區(qū)域的耕作方式并沒有一個有效的標準，這也導(dǎo)致了很多農(nóng)民或者是相關(guān)的人在進行耕作的時候采取了不合理的耕作方式，沒有合理考慮到旱田區(qū)和灌溉區(qū)不同的耕作方式，或是種植了一些不適合本地土壤條件的作物、施肥的方式過于粗暴、土地表面沒有做到平整，都會導(dǎo)致土壤鹽堿化的發(fā)生。

總而言之，造成土壤鹽堿化的根本因素是地下水位的上升，導(dǎo)致鹽分在土地耕作層的不斷聚集，再通過蒸發(fā)作用或者其他運動析出到土地表面來，就造成了土壤鹽堿化這一土壤現(xiàn)象，也產(chǎn)生了很大的環(huán)境問題。近些年，土壤鹽堿化深深困擾著全國各地從事基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人，也限制著各地的基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)發(fā)展速度。對土壤鹽堿化的成因和現(xiàn)狀有一個科學的認知，這是在新時代下對土壤鹽堿地進行改良和利用的基礎(chǔ)理論準備，也是探索科學措施的有效方法論指導(dǎo)。

2 鹽堿地改良和利用的科學原理

從上所述可以得出，地下水位的上升和蒸發(fā)作用是造成土地鹽堿化的關(guān)鍵成因，因此要想對鹽堿地進行科學的改良和利用就要從鹽堿地的形成條件進行防治，也就是要阻止水和鹽分從地表以下運動至地表。鹽堿地改良的原理主要涉及降低鹽分和調(diào)節(jié)地下水位、控制蒸發(fā)量，從調(diào)節(jié)土壤的水鹽平衡著手，在農(nóng)田灌溉區(qū)做到精準科學地調(diào)控，而不是單純地依靠市場上的改良劑進行土壤成分的改善。

從地下水位合理調(diào)控方面來講，要從減少土壤水分的蒸發(fā)損失和增加土壤含水量兩方面著手。通過一系列措施減少土壤表面的蒸發(fā)作用，增加土壤的蓄水能力和排水能力，能夠有效地從土壤鹽堿地的源頭解決問題。這一方面需要相關(guān)的科學人員因地制宜，在保證農(nóng)田的灌排系統(tǒng)的設(shè)置合理的前提下，合理地調(diào)控農(nóng)田區(qū)的水位，使其長期穩(wěn)定在一個合適的高度，從減少地下水位上漲的角度阻止鹽堿化作用的發(fā)生。

從地表下的鹽分積累來說，如果鹽堿地產(chǎn)生土壤板結(jié)，導(dǎo)致透氣性能差，這就說明土壤中的鈉離子含量比較高。而鈉離子能夠促使土壤的分離，使其不能夠有效黏結(jié)在一起，這也就會導(dǎo)致土壤中的顆粒更加的細碎化，產(chǎn)生密度更加大的地層土壤結(jié)構(gòu)。基于以上認識，對于鹽堿地改良和利用需要充分地考慮土層結(jié)構(gòu)，通過一系列化學物質(zhì)有效吸附鈉離子和鉀離子，從而交換土壤中有害金屬離子，降低土壤含鹽量。此原理不僅能夠達到改良當?shù)赝寥溃档屯寥篮}量的目標，也能夠有效地促進其表面植物的生長。另一方面，從流域角度分析，豐富的淡水資源供給和一個高效的農(nóng)田排水系統(tǒng)設(shè)置，能夠利用一些排鹽技術(shù)降低農(nóng)田的鹽分，這也是貫穿各區(qū)域鹽堿地改良的整體措施之一。

3 新時代下鹽堿地改良和利用的科學技術(shù)

3.1 物理改良技術(shù)

物理改良措施自古以來便有，其中不乏充分體現(xiàn)我國古代農(nóng)民智慧的優(yōu)良措施。從物理層面對鹽堿地進行改良和利用的途徑，主要是通過對土地的基本情況進行改造。鹽堿地改良的物理技術(shù)主要包括：如將不平整的土地進行平整；在耕作的時候?qū)r(nóng)田進行深耕，并依據(jù)作物生長的條件進行及時的松土，改變土壤的表層結(jié)構(gòu)，減少鹽分從土壤層面進行板結(jié)和分離的途徑；面對低洼地區(qū)的鹽堿地可以通過墊土來抬高地形，從而減少水和鹽分的積累；覆蓋技術(shù)，在比較嚴重的鹽堿地上覆蓋秸稈，能夠有效地阻止水分的蒸發(fā)，提高土壤的蓄水量，從而能夠讓地表的水分循環(huán)更加有效，改變鹽分析出的客觀基礎(chǔ)條件。

3.2 生物改良技術(shù)

生物改良技術(shù)是業(yè)界普遍認為成本較低且效果比較明顯的一種鹽堿地改良技術(shù)，而且能夠有效地促進鹽堿地的再利用。一方面，可以通過種植一些其他的耐鹽作物，讓其根系產(chǎn)生的離子和土壤中鈉離子進行綜合反應(yīng)，從而增加土壤微生物的循環(huán)，改變土壤的結(jié)構(gòu)，也能夠減少土壤的pH值，從整體上改善土壤的狀況。另一方面，可以在鹽堿地進行生物的飼養(yǎng)，如景泰縣長吉農(nóng)牧專業(yè)合作社理事長盧昌東在其所在地發(fā)展的標準化綜合種養(yǎng)基地，便是利用了本地鹽堿地的低洼地形，因地制宜進行了改造和利用，從而實現(xiàn)了鹽堿地的“變廢為寶”，打造一系列服務(wù)于鄉(xiāng)村振興的產(chǎn)業(yè)，讓傳統(tǒng)觀念中“沒用”的鹽堿地一下子變成了“金盆地”。

3.3 化學改良技術(shù)

化學改良措施主要是通過在鹽漬化比較嚴重的鹽堿地上添加一系列化學改良劑，讓土壤鹽堿地發(fā)生化學反應(yīng)，降低土壤的含鹽量，增加土壤的透水性。市面上所研發(fā)的各類化學改良劑包含各種含鈣的藥劑和一些腐殖酸藥劑或者是保水試劑等，其基本原理是能夠和鈉離子發(fā)生置換反應(yīng)，降低pH值，存儲水分，改善土壤結(jié)構(gòu)。在新時代的背景下，化學改良技術(shù)不斷地被研發(fā)和應(yīng)用，其便捷的使用方法得到很多從事基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的普通人青睞。目前，已經(jīng)有很多較為成熟的化學改良劑被應(yīng)用到鹽堿地的改良和利用過程中，擁有比較大的推廣和普及價值。如清華大學的一支團隊牽頭研發(fā)了一種煙氣脫硫石膏，在與水利工程措施、物理措施、生物措施結(jié)合的基礎(chǔ)上，有效地改良了許多地區(qū)的鹽堿地土壤情況，并在接下來的實驗時間里呈現(xiàn)出持續(xù)向好的土壤指標狀況。

3.4 水利工程改良技術(shù)

“鹽隨水來，鹽隨水去”，用水帶走鹽分就是水利工程的核心思想，水利工程改良措施主要是通過在農(nóng)田區(qū)域建設(shè)一系列的水利工程，全方面對水資源進行精準調(diào)控，因地制宜設(shè)計農(nóng)田的精準排水量。在傳統(tǒng)的技術(shù)下，對鹽堿地比較嚴重的農(nóng)田進行水利工程建設(shè)和合理調(diào)控比較困難，但是，隨著時代的發(fā)展，我國已經(jīng)有相當多的企業(yè)對如何實現(xiàn)精準調(diào)控和分析鹽堿地用水量和排水量進行了技術(shù)上的研究。如在吉林西部蘇打鹽堿地的開發(fā)和利用中，其治理的主要方法就是依靠流域的調(diào)水，便可以利用新技術(shù)研發(fā)的微灌技術(shù)，并將其應(yīng)用在鹽堿地的水資源流動上面。通過小流量、長時間、高頻率微灌，鹽堿地能夠維持良好的土壤水分狀況。而且這種新型的水利工程措施，也能夠減少傳統(tǒng)的物理改良技術(shù)的實施，并不需要對土地進行平整，還能夠讓土壤的通氣情況有效改善。

4 新時代下鹽堿地改良和利用的科學趨勢

伴隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展和我國諸多優(yōu)秀科研人員對鹽堿地問題的關(guān)注，新的改良和利用手段、措施層出不窮。但是整體而言，新時代下對鹽堿地進行改良和利用研究仍呈現(xiàn)出一定的上升趨勢。

4.1 立足鹽堿環(huán)境，發(fā)展鹽堿農(nóng)業(yè)

鹽堿地作為維護我國耕地紅線的重要土地資源，對其的開發(fā)和利用能夠有效地增加我國的糧食產(chǎn)量，帶動鄉(xiāng)村振興。對鹽堿地的改造必然要遵循因地制宜的原則，要在不同類型的鹽堿地上發(fā)展適宜的農(nóng)業(yè)。就目前我國的鹽堿農(nóng)業(yè)而言，多傾向于在鹽堿地上減少傳統(tǒng)的農(nóng)作物種植，而挑選耐鹽且具有潛在的食用價值的鹽生植物進行種植。這種鹽堿農(nóng)業(yè)的大力發(fā)展，是對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的一種有效補充，也是實現(xiàn)鹽堿地變廢為寶的重要途徑。更重要的是，作為一個具有廣闊發(fā)展前景的鹽堿地利用方向，其相關(guān)研究仍有不足，需要科研人員的大力研究投入。

4.2 堅持綜合治理，促進“三良一體”

鹽堿地的科學改造之路并不是單一的，依據(jù)不同的地理條件和鹽堿地形成原因，可以綜合采取多方面的科學技術(shù)對其進行改良和利用。如要綜合利用水利工程改良技術(shù)、生物改良技術(shù)、化學改良技術(shù)對鹽堿地進行綜合改造。我國的鹽堿地面積分布較廣且較為零散，實現(xiàn)集中統(tǒng)一的工程管理依舊比較艱難，因此目前我國的鹽堿地改造的研究和實踐應(yīng)用呈現(xiàn)出以生物措施為主的趨勢。

5 結(jié)語

在新的時代背景下，要對鹽堿地進行合理的改良和利用，需要對其有著正確的科學認知，明白其改良和利用的科學原理，從而根據(jù)不同的科學改良技術(shù)對不同地區(qū)的鹽堿地進行合理改良和利用。與此同時，新型的改良技術(shù)手段層出不窮，這也為鹽堿地更好地發(fā)展提供了一些思路和方法，為新時代的鹽堿地改良和利用賦能。

總體而言，鹽堿地的改良和利用應(yīng)該遵循綜合治理和因地制宜的原則，結(jié)合本地優(yōu)勢進行綜合探索，發(fā)展出帶有本地特色的鹽堿地改造產(chǎn)業(yè)。在未來的鹽堿地改良研究和實踐中，利用生物措施來改良鹽堿農(nóng)業(yè)的發(fā)展?jié)摿^大，有待于進一步研究。