大慶地區鹽堿地改良及研究進展綜述

趙朋成　李佩東　王　燁　王宏燕*

(1.東北農業大學 資源與環境學院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.北大荒墾豐種業股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150090)

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大慶地區鹽堿地改良及研究進展綜述

趙朋成1李佩東2王燁1王宏燕1*

(1.東北農業大學 資源與環境學院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.北大荒墾豐種業股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150090)

介紹大慶地區鹽堿地發展歷史及分布現狀，大慶地區鹽堿地形成的原因，分析鹽堿地對大慶地區土地利用的威脅及潛在危害。對現有鹽堿地的研究進展加以整合說明，指出各修復辦法的優缺點，進一步明確在現有條件下鹽堿地改良的研究方向，并針對大慶地區鹽堿地的特征給出改良建議。

大慶；鹽堿土；改良措施

鹽堿土廣泛分布于世界各地。據聯合國教科文組織(UNESCO)和糧農組織(FAO)不完全統計,全世界鹽漬土面積為9.54×108hm2左右,且呈增長趨勢, 每年以1.0×106—1.5×106hm2速度增長，對世界土地資源的有效利用是嚴重的威脅。我國大約有鹽堿地總面積9.91×107hm2,其中包含被稱為世界三大鹽漬土集中分布區之一的松嫩平原西部，而大慶就位于松嫩平原西部、黑龍江省西南部。

1　大慶地區鹽堿地概況

大慶市位于黑龍江省西南部、松嫩平原的西部,地理坐標為123°35′—125°45′E、44°40′—46°N,包括大慶、肇州、肇源、林甸和杜爾伯特蒙古族自治縣,土地總面積2 121 900hm2。黑龍江省20世紀80年代第二次土壤普查結果顯示,黑龍江省鹽漬土面積合計為2.29×106hm2,占全省土壤總面積的5.04%,涉及鹽漬土的亞類土壤有10個。在鹽漬土的總面積中,草甸鹽土、沼澤鹽土、堿化鹽土及草甸堿土等亞類分別占鹽漬土總面積的1.98%、0.57%、3.23%及4.85%,鹽化、堿化草甸土分別占21.11%及8.90%,鹽化沼澤土占1.24%,鹽化、堿化草甸黑鈣土分別占0.19%及0.13%,余則為潛在鹽漬化的黏質石灰性草甸土,占57.80%。在上述第二次土壤普查的鹽漬土面積中,已墾為耕地的面積為1.6×106hm2,占其上述第二次土壤普查鹽漬土總面積的69.86%,而占全省耕地總面積1.154×107hm2的13.7%。在鹽漬土耕地的構成方面,其鹽土的耕墾率僅為0.53%,堿土僅為0.68%,石灰性黑土約占16.06%,而石灰性草甸土則達82.73%[1]。

張樹文等人以20世紀50年代中期1∶100 000地形圖和2000年Landsat/TM影響為數據，通過技術手段分析了近50年東北地區鹽堿地時空變化特征，結果表明，松嫩平原和呼倫貝爾草原是東北鹽堿地的主要分布區，50年間鹽堿地面積增加了160.8×104hm2，并且總體呈擴展和破碎化的趨勢，鹽堿程度加重，以中重度鹽堿化為主。其中大慶地區鹽堿化程度變化明顯[2]。

于洋等人利用GIS 的空間疊加分析功能以及LANDSAT TM影像數據和各種地理背景數據，對大慶市土地鹽堿化景觀特征和發展過程進行分析與研究。結果顯示，截至2006年，大慶市土地鹽堿化面積統計結果如下：輕度鹽堿地面積101 805hm2，中度鹽堿地面積54 895hm2，重度鹽堿地面積198 675hm2，合計355 375hm2。2001—2006年間鹽堿地的年變化率達到了29.85%[3]。面對鹽堿地面積逐步增加的趨勢，本文主要定位于黑龍江省大慶市，研究采用合理方式改良鹽堿地土壤質量，使中低產田增產增收，對我省自然資源利用及生態環境改善具有重大意義。

2　鹽堿地成因

2.1自然因素

自然因素主要包括氣候、地形、水文地質及凍融作用等。水文地質因素為鹽堿化提供了物質基礎和發育空間;氣候因素決定了鹽堿化發生的必然性。 大慶地區為北溫帶半濕潤大陸季風性氣候,夏季降雨集中，春季多旱少雨并常年伴隨大風。春季蒸降比遠大與其他季節，土壤及地下水中的可溶鹽類隨上升水流蒸發、濃縮,不斷累積于地表。

區內地勢低平，排水不暢，也使鹽分積累過程加速。由于微地形變化復雜，造成土壤水分蒸發不均，在強烈蒸發條件下，高出微地形鹽分加重。大慶地區處于季節性凍土區，土壤凍融也促進了土壤鹽分的積累。

2.2人為因素

東北地區五六十年代修建了大量灌溉工程，但配套排水設施并不完善，導致多余積水不能及時排出，抬高了地下水位，加劇了土地次生鹽堿化的發生。不同土地利用方式都會導致土壤不同程度的次生鹽堿化。耕地方面，土地的過度墾殖，放荒開墾，破壞原生植被，大量過度施肥灌溉，而且沒有合適的還田培肥措施，導致土壤結構被破壞，土地次生鹽堿化加劇。大慶地區油氣資源豐富，石油的開采伴隨著配套設施的修建，人類的活動加強，破壞了原有草地植被；而石油開采使水資源過度使用，隨著地下水位的下降，湖泊面積隨之減小，湖泊周圍出現積鹽現象，在沒有足夠的水分供給的情況下退化為堿斑。草場過度超載放牧是導致土地次生鹽堿化的又一主因，過度放牧導致草地不易恢復，土壤退化。以上種種都是導致大慶地區鹽堿地面積不斷增加的原因。

3　改良措施研究進展

3.1物理修復方法

鹽堿地改良的物理措施主要是通過改變土壤物理結構來調控土壤水鹽運動，從而達到抑制土壤水蒸發、提高入滲淋鹽效果的目的[4]。幾種常見的物理修復方法如下：(1)深松翻耕。深松是用機械耕作松碎土壤而不翻土，不打亂土層，而打破犁底層的耕作方法。深松能夠加深耕層，熟化底土，利于作物根系深扎，是農業中廣泛使用的耕作措施之一，尤其適用于東北蘇打鹽堿土。(2)泡田洗鹽。鹽堿地開發種稻可以改善西部地區種植業結構,既可解決廣大農民吃大米難的問題,又可較大幅度地增加農民收入，可使農民在較短時期脫貧致富，農民認可程度高，愿意投入。所以更多的鹽堿地種稻均采用種前泡田洗鹽的辦法改良土壤。在鹽堿土上種稻時的泡田，除了可以建立田面水層之外，也應當滿足沖洗鹽分的要求，使表層土壤含鹽量及脫鹽深度符合水稻幼苗生長的需要[5]。張梅等研究了泡田洗鹽與水稻生育期排水措施對蘇打鹽堿土種稻改良的影響。結果表明，前2次泡田洗鹽后土壤脫鹽率增幅較大，之后幅度減小并趨于穩定；洗鹽2次后，土壤含鹽量為0.25%、ESP為31.6%、pH值為8.5，達到鹽堿土種稻的“淡化表層”建立標準。處理Ⅱ、處理Ⅲ的耕層含鹽量均小于0.3%，產量分別是處理Ⅰ的2.04倍和2.06倍；水分生產效率為：處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅰ。泡田排堿2次和水稻生育期內排水1次是提高水稻產量和節水的有效措施[6]。(3)電流法改良。通過電流的作用，使土壤中鹽堿成分的陰陽離子定向移動，達到降解土壤中的鹽堿含量的方法。李春林等人研究發現通過電流配合飽和水進行水平淋洗的方法，進行室內模擬試驗，結果表明，通電時間7天左右是土壤酸化的最佳時間，酸化土壤結構得到改善，養分變化不大[7]。Ahmed Abou-Shady開發了一種被稱為PCPSS的電流修復方法，對埃及地區鹽堿土進行了實驗，結果顯示Mg2+、Na2+、K+、Ca2+都有相應減少，減少了大量的土壤中的Cl-[8]。(4)摻沙。藺亞莉對河套平原黏性堿化鹽土進行了土壤耕層(0—20cm)摻砂的土壤改良試驗，結果表明，土壤摻沙可以降低土壤容重，改變土壤機械組成，增加土壤通氣孔隙度，降低了土壤全鹽量和堿化度，并提高了玉米產量[9]。(5)覆膜種植。妥德寶等在內蒙古河套地區鹽堿地進行了全覆膜和半覆膜對向日葵及土壤相關性質的研究，結果表明，在中重度鹽堿地上全覆膜較半覆膜和不覆膜提高了土壤耕層脫鹽率，提高了向日葵出苗率和產量[10]。(6)咸水結冰灌溉。冬季利用當地地下咸水灌溉鹽堿地，在低溫作用下，咸水形成冰層，由于不同含鹽量咸水冰的冰點不同，融化時先融化的高含鹽量咸水先入滲，后融化的微咸水和淡水入滲對土壤鹽分具有淋洗作用。李憲等研究了不同礦化度咸水結冰灌溉對濱海鹽堿土的改良作用。結果表明，灌溉用水礦化度越低對土壤的脫鹽效果越好[11]。郭凱連續3年對濱海地區鹽堿土進行了咸水結冰灌溉同覆膜相結合的改良辦法，對比發現相較于單一咸水結冰灌溉，咸水結冰灌溉結合地膜覆蓋土壤脫鹽效果最好[12]。

3.2化學修復方法

化學修復方法一般是指在鹽堿土壤中施加適量的改良物質，以達到改良土壤理化性質的目的。這一方法也是現今研究人員比較關注的方法?；瘜W修復方法其原理在于與土壤中的化學物質發生化學反應，降解原鹽堿土壤的鹽堿成分和其他化學成分，從而達到對鹽堿土壤修復的目的。如李旭霖等在黃河三角洲進行了鹽堿地的改良試驗，選用禾康、磷石膏、微生物菌肥、土生、藥肥和有機肥等幾種物質進行了對比，結果顯示，幾種物質均能明顯改良鹽堿土物理、化學及生物性質。其中磷石膏和禾康能有效改善鹽堿土壤化學性質，有機肥及有機肥菌肥混施處理能較好地改善鹽堿地土壤肥力，提高棉花產量[13]。寧曉光等對濱海鹽堿土進行了改良實驗，在濱海鹽堿地對高粱施用過磷酸鈣，結果顯示，施用適量過磷酸鈣對高粱有增產的作用，且過磷酸鈣可以為鹽堿土提供磷素營養[14]。

崔媛研究了重度蘇打鹽化土施加不同量的脫硫石膏后土壤不同層次主要鹽離子的累積規律，結果表明，22g/kg脫硫石膏用量的改良淋洗效果較好[15]。毛玉梅等實驗室條件下評估了煙氣脫硫石膏不同施用量對上海南匯灘涂鹽堿土化學性質及對植物生長的影響，結果表明，適量的煙氣脫硫石膏可有效降低灘涂土壤鹽堿型，但是過量煙氣脫硫石膏明顯對植物生長不利[16]。馬獻發研究了腐植酸類物質對大慶鹽堿土地區草場的改良效果，實驗表明，腐植酸類物質能明顯改善大慶地區鹽堿土pH值，降低全鹽量和堿化度，使堿土區牧草增產[17]。生物炭(Biochar)是農林廢棄物等生物質在缺氧條件下熱裂解形成的穩定的富碳產物[18]。生物炭具有多種優良性狀，目前生物炭應用與各種類型土壤的改良研究有很多。鄭悅等研究了生物炭與秸稈還田對大慶地區鹽堿地的改良對比，結果顯示，生物炭與秸稈還田全生育期間各指標達到最佳時的還田量分別為16 500kg/hm2與7 500kg/hm2，水稻各方面形狀指標相對于對照均有不同程度的提高。土壤養分得到改善，pH值降低[19]。張芙蓉研究了生物炭與有機肥對比，對上海地區鹽漬土的改良，結果顯示，與施用有機肥相比，生物炭顯著降低了鹽漬土壤的電導率，提高了甜瓜的產量[20]。

木醋液以酸類及酚類為主，還含有較少量、種類復雜的酮類、酯類、醛類和醇類等化合物。木醋液的來源分布廣泛，易得且成本低。木醋液的生產及應用都對環境友好，對人畜無毒害作用，在中國有很大的發展前景[21]。木醋液由于其pH值低等多種優點，在改良鹽堿土方向也有較多研究。張亞蘭應用木醋液在新疆塔里木地區針對當地鹽堿土進行了改良研究，結論為，在處理不同深度土壤時應采用不同濃度木醋液，處理時間一般為一周最好[22]。

李杰等在對大慶地區棚室土壤鹽漬化的改良研究中，采用了多種改良劑同時施用的研究方法，結果表明，施用純腐植酸1 050kg/hm2+石膏1 050kg/hm2+硫酸鋁22.5kg/hm2+食用菌菌渣30 000kg/hm2這一組處理可以使土壤全鹽量較試驗前降低48.9%，pH值由9.32降低至8.35，并且可以提高番茄產量。為大慶地區棚室土壤的改良提供了有益參考[23]。

3.3生物治理方法

近年來關于鹽堿土改良的研究多集中在物理修復和化學修復方面，利用生物改良鹽堿土的研究很少。伍玉鵬在施用了牛糞的土壤中接種了蚯蚓，以不接種蚯蚓為對照，研究了蚯蚓對鹽堿土養分、土壤生物量及植被的影響，結果表明，接種蚯蚓顯著增加了土壤養分含量，增加了土壤微生物量。接種蚯蚓是改良鹽堿土的有效措施[24]。吳曉衛篩選了幾種在鹽堿環境下生長的微生物，經過處理復配后作為功能菌發酵有機肥，施用于鹽堿土壤中，與對照相比改良效果顯著，并且在改良的鹽堿土中種植的紫花苜蓿產量等指標均有不同程度增加[25]。在鹽堿地種植耐鹽植物也是改良方法的一種。肖克飆等在寧夏銀北地區以鹽堿荒地為對照，選取了幾種有代表性的耐鹽植物，研究種植耐鹽植物對鹽堿土壤的改良效果，結果表明，耐鹽植物對土壤物理性質、土壤微生物環境、土壤全鹽含量有較明顯改良效果[26]。

3.4綜合措施治理

唐讓云以甘肅秦王川引大灌區鹽漬化土壤為背景，以當地5種耐鹽植物為材料，采用根袋法盆栽試驗動態研究了淋洗結合植物種植對鹽漬化土壤改良的效應。結果表明，淋洗結合種植的脫鹽效果要優于單純的淋洗，且土壤中主要鹽分離子Na+、Cl+含量降低幅度最大，其他種類離子亦有所降低[27]。

4　建議

綜上所述，合理耕作制度，淺翻深松、科學種植適量施肥、合理灌溉保護耕地種植耐鹽植物等方法是改良鹽堿地的有效方法。當前改良鹽堿地的主要問題是研究實驗雖多，但離具體采用實施距離還很遠，農民看不到經濟效益，合作的積極性不高，政府推廣力度不大，因此合適的推廣宣傳就變得十分重要。

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責任編輯：富春凱

10.3969/j.issn.1674-6341.2016.05.002

2016-07-12

趙朋成(1992—)，男，黑龍江哈爾濱人，在讀碩士研究生。研究方向：土壤生態學。*為通訊作者。

S156.4

A

1674-6341(2016)05-0004-03