高揚程灌區(qū)土壤次生鹽漬化成因及改良對策探討

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅 景泰 730499）

甘肅省景泰川電力提灌工程位于甘肅省景泰、古浪、民勤和內(nèi)蒙古阿左旗4縣（旗），工程總體規(guī)劃面積100萬畝。設計流量約28.6m3/s，加大流量33m3/s，屬于跨省區(qū)、高揚程、多梯級、大流量的大Ⅱ型電力提灌工程。景泰川屬于風沙型溫帶大陸氣候，屬干旱區(qū)，年平均降水量不足200mm。景電工程的興建對于改變當?shù)馗珊得婷埠凸喔葪l件起到積極的作用，但同時也面臨土壤次生鹽漬化問題。

一、灌區(qū)上水前后鹽堿狀況

灌區(qū)上水前坡地、高地含鹽量高，低洼地、不澆地和干旱地含鹽量低。灌溉之前補給值與排泄值基本相當，處于動態(tài)平衡狀態(tài)。灌區(qū)上水后，設計從黃河的年取水量4.76億m3，入滲補給率為22.3%，產(chǎn)生了地下水逐年上升的情況。可見，灌溉回歸水補充地下水儲量后，客觀上改變了灌區(qū)原有地下水徑流的動態(tài)平衡，同時改變了土壤鹽分分布情況[1]。

經(jīng)過多年灌溉，盆地、槽子地下水位已逐年上升至地表下約2m，最高區(qū)域甚至接近地表。“鹽隨水來，鹽隨水去”，由于水分蒸發(fā)，而水中的鹽分不能隨之蒸發(fā)，使溶于水中的鹽分聚積于土壤，構(gòu)成土壤次生鹽漬化。鹽漬化后果是耕地顆粒無收。相反高地、坡地的土質(zhì)狀況則由次生鹽漬化較重逐年變?yōu)楹玫亍？偠灾摰貐^(qū)形成了“高處脫鹽、低處積鹽”的規(guī)律性。

研究發(fā)現(xiàn)，不論是自然條件引起的地下潛水，抑或是人類生產(chǎn)活動提高了地下水位，當灌區(qū)土壤產(chǎn)生了次生鹽漬化的臨界水位（地下水埋深小于1.5m），土壤就會開始出現(xiàn)次生鹽漬化，造成了糧食減產(chǎn)，直至棄耕等后果。由于串灌、漫灌、大塊灌等不盡合理的灌溉方式，重灌輕排，灌溉粗放等原因，容易造成次生鹽漬化，甚至沼澤化[2]。

景電灌區(qū)的發(fā)展方向是農(nóng)、林、牧、副、漁多方面統(tǒng)籌發(fā)展的新型綜合糧基地。然而，該地區(qū)的鹽堿地面積從引黃灌溉之初的1.3萬余畝到現(xiàn)在的4萬多畝，可以說治理次生鹽漬化已經(jīng)到了十分緊要的階段，急需對灌區(qū)進行綜合治理，分步改造。在改造之前，首先應對土壤次生鹽漬化成因進行深入分析總結(jié)。

二、土壤次生鹽漬化成因

通過對上文灌區(qū)上水前后鹽堿狀況的分析，可以看出不合理的耕作方式是形成土壤次生鹽漬化的根源。

（一）多次數(shù)和灌水不均勻引起局部地區(qū)形成鹽斑

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，耕地田塊一年進行6次左右的大水漫灌、串灌。灌溉水進入農(nóng)田后，受水的流向影響分布不均，高處淹水淺，低處淹水深，淹水淺之處停灌后最先露出地表土壤，水分蒸發(fā)后，臨近土壤通過側(cè)向毛細管作用，鹽分隨水被帶至高處，形成鹽斑。另一方面，淹水深處水溶解鹽分也隨水向洼地集聚，蒸發(fā)后形成鹽斑。

（二）大量施用化肥促進土壤板結(jié)及次生鹽漬化的形成

有機質(zhì)能改良土壤有益微生物的種群結(jié)構(gòu)，促進微生物種群的正常維持與繁殖，從而使無機化肥轉(zhuǎn)化利用率得到提升。有機肥施用不足會引發(fā)土壤有機質(zhì)降低。鑒于化肥在各類農(nóng)作物和林木作物中起關鍵作用，而促進產(chǎn)量增加，該區(qū)化肥投入逐年提高，農(nóng)家肥比例較逐年降低，甚至不使用有機肥，影響了土壤肥力。由于有機質(zhì)缺失，致使土壤的團粒結(jié)構(gòu)被改變，嚴重阻礙了土壤對肥料營養(yǎng)成分的吸收和作物對土壤養(yǎng)分的吸收，作物對氮、磷肥的利用效率不高。發(fā)達國家土壤有機質(zhì)含量大多為25—40g，如果達不到這個標準，會引起地力受損，營養(yǎng)成分不平衡，結(jié)構(gòu)破壞、土料分散，保水保肥能力弱化，加速土壤板結(jié)及次生鹽漬化的形成。此外，受到污染的地表水就會將原來干凈的地下水污染，農(nóng)作物質(zhì)量降低，危害人類健康。

（三）土地棄耕加速次生鹽漬化

近幾年來，由于內(nèi)陸河水量逐漸減小，地下水位逐年降低，少數(shù)農(nóng)田因沒有水灌溉而遭到農(nóng)民棄耕，在干旱區(qū)強力的蒸發(fā)作用影響下造成了土壤鹽分向上回升，加速了土壤的次生鹽漬化。

（四）作物種植密度不適宜導致土壤的次生鹽漬化

在以稀植、寬行等為主要作物生長方式的地區(qū)，作物苗期的灌區(qū)內(nèi)植被覆蓋率非常低，客觀上使土壤水分蒸發(fā)力比密植地區(qū)更高，加速了土壤鹽分的積累。另一方面，在套種復種栽培模式下的小灌區(qū)夏收后，由于無法及時深翻土地，水分蒸發(fā)較迅速，也致使土壤返鹽。

（五）渠道滲漏補給地下水致使土壤次生鹽漬化

灌溉渠道利用輸水設施在長年和定期輸水過程中，當滲漏水量及較高水頭的靜水高于地下水時，就會補給兩側(cè)地下水，提升了兩側(cè)地下水位，致使灌區(qū)土壤次生鹽漬化。

三、改良對策

（一）工程措施

該地區(qū)大力實施農(nóng)田基礎設施建設，打造小水利工程，采用明渠輸水。低洼地、槽子地、坡角地由于沒有排水設施，僅改造后采用以斗排為主的明排或明排與暗管相結(jié)合的綜合性排水措施，加強對渠道維護和渠道保養(yǎng)，避免水體的蒸發(fā)與下滲，疏通地下水，降低地下水位。如灌區(qū)的蘭煉農(nóng)場、馬鞍山等地下水位高的堿區(qū)根據(jù)地形特點，采取了排水工程后，次生鹽堿地得到了改良，實施效果較好，小麥單產(chǎn)到250kg以上。

（二）灌溉措施

總體方案是降低傳統(tǒng)灌溉方式的應用，實施以節(jié)水為核心的噴灌等高科技的灌溉技術(shù)。建立綜合噴灌實驗區(qū)，試驗中，小麥生育期噴灌10次左右，灌水定額均值為5223m3/hm2，灌溉水利用率達90%；漫灌4次，灌水定額均值為12451m3/hm2，灌溉水利用率達40%；用噴灌方式灌溉后小麥增產(chǎn)630kg/hm2，增產(chǎn)9.5%，推廣噴灌、滴灌、壟灌、隔壟交替灌等節(jié)水灌溉技術(shù)，可以有效改變水鹽動態(tài)。大力發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的好處是每公頃節(jié)約水資源45%～55%，使因缺水而棄耕的影響降到最低。嚴格控制灌水定額，杜絕串灌、漫灌、深灌、大塊灌，以最低限度的用水量獲得最大的產(chǎn)量和收益。以噴灌為例，采用噴灌入滲的供水強度低，運移速度慢，孔隙水流速度小，入滲結(jié)束后養(yǎng)分濃度集中于土壤表層作用影響的主根區(qū)以內(nèi)，能夠促進作物吸收和利用，起到節(jié)水、保肥、提效、降鹽的作用。

（三）土地措施

總體方案是平整土地，發(fā)展小畦灌溉。小畦灌溉水流程短，灌水均勻度高，不易形成深層滲漏，可以減輕土地次生鹽漬化。當?shù)卦囼炞C明，當灌溉地塊保持在0.6畝時最節(jié)水。技術(shù)先進的管灌、滴灌和噴灌等技術(shù)由于條件和場地限制不能大范圍推廣的情況下，可以先以小畦灌溉進行分區(qū)灌溉，減少串灌，提高灌溉效率和水分的利用率，消滅零星鹽斑。

（四）制度措施

總體方案是完善土地管理制度，提高土地流轉(zhuǎn)效率和耕地利用率，最大限度地降低棄耕地的數(shù)量。由于城鎮(zhèn)化進程的加快，水資源的缺失，撂荒地在當?shù)氐臄?shù)量越來越多，加之土地流轉(zhuǎn)效率低下等原因，出現(xiàn)了大量的棄耕地。因此，也應加強對土地的管理制度，加速土地的流轉(zhuǎn)，打造新型現(xiàn)代化土地管理制度，充分利用棄耕地進行集約化經(jīng)營，科學合理灌溉和農(nóng)耕，防止土地次生鹽漬化[3]。

總體方案是增大有機肥的施用量，增加水、肥利用效率。資料顯示，長久利用單一肥進行施肥容易引起土體緊實，物理性能降低。而通過無機肥和有機肥的混合利用，可以使地表硬度和耕層緊實度降低，土壤容重下降，土壤保水量和有效水含量顯著提高，使地表水分入滲水平和降水利用明顯增加，改善了土壤結(jié)構(gòu)和物理性狀，增強了土壤肥力。因此，降低無機肥，增加有機肥的施用量，可以使鹽漬化的速度放緩，對改良土壤物理性質(zhì)和微生物群落合理分布效果顯著。根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況，可以適當調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，農(nóng)林牧副漁多產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，發(fā)展綠肥，采用生物改良也是一項行之有效的措施。將牲畜產(chǎn)生糞便還田，植樹造林，在渠旁、路旁栽植楊等耐鹽樹種也可以實現(xiàn)排堿效果，從而有效防止土壤次生鹽漬化。

四、結(jié)語

本文詳細探討了高揚程灌區(qū)土壤次生鹽漬化成因及改良對策。具體而言，灌區(qū)土壤次生鹽漬化成因主要有：多次數(shù)和灌水不均勻引起局部地區(qū)形成鹽斑，大量施用化肥導致土壤板結(jié)及次生鹽漬化的形成，土地棄耕加速次生鹽漬化，作物種植密度不適宜加速土壤的次生鹽漬化，渠道滲漏補給地下水致使土壤次生鹽漬化。通過工程措施、灌溉措施、土地措施、制度措施以及施肥措施等，對于改良灌區(qū)土壤次生鹽漬化，提升土壤的供肥能力取得了良好的效果。

[1]楊業(yè)鳳,顧介明,周超英.設施土壤次生鹽漬化改良試驗與示范[J].上海農(nóng)業(yè)科技,2014,06.

[2]李朝陽,鄭旭榮,王振華,等.滴灌年限對土壤鹽分分布及棉花的影響[J].節(jié)水灌溉,2012,(8):39-43.

[3]陳艷梅,王少麗,高占義,等.不同灌溉制度對根層土壤鹽分影響的模擬[J].排灌機械工程學報,2014,32(3):263-270.