袁永 王勝
摘要? ? 本文簡要闡述了鹽堿地的成因和危害,總結了我國鹽堿地治理研究進展,并介紹了鹽堿地治理的2種具體措施,包括土壤調理措施和暗管排鹽工程措施,以期為我國鹽堿地的治理提供參考。
關鍵詞? ? 鹽堿地;治理;成因;危害;研究進展;具體措施
中圖分類號? ? S156.4? ? ? ? 文獻標識碼? ? A
文章編號? ?1007-5739(2020)03-0260-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(資源服務)標識碼(OSID)
2013年排查,我國的耕地為1.35億hm2,較1.2億hm2耕地底線多0.15億hm2,但其中0.1億hm2開展退耕還林、還草和休養生息,約0.03億hm2為中重度污染不宜耕種,同時中低產田占耕地總面積的70%,土地自身產能低。此外,我國人口增長對糧食剛性需求依舊存在,務農人口持續減少,因而耕地形式十分嚴峻。本著開源節流的原則,響應國家調整農業供給側結構性改革的戰略要求,在保護好現有耕地的同時,積極開發潛在的鹽堿地土地資源,進行農林牧產業綜合性開發是貫徹大農業發展思維的務實之路,也是我國農業發展的重大戰略需求。
鹽堿地在我國主要分布于新疆、內蒙古、寧夏的干旱、半干旱和荒漠化地帶,東北松嫩平原和東部沿海灘涂地區。根據糧農組織(FAO)不完全統計,全世界鹽堿地的面積為9.54億hm2,我國鹽漬土、潛在鹽漬化土壤分布面積約為9 913萬hm2,占全世界鹽漬土壤面積的1/9,與中國耕地底線相差不到0.27億hm2。
1? ? 鹽堿地成因
鹽堿地是在長期的歷史地質活動中形成的,包括自然變遷和人類實踐活動2個方面。一方面,原生鹽土從源頭流出,經過冰川移動、雪融水、洪瀉、河流等流水作用,將高度濃縮的鹽分帶向周圍,整體上造成了無序分布的狀態;部分地區降雨量少于蒸發量,使得以河流、湖泊池塘為主的地表水在流動、儲運過程中,水分大量蒸發,鹽分潴留[1]。另一方面,人類的種植、耕作等農事活動對促成次生鹽堿地的形成具有不可忽略的影響:一是化肥的不合理應用,使得土壤板結、團粒結構遭到破壞,地下潛水借助毛細拉力在土壤表層形成積聚;二是人類的灌溉措施缺乏全盤考慮、只灌不排,滴灌微噴等先進技術的應用雖達到了節水灌溉的目的,但也加劇了次生鹽漬化[2]。
2? ? 鹽堿地危害
土壤鹽堿化對植物的根系產生直接毒害作用,即生理性干旱,根系細胞難以吸收土壤中的水分,引起光合作用減弱而造成植物減產甚至衰亡;土壤鹽堿化還會對土壤土質結構造成影響,土壤中的鈉離子造成土壤團粒結構的喪失,引起土壤容重增大、孔隙度變差[3];土壤鹽堿化還會影響土壤肥力,微觀上講,氮、磷、鉀以及硫、鉬、鐵、錳等元素在堿性土壤中形成礦物態,不能游離出來,難以被植物根系吸收[4]。
3? ? 鹽堿地治理研究進展
應用灌排結合降低地下水位方法最成功的案例就是“七五”期間(1986—1990年)我國對黃淮海平原的鹽堿地治理,解決了該地區地下水位高、中低產田居多的問題,鹽堿地由初始的246萬hm2降低到2005年的38.45萬hm2。
在淡水資源相對較多的濱海地區,考慮使用暗管排鹽的工程措施,可以避免挖掘明溝造成地塊隔離不利于機械化耕作的問題。現在的管材加工技術使暗管的韌性和強度能夠保證3~5年工作性能。目前,該方法在山東東營黃河三角洲、浙江瑞安海水稻種植、河北張家口問縣西合營鎮鹽堿地治理上得到應用,配套施工效果良好。
松嫩平原原本是我國三大草場之一,以盛產羊草而聞名,因為過度放牧、不合理施肥,退化成了蘇打型鹽堿地。目前的治理方式主要是撒施磷石膏粉交換鈉離子、種植推廣海水稻改良土壤、推廣人工擴繁羊草技術恢復原有植物群落結構。
我國現存的鹽堿地體量大、類型多、鹽堿化程度不一,要用單一的手段短時間實現鹽堿變良田的壯舉是不現實的,一旦維護不到位、缺乏管理,土壤還會返回鹽堿狀態。勝偉集團在經營“鹽堿地+產業鏈”過程中逐漸認識到,治理鹽堿地還要借助可持續性市場行為,圍繞濰坊港、東營農高區招商引資等優勢,建設了我國首個鹽堿地生態農牧產業園,進行了鹽堿地開發模式的積極探索:寬行密植杜梨砧木秋月梨21.33 hm2,計15 000株,套種紫花苜蓿改善地力,配套水肥一體化措施進行水肥精細管理,一定程度上克服了濰坊濱海地區鹽堿沙土漏水漏肥的劣性;生產有機蔬菜,引種耐鹽堿經濟植物如鹽地堿蓬、沙灘黃芩、單葉蔓荊等,進行防風固沙工作和市政苗木銷售。此外,集團形成了集鹽堿地工程技術、生物技術、化學技術、苦咸水淡化技術、節水澆灌技術、信息技術等六維技術綜合的改良體系。在大慶、南泥灣、東營鹽堿地改良工程中,與袁隆平院士領銜的海水稻研究中心團隊合作,完成了鹽堿地改造配套工程,工程質量受到好評,有力地促進了國家耐鹽堿水稻的品種試種工作。
4? ? 鹽堿地治理具體措施及成效
鹽堿地一般處于濱海地區、年蒸發量遠大于降水量需要灌溉的農耕地區或者地勢低洼地區。由于各地自然地質狀況、氣候條件、農藝耕作水平和歷史成土條件的不同,決定了鹽堿地治理應根據當地農民、合作社和鄉鎮政府的財政能力,因地制宜、綜合治理,具體治理措施如下。
4.1? ? 土壤調理措施
根據土壤土質特點,施加對環境和人體均無害的有機物料。舉例來說,如果土壤容重大,土壤呈現可塑性,土壤有機質低于0.5%以下,要施加完全腐熟、符合《有機肥料》(NY 525—2012)標準的肥料;而如果土壤是沙土,則可以適量添加膨潤土或其他可塑性強的客土,同時在50 cm深度附近,埋設粉碎長度為5~15 cm的秸稈、尿素、腐熟劑等材料。針對土壤pH值高的地區,傾向于噴施木醋液并翻耕進行物理調節。以上措施在農作物的第1個生長季就可以顯示出效果,但在鹽堿狀況影響土層較深區域,需要3~5年堅持使用才能達到改善土壤透氣性、增加土壤有機質含量、提高保墑保肥性能、調節土壤pH值并最終提高土壤地力的目的。
4.2? ? 工程措施
若土壤集中連片、整體含鹽量大、項目實施單位財力允許,則可以應用暗管排鹽工程。暗管鋪設深度一般不少于80 cm,根據地塊形狀、毛細管鋪設長度設置傾度,一般不小于3/1 000,通過集水管收集并排泄洗鹽水。國內現已開發出預敷無紡布、毛氈濾料的管材,減少了施工過程機械拖帶、河沙開采的問題,通過使用新型材料使原有2 000~4 000 m/d鋪設速度加快到6 000 m/d以上,縮短了施工工期。暗管工程應用在年降水量大于500 mm地區,可連續使用3~5年,排鹽效果明顯,第1年即可以降低土壤鹽分15%以上。
5? ? 參考文獻
[1] 王貝貝.濰坊勝偉鹽堿地生產性景觀規劃研究[D].泰安:山東農業大學,2017.
[2] 商振芳.我國鹽堿地現狀及其改良技術研究進展[C]//中國環境科學學會.2019中國環境科學學會科學技術年會論文集:第三卷.西安:中國環境科學學會,2019:386-395.
[3] 徐國鳳.渭南鹵陽湖鹽堿地治理技術效果研究[D].楊凌:西北農林科技大學,2018.
[4] 殷小琳.濱海鹽堿地改良及造林技術研究[D].北京:北京林業大學,2012.