土壤鹽堿化危害及改良方法研究

范王濤

(陜西省土地工程建設集團有限責任公司渭北分公司，陜西 西安 710075)

引言

土壤鹽堿化是指土壤中含鹽量過高而造成的農作物或其它植物無法正常發育的現象，此外，部分可溶性鹽無法隨水分滲入進入土壤或地下水并在土壤表皮積累的現象也被認定為土壤鹽漬化[1-3]。土壤鹽堿化程度主要受自然界大循環和人類活動影響，尤其是地表徑流和地下水埋深對土壤鹽堿化程度影響較大[4,5]。土壤鹽分會隨著土壤中水分運動在蒸發作用和溫度梯度的影響下不斷上升并聚集至土壤表層影響作物生長。另外，部分植物會在根系吸水作用下將根層土壤中的鹽分吸附至作物體內，在地上部分分解形成鈣鹽和鈉鹽引發嚴重的土壤鹽堿化問題[6-8]。我國鹽堿化土壤分布范圍較廣，主要在我國東北、西北、華北以及濱海地區，總面積超過3000萬hm2，并占據總耕地面積的10%，甚至更多，且每年伴隨土壤鹽堿化有大量耕地被棄耕甚至撂荒[9-11]。耕地資源是我國最重要的資源之一，是保障我國糧食生產和糧食安全的基本條件，土壤鹽堿化對農業生產造成嚴重影響和危害。馮國藝等[12]研究表明，在鹽堿地種植棉花，會極大阻礙棉花光合作用進行，并降低棉花產量；戴睿[13]研究了鹽分脅迫條件對作物種子萌芽、生長發育和基因表達等方面的影響，結果表明，鹽分脅迫對作物整個發育期都會有不同程度的影響，并阻礙作物生長素質的提高。因此，基于土壤鹽堿化造成的嚴重危害以及其改良技術研究具有十分重要的意義。

1 引發土壤鹽堿化的原因

引起土壤鹽堿化的原因眾多，部分地區在春季枯水期受強烈的蒸發作用影響，受土壤結構性差的作用，土壤剖面基本上以毛管孔隙為主，缺少較為粗大的通氣孔隙，水氣不夠協調，此外，由于淺層地下水位埋藏淺，毛管水強烈上升高度很高，使得在地下水位以上的土層總是處在毛管上升水的控制區域，土壤含水量過高，受地下水位低、地下水流動不暢、礦化度高、土壤水分毛管運行活躍等共同作用，在土壤表面形成積鹽層，引發嚴重的漬害問題[14,15]。另外，土壤條件也是引發土壤鹽堿化危害的重要原因之一，部分地區土壤質地偏輕，屬于暖性土壤，由于高濕和鹽漬化決定的土壤熱容量大，升溫速度慢，土壤溫度較低。高濕、鹽分表聚以及低溫的共同影響，作物根系分布空間與土壤鹽分集聚空間的耦合作用下，造成鹽堿程度的提高，不利于作物生長[16,17]。而冬季耗水量較小，地下水水源豐富，受地下水源的不斷補給，春季地下水位會較高于其它生育季節。春季氣候干燥，地表裸露，蒸發作用強，屬于土壤積鹽期，土壤鹽分一般為全年內最高期。地下水受上游補給，即使地面水分蒸發強烈，地下水位也不會有明顯回落，故土壤處于“持續”積鹽過程，鹽漬化問題愈加嚴重。

2 土壤鹽堿化現狀及危害

土壤鹽堿化問題是一項世界性難題，在我國干旱半干旱地區分布尤其嚴重，按地理條件和土壤形成過程分類，主要為濱海濕潤-半濕潤海浸鹽漬區、黃淮海半濕潤-半干旱旱作草甸鹽漬區、東北半濕潤-半干旱草原-草甸鹽漬區、甘新漠境鹽漬區、青海極漠境鹽漬區及西藏高寒漠境鹽漬區，且表現出鹽堿地分布范圍廣、鹽漬化程度高、鹽堿地種類復雜多樣等特點，鹽堿土中可溶性鹽主要以鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽和鎂鹽的形式存在，并形成硫酸鹽、氯化物以及碳酸鹽等[18]。我國目前已有鹽漬化土壤面積超過3600萬hm2，達到全國可利用面積的5%左右，我國甘肅省、陜西省、寧夏自治區、內蒙古自治區和新疆地區鹽堿地面積已超過全國受鹽漬化影響面積的70%以上，另外，尚有1750萬hm2土壤受到潛在鹽漬化威脅。受自然條件和人類活動影響，鹽堿地土壤質量變化速度較快，對土地資源的利用不當也會造成耕地質量退化，在不合理的耕作模式和灌溉模式下，原本可以耕作的優質耕地也會受到鹽堿化的危害，如化肥的不合理施用和機械對作物耕作層的翻耕等措施，會導致Ga2+、Mg2+聚集到土壤表層，并發生各類化學反應生成難以被作物吸收利用的化合物，同時會增加土壤板結程度和造成耕作層厚度的降低，當土壤中鹽分超過0.5%后，會導致作物根系吸水困難，由于鹽堿地含鹽量過高，且土壤養分含量和有機質含量均較差，生產能力和地力水平均較低，會對作物生長發育產生不利影響并造成作物減產。

3 土壤鹽堿化改良技術應用

針對鹽堿地造成的巨大危害，國內大量學者通過眾多試驗研究，提出了對鹽堿地土壤理化特性和酶活性改良措施和方法，對于我國鹽堿地改良具有重要意義。李聆宇等[19]通過眾多文獻研究，對濱海區鹽堿地改良方法進行探討，提出了應用生物法改良鹽堿地范圍，合理引種、建立鹽堿地動態監測體系等建議改良鹽堿地。王永慧等[20]研究了不同覆蓋模式和種植方式對灘涂鹽堿地棉花生長發育和產量的影響，結果表明，地膜平鋪、溝畦覆蓋小壟和溝畦覆蓋高壟均能顯著降低土壤含鹽量，溝畦覆蓋高壟的成苗率和籽棉產量分別提高了18.2%和6.6%。王丹等[21]研究了施加微生物菌肥對鹽堿地改良的影響，施加不同微生物菌肥能顯著降低土壤pH和總鹽含量(P<0.05)，其中DF-3菌肥和LP菌肥施加降鹽效果最為顯著。朱家騮[22]等在水稻種植中施加土壤改良劑以改良鹽堿土壤，結果表明，土壤改良劑施加，可顯著降低土壤中全鹽含量，其中康源綠洲1鹽堿地改良劑、紅都嘉業鹽堿地改良劑對土壤含鹽量的降低效果最為顯著。高惠敏等[23]研究了脫硫石膏與有機物料配施對鹽堿地改良效果和向日葵產量的影響，研究發現，脫硫石膏和腐殖酸共施對土壤鹽堿化改良效果最好，0～20cm、20～40cm土層范圍內含鹽量分別較CK降低94.30%、65.11%，且產量較CK增加51.63%。李曉爽等[24]研究了肥沙混施對鹽堿地改良和小麥產量的影響，結果表明，摻黃河泥沙配施生物有機肥籽粒產量較CK提高35%～51%，農田水分利用效率較CK提高33%～48%。倪海峰[25]研究了施加土壤保水劑和調理劑對鹽堿地改良效果，結果表明，保水劑和土壤調理劑聯合施用降鹽效果最佳，有機質含量提高和小麥增產效果最為顯著。李小牛[26]探究了秸稈還田對鹽堿土壤含鹽量、玉米作物生長和產量的影響，結果表明，各種處理對土壤鹽分的淋洗效果達到顯著水平(P<0.05)，秸稈還田量為0.9kg·hm-2節水保水效益最佳，增產最為顯著。

4 結語

鹽堿地是我國目前廣泛存在的一種土地資源，擁有巨大的利用空間，而截至目前，不同地區鹽堿地現狀均處于不斷加深的趨勢。隨著我國耕地資源的不斷銳減，如何更好地利用鹽堿地，將鹽堿地作為耕地后備資源將是我國長期需要面臨的重要問題。本文從引發土壤鹽堿地的原因、鹽堿地現狀以及引發的危害出發，綜述了不同種植模式、覆蓋方式和不同材料施用對土壤鹽堿地改良方面的技術應用，以期為我國土壤鹽堿地改良工作提供一定借鑒。