防止土壤鹽漬化，提高土壤生產力

楊勁松 姚榮江 王相平 謝文萍 張新 朱偉 張璐 孫瑞娟

土壤鹽漬化是可溶性鹽分在土壤中積聚，導致土壤基本特性惡化和質量下降的過程。鹽漬土包括一系列受土體中鹽堿成分作用的、包括各種鹽土、堿土和不同程度鹽化和堿化的各類土壤[1]。鹽漬土廣泛分布于全球100多個國家和地區，我國鹽漬土面積9913萬公頃，約占世界鹽漬土面積的1/10。我國目前有各類可利用鹽漬土約3600萬公頃，其中近期具有農業利用前景的鹽漬土面積約670萬公頃。鹽漬化土壤的肥力質量和生產力水平低，資源利用的限制因素多、治理難度大。運用綜合措施治理和改良鹽漬化土壤，改善其理化和生物學特性，提高土壤質量和生產力水平，擴增優良耕地資源，對耕地保障、糧食安全、生態建設和區域高質量發展具有重要現實意義和戰略意義。正因為如此，2021年世界土壤日主題定為“防止土壤鹽漬化，提高土壤生產力”。

鹽漬土分布

我國目前具有較好農業開發價值、近期具備農業改良利用潛力的鹽漬土集中分布在東北、黃河上中游、西北、濱海和華北五大區域。從分布來看，主要集中連片分布在吉林、寧夏、內蒙古、河北、新疆、江蘇等18個省、市和自治區。

蘇打鹽漬土主要分布于松嫩平原地區和三江平原局部地區。該區地形平坦，年降水量適中，主要集中在5～10月，干濕季節非常明顯。地下水礦化度不甚高，但以重碳酸鹽或碳酸鹽為主。土壤鹽漬化的特點是土體中蘇打（CO32-）累積、土壤pH和堿化度高，土壤呈蘇打堿化。

因灌溉引發的次生鹽漬化土壤集中分布于黃河上中游沿黃灌區，包括內蒙古、寧夏、甘肅、陜西等省區。該區年降水量在150～500毫米之間，蒸發量達1800～2400 毫米。相當部分地區地形平坦，徑流不暢，地下水位高，礦化度2～20 克/升，以硫酸鹽—氯化物或氯化物—硫酸鹽類型的鹽漬土為主，也有堿化土壤分布。

綠洲和荒漠鹽漬土主要分布在新疆、青海等省區。該區氣候干旱至極端干旱，降水量少到極端稀少，蒸降比非常高。在氣候、母質、地形和水文地質等環境條件的綜合作用下，鹽漬土類型多樣，鹽分化學組成以硫酸鹽—氯化物或氯化物—硫酸鹽為主，鹽分表聚明顯，不少地區地表還會形成厚且硬的鹽結殼。

濱海鹽漬土的分布區域涉及沿海11個省、直轄市，主要位于長江口以北諸省。土壤中鹽分主要來源于成土母質即海相沉積物，或是由于海水浸漬。土壤含鹽量的等值線基本與海岸線平行，離海岸線愈遠，海浸頻率少，土壤含鹽量愈低。濱海鹽漬土的鹽分組成以氯化物為主，對作物生長的抑制和危害更強。

鹽化潮土主要分布于以山東、河北、河南等省份為主體的華北平原，該區降水量較少而蒸發量較強烈，土壤水鹽運動過程活躍，既有鹽化又有堿化過程。該區古河道和各種崗、坡、洼交錯的中小地形影響了水鹽的重新分配，鹽漬土多分布在洼地四周或洼地中的高地，鹽漬化土壤常呈斑塊狀分布于農田中。

鹽漬土演變特征

土壤與環境是統一的整體，鹽漬土形成和發育于特定的環境條件下。土壤鹽漬化的影響因素分為內因和外因。內因指成土母質的沉積類型及其沉積特性，外因指氣候、地形、地質、水文和水文地質、生物因素及人類活動等。土壤鹽漬化的先決條件是各種可溶鹽的存在，因此成土母質的類型和沉積特性是鹽漬土形成的根本原因，而氣候因素、地形地貌、水文和水文地質、人類活動影響等是鹽漬土形成的環境條件，在它們的共同影響下，鹽分從地下運移至地表、從一個區域遷移到另一個區域，在土壤中匯聚和濃縮，導致土壤鹽漬化形成并擴展。

鹽漬化土壤分布區域普遍具有降水量低、蒸發強烈、地形地貌低洼平坦、地下水埋深淺和地下水礦化度高、成土母質含鹽等特點。人類生產活動也是引發土壤次生鹽漬化、引起土壤退化的誘因：不合理的生產活動可能影響水鹽運動規律、改變原有土壤水鹽平衡狀態，造成土壤可溶鹽的積累，形成次生鹽漬化土壤，影響土壤質量、生態功能和土地生產力。

鹽漬土治理與鹽漬化防控

鹽漬土的治理要針對不同土壤鹽漬化類型和障礙程度、鹽堿的發生與演變環境要素以及人為要素特點因地制宜地開展。不但要對當前的鹽漬化土壤進行治理改良，還要防范土壤次生鹽漬化的發生。治理鹽漬土和防控土壤鹽漬化的核心是根據土壤鹽漬動態變化和環境要素特征，進行土壤水鹽優化調控，清除或消減土壤鹽分，防止土壤鹽分積累。鹽漬土治理的基本原理：一是脫除表層土壤中過量的鹽分離子，調控土壤酸堿平衡；二是阻控底層土壤或者地下水中的鹽分上移積累，防止土壤返鹽；三是抑制鹽分對表層土壤和植物的危害；四是在條件許可時盡可能排除底層土壤和地下水中的鹽分。通常可通過以下方法與手段來治理改良鹽漬土與防控鹽漬化：①通過不同覆蓋措施抑制或者減輕土表蒸發；②通過土壤調理與特色耕作措施，結合優化水分管理，促進鹽分淋洗和消減堿性危害；③通過土壤結構改善和隔層手段控制土壤毛管水分運動，阻止土壤返鹽；④通過工程或生態排水手段降低地下水位，排除土壤鹽分。研究和實踐證明，土壤鹽漬化“因地制宜、綜合治理”的防治原則和多種治理方法相結合的防治方法與途徑，相比單一措施具有更好效果。目前已形成一批較成熟的鹽漬障礙土壤的治理與防控關鍵技術，如鹽漬化土壤長效阻鹽技術、鹽漬化土壤增強脫鹽技術、鹽漬化土壤高效排水排鹽技術、鹽漬化土壤水分管理調鹽技術、鹽漬化土壤耕作與栽培控鹽技術、鹽漬化土壤調理改堿技術、鹽漬化土壤生物改土與利用技術等。

針對不當生產活動惡化水文地質條件，改變土壤水鹽平衡，造成土壤次生鹽漬化問題，應注意：①灌溉擴展應注意灌排設施的完善和配套，避免因地下水位上升引發土壤次生鹽漬化；②避免種植的水旱插花布局，以免引起水田周邊旱地的鹽漬化；③在沒有良好排水淋鹽等調控措施條件下，避免引用咸水、微咸水和堿性水進行灌溉；④在干旱區采用滴灌等節水灌溉措施時，防止土壤在耕層積聚，造成次生鹽漬化；⑤大型水利工程可能影響局部區域土壤水鹽平衡，要開展水鹽動態監測，采取針對性措施，防止發生次生鹽漬化；⑥設施農業栽培中，大量化肥投入、高密度種植方式和溫室條件造成強烈蒸發，易形成次生鹽漬化，要加強調控和管理。

鹽漬土質量提升與產能擴增

鹽漬土的治理與改良，既要重視土壤鹽漬障礙消減，也要同步做好土壤質量的改善和土地地力的提升，這樣才能發揮鹽漬障礙土地資源作為耕地后備資源的潛力和糧食增產的潛力。鹽漬化農田土壤具有鹽堿程度高、養分含量低、土壤板結等原生和次生障礙，影響作物的水氣熱供給條件、土壤養分的有效性、土壤的耕作性能，從而影響作物生長。土壤鹽堿等障礙因子持續惡化將導致土壤生態系統功能的破壞、土壤質量與生產力降低。鹽漬化耕地地力培育與產能擴增的基本原理就是消減鹽漬化帶來的土壤結構和耕作方面等障礙，提升土壤肥力，抑制鹽堿對植物的危害。一方面可以通過土壤調理與耕作措施結合改善土壤結構，促進鹽分淋洗，改善植物生長根區環境，間接提升土壤肥力；另一方面通過培肥地力和耐鹽植物種植手段抑制鹽堿危害和提升土壤質量。“有機肥+綠肥”雙肥驅動增碳培肥技術、秸稈快速腐解改土培肥技術和有機肥及薄膜覆蓋抑鹽培肥技術等技術體系在鹽漬土質量提升與產能擴增方面取得了良好效果。

鹽漬化土壤植被建設與生態功能提升

鹽漬化土壤的立地條件差、植被生長困難、覆蓋率低、生態系統脆弱。在鹽漬化土壤區域開展生態植被建設，具有防風、固沙、牧草生產和水土保持等功效，能夠提高生態系統穩定性、增強環境承載能力、有效調節小氣候，改善生態環境。鹽漬土在植被恢復過程中，還能有效改善土壤理化性質、增加生物多樣性，為鹽漬土的進一步開發和利用奠定基礎[2]。耐鹽植物引種與種植能夠顯著增加土壤有機質和土壤微生物生物量，對鹽漬化土壤微生態環境具有顯著改善作用。目前采用的植被恢復及構建方法可以概括為“配、覆、改、洗、隔、護”6項核心技術。

配：品種搭配，強調景觀、兼顧生態，通過適宜的喬、灌、草品種配置（鹽生或者耐鹽堿植物），設計合理的不同植物類型、品種的立體空間布局。

覆：覆蓋減蒸抑鹽，防止根區以下土壤鹽分隨蒸發積聚到地表，影響植物生長。

改：根區改良，利用農藝性和生物質類的調理改良材料，改善提升根區微環境。

洗：根區洗鹽，組配適宜灌溉方式、灌水量，創建局部淡化根區。

隔：隔層鋪設，在根區底部位置鋪設隔離層，使底土鹽分阻滯在隔離層以下。

護：長效管護，加強鹽分監測監控，依據土壤和植物類型的差異進行水肥精準供施。

鹽漬化耕地的生態治理與養分減損增效

我國鹽漬區存在人為利用和灌溉長期并存、局部鹽漬化減緩和長期性的鹽漬反復與加劇并存的局面，運用生態理念綜合治理鹽漬化，是實現鹽漬化耕地持續改良與利用的長效途徑和發展方向[3]。開展鹽漬土生態治理，一是要注重利用生物適應性開展治理與修復；二是充分利用自然條件開展治理，減少人為擾動；三是在治理中兼顧土壤的生產功能和生態功能；四是要注重鹽漬化土壤治理修復的持續性；五是實現治理過程中各類農業資源和投入品的節約與高效；六是避免治理恢復過程中對環境造成污染或壓力；七是應對現有鹽漬化土壤治理恢復技術進行生態化改造。目前國內研發形成的一系列鹽漬化土壤生態治理與修復技術，如植物抗逆性能提升與應用技術、微生物治理與修復技術、生態治理與植被構建技術等已得到了較為廣泛應用。

研究發現鹽漬化造成了農田養分損失加劇，鹽漬農田氮磷養分利用效率偏低。降低養分損失、提高肥料利用率是目前鹽漬土改良利用中的重要問題之一。已有研究表明，鹽漬化農田氮素的遷移轉化行為異于常規農田，化肥氮素利用率僅14%～29%，氮素平均淋失量占總投入量的23.3%，占氮素環境損失量的44.3%。施用生物質炭、石膏和腐殖酸等鹽堿改良調理劑，一方面可以調控養分的遷移轉化行為；另一方面可提升土壤質量，增大土壤孔隙，有效地降低土壤鹽分，直接和間接地實現了增加土壤養分庫容、減少養分損失、延長肥效、提高作物養分吸收和利用的目標[4-5]。目前已形成一系列鹽堿地障礙消減與養分增效技術，如生物質炭加速消障與養分增效調控技術、綜合農藝管理鹽堿地養分增效技術等。

鹽漬土增碳減排潛力

我國提出了力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和的戰略目標。土壤是重要的陸地碳庫，全球土壤碳庫儲量約為大氣碳庫的2倍，土壤碳庫量的微小變化，都會對大氣溫室氣體濃度及全球氣候產生相當大影響。鹽漬土面積占地球表面積的8%，對全球生態系統平衡起到至關重要的作用。早在1996年就有研究指出，鹽生植物生態系統因其土壤有機質含量低，有機質分解速率低，其潛在固碳能力相比其他陸地生態系統更高[6]。研究發現，沿海灘涂表層土壤有機碳儲量僅為耕地表層土壤有機碳儲量的1.9%，固碳潛力巨大[7]；鹽漬土對二氧化碳有很好的吸收能力，其吸收量相當于植物的數倍；鹽漬土固碳狀態很大程度上取決于地表植物量[8]。這些都表明鹽漬土是陸地碳匯系統的重要組成部分，鹽漬土在增碳減排方面的潛力應予以重視。

經過多年工作積累，我國鹽漬土研究取得了長足的發展，我國科學家在土壤鹽漬障礙的生態治理、鹽漬化耕地的地力培育與養分增效等方面取得了重要進展和特色研究成果。未來在鹽漬土治理利用和鹽漬化防控方面要注意以下幾個問題。

鹽漬土生態治理與精準控鹽 建立和完善鹽漬土生態治理理念，一是充分運用生物技術，在不增加工程和改良材料投入的前提下，有效擴增鹽漬化土地利用潛力；二是研發和完善新型生態排鹽控鹽工程技術措施，減輕鹽漬土治理對周圍環境的擾動；三是將智慧農業理念和方法應用于鹽漬土治理，根據區域鹽堿分布特征，運用差異化的投入品用量，實現土地鹽漬化的精細治理和精準控鹽，防范次生鹽漬化發生，有效提高治理的投入產出效率，避免治理對生態環境造成壓力。

高效節水型鹽漬土壤治理 一方面鹽漬區的水資源較為短缺，另一方面鹽漬土的治理利用對淡水資源存在一定程度依賴，因此治理中我們要節約水資源，發展高效節水型的鹽漬土壤治理理論與技術。一是要拓展微咸水和咸水等邊際水資源的安全利用方法與途徑；二是要大力發展節水型鹽漬土治理技術；三是采用優化的灌溉制度和控制排水措施，協同灌溉時機、灌溉定額和優化控制排水；四是探索植物仿生拒鹽和聚鹽技術來治理利用鹽漬土壤。

鹽漬土壤的工程化長效治理 鹽漬土治理和防治土壤鹽漬化具有長期性、艱巨性和反復性等特點，在鹽漬土治理過程中綜合考慮現實鹽堿的消減和次生鹽堿的防控問題，實現鹽漬土的長效治理。如通常采用上覆+中阻+下排等方式組合解決土壤返鹽問題，上覆是指表土覆蓋、噴施蒸騰抑制劑降低騰發；中阻指鋪設隔層材料降低毛管水上升速率并增大土壤水下滲速率；下排是通過鋪設暗管調節地下水水位和排水速率，協同阻控土壤返鹽。

鹽漬化農田健康生境營建 在鹽堿地治理過程中，要同步做好土壤質量提升工作，提升鹽漬障礙土壤生產力水平和作物養分利用效率，平衡土地產能和資源利用效率，推進現代農業產業結構調整，改善鹽漬區生態環境。一是改良過程中注重有機肥的投入、綠肥還田、生物質炭基肥等的應用等；二是通過養分管理措施和鹽漬改良措施結合，減少鹽漬土壤中的氨揮發、氮淋失等養分損失量，活化土壤中作物可吸收態磷素含量，促進作物養分吸收。

發揮鹽漬土增碳減排潛力 鹽漬土有機碳本底值低，通過其治理和農業（生態）利用，可增加土壤—植物系統中碳蓄積量；優化鹽漬土治理改良技術和投入品的應用，減少土壤改良和利用過程中碳的排放量，最大化鹽漬土治理改良的固碳增量；探索鹽漬土地（生境）碳吸收、土壤固碳、生物固碳的最佳路徑，以綠色治理技術助推鹽漬土固碳潛力在碳交易市場的兌現，凸顯鹽漬土在實現碳中和戰略中的貢獻。

[1]王遵親， 祝壽泉， 俞仁培. 中國鹽漬土. 北京： 科學出版社，1993.

[2]朱建峰， 崔振榮， 吳春紅， 等. 我國鹽堿地綠化研究進展與展望.世界林業研究， 2018， 31（04）：70-75.

[3]楊勁松， 姚榮江， 王相平， 等.河套平原鹽堿地生態治理和生態產業發展模式. 生態學報， 2016，36（22）： 7059-7063.

[4]Xiao L， Yuan G D， Feng L R， et al. Soil properties and the growth of wheat （Triticum aestivum L.） and maize （Zea mays L.） in response to reed （phragmites communis） biochar use in a salt-affected soil in the Yellow River Delta. Agriculture Ecosystems and Environment， 2020， 303： 107-142.

[5]Zhu H， Yang J S， Yao R J， et al. Interactive effects of soil amendments （biochar and gypsum） and salinity on ammonia volatilization in coastal saline soil. CATENA， 2020， 190： 104527.

[6]Olsen M W， Frye R J， Glenn E P. Effect of salinity and plant species on CO2 flux and leaching of dissolved organic carbon during decomposition of plant residue. Plant and Soil， 1996， 179（2）： 183-188.

[7]金雯暉， 楊勁松， 王相平. 灘涂土壤有機碳空間分布與圍墾年限相關性研究. 農業工程學報，2013，29（6）： 89-94.

[8]Wong V N L，Greene R S B， Dalal R C D， et al. Soil carbon dynamics in saline and sodic soils： a review. Soil Use and Management， 2010， 26（1）： 2-11.

關鍵詞：土壤鹽漬化 質量提升 養分增效 生態建設 增碳減排 ■