依安縣土壤鹽漬化改良措施探討

趙文超，王立權，張明月，石金磊

(黑龍江大學 水利電力學院，哈爾濱 150080)

0 引 言

依安縣位于黑龍江省西部，處于大興安嶺南麓、小興安嶺西南麓、松嫩平原北緣，屬低丘波狀平原。依安縣土壤類型較多，依據土壤的調查結果顯示，在全縣范圍內具有46個土種以及21個土屬。不僅如此，還包含6種土質，16種亞類土質，如鹽土堿土、黑鈣土、沼澤土、草甸土、黑土。

依安縣土壤水平分布屬小興安嶺山前臺地的黑土向平原黑鈣土過渡地帶，垂直分布因地勢起伏甚小，土壤立體差異只反映在土壤組合特點上，由于中小地形和相應的水文地質條件的變化，引起土壤組合規律的變化。依安縣土壤表土容重較輕的是黑土，最重的是鹽土和堿土，其次是碳酸鹽黑鈣土和碳酸鹽草甸土。

土壤鹽漬化是困擾人類的五大土壤問題之一[1]。依安縣長期以來使用的耕作栽培制度和土壤類型對澇災的形成有直接關系。影響鹽堿土生成的主要單項因子有水、鹽、植被和遺留的有機質[2]。

特別是幾年來，由于翻地次數少、淺且不及時，增加了荒、硬田塊，表面團粒結構遭到破壞，形成不透水的隔水層，滲水、保水能力不強，既不抗旱又不抗澇；加之依安縣土壤表層多為黑土，堿土、草甸土、質地黏重，透水性小，其下部又有黃黏土墊層，保水、透水能力不強，在雨水多的夏季易成澇災；作物比例安排不當，施用的有機肥料減少，造成土壤板結、透水力弱，也是受澇原因之一。鹽脅迫是抑制植物生長、降低農作物產量的主要環境因素之一[3]。

1 全縣土壤鹽漬化概況

依安縣土壤有27%以上呈堿性反應，各鄉鎮土壤都有不同程度的鹽化、堿化現象。西南澇區的鹽堿土主要分布在雙陽河北岸。

鹽漬化土壤的含鹽量在0.05%～0.12%之間，面積占耕地的1/5左右，其鹽分隨季節變化，有增有減，土質較差，產量較低。造成土壤次生鹽漬化的原因有：①雙陽河北岸的沼澤地，由于常年積水，過去沒有排水工程，造成土壤次生鹽漬化；②無限度的盲目開荒，導致形成的草原面積銳減，草原草質退化，草原覆被率降低，土壤的蒸發量增強，使土壤干旱、板結、堅硬，從而使草原土壤的鹽化程度增加。鹽土常分布在低河-湖漫灘的沖積和湖積物體上，農民稱之為“明堿”，呈小片或斑狀分布[4]。黑鈣土在部分一級階地水分條件較好的地方，發育成草甸黑鈣土，在高河漫灘上分布著鹽化草黑鈣土及甸土，低洼處有沼澤土和草甸堿土[5]。

2 土壤鹽漬化形成原因

土壤鹽堿化作為一種有害的土壤演化過程，極其不利于土壤的生長。理論上說，這個過程中存在兩種現象：①土壤里的鹽成分增加；②土壤與可溶性鹽分離；之后在土壤表層發生積聚，使土壤的理化性質有所改變。 根據程度的不同，將土壤鹽漬化分為初級和次級兩類。其中，那些人類影響不到的土壤鹽漬化過程是鹽漬化發生的主要形式，而受人類影響的土壤鹽漬化是次要形式。土壤鹽漬化的存在嚴重阻礙農業的生產和發展，嚴重影響各種林業項目的進程，如全國各地的鹽堿地改良以及沿海地區的防護林建造等。

2.1 自然條件

鹽隨水移動，土壤和地下水都含有一定量的鹽，因此土壤水的移動對土壤中鹽分的積累具有重要影響。地下水越淺，蒸發越強，則更有可能導致鹽分在地表堆積。可以看出，地下水的深度在一定程度上影響了土壤鹽堿化。另外，地下水本身的礦化度也會影響土壤的鹽漬化進程。這種關系是正向的，也就是說礦化度越高，地下水就有越多的鹽提供給土壤。氣候條件不同，水本身的流動性也就不同。地表水和地下水的主要來源都是大氣降水。同時在大氣水蒸發的過程中，土壤水能直接朝上運動。可以看出，氣候條件是土壤鹽漬化的重要前提。我國北部屬于溫帶季風性氣候，因此就存在一些干旱以及半干旱地區，在這些地方由于蒸發失去的水分遠大于降雨，蒸發的過程中土壤鹽分隨水一起朝上移動，造成土壤表面累積了大量鹽分。如果此過程重復很長時間，將會導致土壤鹽堿化。

2.2 人為活動

人類活動能夠影響氣候，改變自然條件，而土壤鹽堿化程度就受這些因素的影響。 如果灌溉區人為過度灌溉，在排水不暢的情況下，地下水的補給大于排泄，隨著地下水位急劇上升，就會增加潛水蒸發的表層土壤中的鹽分積累。

3 土壤鹽漬化改良方法

1) 需要綜合農業舉措以及對工程建設進行考量。我國在過去實行的改良農業土質舉措有：增施有機肥料、蓄淡壓堿、開溝躲堿、起土刮堿，將灌溉系統、排水系統有機結合，實現科學合理的灌排措施。為了有效降低地下水位，需要使用機井灌溉的方式來降低土壤的含鹽量，結合井溝渠，將水鹽交換的過程加快，淡化土壤鹽度。

2) 從物理措施的層面上來說，需要使用土壤改良劑，將黏摻砂、砂摻黏等一類的土壤結構進行改良，由此提升土壤的滲透特性。

3) 通過以下兩種化學舉措來改善堿土質量:①進行加鈣的代還作用，例如使用煤矸石、磷石膏、石灰石、氧化鈣以及石膏等；②進行加酸的化學作用，在土質中添加硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸以及硫黃等。進行加酸操作以后，會在土中殘留一定的酸，由此導致土壤鹽分的增加。

4) 使用生化舉措。通過基于生物化學的作用，將有機酸因地制宜釋放于一定范圍之內，綜合考量地理環境來進行治理。

5) 水利改良也是一種很有效的方法。具體做法就是優化排灌系統，按照順序依次排灌，提升用水效率，地下水保持在合理水位。土壤中的鹽分可以利用多種方法去除，如沖洗、調洪以及除淤等。

6) 在土壤中添加有機肥。農作物的生存生長不僅受到鹽漬含量的影響，還會受到貧瘠干旱的不利影響，鹽漬含量過高，會反過來加重土壤的鹽化程度，形成惡性循環。因此，需要采取添加腐殖酸類肥料、翻壓綠肥牧草以及秸稈等措施來改善鹽堿土，這樣就能夠為農作物的生長生產提供有力的環境。

7) 推廣種植高耐鹽屬性植物。通常農作物的生長會受到鹽漬的制約，然而在一定條件下也會出現耐鹽度較好的植物。種植耐鹽植物不僅可以防風固土，調節地表徑流，改變土壤結構，提高土壤肥力和抑制表面積鹽，而且還可以通過蒸發水來降低地下水位和減少表面積鹽。 常用的耐鹽植物包括甜菜、向日葵、苜蓿、棉花、豆類作物、大麻、地下水果作物、小麥等。

8) 暗管排鹽技術。這種技術主要來源于荷蘭，現在已在多個國家運用，如埃及、伊朗、日本等。 近年來，在我國山東、寧夏、河北等地也得到廣泛推廣。 暗管排鹽技術必須使用專門的機械設施，將鉆過孔的PVC材質波紋管以特定的坡度埋入特定的位置——地下水臨界深度之下。那些高度在暗管之上的咸地下水就會流入暗管，再經過排水溝進行排出，這樣可以有效降低地下水位。在管道的埋深以下，地下水與耕作層之間的距離增加，鹽分無法折返。

暗管排鹽技術具有無化學物質污染、易于滲漏沙土區、土地面積少、對耕地機械化生產無影響的特點。 但是，隱蔽的管道材料和管道的直徑、方向、間距和坡度必須根據土壤特性和田間排水條件進行設計，并且攤鋪、清潔和維護過程中的機械自動化程度和施工精度對工程排鹽的效率無影響或者影響很小。

9) 深耕深松：深耕和深松是美國、加拿大和其他國家/地區的主要鹽漬土壤改良技術，并且經常配備秸稈覆蓋以提高效果。 深層疏松可有效降低土壤容重，并有效改善大體積、致密結構和低滲透性的蘇打鹽漬土壤。耕作方法：①振動深層松動通過振動使犁板前面的土壤松動，破壞壓實層，重塑集料結構，增加土壤中的降雨積聚，并切斷向上移動鹽分的土壤毛細血管。②全向深度疏松技術可以打破15～20 cm的犁耕底層，增加根系生長空間，并在疏松土壤層的底部形成“鼠洞”結構，從而增加土壤的滲透性和持水能力。

10) 秸稈覆蓋還田：這種方式是利用一些材料將地表覆蓋，而這些材料能夠吸收降水，并在下滲過程中去除耕層的鹽堿或是破壞土壤毛管，用降低土壤表層蒸發的方式阻礙返鹽。農業生產中的覆蓋材料有很多，如秸稈、地膜、河沙以及水泥殼等。其中，地膜由于諸多優勢應用略為廣泛，它經久耐用，透光和保水性能極好，便于增溫、保肥、增產等。而秸稈覆蓋可以視為一個緩沖層，讓水分一層一層地入滲，減少地表徑流，使土壤水分、容重以及孔隙得到有效調節，此外它還是效果良好的隔熱層，可有效調節土壤與大氣的熱量交換。秸稈覆蓋還田是一種效用極好的方式，使土壤水分緩慢蒸發、地表積鹽現象有效緩解、土壤中的氮磷鉀等元素大幅度提升，灌溉脫鹽效果更好。生活中有諸多改土培肥材料，它們主要以秸稈的形式存在，如玉米秸桿、小麥秸稈、棉花秸稈等。秸稈覆蓋還田能夠很大程度上改善生態環境，極大地提升土壤肥力，促進農作物增產增收，同時也是一種資源的再利用。

4 依安縣治理鹽漬化的實施辦法

依安縣內鹽堿地分布較為集中連片，且面積較大，主要分布在雙陽河兩岸。為了防止土壤鹽漬化，排水不僅排除灌溉余水，還要排除或降低潛水，應以深排為主，深淺結合。臨界深度以1.3～1.7 m為宜，排水溝以1.8～2.0 m為宜，之間合理間距大約為200 m。

1) 碳酸鹽草甸在進行非鹽漬化的實施下含有的黑鈣土。其土質是碳酸鹽草甸黑鈣土，表層含鹽低于0.1%，一般在0.04%～0.08%，滲透系數0.2～0.5 m/d，礦化度0.58～1.0 g/L，pH8.0～9.0，黑土層厚25～30 cm，腐植質含量3%～5%，為中壤～重壤土，土壤肥力較高，此區多為耕地和天然草源。這類土壤可發展水田灌溉，灌溉時解決排水、防止鹽漬化和沼澤化。

2) 在草甸黑鈣土得到堿化的同時蘇打鹽土區。該地區所含有的土質大部分是堿化草甸黑鈣土，剩余一部分是鹽化或沒有鹽化的草甸黑鈣土。表層含鹽量0.05%～0.19%，堿化土壤表層含鹽量不高，但30 cm以下含鹽量較高。滲透系數0.05～0.5 m/d，黑土層厚20～30 cm，腐植質含量3%～4%，pH為8.5～9.65，質地為重壤土～輕黏土，這種土壤可著重發展旱田渠灌和井灌，但必須注意地下水位抬高，防止鹽漬化。

3) 將草甸黑鈣土、草甸土、蘇打鹽土區三者都進行鹽化堿化。呈零散分布，零星全斑點狀與其他土壤類型呈復區分布，且面積較小，主要土壤為草甸黑鈣土、黑鈣土、堿化土、鹽化土、草甸土。其中，蘇打鹽土，可溶鹽總量在0.05%～0.19%，1 m以下可溶鹽含量0.6%～1.0%，其中寸草不生，不具有良好的滲透性。渠灌成效甚微，井灌效果更好。

4) 生物緩解能夠有效的改良土壤，具體做法就是植樹造林、栽種耐鹽植物等。在土壤中添加有機肥。農作物的生存生長不僅受到鹽漬含量的影響，還會受到貧瘠干旱的不利影響，鹽漬含量過高，會反過來加重土壤的鹽化程度，形成惡性循環。培肥熟化的土質，其有機質的含量在位于表層10～20 cm的位置處會提升到大約1.5%，總孔隙度的數值會增長至>55%，所具有的非毛管孔隙度數值含量超過15%，團粒當中含有直徑>0.25 mm占比超過2.5%，其中容重不超過1.25 m3，可有效防止土壤返鹽。根據相關資料，在添加了1 500 kg有機肥以后，和施肥之前的土壤相比，其脫鹽率達到11.6%，而且還能增加50%～80%的產量。深入研究分級植物的抗鹽原理，能夠有效種植抗鹽經濟植物，并帶來較好的經濟效益。

5 結 論

位于雙陽河兩岸周邊范圍內的農業產量和發展均受到土壤鹽漬化的威脅，解決該問題成為提升農業種植效率的重要舉措。影響依安縣土壤鹽漬化主要因素為地下水位上升，因此控制地下水位上升是防治依安縣土壤鹽漬化的主要手段。所以，要整體性、系統性地研究澇區所含土壤逐漸鹽漬化的解決方案，以改善和提升農業生產的經濟效益。

目前，我國鹽漬土資源的利用率不高，但它卻是極其珍貴的后備土壤資源，有關鹽漬土的利用和管理工作將會是接下來的研究重點。關于鹽漬土的研究工作，必須以長期監測為基礎，堅持辯證的眼光，因地制宜優化各種措施。此外，綜合技術和管理措施也極其重要，高度關注鹽漬土壤的水鹽情況以及肥力狀況，優化土壤質量，防范于未然。