高志軍
中圖分類號:S156.4文獻標志碼:B DOI: 10.19415/j.cnkl.1673-890x.2021.05.004
一般情況下,土質含鹽量會受到地理位置的影響,沿海地區土質的含鹽量一般較高,屬于重度鹽堿地;而隨著土地向內陸延伸,土質含鹽量逐漸降低,分布有中度鹽堿地和輕度鹽堿地。不同鹽堿程度的土質對農作物的影響程度不同:較輕類型的鹽堿地中,土質含鹽量較低,農作物的存活率較高,一般在80%左右;相較于輕度鹽堿地,中度鹽堿地中農作物的成活量大大降低,據統計,一般中度鹽堿地的農作物成活率在50%~60%;重度鹽堿地對農作物的影響非常大,一般成活率在30%~40%[1].
我國是農業大國,鹽堿地面積位居世界前3,多數地區農作物產量飽受鹽堿地的影響,隨著脫貧攻堅政策的持續推進,對鹽堿地的有效治理也變得尤為重要。
我國鹽堿地主要分布在東部沿海地區、西北地區、東北地區以及華北平原等地,包括濱海濕潤一半濕潤海水浸漬鹽漬區、東北半濕潤一半干旱草原一草甸鹽漬區、黃淮海沖積平原半濕潤一半干旱旱作一草甸鹽漬區、內蒙古高原干旱一半漠境草原鹽漬區、黃河中上游干旱半漠境草原鹽漬區、甘新漠境鹽漬區、青新極端干旱漠境鹽漬區和西藏高寒漠境鹽漬區8類。近年來,國家不斷加大對鹽堿地的治理力度,土質鹽堿程度有了極大改善,但我國鹽堿地的總面積仍在0.27億公頃以上,治理任務異常艱巨[2].
我國北部大部分地區為溫帶大陸性氣候和溫帶季風性氣候,尤其是西北、東北、華北等地,基本屬于干旱地區。一般在春冬季節,降雨量較少,地表水分含量少,由于日照充足,土壤水分蒸發較快,溶解在水中的礦物質容易在土壤表面形成鹽堿累積,甚至形成鹽堿硬殼。在夏秋季節,降雨量相對春冬季節較為豐沛,土壤中相當一部分可溶性鹽溶于降水中隨著滲漏進入地下水,形成土質脫鹽的現象。但隨著地下水位的攀升,也會有部分對土質造成污染的礦物質上返至土質淺層,導致土質淺層的鹽堿含量的濃度升高。
根據質地不同,土壤對水分的抓取能力不同,影響了地下水在土壤中的上溢高度,一般水分在壤性土壤中的上升高度較高,在砂性土壤中的上升高度次之,在黏性土壤中的上升高度最低[3]。由于地下水在土壤中的上升高度不同,地下水在地表的返鹽程度也不盡相同,水位上升高度越高,返鹽程度越明顯,且積聚的鹽分不易在降水時溶解流入地下水,鹽類積聚現象較為明顯。我國黃河流域的河套平原是典型的壤土土質,這也是其土地鹽堿化程度較為嚴重的重要原因之一。
地形對鹽堿土質的形成影響很大,在高低不平的丘陵地區,一般地勢較低處鹽堿土形成的概率遠遠高于地勢較高處。主要原因是降水導致水的流動隨著地勢的起伏運動匯聚至地勢較低處,隨著水分的匯聚,水分通過土質縫隙流入地下水時,水中的礦物質滯留于土壤中形成鹽堿土。
目前,農業灌溉方式雖然已有所改善,但直接漫灌的方式仍然是主要農業灌溉方式。過度灌溉易造成地下水位的直接攀升,加之農田排水不暢,灌溉水在地層表面的積聚使鹽分在土壤中滯留,使得原本健康的地塊在漫灌方式中逐漸成為鹽堿化地塊。比外,農作物的不間斷種植也會對土壤含鹽量產生影響,因此,對旱、水喜好不同的植物間作是防止土地鹽堿化的有效途徑。
目前,有些地區土質鹽堿化程度極高,在地表往往形成一定厚度的鹽堿硬殼,導致農作物受土地表面鹽堿外殼的影響而無法生長。針對此種嚴重鹽堿化的土質,應采用物理方法刮離土壤表面10 cm以內的外殼,為避免此類土質再次污染土壤或臨近水域,應對剝落的表面土質進行定點處理,可以利用定點深埋或清洗等去鹽方法,將土壤妥善處理;未經刮離的土壤應進行土壤鹽分二次分析,繼續采用相應的后續方法進行脫鹽處理[4]。
在人們日常種植農作物的生產生活中,不可避免地對土壤產生一定的污染,如過度灌溉、過度種植、有害化肥污染等。為避免對土壤深層次污染,應定期對土壤結構進行人為干預,即地形重塑。地形重塑最常用流程是機械化土質翻新、土質鹽分沖洗、表面水分保護。1)機械化土質翻新指對不具有鹽堿硬殼但同樣鹽堿程度較高的土壤利用機械化作業,將被污染的土質置于土壤底層,減少土壤中的鹽分在土層表面的大面積聚集;2)土質鹽分沖洗是指對翻新的土質進行灌溉沖洗,降低土質污染程度,實現土地質量基本重塑;3)表面水分保護指通過人為干預,避免光照、空氣對翻新過的土質表面水分蒸發而導致土壤質量降低,從而完成鹽堿土壤的質量重塑。
在農作物種植中,可以采取對干旱和濕潤土壤不同喜好的農作物輪流播種的方法,在種植喜好濕潤土壤的農作物后,可以適當在第2年種植喜干農作物,在減少對土壤灌溉的過程中為農田創造鹽分稀釋時間。此外,在農作物輪流播種的過程中,可以培育土質對不同礦物質的含量,在每輪種植結束后,可將土質養分含量保持在一個相對均衡的水平,避免連續種植同一種植物造成土壤缺少某些礦物質,既降低了土質的鹽漬化程度,也均衡了土壤的養分含量。
在鹽堿化程度較高的土壤中,一般土壤細密,水分滲透力不強,鹽分易在土壤表面積聚。為增強土質縫隙,增進水分滲透能力,1)可以在土壤中摻入適量沙或砂土,從而增大土壤內部空隙,改善土壤結構,在實際操作過程中,為節約土地改造成本,也可以采用草木灰增強土質縫隙;2)應對土壤定期松土,防止土壤表面結塊,增大土壤的透氣程度,以抑制土壤內鹽分上浮。
我國有一部分地區土質鹽堿化是由于天氣及地形原因雨水量較大,或者由于農民在農作過程中的過度灌溉,由于無法較好的快速排泄,加之長時間積水導致的永分蒸發,使得水分中的大部分無機鹽、礦物質等停留于土壤表面,形成鹽堿堆積硬殼,對土壤污染極其嚴重。針對此類現象,應在長期積水的土地周邊打造可以快速疏通土壤水分的人造排水通道,如下水管、排水溝、蓄水池等,以便降低雨季節以及大水漫灌方式灌溉農田導致的積水現象,在產生積水時及時疏通,避免農田的長時間浸泡及蒸發產生鹽堿滯留,降低土質鹽漬化污染概率¨j。此外,對排水裝置的性能也要有一定要求,應盡量避免暗溝蓄水排水,在排鹽過程中不僅避免了對土體蒸散作用的抑制,也節約了建造成本。
目前,很多地區的農作物灌溉方仍然采用大水漫灌的方式,這種灌溉方式是造成土地鹽堿程度加深的重要原因。為了避免漫灌方式對土質造成的影響,可以采用噴灌、滴灌等灌溉方式,此類灌溉方式不僅降低了灌溉水集聚對土質鹽堿化程度的加深,還可以促進水分在土壤底層形成微循環,既滿足了農作物對水分的需求,節約了水資源,也避免了因農田過度灌溉而產生的土質鹽堿化危害。
種植綠肥植物可以避免土壤表層在光照和空氣中的暴露,增加了土壤表層的鎖水能力,同時平衡了土質內部的含水量,防止因土壤表層含水量的不足造成地表水分向上滲透而導致的土壤表層返鹽現象。在綠肥植物的生長過程中,會不斷抓取土壤中的水分,也會加快土壤水位下降,降低鹽分上返的概率。在改善土壤土質的過程中,隨著綠植的生長枯萎,其根莖會進入土壤產生肥料,綠肥進入土壤后,可以對土壤的鹽堿程度進行一定的改善,增加土質的肥沃程度。
種植綠肥植物也包括植樹造林等方式,樹木的根莖對水分需求量較大,在水分汲取過程中,更有利于避免土壤鹽分的上返,且隨著樹木的更新代謝,枯枝落葉落入土壤,可為土質不斷輸入養分,增加土壤的有機物含量,經過3~5年的循環改善,土壤的污染程度將會大大降低。種植耐鹽植物是改善鹽堿土質的有效方法,此類植物對鹽堿土質的耐受度較高,即使被重度污染的土質,此類植物也可以保證較高的成活率。耐鹽植物生長過程中,不僅可以降低土壤的返鹽程度,植物的枯萎根莖還會進入土壤化為有機肥,增加土壤肥力,經過2~3年對耐鹽植物的種植,基本可以正常種植其他農作物。
在輕度鹽堿地區,一般可以采取農作物輪作、打造備用蓄水池、改善灌溉方式、種植綠肥植物等方法,例如,采取植樹的措施防止地下水位上升導致的土壤返鹽;在中度鹽堿地區,一般可以采取土壤質量重塑、增強土質縫隙,并同時結合農作物輪作、打造備用蓄水池、改善灌溉方式、種植綠肥植物等方法進行改造;在重度鹽堿地區,其重度鹽堿化土地面積基本占總種植面積的1/5,土壤污染程度非常嚴重,在此類地區,必須先對土質鹽堿外殼進行刮離,再輔以鹽堿土質其他治理方式進行改善實現。
面對土地大面積鹽堿化現象,目前國內外學者對鹽堿化土地的治理提出不同的方法,但落實在實際應用中,不同地區土壤性質、結構、地形、種植農作物種類、氣候條件等均不同,仍需針對不同的土質對各地區鹽堿化程度土地進行分類治理。本研究針對不同鹽堿程度的土地類型以及不同地區的地理環境,提出相應的土地治理方法,因地制宜,并針對中度及重度鹽堿地提出多種治理方式相結合的治理措施,為鹽堿地的綜合治理提供思路。
參考文獻:
[1]韓霽昌,解建倉,朱記偉,等.陜西鹵泊灘鹽堿地綜合治理模式的研究[J].水利學報,2009( 03):119-124.
[2]楊忠武.以土地工程促進土地生態治理[J].西部大開發.2017( 06):109-111.
[3]李娟,韓霽昌,張揚,等.鹽堿地綜合治理的工程模式[J].南水北調與水利科技,2016( 03):188-193.
[4]毛慶蓮,王勝.國內鹽堿地治理趨勢探究淺析[J].湖北農業科學,2020( Sl):302-306.
[5]孫偉,陳曉玲.國內鹽堿地研究熱點分析[J].北方農業學報,2020( 05):130-134.
(責任編輯:趙中正)