盐碱地改良技术研究发展现状

盐碱地改良技术研究发展现状 摘要:盐碱地是重要的土地资源,它是地球上广泛分布的一种土壤类型,约占陆地总面积的25%,总计约10余亿公顷,分布在世界各大洲干旱地区,主要集中在欧亚大陆、非洲和北美西部。我国约有盐碱地0.27亿公顷,其中0.06亿公顷耕地,0.21亿公顷盐碱荒地,主要分布在东北、华北、西北内陆地区以及长江以北沿海地带。根据自然资源定义与基本属性并从开发利用角度将我国盐碱地资源分为盐渍土资源盐生植物资源咸水和微咸水资 源以及生态和旅游资源等几个主要类别分析了中国盐碱地资源的主要特征及开发利用现 状和存在的主要问提出了盐碱地资源可持续利用的基本原则及对策>并对中国盐碱地资源可持续利用提出了一些新的思路和建议。 关键词:资源;盐碱地;改良;可持续利用。 盐碱地的特点:盐碱地所在地形平坦,土层深厚,适于机耕,具有潜在肥力。盐碱土含有过量的盐分、有毒物质,以及碱度过大及不良的土壤物理性状。 盐碱地的危害:对植物生长的危害:植物从土壤中吸收水分,主要是靠细胞的渗透压。盐碱化土壤溶液中易溶盐增加,浓度和渗透压增加,细胞很难吸收到水分,会引起叶片变厚,气孔孔径减小,营养失调和各种缺素症等症状的发生。 对生态环境的危害:土地的盐碱化,减少了地植被,增大了蒸发量,造成局部地区湿度下降,干旱的发生,形成干热风的危害,制约生态平衡的正常发展。 盐碱地的开发意义:开发利用盐碱地不仅可以扩大耕地面积,增加单位面积产量,从而提高粮食总产量,缓解粮食危机;而且可以扩大绿化面积,改良生态环境,改善人们生活。随着盐碱地改良利用技术的提高,人们还可以从盐碱地中获取各种化工原料、食物和燃料。 根治盐碱化从而摆脱土壤盐碱化对农业生产和农业生态带来的危害,并非易事。正因为如此,在治理盐碱地的过程中我国科技人员和广大群众创造和积累了丰富的技术和方法, 取得了卓越的成效。国内盐碱地改良利用方法和技术归纳起来大致如下: (1)。平整土地、深耕晒垡、及时松土、抬高地形、微区改土。 (2)水利改良。灌排配套、蓄淡压盐、灌水洗盐、地下排盐。 (3)化学改良。石膏、磷石膏、过磷酸钙、腐殖酸、泥炭、醋渣等。 (4)生物改良。种植水稻、种植耐盐植物田菁等,使用微生物菌肥等。 这些改良技术和方法,既有古老的技术,如平整土地、深耕晒垡、及时松土、微区改土、灌水洗盐、种植水稻、种植耐盐植物田菁等;也有近代传统改良方法,如灌排配套、蓄淡压盐、灌水洗盐、地下排盐以及化学改良技术等;还有利用生物化学新技术所研制的新型土壤改良剂(如NPK增效剂),以及利用新型材料和先进施工技术所实施地下暗管排盐等。近十几年来,随着盐碱地改良利用技术研究应用不断发展,单一或复合的盐碱地改良技术 不断出现。盐渍土改良与利用包含两个方面。 其一,是将土壤的含盐量降低到作物能适应的程度。这是我们常说的水利工程措施、农业措施及碱性土的化学改良等,简单可以归纳成几个字∶刮、躲、抑、隔、排;其二,就是提高作物的耐盐能力,去适应土壤的盐渍环境。 (1)水利改良措施(灌溉、排水,放淤、种稻、防渗等)。采取措施降低地下水位,注意排灌工程配套,建立农田林网,改善农田生态环境,土地盐渍化显著减少、减弱,如黄淮海平原(河北周曲)和黄河冲积平原(河南商丘)即是很成功的范例。 (2)工程措施与农业措施结合:我国传统的农业措施改良技术:起土刮碱、开沟躲碱、蓄淡压碱、增施有机肥料。我国目前工程措施与农业措施结合综合治理盐渍土的几种模式∶明沟明渠系统与农业措施相结合,井灌井排系统与农业措施相结合,井灌沟排系统与农业措施相结合,抽咸换淡、咸淡混浇系统与农业措施相结合,提灌提排系统与农业措施相结合,种稻改碱、水旱轮作相结合上述模式的基本是,以治水为先导,培肥为核心,旱涝盐碱瘦综合治理,农林牧副全面发展。工程措施内容核心是,排、灌、平、肥。我们应该注意到,灌溉是农业生产的前提,除涝是丰收的保证。排、灌是盐渍土治理的基本平台,其它措施在这个平台上,才可能发挥更大作用。建立井沟渠结合的灌排工程系统,合理排灌。机井灌溉,淋洗土壤盐分,降低地下水位,增加地下库容,起到灌排调蓄等作用;井沟渠结合,加速水盐交换循环,使土壤脱盐淡化。新疆采用明排为主,明暗排结合,明沟与竖井结合,井排与井灌结合,明沟采用浅密沟系统,深1.5~2米,间距100~250米,效果良好。现有渠道很多未经防渗处理,渠系水利用系数低,平均仅0.44,不但严重浪费水资源,而且大量渠系渗漏水抬高地下水位,是土壤沼泽化盐碱化的一个重要原因。 (3)生物改良措施(增施有机肥、种植耐盐植物和牧草、植树造林等);增施有机肥料。盐渍土除了盐渍危害以外,干旱、瘠薄常常制约着农作物生长,并呈现着盐化程度加重,土壤肥力愈低的趋势。据江苏盐城新泽试验站资料,培肥熟化土壤,表层10 -20厘米土壤有机质会计师增到1.5%左右,总孔隙度达到>55%,其中非毛管孔隙度达15%以上,直径>0.25毫米团粒含量在2.5%以上,容重<1.25/立方厘米,可有效地掏土壤返盐.又据新疆兵团29团资料,亩施有机肥1500公斤,比不施有机肥的脱盐率高11.6%,增产50-80%。还有秸秆还田、翻压绿肥牧草,施用风化煤、腐殖酸类肥料等改良盐碱土,都收到脱盐、培肥的较好效果。通过对植物抗盐机理的深入研究,选取择、引种和培育新的抗盐经济作物,使其适应盐渍土环境。种植耐盐植物。即使一般作物,在盐渍胁迫下,也有求生存的本领。表现不同农作物,有不同的抗盐能力。盐生植物的抗盐机理有∶泌盐作用,稀盐作用,聚盐作用,拒盐作用及中生作用。生物防治有以下作用: 一是引种盐地先锋植物,可以应用生物排盐。已筛选出的一批盐地先锋植物,如柽柳、花花柴等,它们对硫酸盐、氯化物等盐类都有较强的忍耐力,植物体还具有泌盐腺、泌盐孔的结构,每年可从土壤中带走100~ 150公斤/亩的粗盐。 二是可以增加绿色覆盖,防止盐分表聚。内陆盐渍的特点之一是在强大蒸发作用下,土壤盐分通过毛细管作用聚于地表。采用时空两个层面增加植物覆盖,可以大大减少地面蒸发,减少盐分表聚。如用红豆草、毛苕子覆盖,盖度达90%时,耕作层土壤全盐降低70%,盐分由原0.83%降到0.15%. 三是可以培肥地力,达到可持续发展的目的。种植豆科耐盐植物后,土壤有机质增加0.5%,土壤容重降低,团粒结构改善,进而种植其它作物。盐地碱蓬是我国盐碱地上普通的一种藜科植物。它能耐3%的盐度,可以在海水中生长在盐碱地上可长到1米高,在海滩上长度可达30厘米。 四是使用土壤改良剂。①采用物理措施,改善土壤结构,增强土壤渗透性。例如磁化水灌溉、砂掺粘、粘掺砂。②采用化学措施,进行碱土改良。一种是加酸(化学作用),如硫黄、硫酸、硫酸亚铁、硫酸铝等。碱土加酸后有残留物,同时增加了土壤的盐分。一种是加钙(代换作用),如石膏、氧化钙、石灰石、磷石膏、煤矸石。但石膏用量大,三年 才见效,成本大,而且北方石灰性土壤,本身就含有丰富的钙素。③采用生化措施。以生物有机酸为主成份,利用生物化学作用。由于每一措施都有一定的适用范围和条件。因此必须因地制宜,综合治理。 随着人口增长和水土资源的日趋短缺,我国把中、低产田的治理、开发与持续发展纳入国家经济建设规划之中。在工程排水洗盐技术、碱土改良、生物化学改良、电磁改良技术应用,以及盐碱土壤基础理论方面进行了卓有成效地研究。 我国20世纪50-60年代开始在天津等地开展滨海盐土种稻改良试验和引黄灌溉、种稻改碱等农业措施为主的改良;70年代盐渍土改良进入工程与农业措施相结合的综合治理发展阶段。在黄淮海平原建立了12个试验区后又在松嫩——三江平原等地相继建立了中低产田治理与综合发展试验区,开展了“六五”至“九五”攻关研究,取得了重大成果,使我国盐碱地综合治理技术已走在世界前列。土壤改良剂的研究应用也在20世纪60-70年代开始。在土壤物理、化学改良剂方面做了不少的研究,如石膏、氯化钙、工业废酸、工业废弃物磷石膏、粉煤灰等等,均取得了一定的效果;70年代后应用电磁技术,在全国盐渍土地区进行了改土试验;90年代后生物化学土壤改良技术有了发展。 水利工程措施、农业技术措施、生物措施、化学改良等盐碱地改良的多种技术和措施具有不同的改良效果。但由于盐碱地的改良是一个较为复杂综合治理系统工程,所以对于改良盐碱土多采取以水肥为中心,包括水利工程措施、农业技术措施、种树种草等综合治理方法,这是改良治理盐碱地的主要方向。在改良盐碱土的各项措施中,从盐碱地的整治力度、排盐效果和推广使用范围来看,在多种盐碱地改良技术方法中,利用工程排水洗盐是一项重要的水利技术措施,只有健全排水设施,其他措施才能充分发挥作用。但是,从水利改良技术的运用和发展来看,这种改良技术所遵循的是一种延续了上千年没有改变的原理和方法,这就是“盐随水来,盐随水去;盐随水来,水散盐留”的水盐运行基本规律,并利用这种规律由耕地土壤表层向下实施“大水压盐、洗盐,地下排水”的方法,将下渗的土壤盐分通过地下排水的方法排水洗盐。所采取的措施多为农田布置较多且较深的明渠或地下暗渠或竖井排灌等工程技术措施,这些传统的灌排工程技术客观地存在以下问题:①洗盐排水消耗过多水资源,一般需要4500-7500m3/hm2的大灌溉定额,灌溉用水量高,不利于节水;②灌溉排水工程量大,排水工程投入较高,一般0.9-1.2万元/hm2,不经济,而且灌排工程施工烦琐;③众多排水沟渠和大量工程土石方占用农田,使得农田土地利用率损失6%-10%;④灌排工程维修养护工作量和难度较大,尤其是地下暗管排盐系统的维修养护和运行管理费用较高,一般年均维修养护费用900-1 500元/hm2。基于上述,随着我国盐碱地改良技术的发展和新材料新方法新技在治盐碱技术领域的研究应用,在新的条件下对于土壤盐碱的工程性排水在技术理论创新灌排技术方法等方面提出了新的更高的要求,需要以新的灌排方式和技术理论创新,着眼探索盐碱地改良新方法和新技术。根据新疆等干旱区地理环境特性,结合灌区土壤盐碱化成因、盐分种类、作物结构及节水灌溉条件,围绕提高灌区节水灌溉与排盐效果、提高盐碱地改良能力等问题,纵观国内外盐碱地治理技术,在传统的水盐运行理论基础上,提出“土壤水盐定向迁移”新理论,基于此理论探讨农业灌区农田“土壤盐分上移地表排”新模式。基于新理论方法进行“土壤水盐定向迁移”机理、“盐分上移地表排”模式、不同节水灌溉排盐低耗高效机理、地表排盐技术等基础理论和实验观测等内容的探索和技术创新研究,致力于在节水灌溉条件下,对土壤水盐运行规律和基本特征、不同基面与土壤水盐定向迁移关系、牵引力及盐分运积效应、地表排盐技术方法、适用材料技术特性实验等关键技术研究方面有所突破,为新技术应用研究打下基础。该方法为全新的水利土壤改良模式,也是今后我国干旱农业灌区盐碱地治理技术理论研究与探讨的发展方向。 结语:在盐碱地林业利用、高矿化地下水利用、沿海防护林建设等方面也有新的进展。伴随着科学技术的发展,新的研究方法和手段将不断涌现,对耐盐的遗传基础、盐害机理、耐盐生理等的研究会有更多的突破,从而促进耐盐品种的选育工作,许多植物的耐盐品种将应用于生产,这些必将加快盐碱地改良利用的步伐。综上所述!中国盐碱地资源较为丰富!合理开发利用盐碱地资源是变不利条件为有利因素!促进土壤盐碱化地区可持续发展 的重要途径之一在未来盐碱地治理与利用中!应该更新思想观念!从强调治理改造转向追 求人与自然的和谐统一!立足盐碱环境!因地制宜发展盐碱农业!促进中国盐碱化地区生态)经济和社会效益的三统一对盐碱地资源应有一个全新的认识!对盐碱地资源的利用!要从 盐渍土资源)植物资源水资源等诸方面综合考虑努力拓展盐碱地开发利用途径!积极推进 盐碱地资源的产业化开发相信随着科学技术和经济的不断发展!相关研究的不断深入!中 国盐碱地资源与可持续利用研究一定会取得更大进展。 参考文献; 赵可夫,范海!宋杰!等7中国盐生植物的种类)类型)植被及其经济潜势(A).刘小京,刘孟雨7盐生植物利用与区域农业可持续发展(c)北京;气象出版社2002:1-9 封志明,王勤学.资源科学论纲(M)7北京;地质出版社,1994.16-30 范海!赵可夫7中国盐生植物资源(A)刘小京!刘孟雨7盐生植物利用与区域农业可持续发展(C)北京;气象出版社 王根绪,程国栋.西北干旱区土壤资源特征与可持续发展地球科学进展(J) .地球科学进展.1999,14(5) 方生陈秀玲.关于发展农业节水灌溉的建议(J)土壤通报,2001,32. 顾峰雪,潘晓玲.中国西北干旱荒漠区盐生植物资源与开发利用(J)干旱区研究 2002,19(4). 植物学研究生.栾书荣.盐碱地改良利用研究进展.2002-12 张展羽, 郭相平, 汤建熙,等.节水控盐灌溉的优化设计[J].水利学2001(4) 沈万斌, 董德明, 包国章,等.农灌区土壤次生盐渍化的防治方法及实例分析[J].吉林大学学报( 理学版) , 2001( 1)。 王仰仁, 康绍忠.基于作物水盐生产函数的咸水灌溉制度确定方法[J].水利学报, 2004( 6) 。 邢军武.盐碱环境与盐碱农业[J].地球科学进展, 2001( 2)