盐碱地综合治理工程模式及其应用

2021-06-24 08:17高志军
南方农业·中旬 2021年2期
关键词:盐碱地综合治理应用

高志军

摘 要 针对我国大面积土地盐碱化的现象,分析盐碱地在我国的分布情况,并阐明气候状况、土壤性质、地形、农业生产等多种外在因素对盐碱地的影响。同时,结合盐碱地的产生原因提出一系列盐碱地综合治理的有效途径,最终结合土地盐碱化现状,提出应针对盐碱地形成的不同原因,采用多种方式相结合的综合治理模式。

关键词 盐碱地;综合治理;应用

中图分类号:S156.4 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.05.004

一般情况下,土质含盐量会受到地理位置的影响,沿海地区土质的含盐量一般较高,属于重度盐碱地;而随着土地向内陆延伸,土质含盐量逐渐降低,分布有中度盐碱地和轻度盐碱地。不同盐碱程度的土质对农作物的影响程度不同:较轻类型的盐碱地中,土质含盐量较低,农作物的存活率较高,一般在80%左右;相较于轻度盐碱地,中度盐碱地中农作物的成活量大大降低,据统计,一般中度盐碱地的农作物成活率在50%~60%;重度盐碱地对农作物的影响非常大,一般成活率在30%~40%[1]。

我国是农业大国,盐碱地面积位居世界前3,多数地区农作物产量饱受盐碱地的影响,随着脱贫攻坚政策的持续推进,对盐碱地的有效治理也变得尤为重要。

1 我国盐碱地分布

我国盐碱地主要分布在东部沿海地区、西北地区、东北地区以及华北平原等地,包括滨海湿润-半湿润海水浸渍盐渍区、东北半湿润-半干旱草原-草甸盐渍区、黄淮海冲积平原半湿润-半干旱旱作-草甸盐渍区、内蒙古高原干旱-半漠境草原盐渍区、黄河中上游干旱半漠境草原盐渍区、甘新漠境盐渍区、青新极端干旱漠境盐渍区和西藏高寒漠境盐渍区8类。近年来,国家不断加大对盐碱地的治理力度,土质盐碱程度有了极大改善,但我国盐碱地的总面积仍在0.27亿公顷以上,治理任务异常艰巨[2]。

2 我国盐碱地形成原因

2.1 气候

我国北部大部分地区为温带大陆性气候和温带季风性气候,尤其是西北、东北、华北等地,基本属于干旱地区。一般在春冬季节,降雨量较少,地表水分含量少,由于日照充足,土壤水分蒸发较快,溶解在水中的矿物质容易在土壤表面形成盐碱累积,甚至形成盐碱硬壳。在夏秋季节,降雨量相对春冬季节较为丰沛,土壤中相当一部分可溶性盐溶于降水中随着渗漏进入地下水,形成土质脱盐的现象。但随着地下水位的攀升,也会有部分对土质造成污染的矿物质上返至土质浅层,导致土质浅层的盐碱含量的浓度升高。

2.2 土壤性质

根据质地不同,土壤对水分的抓取能力不同,影响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较高,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,地下水在地表的返盐程度也不尽相同,水位上升高度越高,返盐程度越明显,且积聚的盐分不易在降水时溶解流入地下水,盐类积聚现象较为明显。我国黄河流域的河套平原是典型的壤土土质,这也是其土地盐碱化程度较为严重的重要原因之一。

2.3 地形影响

地形对盐碱土质的形成影响很大,在高低不平的丘陵地区,一般地势较低处盐碱土形成的概率远远高于地势较高处。主要原因是降水导致水的流动随着地势的起伏运动汇聚至地势较低处,随着水分的汇聚,水分通过土质缝隙流入地下水时,水中的矿物质滞留于土壤中形成盐碱土。

2.4 农业生产活动的过度破坏

目前,农业灌溉方式虽然已有所改善,但直接漫灌的方式仍然是主要农业灌溉方式。过度灌溉易造成地下水位的直接攀升,加之农田排水不畅,灌溉水在地层表面的积聚使盐分在土壤中滞留,使得原本健康的地块在漫灌方式中逐渐成为盐碱化地块。此外,农作物的不间断种植也会对土壤含盐量产生影响,因此,对旱、水喜好不同的植物间作是防止土地盐碱化的有效途径。

3 盐碱土质综合治理模式

3.1 盐碱外壳刮离

目前,有些地区土质盐碱化程度极高,在地表往往形成一定厚度的盐碱硬壳,导致农作物受土地表面盐碱外壳的影响而无法生长。针对此种严重盐碱化的土质,应采用物理方法刮离土壤表面10 cm以内的外壳,为避免此类土质再次污染土壤或临近水域,应对剥落的表面土质进行定点处理,可以利用定点深埋或清洗等去盐方法,将土壤妥善处理;未经刮离的土壤应进行土壤盐分二次分析,继续采用相应的后续方法进行脱盐处理[4]。

3.2 土壤质量重塑

在人们日常种植农作物的生产生活中,不可避免地对土壤产生一定的污染,如过度灌溉、过度种植、有害化肥污染等。为避免对土壤深层次污染,应定期对土壤结构进行人为干预,即地形重塑。地形重塑最常用流程是机械化土质翻新、土质盐分冲洗、表面水分保护。1)机械化土质翻新指对不具有盐碱硬壳但同样盐碱程度较高的土壤利用机械化作业,将被污染的土质置于土壤底层,减少土壤中的盐分在土层表面的大面积聚集;2)土质盐分冲洗是指对翻新的土质进行灌溉冲洗,降低土质污染程度,实现土地质量基本重塑;3)表面水分保护指通过人为干预,避免光照、空气对翻新过的土质表面水分蒸发而导致土壤质量降低,从而完成盐碱土壤的质量重塑。

3.3 农作物轮作

在农作物种植中,可以采取对干旱和湿润土壤不同喜好的農作物轮流播种的方法,在种植喜好湿润土壤的农作物后,可以适当在第2年种植喜干农作物,在减少对土壤灌溉的过程中为农田创造盐分稀释时间。此外,在农作物轮流播种的过程中,可以培育土质对不同矿物质的含量,在每轮种植结束后,可将土质养分含量保持在一个相对均衡的水平,避免连续种植同一种植物造成土壤缺少某些矿物质,既降低了土质的盐渍化程度,也均衡了土壤的养分含量。

3.4 增强土质缝隙

在盐碱化程度较高的土壤中,一般土壤细密,水分渗透力不强,盐分易在土壤表面积聚。为增强土质缝隙,增进水分渗透能力,1)可以在土壤中掺入适量沙或砂土,从而增大土壤内部空隙,改善土壤结构,在实际操作过程中,为节约土地改造成本,也可以采用草木灰增强土质缝隙;2)应对土壤定期松土,防止土壤表面结块,增大土壤的透气程度,以抑制土壤内盐分上浮。

3.5 打造备用储水池

我国有一部分地区土质盐碱化是由于天气及地形原因雨水量较大,或者由于农民在农作过程中的过度灌溉,由于无法较好的快速排泄,加之长时间积水导致的水分蒸发,使得水分中的大部分无机盐、矿物质等停留于土壤表面,形成盐碱堆积硬壳,对土壤污染极其严重。针对此类现象,应在长期积水的土地周边打造可以快速疏通土壤水分的人造排水通道,如下水管、排水沟、蓄水池等,以便降低雨季节以及大水漫灌方式灌溉农田导致的积水现象,在产生积水时及时疏通,避免农田的长时间浸泡及蒸发产生盐碱滞留,降低土质盐渍化污染概率[5]。此外,对排水装置的性能也要有一定要求,应尽量避免暗沟蓄水排水,在排盐过程中不仅避免了对土体蒸散作用的抑制,也节约了建造成本。

3.6 改善灌溉方式

目前,很多地区的农作物灌溉方仍然采用大水漫灌的方式,这种灌溉方式是造成土地盐碱程度加深的重要原因。为了避免漫灌方式对土质造成的影响,可以采用喷灌、滴灌等灌溉方式,此类灌溉方式不仅降低了灌溉水集聚对土质盐碱化程度的加深,还可以促进水分在土壤底层形成微循环,既满足了农作物对水分的需求,节约了水资源,也避免了因农田过度灌溉而产生的土质盐碱化危害。

3.7 种植绿肥植物

种植绿肥植物可以避免土壤表层在光照和空气中的暴露,增加了土壤表层的锁水能力,同时平衡了土质内部的含水量,防止因土壤表层含水量的不足造成地表水分向上渗透而导致的土壤表层返盐现象。在绿肥植物的生长过程中,会不断抓取土壤中的水分,也会加快土壤水位下降,降低盐分上返的概率。在改善土壤土质的过程中,随着绿植的生长枯萎,其根茎会进入土壤产生肥料,绿肥进入土壤后,可以对土壤的盐碱程度进行一定的改善,增加土质的肥沃程度。

种植绿肥植物也包括植树造林等方式,树木的根茎对水分需求量较大,在水分汲取过程中,更有利于避免土壤盐分的上返,且随着树木的更新代谢,枯枝落叶落入土壤,可为土质不断输入养分,增加土壤的有机物含量,经过3~5年的循环改善,土壤的污染程度将会大大降低。种植耐盐植物是改善盐碱土质的有效方法,此类植物对盐碱土质的耐受度較高,即使被重度污染的土质,此类植物也可以保证较高的成活率。耐盐植物生长过程中,不仅可以降低土壤的返盐程度,植物的枯萎根茎还会进入土壤化为有机肥,增加土壤肥力,经过2~3年对耐盐植物的种植,基本可以正常种植其他农作物。

4 治理方法的应用

在轻度盐碱地区,一般可以采取农作物轮作、打造备用蓄水池、改善灌溉方式、种植绿肥植物等方法,例如,采取植树的措施防止地下水位上升导致的土壤返盐;在中度盐碱地区,一般可以采取土壤质量重塑、增强土质缝隙,并同时结合农作物轮作、打造备用蓄水池、改善灌溉方式、种植绿肥植物等方法进行改造;在重度盐碱地区,其重度盐碱化土地面积基本占总种植面积的1/5,土壤污染程度非常严重,在此类地区,必须先对土质盐碱外壳进行刮离,再辅以盐碱土质其他治理方式进行改善实现。

5 结语

面对土地大面积盐碱化现象,目前国内外学者对盐碱化土地的治理提出不同的方法,但落实在实际应用中,不同地区土壤性质、结构、地形、种植农作物种类、气候条件等均不同,仍需针对不同的土质对各地区盐碱化程度土地进行分类治理。本研究针对不同盐碱程度的土地类型以及不同地区的地理环境,提出相应的土地治理方法,因地制宜,并针对中度及重度盐碱地提出多种治理方式相结合的治理措施,为盐碱地的综合治理提供思路。

参考文献:

[1] 韩霁昌,解建仓,朱记伟,等.陕西卤泊滩盐碱地综合治理模式的研究[J].水利学报,2009(03):119-124.

[2] 杨忠武.以土地工程促进土地生态治理[J].西部大开发,2017(06):109-111.

[3] 李娟,韩霁昌,张扬,等.盐碱地综合治理的工程模式[J].南水北调与水利科技,2016(03):188-193.

[4] 毛庆莲,王胜.国内盐碱地治理趋势探究浅析[J].湖北农业科学,2020(S1):302-306.

[5] 孙伟,陈晓玲.国内盐碱地研究热点分析[J].北方农业学报,2020(05):130-134.

(责任编辑:赵中正)

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