全球受鹽堿化影響的土壤及鹽堿化類型和程度(數(shù)據(jù)來源于HWSD25)
鹽堿土是土壤經(jīng)過鹽化和堿化兩個(gè)過程形成的鹽化土和堿化土的總稱,其土壤中含鹽量在0.1%~0.2%以上,或者土壤膠體吸附一定數(shù)量的交換性鈉(即堿化度)在15%~20%以上,危害大部分植物正常生長。據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)和教科文組織的不完全統(tǒng)計(jì),全世界約有總面積為9.5×108hm2的鹽漬土,占全世界內(nèi)陸總面積的6.5%。在中國約有3.5×107hm2鹽漬土,耕地鹽漬化更是高達(dá)7.6×106hm2。土壤鹽漬化已成為我國土地資源受限的一個(gè)主要因素,鹽堿地改良刻不容緩。
1 土壤鹽堿化的危害
鹽堿地受自然因素和人為因素雙重制約,氣候條件、土壤條件、水資源條件以及人類對農(nóng)作物的不合理管理、灌溉均能引起一定程度的鹽堿化。尤其在地下水位較高的區(qū)域較為明顯。由于鹽堿地通氣性和透水性均較差且易于滯水,能延緩地表土壤升溫,降低土壤酶活性,并在一定程度上改變土壤的理化性質(zhì),如降低土壤有機(jī)質(zhì)含量和肥力,對農(nóng)作物生長及其產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)面作用,嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
圖1:鹽堿化對土壤帶來的危害
2 鹽堿化土壤的改良方法
鹽堿土改良的根本目的是改善土壤理化特性,為作物提供良好的生長發(fā)育環(huán)境,以實(shí)現(xiàn)作物的高產(chǎn)高效。目前,我國已在眾多地區(qū)對鹽堿地進(jìn)行綜合利用,且在鹽堿地上開展了較多的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐?,F(xiàn)將改良方法介紹如下。
01 物理改良法
物理改良方法主要是通過利用工程措施調(diào)節(jié)土壤中水、肥、氣、熱等條件進(jìn)而達(dá)到改良鹽堿地土壤的效果。由于鹽堿土壤具有水溶性,易隨水分的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行遷移,在平整田面的基礎(chǔ)上,對已種植作物的地塊增設(shè)排堿溝,通過合理的灌溉制度將土壤表層鹽分淋洗至排堿溝排出。對于理化特性較差的土壤,可以通過翻耕疏松土壤,以增強(qiáng)土壤透氣性和透水性,并通過保墑措施降低土壤鹽分含量。對于土壤鹽分含量過大的區(qū)域,還可以通過剝離含鹽堿表土,利用外運(yùn)客土重新回填改變其原有鹽堿地現(xiàn)狀。
圖2:暗管排鹽法
02 化學(xué)改良法
化學(xué)措施改良鹽堿地主要是通過向土壤中添加改良劑,調(diào)節(jié)土壤酸堿度,改變土壤溶液的反應(yīng),改善土壤營養(yǎng)狀況及土壤膠體吸附性陽離子的組成,如用Ca2+取代Na+,變親水膠體為疏水膠體,促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成,進(jìn)一步改善土壤結(jié)構(gòu),增加土壤通透性,加速土壤脫鹽,防止積鹽、返鹽,從而達(dá)到改良土壤的目的。目前研究較多的化學(xué)改良劑有石膏( CaSO4 ) 、腐植酸、聚丙烯酰胺、過磷酸鈣、檸檬酸等,這些改良劑有的通過改良劑本身性質(zhì)改善植物的生長狀況,利用植物的生命活動(dòng)起到改良土壤的作用,有的直接改善土壤的基本理化性質(zhì)。其中值得一提的是腐植酸,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不能用單一的化學(xué)結(jié)構(gòu)式表示,其結(jié)構(gòu)中心是由芳香核(一般是1~3個(gè)環(huán))組成,核之間由橋鍵(氧橋、亞甲基,亞胺基)連接,而具有物理-化學(xué)作用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位官能團(tuán)(羧基、酚羥基、醌基等)圍繞在核的外圍。官能團(tuán)所占的數(shù)量和比例因不同來源的腐植酸結(jié)構(gòu)不同而有所差異,從而決定了腐植酸離子交換能力、飽和鹽基能力以及吸附能力。腐植酸調(diào)節(jié)土壤pH,降低土壤溶液中鹽分離子濃度,防止鹽堿的危害;同時(shí)腐植酸能夠螯合、吸附鹽堿離子,改善土壤鹽堿狀況。
03 生物改良法
利用微生物改良鹽堿化土壤是一種行之有效的措施。微生物代謝產(chǎn)物為植物提供營養(yǎng),促進(jìn)植物的生命活動(dòng); 植物的分泌物為微生物提供碳源,促進(jìn)其新陳代謝,將微生物接種到植物上,通過微生物與植物的相互作用,提高植物的耐鹽性,進(jìn)而對土壤起改良作用。
鹽堿地的改良是一個(gè)較為復(fù)雜綜合治理系統(tǒng)工程,所以對于改良鹽堿土多采取以水肥為中心,包括水利工程改良措施、生物改良措施、農(nóng)業(yè)改良措施、化學(xué)改良等綜合治理方法,這是改良治理鹽堿地的主要方向。