董莉莉,龔成霞,蘇衛(wèi)國
(天津市北方花卉有限公司 天津300112)
淺談鹽堿地的修復(fù)改良
董莉莉,龔成霞,蘇衛(wèi)國
(天津市北方花卉有限公司 天津300112)
鹽堿土是含有過量水溶性鹽分的土壤。依據(jù)呈現(xiàn)堿性反應(yīng)的高低又分為堿土與鹽土。鹽土呈微堿性反應(yīng),多發(fā)生在濱海鹽堿地區(qū),天津地區(qū)土壤尤為代表。鹽堿地影響植被正常生長,制約農(nóng)作物的產(chǎn)量,約束植被、作物的適種性和品質(zhì),影響林業(yè)與畜牧業(yè)甚至整個環(huán)境質(zhì)量,從而抑制人類的生活與發(fā)展。通過分析鹽堿地對植物產(chǎn)生的危害,論述鹽堿地傳統(tǒng)改良措施與生態(tài)修復(fù)方法的優(yōu)缺點,比選今后鹽堿地修復(fù)改良的方向,以更好的利用與發(fā)揮鹽堿地的作用。
鹽堿地 改良措施 生態(tài)修復(fù)
隨著人口不斷增長和國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,我國的人均耕地在逐年減少,通過開發(fā)利用荒地來提高現(xiàn)有土地單位面積的生產(chǎn)力已刻不容緩,其中鹽堿地改良利用是一項重要研究內(nèi)容。
1.1 鹽堿地的定義
鹽堿地是指含有過量水溶性鹽分的土壤,并影響其利用潛力的各種自然因素所組成的一個自然綜合體(包括地形、氣候、植被、土壤、地下水等三維空間位置),是一個完整的生態(tài)系統(tǒng)。依據(jù)呈現(xiàn)堿性反應(yīng)的高低又分為堿土與鹽土。土壤中代換性鈉的含量較高時一般稱為堿土;鹽土呈微堿性反應(yīng),多發(fā)生在濱海鹽堿地區(qū),天津地區(qū)土壤尤為代表。本文主要從鹽土的角度論述鹽堿地的危害及修復(fù)改良方式。
1.2 鹽堿地的危害
鹽堿地對人類活動造成的危害主要體現(xiàn)在影響植被生長,使農(nóng)作物減產(chǎn)或絕收;惡化生態(tài)環(huán)境,且能腐蝕損壞工程設(shè)施。鹽堿土對植物的危害表現(xiàn)為:①影響植物的氣孔關(guān)閉,在高濃度鹽類作用下,氣孔保衛(wèi)細胞內(nèi)的淀粉形成受到阻礙,致使細胞不能關(guān)閉,因此植物容易干旱枯萎。②引起植物的生理干旱,鹽土中含有過多的可溶性鹽類,會增加土壤溶液的滲透壓,從而引起植物的生理干旱,使植物根系及種子發(fā)芽時不能從土壤中吸收足夠的水分,甚至還會導(dǎo)致水分從根細胞外滲,使植物萎蔫甚至死亡。③影響植物正常營養(yǎng)。由于鈉離子的競爭,使植物對鉀、磷和其他營養(yǎng)元素的吸收減小,磷的轉(zhuǎn)移也會受到抑制,從而影響植物的營養(yǎng)狀況。④離子毒害,鹽分離子如鈉離子、氯離子可以直接對植物產(chǎn)生毒害作用,過量的氯離子使植物葉片黃化,生長減慢,提早脫落。⑤植物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,一些鹽生植物的葉片變小,這樣可以縮短生長期;還會減少蒸騰,從而減少對鹽分的吸收。⑥對土壤結(jié)構(gòu)的破壞。大量的鈉離子進入土壤膠體表面,它能把土壤膠體吸附的鈣離子代換出來,致使土粒分散,破壞結(jié)構(gòu),使土壤通透性降低,并影響微生物的活性。
2.1 以水壓鹽
在淡水資源充足的地方,對鹽堿地采用漫水灌溉,土壤可溶性鹽分下滲,降低表層土壤鹽分。在氣候適宜地區(qū),也可以通過種植水稻改良利用鹽堿地。
2.2 排水洗鹽
把水灌到鹽堿地里,通過水在土壤中的滲透,自上而下的把土壤中的鹽分洗下去,然后順溝排走。鹽堿地排水有明溝排水、暗管排水、豎井排水等形式,目的都是讓土壤中的鹽分隨水排出。
2.3 放淤壓鹽
把含有較細顆粒泥沙的黃河水引入筑有畦埂的地塊,使泥沙沉降下來,并使土壤中的鹽分溶解、淋洗,通過排水系統(tǒng)排出灌區(qū)。
2.4 耕作措施
通過平整土地,減少地面積水;加強中耕、松土,多施有機肥料,調(diào)節(jié)土壤水鹽運動,促進脫鹽,增加地面覆蓋,降低地表蒸發(fā),抑制表土返鹽。
2.5 化學(xué)改良
鹽堿地因含有堿性鹽類如重碳酸鈉、碳酸鈉,直接危害植物生長;或因土壤復(fù)合體交換性鈉含量高于15%~20%,造成土壤結(jié)構(gòu)破壞,通透性降低等,需要進行化學(xué)改良。最常用的是施用石膏(硫酸鈣),使鈣離子代換鈉離子,變堿土為含硫酸鈉的鹽,再經(jīng)過灌溉沖洗得到改良。
除原生鹽堿地外,大部分次生鹽堿地是由于砍伐森林,植被覆蓋率降低,地表蒸發(fā)量增大形成的。所以,從一定意義上講,鹽堿地也屬于受損生態(tài)系統(tǒng)。中國鹽堿地的治理改造和開發(fā)利用,應(yīng)該改變傳統(tǒng)觀念,運用生態(tài)修復(fù)原理,著眼于鹽堿環(huán)境,充分挖掘鹽生植物潛力,變不利因素為有利條件。鹽堿地的改良應(yīng)采用生態(tài)修復(fù)的方法,充分開發(fā)利用鹽生植物,恢復(fù)植被。
3.1 生物措施
一棵成年的柳樹或楊樹,每年要蒸騰80~90m3的水。在生長旺季,林地的蒸騰量要比自由水面的蒸發(fā)量多1倍以上,因此植樹造林是一種很好的降低地下水位的方法。茂密的樹冠能夠改善小氣候,減少土壤水分蒸發(fā),有利于防止土壤返鹽。因此在鹽堿地改良中,植樹造林是一種有效的措施。在鹽堿地上植樹造林必須在樹種選擇、土壤改良和林木栽植技術(shù)上因地制宜。
選種耐鹽堿地植物的原則:①耐鹽能力強;②耐旱、澇能力強;③易繁殖,生長快;④能夠改良土壤;⑤優(yōu)先選用鄉(xiāng)土樹種。此外,還要考慮苗木成本,苗木的適應(yīng)性,路途運輸距離短,成活率較高,成本也較低。
根據(jù)以往的經(jīng)驗,主要用于鹽堿地造林樹種包括:白刺、白榆、臭椿、檉柳、刺槐、枸杞、火柜、絨毛白蠟、沙棗、紫穗槐等。特別是檉柳與絨毛白蠟是天津地區(qū)鹽堿地常采用的樹種。
土壤改良方面,在造林之前,應(yīng)先開挖排水系統(tǒng),修筑臺、條田,按地形分段并整平耕翻,利用雨季蓄水淋洗,以促進土壤脫鹽。
林木栽種方面,濱海鹽土一般是底土鹽分高,地下水礦化度也很高,因此栽種根系深的苗木不易成活。為提高成活率,濱海地區(qū)栽樹應(yīng)盡可能淺栽平種,1~2年生的刺槐,樹苗的原土痕要比地面高1~2指,不宜過深。
在鹽堿地上種植耐鹽植物,不僅可以改善生態(tài)環(huán)境,還可利用耐鹽植物發(fā)展養(yǎng)殖業(yè),不失為治理鹽堿地的有效措施。通過引進22個耐鹽植物品種,在鹽堿地上進行篩選試驗和示范種植,篩選出了紅豆草、苜蓿、聚合草、小冠花、葦狀羊茅等5個比較耐鹽的植物,對鹽堿地的改良和高效利用具有較大的作用。經(jīng)秋季測定可使鹽堿地0~20cm、0~100cm土層平均土壤脫鹽率分別達到31.1%和19.1%??梢?,在鹽堿地上種植耐鹽植物增加了地面覆蓋度,有效抑制了土壤返鹽。
3.2 耕作措施
土壤耕作是通過耕、耙、鋤、耪等田間作業(yè),達到控制和調(diào)節(jié)土壤水、肥、氣、熱等狀況,為作物創(chuàng)造良好的生長條件。鹽堿地的耕作則又增加了調(diào)節(jié)和改善土壤鹽分運動的作用,促使脫鹽、防止返鹽,鞏固和提高了改良效果。
3.2.1 平整
土地不平是土壤鹽分在水平分布上不勻和形成鹽斑的基本原因。由于地面不平而出現(xiàn)的局部高洼,引起了在同一地段內(nèi)相鄰地塊水鹽運動狀況的巨大差異。因此,耕種前平整土地,可改善因局部高洼而引起的水分蒸發(fā)和下滲不均勻狀況,對促使水鹽均勻下滲和土壤均衡脫鹽,消除耕地中的鹽斑有重大意義。
3.2.2 中耕
苗期中耕是鹽堿地栽種幼苗的一個重要環(huán)節(jié)。灌后、雨后,要加強中耕,以有效抑制土壤返鹽。
3.2.3 施肥
鹽堿地的肥力,即它的水、肥、氣、熱狀況不同于一般正常土壤,表現(xiàn)為“瘦、死、板、冷”的特點。通過施肥增加鹽堿地土壤肥力,可使土壤有機質(zhì)穩(wěn)定,達到脫鹽的效果。增加土壤有機質(zhì)的基本途徑有:①施農(nóng)家肥。牲畜糞、人糞、草肥等含有大量有機質(zhì)和作物的營養(yǎng)物質(zhì)。②增加綠肥。綠肥多為豆科植物,根瘤內(nèi)的根瘤菌能固定空氣中的氮素,根系分泌物能活化土壤中的養(yǎng)分。有機質(zhì)分解形成的腐殖質(zhì)和土壤中的粘粒結(jié)合形成土壤的結(jié)構(gòu)體,可改善土壤性能,提高土壤的保肥、保水和供水、供肥能力;綠肥在生長期間增加地面覆蓋,可減少土壤水分蒸發(fā),減輕鹽堿危害,防鹽保苗。
3.3 綜合措施
影響鹽堿地改良的因素有很多,但主要矛盾是土壤中含有過多的可溶性鹽分。根據(jù)水鹽運動的客觀規(guī)律,先進行改土脫鹽,使土壤的水、肥、氣、熱向好的方面轉(zhuǎn)化,才能達到預(yù)期的目的。多年的實踐表明,采取綜合措施、統(tǒng)籌規(guī)劃、綜合治理,實行水利、耕作與生物措施相結(jié)合,傳統(tǒng)改良措施與生態(tài)修復(fù)方法相融合,適度改良土壤,鹽堿地的修復(fù)與改良能夠取得比較理想的效果。如在濱海鹽土植被修復(fù)與經(jīng)濟利用模式下,研究開發(fā)一系列適合我國鹽土資源的優(yōu)質(zhì)耐鹽經(jīng)濟植物種植資源,確保生態(tài)、經(jīng)濟和社會綜合效益的提高。
傳統(tǒng)改良措施見效快,但也存在一定的副作用。利用淡水洗鹽措施,在洗鹽堿的同時,除可以把鈉離子、氯離子等鹽離子排走外,土壤中一些植物必需的礦質(zhì)元素,如磷、鐵、鎂和鋅等也同時被排走了。此外,這種措施造價較高,淡水需求量大,而且這種措施一旦停止,土壤含鹽量還會恢復(fù)。
鹽堿地生態(tài)修復(fù)措施見效慢,需要長期堅持,但對鹽堿地的治理具有長效作用,還能為當(dāng)?shù)貛硪欢ǖ慕?jīng)濟、生態(tài)、社會效益。種植大量鹽生植物,增加植被覆蓋度,由于鹽堿地的土壤蒸發(fā)被植物蒸騰作用取代,可進一步防止土壤返鹽,植物的枯枝落葉、植物的根系活動可以大大提高土地肥力,增加土壤有機質(zhì),特別是氮、磷、鉀的含量,改善小氣候,長此良性循環(huán),鹽堿地即可變成綠洲。
例如,天津為沿海城市,土壤pH值在8.5左右,屬于典型的濱海鹽堿土,對常規(guī)栽種的植物有較高的挑剔性。經(jīng)過調(diào)查分析,對鹽堿地進行綜合治理,實行水利、耕作與生物措施相結(jié)合的方法,改良后的鹽堿地栽種月季花,成活率不僅大大提高而且投資少、見效快。過去的荒地變成了如今三季有花、四季常綠的花園景觀。月季花既可以美化環(huán)境、改良土壤,又可用于切花生產(chǎn)、食品加工、提取香料,還可入藥治病,實現(xiàn)了較高的生態(tài)、經(jīng)濟和社會綜合效益。
鹽堿地的修復(fù)改良研究正日益得到重視,通過不斷實踐研究對比,生態(tài)修復(fù)的優(yōu)勢日趨明顯,生態(tài)修復(fù)必將被更廣泛推廣運用。隨著高新技術(shù)的發(fā)展,我國的鹽堿地修復(fù)改良工作也將跨上一個新臺階。
[1] 張建鋒. 鹽堿地生態(tài)修復(fù)原理與技術(shù)[M]. 北京:中國林業(yè)出版社,2008.
[2] 孫振元. 鹽堿土綠化技術(shù)[M]. 北京:中國林業(yè)出版社,2004.
[3] 趙可夫. 中國鹽生植物[M]. 北京:科學(xué)出版社,1999.
[4] 戈敢. 鹽堿地改良[M]. 北京:水利電力出版社,1987.
[5] 張永宏. 鹽堿地種植耐 鹽植物的脫鹽效果[D]甘肅:甘肅農(nóng)業(yè)科技出版社,2005.
On Restoration and Improvement of Saline-alkali Soil
DONG Lili,GONG Chengxia,SU Weiguo
(Tianjin North Flowers Co.,Ltd.,Tianjin 300112,China)
Saline-alkali soil refers to soil with excessive water soluble salinity.Based on alkaline reaction degree,salinealkali soil is divided into alkaline earth and saline soil.Featuring slight alkaline reaction,saline soil tends to occur in inshore saline areas,especially in Tianjin.Saline-alkali soil affects the normal growth of vegetation,restricts the production of crops,the plantation and quality of vegetation and crops,and affects forestry and animal husbandry and even the whole environmental quality,thus inhibiting human living and development.This paper,through analysis of the harm of salinealkali soil to plants,discusses both advantages and disadvantages of traditional saline-alkali improvement measures and ecological restoration methods,compares directions of repairing improvement of saline-alkali soil in the future,aiming to find a better solution of saline-alkali soil utilization.
saline-alkali soil;improvement measure;ecological restoration
S156.4+2
:A
:1006-8945(2015)08-0068-02
2015-07-06