于寶勒
(1內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院,呼和浩特010020;2內(nèi)蒙古大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院,呼和浩特010020)
隨著土地灌溉面積的逐年擴大,溫室效應(yīng)引起的全球氣候變化造成的干旱增加、海平面上升,都直接或間接地加劇了積鹽過程,導(dǎo)致土地鹽堿化持續(xù)擴展,尤其在水資源相對匱乏的干旱、半干旱地區(qū),土壤鹽堿化所帶來的環(huán)境問題、農(nóng)牧業(yè)持續(xù)發(fā)展問題和貧困問題,將對自然環(huán)境與人類社會造成很大影響。全國第五次荒漠化公報顯示,截至2014年,國內(nèi)鹽漬化土地面積17.19 km2,占荒漠化土地面積的6.58%[1]。另一方面,隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展,耕地、草地的面積日益減少,影響到國家的農(nóng)牧業(yè)發(fā)展。增加優(yōu)質(zhì)耕地,保障耕地紅線,保障國家糧食安全;保護天然草地,促進人工草地發(fā)展,保障農(nóng)牧業(yè)健康發(fā)展成為當前國內(nèi)農(nóng)牧業(yè)發(fā)展的重要方向。有效修復(fù)改良鹽堿地,對解決農(nóng)業(yè)用地緊缺、遏制土壤鹽漬化的加重具有重要意義。
目前針對鹽堿地的研究主要包括鹽堿地和鹽漬化的發(fā)生和演變研究、水鹽運移機理及建模研究、鹽漬化的監(jiān)測、評估、預(yù)測與預(yù)警研究、鹽漬化與灌溉的關(guān)系研究、生態(tài)環(huán)境與鹽漬化的關(guān)系研究、土壤鹽漬化的生態(tài)環(huán)境效益的研究、鹽堿障礙與生態(tài)修復(fù)研究等方面[2-4]。筆者將著重針對鹽堿化土地的改良與修復(fù)研究進行綜述。
要采取具有針對性的措施對鹽堿地進行有效的修復(fù)與改良,首先應(yīng)在充分了解土壤鹽堿化對土壤與植物所產(chǎn)生的影響。
土壤鹽漬化會對土壤的理化性質(zhì)產(chǎn)生較大影響。鹽堿化會造成土壤板結(jié),土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu)的變化,導(dǎo)致土壤透水性變差;同時土壤鹽漬化還會導(dǎo)致土壤肥力的下降以及有效養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化[3],使土壤中有毒金屬的溶解度與遷移率提高,土壤重金屬污染的風(fēng)險提升[5]。
同時,鹽堿脅迫對土壤酶活性與土壤微生物也有顯著的影響[6-10],鹽度增加會使土壤微生物氮轉(zhuǎn)化速率、精氨酸氨化和硝化速率、微生物生物量氮和脲酶活性降低[8];不同類型的土壤酶對鹽堿脅迫的響應(yīng)表現(xiàn)有所不同,土壤脲酶與土壤蔗糖酶活性對鹽堿脅迫呈先升后降的趨勢;土壤過氧化氫酶活性呈不斷上升的趨勢;輕度鹽堿脅迫程度能促進堿性磷酸酶活性,而重度鹽堿脅迫抑制堿性磷酸酶活性[9]。土壤中微生物豐富度、多樣性、群落組成與功能受土壤鹽度的影響[10-11];土壤微生物對鹽脅迫的敏感性要先于植物體,因此能較早地指示生態(tài)系統(tǒng)功能的變化[12],不同鹽堿類型和鹽堿程度脅迫下,土壤細菌群落組成會有顯著差異,土壤細菌群落通過調(diào)節(jié)物種組成響應(yīng)與適應(yīng)鹽堿脅迫[13]。
高鹽脅迫條件下,植物種子萌發(fā)與幼苗發(fā)育以及植物生長均會受到抑制,植物干物質(zhì)量下降[14-15],重度鹽堿化土地上往往寸草不生。過高的鹽分對植物幼苗、葉、根均產(chǎn)生影響,且與其他器官相比,鹽脅迫對植物根的生長抑制作用更明顯。鹽堿脅迫過程中,植物體的光合作用、蛋白質(zhì)合成、能量和脂代謝等過程都會受到影響。研究表明,輕度鹽脅迫有利于促進一些耐鹽植物的光合作用[15],但當鹽離子濃度達到一定濃度后,超過植物自身的調(diào)節(jié)閾值,植物葉片的凈光合速率、蒸騰作用、氣孔導(dǎo)度和表觀葉肉導(dǎo)度均呈不同程度的下降趨勢[16],從而影響植物的生長。鹽脅迫下植物體內(nèi)會產(chǎn)生大量的活性氧(ROS),造成植物細的氧化損傷,甚至導(dǎo)致死亡。一些植物通過自身調(diào)節(jié)機制減輕鹽堿對其造成的損害,超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)能夠清除植物體內(nèi)多余的超氧化自由基,減輕鹽脅迫對植物造成的損傷[17]。
鹽堿化對植物的影響主要通過引發(fā)生理干旱、危害植物體組織與細胞、阻礙植物對養(yǎng)分的攝入等方面產(chǎn)生。鹽堿條件會引起植物生理干旱,由于鹽堿土中積鹽過多,導(dǎo)致滲透脅迫,破壞植物體內(nèi)正常的水分代謝,嚴重時導(dǎo)致植株死亡。土壤鹽堿化會危害植物體組織,鹽堿的腐蝕作用能直接破壞植物組織;在土壤pH較高的情況下,OH-對植物體產(chǎn)生直接毒害作用。植物體內(nèi)積聚的過多鹽分會阻礙蛋白質(zhì)合成,加重含氮的中間代謝產(chǎn)物積累,導(dǎo)致植物體組織細胞中毒。土壤鹽堿還會阻礙植物的營養(yǎng)攝入與吸收,過多的鹽分使土壤物理性狀與肥力狀況不佳,導(dǎo)致植物營養(yǎng)攝入減慢,轉(zhuǎn)化利用率也降低。且由于Na+的競爭導(dǎo)致植物體對鉀、磷和其他營養(yǎng)元素的吸收減少,磷的轉(zhuǎn)移受抑,嚴重影響植物體的營養(yǎng)狀況[18]。
從20世紀30年代開始,美國、蘇聯(lián)、日本、以色列、意大利等國家就開展了鹽堿地的改良研究并取得了較好效果,中國自20世紀50年代起,開展了大規(guī)模的鹽堿地改良工作[4]。以往鹽堿地改良主要以工程措施為主,化學(xué)方法為輔。工程措施主要包括灌水洗鹽、排水除鹽(暗管排水)、客土改良等。除工程措施外,施用有機肥料(秸稈、淤泥、粉煤灰等)及種植綠肥植物、水旱輪作等也起到了不同程度的作用。隨后在離子置換理論的指導(dǎo)下,化學(xué)改良劑應(yīng)用逐漸增多,最常用的有石膏、磷石膏、煙氣脫硫石膏、綠礬以及產(chǎn)品化的土壤改良劑。生物措施上通過選種、引種、基因工程改良等方法選育了很多適生的耐鹽植物。此外,在微生物改良土壤方面,菌根菌的使用也取得了較好效果。不同改良措施在效果、成本、實施難易度等方面各有特色。
工程措施也指物理措施,主要包括灌溉洗鹽、深松耕、鋪設(shè)隔離層、客土改良、暗管排鹽等工程方式,通過灌溉將鹽分壓至土壤下層,或通過鋪設(shè)隔離層阻斷潛水上升路徑,促進下行重力水對土壤的淋洗,減輕鹽分表積。深松耕能降低耕層土壤堿化度、pH和容重,提高土壤孔隙度和保水能力,有利于抑制土壤返堿,最終提高產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率。通過鋪設(shè)沙子[18]、秸稈[19-20]、沸石[18]、陶粒[18]等可以顯著降低土壤電導(dǎo)率、促進植物光合作用。鋪設(shè)隔離層與客土改良等方法雖然可以達到促進植物生長,提高生物量的目的,但是工程要耗費較大的人力、物力、財力,不適于大面積的應(yīng)用,較多應(yīng)用于園林綠化等領(lǐng)域。關(guān)勝超等[21]以松嫩平原鹽堿地為研究對象,采用覆蓋風(fēng)沙土、鋪設(shè)秸稈、制溝、筑臺等4種工程措施進行改良,結(jié)果表明,裸堿斑上鋪設(shè)秸稈有效地促進了植被的恢復(fù),壟溝系統(tǒng)與壟臺系統(tǒng)可以在一定程度上有效促進裸堿斑植被的恢復(fù),但不同處理間植被恢復(fù)效果差異不顯著,植被恢復(fù)狀況在年際間具有較大差異。覆沙對作物的生長和產(chǎn)量均有顯著影響??傮w上各項指標均隨覆沙厚度的增加而增加,覆沙對于玉米的影響要大于對向日葵的影響。覆沙對于苜蓿的產(chǎn)量影響顯著,而對黃花草木樨產(chǎn)量影響不顯著。
田間和區(qū)域水鹽調(diào)控是土壤長期得到有效改良的關(guān)鍵[22]。為了使堿化草甸實現(xiàn)水鹽調(diào)控,孫兆軍等[18]在寧夏平羅西大灘進行的研究結(jié)果表明,改良堿化草甸土并配合大水洗堿措施,能降低耕層土壤堿化度和pH,有利于土壤排堿,從而促進油葵生長,灌水泡田量越大,改良效果越好,油葵產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率越高。在灌水條件較好的地區(qū),改良堿土型鹽堿地需盡可能采用大水水洗鹽壓鹽。對水資源短缺的干旱、半干旱地區(qū),灌溉洗鹽的方式要求較多的淡水資源,會造成一定的水資源浪費。
目前多地應(yīng)用覆膜滴灌、暗管排鹽等工程措施,達到鹽堿地有效利用目的的同時,在節(jié)約水資源、降低工程難度的方面均有較好的效果[18,23-25]。孫兆軍等[18]研究表明,改良堿化草甸土配合滴灌和噴灌措施能降低耕層上壤堿化度和pH,有利于抑制土壤返堿,從而促進油葵生長,在灌水量較少的條件下,最終不影響甚至提高油葵產(chǎn)量,顯著提高了水分生產(chǎn)率,達到節(jié)水高效增產(chǎn)的目的。劉洪光等[26]針對鹽堿地滴管葡萄的研究結(jié)果表明,滴灌配合覆膜,可極大提高表層土壤水分含量,在灌水和覆膜內(nèi)土壤水分的反復(fù)蒸發(fā)、凝聚、下滲微循環(huán)作用下,土壤的鹽分向土體下部遷移,且靠近滴頭處土壤土層鹽分遷移愈加明顯。
化學(xué)措施是通過改變鹽堿土壤膠體的吸附性陽離子的組成,改善土壤結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)酸堿度,改善土壤營養(yǎng)狀況,達到改良土壤的目的。石膏改良鹽堿地的研究與實踐由來已久[27],煙氣脫硫石膏作為電廠的主要副產(chǎn)品,在鹽堿地改良中的應(yīng)用研究也有20多年,目前實驗范圍已覆蓋國內(nèi)北方有鹽堿地的絕大多數(shù)省份[28]。脫硫石膏改良堿化土壤機理為,脫硫石膏(主要成分為CaSO4·2H2O)中Ca2+和土壤中游離的NaHCO3和 Na2CO3作用 ,生成 CaCO3、Ca(HCO3)2和 Na2SO4,Na2SO4通過灌溉洗鹽沖刷排出,從而減少土壤中的Na+離子。降低土壤堿性,消除Na2CO3和NaHCO3對作物的毒害,同時,Ca2+比Na+對土壤中膠體的吸附能力強,通過離子交換作用,Ca2+離子可以將Na+離子代換出來。農(nóng)田試驗結(jié)果表明,堿化土壤施用煙氣脫硫石膏后,土壤pH、ESP均下降,通常土壤含鹽量也隨之減少;各耐鹽植物的生長發(fā)育得到促進,出苗率、株高和相對生物量提升,耐鹽植物的耐鹽等級也有所提高,擴展了耐鹽植物在鹽堿地上的種植范圍。雖然脫硫石膏應(yīng)用于鹽堿地改良的效果顯著,但由于礦石質(zhì)量、工藝等原因,部分煙氣脫硫石膏中鹽分含量可能很高,并含有許多可溶性鹽[30-31],燃煤煙氣脫硫石膏中高鹽含量如超出植物對鹽的忍耐度,可能對植物生長造成危害[30]。田野等[29]針對吉林地區(qū)堿化土壤特點的研究表明,適量施用脫硫石膏可以顯著降低土壤含鹽量,但過量脫硫石膏帶入土壤的鹽分不能及時淋洗,反而會導(dǎo)致土壤含鹽量增加。因此,科學(xué)制定脫硫石膏的用量與施用頻率對于減少脫硫石膏改良的二次污染風(fēng)險至關(guān)重要。Zhao等[32]針對脫硫石膏應(yīng)用對土壤鹽堿度、作物產(chǎn)量和土壤及作物重金屬的長期影響進行了研究,結(jié)果表明,在脫硫石膏施用后的第一年,土壤pH和表層土ESP顯著降低,而EC在第二年顯著降低。4年后,施用過脫硫石膏的土壤的EC、pH和ESP水平分別比改良前低58.3%、92.2%和95.2%。施用脫硫石膏的土壤和農(nóng)作物中重金屬(Cd、As、Pb、Hg和Cr)的含量遠低于現(xiàn)有的水平標準和可檢測限度。
隨著脫硫石膏改良鹽堿地研究的不斷深入,將脫硫石膏與其他具有改良鹽堿土性質(zhì)的土壤調(diào)理劑配合使用的研究也不斷出現(xiàn)[33-35],脫硫石膏與有機物料配施均顯著降低耕層土壤pH、EC與Na+的含量,增加土壤孔隙度與Mg2+含量;作物產(chǎn)量也有所提高[32]。脫硫石膏與結(jié)構(gòu)改良劑配合施用能顯著改善龜裂堿土理化性狀,促進水稻成長,但改良效果受到土壤深度的影響[34]。將脫硫石膏與腐殖酸配合使用,可以有效降低土壤的鹽堿化程度,且其效果優(yōu)于單一使用脫硫石膏[35]。
有機肥、腐殖酸、蚯蚓糞、糠醛渣、開心果渣、粉煤灰、各類工業(yè)廢棄物等施入鹽堿土壤后能降低土壤EC、水溶性Na+和K+含量以及SAR,提高土壤養(yǎng)分的有效性與利用率,增強植物葉片光合能力,促進植物的生長[36-40]。施用有機無機復(fù)混肥能夠提高土壤養(yǎng)分含量,增加土壤有機質(zhì)含量,可以在化肥施用量減少的情況下,通過改善土壤理化性質(zhì),提高肥料利用效率,實現(xiàn)產(chǎn)量、生產(chǎn)性能和營養(yǎng)品質(zhì)的顯著提升[41]。鹽脅迫條件下,施用外源NO能提高根組織的滲透調(diào)節(jié)能力、降低自由基積累、緩解根系氧化損傷,改善根系對離子的選擇性吸收、促進根系生長,從而提高植株耐鹽性[42-44]。周萬海等[44]的研究表明,外源NO供體硝普鈉(SNP)處理能明顯緩解鹽脅迫對苜蓿幼苗根系生長的抑制和氧化損傷,提高根系活力,且通過一氧化氮合酶(NOS)和硝酸還原酶(NR)途徑產(chǎn)生的內(nèi)源NO也可能在苜蓿根系適應(yīng)鹽脅迫的調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用。
生物措施被認為是鹽堿地改良措施中最有效且安全的方式[45-46]。生物措施改良包括植物措施、微生物措施等方面。
植物措施主要是通過種植耐鹽堿植物改良鹽堿地。耐鹽植物在生長過程中不僅可以降低土壤的鹽堿度,還可以改善鹽堿土壤的理化性質(zhì),促進土壤生物群落的恢復(fù)。耐鹽堿植物具有聚鹽性或泌鹽性,耐鹽植物直接攝取土壤中的鹽分,植物根系的生長延伸改善土壤的通透性,然后通過水分淋洗濾去Na+或者通過植物吸收Na+從地上部分收獲而除去[15]。植物改良措施還可以通過降低地下水位,“鹽隨水來、鹽隨水去”,達到降低土壤鹽度的效果。植物的蒸騰作用可降低地下水位,地下水位的降低可以有效降低底層土壤返鹽。同時,種植耐鹽植物還可以增加地表蓋度,抑制土壤表層水分蒸發(fā),進而抑制鹽分隨水分蒸發(fā)向地表運動返鹽,減少表層土壤的鹽分積累[45]。植物根系的生長可改善土壤性狀,根系分泌的有機酸及植物殘體經(jīng)微生物分解產(chǎn)生的有機酸還能中和土壤堿性,植物的根、莖、葉返回土壤后又能改善土壤結(jié)構(gòu),增加有機質(zhì),提高肥力[47-49]。
國內(nèi)約有鹽生植物430種,分屬于66科197屬[50-51],可以作為資源開發(fā)利用的有200多種,其中大部分有多種利用價值。根據(jù)國內(nèi)北方鹽漬土地區(qū)群眾的長期實踐,已篩選出向日葵、堿谷、糜子、大麥、高粱、甜菜、棉花、胡麻等適合在鹽堿地上種植的作物和大米草、咸水草、蘆葦、羅布麻、沙棘、枸杞、杜仲等耐鹽經(jīng)濟植物。種植小黑麥[50]、翅堿蓬、中亞濱藜、檉柳、白刺、地膚、羅布麻都能不同程度使土壤含鹽量逐漸減少,氮、磷、鉀和有機質(zhì)含量增加,進而起到改良鹽堿的目的[53]。王靜等[54]通過大田試驗研究不同牧草苜蓿、芨芨草、羊草、紅豆草改良鹽堿地的效果,發(fā)現(xiàn)4種牧草對鹽堿地土壤理化性質(zhì)改善明顯,種植牧草可使土壤容重逐年降低,土壤含水量、有機質(zhì)得到不同程度的增加,且不同牧草根系作用下土壤養(yǎng)分均呈波動狀變化趨勢,苜蓿對土壤中的堿解氮總體具有富集作用,而紅豆草對堿解氮消耗較大,芨芨草可以促進土壤中速效磷的轉(zhuǎn)化,而羊草作用下的土壤含鉀量略有上升,同時堿化度變化均隨改良時間的延長呈現(xiàn)波動狀減少趨勢。適應(yīng)性種植耐鹽植物和進行鹽堿化草場恢復(fù)重建,具有方法簡單、投資費用低等優(yōu)點。將該方法與灌溉淋鹽、排水系統(tǒng)、土壤改良與土壤培肥等措施相結(jié)合,將有可能加速草場恢復(fù)重建,提高土壤生產(chǎn)力。另外,鑒于耐鹽植物對鹽堿地改良的效果與機理,通過基因工程手段,通過編輯植物特定的基因,提高植物對鹽脅迫的耐受性,也在成為新的研究熱點。
除植物改良措施外,微生物改良也是鹽堿地生物改良措施的重要途徑。生物措施中,AM真菌已被國內(nèi)外許多研究證實可增強植物的抗鹽堿能力[55-57],從而達到較好的改良土壤的效果。在自然鹽性環(huán)境下有大量AM真菌分布,且能與植物形成菌根。有研究表明,芽孢桿菌(Bacillussp.)與假單胞菌(Pseudomonasp.)和(或)叢枝菌根真菌(AM)能在鹽堿和非鹽水條件下改善突尼斯4個沙棘種源的生長、生理生化特性[55]。張雯雯等[56]采用原位濱海鹽堿土系統(tǒng)研究了AM真菌與蚯蚓相互作用對鹽堿土養(yǎng)分有效性和植物鹽適應(yīng)性的影響,結(jié)果表明,中度鹽脅迫下,蚯蚓和AM真菌可以改善土壤化學(xué)和生物特性,促進玉米養(yǎng)分吸收和生長,重度鹽脅迫下,蚯蚓和AM真菌主要改善土壤物理結(jié)構(gòu)降低含鹽量,促進玉米鉀吸收和生理調(diào)節(jié)能力,從而提高玉米耐鹽性。張義飛等[55]的研究表明,在高鹽脅迫下,AM真菌顯著降低了鹽脅迫效應(yīng),AM真菌既能促進羊草對營養(yǎng)元素的吸收,又能減少離子毒害,調(diào)節(jié)滲透勢,進而提高了羊草生物量,菌根效應(yīng)明顯。生物菌肥和土壤調(diào)理劑及其配施處理能降低土壤的pH和全鹽量,促進植物幼苗生長與幼苗葉片葉綠素含量與光合作用能力,提高植物的高度、密度和蓋度[58-59]。Ahmed等[60]研究結(jié)果表明,香豆素預(yù)處理可以增強滲透調(diào)節(jié)過程和抗氧化防御系統(tǒng)來緩解鹽度對小麥幼苗生長的不利影響。
雖然上述這些方法具有一定的改良效果,但是單一的方法只能在一定范圍內(nèi)減輕或降低鹽堿危害,而不能從根本上消除鹽堿危害和解決土壤鹽堿化的問題。國內(nèi)干旱半干旱區(qū)呈現(xiàn)出土地鹽堿問題與灌溉長期并存、局部鹽堿化減緩和持久性的鹽堿反復(fù)與加劇并存的現(xiàn)狀,土地鹽堿化的治理問題需要采取綜合、系統(tǒng)的方法加以解決。綜合措施就是將上述的工程措施、化學(xué)措施、生物措施進行有機結(jié)合,達到更好的改良效果。目前,將不同措施進行綜合應(yīng)用的研究較多[61-64],Llyas[64]在鹽堿土上利用種植多年生紫花苜蓿、刺田菁和小麥輪種、秸稈覆蓋、休耕處理等4種方法進行改良,每個改良處理都加或不加石膏,設(shè)置或不設(shè)置明渠排水。一年后,作物輪作結(jié)合石膏的處理區(qū)內(nèi)表層土壤EC、pH明顯降低,紫花苜蓿結(jié)合石膏處理與休耕處理相比,0~80 cm土壤Cl-減小。鹽堿地改良集成配套技術(shù)的研究與應(yīng)用在多地開展并取得了較好的成效,針對淡水資源匱乏制約鹽堿地改良利用難題,自1982年以來,中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心在環(huán)渤海低平原和濱海平原開展了缺水鹽漬區(qū)鹽堿地改良利用研究與示范工作,形成了以咸水、雨水、耐鹽植物高效利用為核心的工程措施、農(nóng)藝措施與生物措施相結(jié)合的鹽堿地改良利用技術(shù)體系,為環(huán)渤海缺水鹽漬區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供了科技支撐[65]。中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所、吉林省林科院、白城市林科院等單位,采取整地與使用土壤改良劑、施有機肥相結(jié)合方式,成功在吉林省西部中重度蘇打鹽堿土上栽植了羊草和白刺、檉柳、枸杞、沙棗等耐鹽堿植物,總結(jié)出了林草結(jié)合的植被恢復(fù)模式[4,21]。中國科學(xué)院南京土壤研究所實施的河套平原鹽堿地生態(tài)治理項目[66]采用“基礎(chǔ)理論+核心技術(shù)+新型裝備+產(chǎn)業(yè)技術(shù)+模式示范”一體化思路,揭示河套平原土地鹽堿化形成規(guī)律與鹽堿障礙生態(tài)消減原理,研發(fā)生物適應(yīng)型與生態(tài)導(dǎo)向型鹽堿地治理修復(fù)關(guān)鍵技術(shù),研制大型排鹽控鹽工程設(shè)備與復(fù)合型生態(tài)調(diào)理制劑產(chǎn)品,創(chuàng)建鹽堿地綜合治理技術(shù)體系和特色生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。可見,制定科學(xué)的治理規(guī)劃和采取系統(tǒng)治理措施是今后鹽堿地治理的最佳途徑。林佳等[67]在大慶市林甸縣,以景觀生態(tài)學(xué)理論為視角,基于RS和GIS技術(shù),結(jié)合關(guān)鍵景觀與鹽堿地的生態(tài)廊道分析等方法,確定鹽堿地防治分區(qū);并進一步確定了鹽堿化防治分區(qū)中的核心防治區(qū)域,為大尺度土地鹽堿化綜合防治提供了新的思路和方法。
從機理機制研究角度看,當前的研究用土壤物理、化學(xué)特征以及作物生長狀況作為鹽堿地改良利用效果的評價指標,然而,土壤生物學(xué)特征也能夠反映土壤質(zhì)量狀況,在今后的研究中加強土壤微生物學(xué)特征指標對土壤環(huán)境變化的研究,將有利于準確地評價不同作物及種植方式改良鹽堿土的作用機制。不同改良措施下,措施-土壤-植物三者之間的相互影響及其作用機理,應(yīng)用后對減少土壤含鹽量的作用途徑均有待深入研究。
從研究的時效角度看,不同的改良措施作用于土壤,進而影響植物是一個漫長的過程,不同改良措施對土壤的影響也隨著時間的延長產(chǎn)生不同的效應(yīng),尤其是化學(xué)改良劑進入土壤一段時間后,其對土壤產(chǎn)生的影響尚不明確。由于鹽堿地改良研究在國內(nèi)的開展時間并不算很長,且多地大、中規(guī)模的應(yīng)用實踐時間較短,因此鹽堿地改良的相關(guān)研究大多以較短的時間尺度為主,缺乏長期的監(jiān)測與研究。今后的研究應(yīng)進一步加強鹽堿地改良的長期效應(yīng)研究,通過評價指標選取與長期觀測,全面評價不同改良措施的成效。
從鹽堿地改良方式的角度看,生物修復(fù)因具有有效、無污染等優(yōu)點,在今后應(yīng)成為鹽堿地改良方式的重要研究方向,其中植物的耐鹽性基因研究也將在今后成為鹽堿地改良領(lǐng)域的重點,通過基因工程技術(shù)編輯抗脅迫的基因從而研發(fā)出更耐鹽堿的植物種;同時,立足于不同地區(qū)、不同鹽堿地類型的改良方式綜合應(yīng)用以及技術(shù)集成模式研究與應(yīng)用也將是今后關(guān)注的重點。
從研究應(yīng)用實踐角度看,鹽堿地改良研究中大多以玉米等農(nóng)作物或白菜等蔬菜為研究對象,改良方式主要運用于耕地改良與農(nóng)作物生產(chǎn)領(lǐng)域;將鹽堿地用于人工牧草種植的實踐應(yīng)用相對較少,不同改良措施對牧草品質(zhì)以及生理特征的影響研究不多。因此,針對牧草進行耐鹽性評價、培育耐鹽牧草品種、探尋適于人工牧草建植的鹽堿地改良措施等,均對國內(nèi)天然草地的有效保護、人工草地的良好發(fā)展以及農(nóng)牧業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。