濱海鹽土綜合改良措施及效果分析

摘要:對(duì)天津?yàn)I海鹽土綜合改良措施及其改良效果作了初步探討，結(jié)果表明:經(jīng)過近1.5年的綜合改良，0~60 cm土壤平均脫鹽率達(dá)71.78%，表層土壤含鹽量降低79.54%;且表層土壤鹽分組成由氯化物型向硫酸鹽型轉(zhuǎn)變，降低了土壤鹽分對(duì)植物的毒害效應(yīng);排水系統(tǒng)良好的條件下，灌溉淋洗有很好的脫鹽效果;施用有機(jī)肥和種植綠肥能夠明顯增加土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量。

關(guān)鍵詞:天津;濱海鹽土; 綜合改良

中圖分類號(hào):S156.4+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2010.02.002

Effects of Comprehensive Reclamation on Costal Saline Soils

LIAN Xiao-juan1， WANG Zheng-xiang1， LIU Tai-xiang2， ZHANG Yu-liang1， WANG Yan1， HE Hong-da1， LIU Hong-qing2

(1.Tianjin Institute of Agriculture Resources and Environment Sciences， Tianjin 300192， China; 2.Tianjin Development District Hailin Horticulture Engineering Company Limited， Tianjin 300457， China)

Abstract:The effects of comprehensive reclamation on coastal saline soils were studied. The results from 1.5 years of reclamation showed that the mean rate of desalination at 0~60 cm soil was 71.78%. The salt content of the surface soil was reduced by 79.54% and the composition of salt was transformed from chloride compounds to sulfate compounds， which decreased the poison of high soil salt content to plants. The irrigation leaching was helpful in inhibiting salinization and desalination under the well drainage systems. Organic fertilizer and green manure were able to enhance the soil nutrients and soil organic matter.

Key words: Tianjin; coastal saline soils; comprehensive reclamation

天津?yàn)I海鹽土是在渤海西岸海積平原上形成的土壤[1]，海積平原區(qū)的海退時(shí)間短，成土母質(zhì)中含有大量的鹽分，且地下水埋深淺，礦化度達(dá)30 g/L以上，加之海水入侵，不斷補(bǔ)給土壤和地下水，在蒸發(fā)作用下，土壤表層強(qiáng)烈積鹽，形成了濱海鹽土[2]。天津市濱海鹽土面積約8.1萬hm2，占全市鹽漬土總面積的16.5%。大面積濱海鹽土的分布，嚴(yán)重影響著生態(tài)環(huán)境的平衡和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。多年來，天津市為改良濱海鹽漬土進(jìn)行了大量的研究，實(shí)踐表明，改良濱海鹽土是一項(xiàng)復(fù)雜、難度大的綜合治理工程。本研究采用水利工程、化學(xué)改良、生物改良等綜合措施進(jìn)行土壤改良，為濱海鹽土區(qū)的開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1研究區(qū)域概況

研究區(qū)域位于塘沽開發(fā)區(qū)，地處E117°38′，N39°03′，地勢(shì)低洼平坦。屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，1月平均氣溫-3.5 ℃，7月平均氣溫25.7~26.2 ℃，年平均氣溫在12 ℃左右，年均降雨量622 mm，全年蒸發(fā)量與降水量之比大致為3∶1[3]。土壤屬于典型的濱海粘質(zhì)鹽土，滲透性差，土壤全鹽量達(dá)10~30 g/kg，以氯化鈉鹽為主。研究區(qū)植被稀少，大多為光板地，或只長有極少量的堿蓬、鹽地堿蓬等鹽生植物。

2綜合改良措施

2.1工程措施

2.1.1建立盲溝排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)由支溝、主干溝和集水井組成，地下1 m深處設(shè)置密度為 5 m，寬30 cm，深30 cm的支溝，與主干溝垂直相通，溝內(nèi)鋪設(shè)厚度約15 cm的碎石，形成碴石盲溝，主干溝與集水井相通，目的使咸水能夠順暢排出區(qū)外。

2.1.2建立通透系統(tǒng)(沙柱孔群)建立沙柱孔群，即在田間打孔灌沙，從地面打直徑約3 cm，深度60 cm的小孔，孔內(nèi)注滿粗砂，沙孔密度為4孔/m2，用以提高土壤通氣透水能力及降水、灌溉水的入滲速率，從而提高淋鹽速度。

2.2灌溉淋鹽

根據(jù)“鹽隨水來，鹽隨水去”的運(yùn)行規(guī)律[4]，雨季前進(jìn)行灌溉淋鹽，灌溉水為淡水，礦化度0.4 g/L，pH8.25，灌水量為每次0.15 m3/m2，灌水4次。第2年春季強(qiáng)烈返鹽期繼續(xù)灌溉。

2.3化學(xué)改良

30 cm土層中施入經(jīng)腐熟處理的人糞和硫酸亞鐵，施用量為5 kg/m2。人糞是一種以氮素為主的速效有機(jī)肥料，硫酸亞鐵可促進(jìn)土壤中難溶性碳酸鈣變成溶解性較強(qiáng)的碳酸鈣，增加了土壤中活性鈣含量，同時(shí)調(diào)節(jié)土壤pH值[5]。

2.4生物改良

2007年9月底撒播白三葉草種，白三葉既是一種優(yōu)良牧草，也是綠肥，可以抑制返鹽，提高土壤肥力。

3樣品采集及測(cè)定

為了避免土壤鹽分含量空間差異性的干擾，采取定點(diǎn)方式采集土樣。研究區(qū)于2006年12月中旬土壤改良前進(jìn)行原始土壤樣品采集;2007年2月底建立排水工程系統(tǒng)后第2次采樣;4月中旬強(qiáng)烈積鹽期第3次采樣;5月初進(jìn)行灌溉淋洗，每次灌水約后10~20 d采集樣品，同時(shí)進(jìn)行下一次灌溉;2008年在春季返鹽期采樣。每次采樣深度為60 cm，按0~20、20~40、40~60 cm分層次采樣。

土壤全鹽量及鹽離子的測(cè)定水樣通過5∶1的水土比浸提抽濾得到，土壤全鹽量用質(zhì)量法測(cè)定;K+ 、Na+ 用火焰光度計(jì)法測(cè)定;Ca2+ 、Mg2+ 用EDTA滴定法測(cè)定;Cl-用硝酸銀滴定法測(cè)定;CO32-、HCO3- 用雙指示劑中和滴定法測(cè)定;SO42- 用EDTA間接絡(luò)合滴定法測(cè)定[6];pH用水土比2.5∶1玻璃電極法測(cè)定[7];土壤養(yǎng)分的測(cè)定采用常規(guī)分析方法[6]。

4效果分析

4.1土壤剖面全鹽動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

從圖1中可以看出，原始土壤通過實(shí)施綜合改良措施，土壤全鹽量發(fā)生了很大的變化。總體來看，土壤剖面0~60 cm范圍內(nèi)，原始土壤全鹽量均大于15 g/kg，經(jīng)過將近1.5 a的改良，土壤全鹽量降低到6 g/kg以下，平均脫鹽率達(dá)71.78%。從不同采樣時(shí)期來看，2007年初實(shí)施工程措施后，土壤全鹽量與原始土壤相比，幾乎沒有發(fā)生變化，主要是由于土壤鹽分在冬季處于穩(wěn)定狀態(tài)。2007年4月中旬由于強(qiáng)烈蒸發(fā)作用，鹽分隨地下水上升到地表，土壤表層0~20 cm全鹽量由年初16.4 g/kg上升到19.3 g/kg，增加了17.68%。5月初進(jìn)行灌溉淋洗，各采樣層次隨灌溉次數(shù)的增加土壤全鹽量逐步降低，通過4次淋洗后土壤含鹽量與淋洗前土壤相比，0~20、20~40、40~60cm分別降低了80.83%，60.23%，65.76%，說明排水條件良好情況下灌溉淋洗對(duì)濱海鹽土有很好的脫鹽效果。2008年春季灌水1次后，土壤未出現(xiàn)劇烈的返鹽現(xiàn)象，土壤各層次全鹽量仍保持下降趨勢(shì)。

4.2表層土壤全鹽、鹽離子組成的總體變化

從表1可以看出，通過近1.5 a的綜合改良，表層0~20 cm土壤全鹽量降低了79.54%，土壤中Ca2+、Mg2+、Na+、Cl- 、SO42-等離子含量也在降低，其中Cl-含量降低幅度最大，SO42-含量降低幅度最小，CO32-、HCO3-含量增加，但增加幅度不大。由于各種離子理化性狀的差異，以及土壤對(duì)各種離子吸附能力的不同，在脫鹽過程中，離子組成必然發(fā)生一定的變化[8]。原始土壤鹽分組成以Na+ 、Cl-占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，改良后土壤中Na+、Cl-含量分別降低了85.25%、92.91%，且SO42-含量大于Cl-含量，表明土壤鹽分的主要組成成分由氯化物型向硫酸鹽型轉(zhuǎn)變。一般說來，土壤中鹽分對(duì)植物的危害高低順序?yàn)?碳酸鹽>氯化物>硫酸鹽，由此可見，通過改良土壤，土壤全鹽量和離子組成都發(fā)生了很大改變，土壤鹽分對(duì)植被的毒害效應(yīng)相應(yīng)降低。

4.3表層土壤養(yǎng)分含量的總體變化

濱海鹽土灌溉淋鹽的改良過程中，土壤全鹽量降低的同時(shí)，土壤中的養(yǎng)分也會(huì)隨之流失，我們采用化學(xué)改良措施(硫酸亞鐵+有機(jī)肥)以及生物改良措施(種植綠肥)來培肥土壤和改善土壤結(jié)構(gòu)。從表2中可以看出，與原始土壤相比，改良后土壤養(yǎng)分含量明顯增加，尤其速效養(yǎng)分，土壤水解氮、速效磷、速效鉀含量分別提高了90.58%、133.3%、115.9%，有機(jī)質(zhì)含量提高了0.25個(gè)百分點(diǎn)。

5結(jié)論

通過對(duì)天津?yàn)I海鹽土綜合改良的效果分析，得出以下結(jié)論:

(1)采用工程措施、灌溉洗鹽、化學(xué)改良、生物改良等措施相結(jié)合，綜合改良1.5年后，濱海鹽土脫鹽效果顯著，0~60 cm土壤平均脫鹽率達(dá)71.78%， 0~20 cm土壤脫鹽率達(dá)79.54%，且土壤鹽分組成也有一定的變化，土壤鹽分的主組成成分由氯化物型向硫酸鹽型轉(zhuǎn)變，對(duì)植物的毒害效應(yīng)降低。

(2)排水系統(tǒng)良好條件下，灌溉淋洗對(duì)濱海鹽土有很好的脫鹽效果，且隨著灌溉次數(shù)的增加，土壤剖面全鹽量逐漸降低。

(3)化學(xué)改良兼施有機(jī)肥，以及生物改良措施種植綠肥能夠明顯提高濱海鹽土表層土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量。

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