陜北鹽堿地綜合治理新模式探討

龐喆++陳田慶++郝起禮

摘 要：為探索陜北鹽堿地治理模式，以陜西省定邊縣堆子梁鎮鹽堿地土地綜合整治項目為例，在基于“改排為蓄、水地共處、和諧生態”綜合治理模式思想的指導下，進行土體有機重構，形成一套兼顧生態和經濟效益的開發性治理新模式。分析長期田間試驗觀測資料得出：在改排為蓄的治理模式下開發整理為農耕地的鹽堿區，土壤質量及作物產量逐年提高，取得了較好的效果。此治理模式是鹽堿地治理的工程突破口，為鹽堿地的治理提供了依據。盡管如此，陜北鹽堿地鹽堿化問題依然嚴峻，仍然是今后治理研究的重點區域之一。

關鍵詞：土體有機重構；鹽堿地；改排為蓄

中圖分類號：S156.4 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20171232008

引言

在我國，鹽堿地廣泛分布，我國鹽堿地總面積大3.455×107hm2，土地鹽堿化不僅危害作物賴以生存的土壤條件，而且禍及作物的生長，造成作物缺苗或死亡，從而使農作物減產，阻礙農業生產的發展，土壤鹽堿化是當地發展農業經濟的重要限制因素[1]。鹽堿土的有機質含量低，pH高，降低了鋅、錳、鐵、銅等中微量元素的有效性；鹽堿土溶液濃度高，滲透壓大，降低了作物吸收水分、養分的能力，影響作物正常的新陳代謝機能，危及作物的生長發育，造成作物缺苗、減產，甚至死亡。據統計，輕度鹽堿化土壤缺苗減產 10%～20% ，中度鹽堿化土壤缺苗減產 20%～50% ，重輕度鹽堿化土壤缺苗減產 50%～80%。鹽堿化土壤結構差，空隙度低，保墑能力差，鹽堿化土壤容易僵硬板結，肥力下降，地力退化。現如今，人口、糧食、土地資源壓力不斷增加，鹽堿地作為一種退化的土地資源，加之分布面積的廣泛性，對鹽堿地治理模式的研究，能大大緩解土地資源壓力。

1 項目概況

1.1 項目區概況

項目區位于毛烏素沙漠的南沿，距定邊縣城80余km，

距堆子梁鎮8km，地理坐標為E1081500～1081845、N373730～374230。沙草灘區與黃土梁峁區交界，大部分為鹽堿土，土壤分布有沙蓋壚土，占總面積的12.38%；有沙蒿土（分布于半固定沙丘），占總面積的16.58%；有黃沙土，占總面積的22.39%；有油沙土，占總面積的15.42%；有輕鹽堿土，占總面積的19.37%；有重鹽堿土，占總面積的13.05%；有紅膠土，占總面積的0.81%。耕層土壤有機質含量0.01%～0.85%，全氮含量0.03%左右，堿解氮含量為24～34mg/kg，速效磷含量為3.7～5.2mg/kg，氮磷比值7.5：1。有機質含量低，土壤肥力不足，且易受風蝕和旱災危害。

項目區是20世紀80年代洪水淤積區，屬于八里河下游排水泄洪末端，由于地殼構造作用，褶皺斷層較多。地表土層1.6m左右有層半膠結—密實的灰白色河湖相沉積，形成了隔水層，積水不易通過地下滲流，積水逐漸蒸發成灘。由于毛烏素沙漠邊緣南移入侵，與南部山丘遙相對應，形成四周高中間低的槽形封閉式洼地，造成項目區內地下水位上升，土壤鹽分隨毛管水上升到地面，鹽堿化逐漸嚴重[2]。野生紅柳、小葉蘆葦和鹽蒿為主要的植被。項目區鹽堿侵蝕分布情況見圖1。

1.2 限制因素分析

1.2.1 干旱

項目區多年平均降水量318mm，總量少且時空分布不均，7—9月份降雨集中，約占全年降雨量的61.3%，且多暴雨，有效降雨量有限，加上地下水資源沒有得到有效利用，干旱缺水成為土地利用和農業生產發展的主要限制因素。合理開發地下水，配套現代化的節水灌溉設施，發展優質高效節水型基本農田，以工程水利實現農業增產和水資源的高效利用。植樹種草，增加植被覆蓋率，減輕風沙危害，遏制水土流失，確保充分入滲，增加土壤水分含量，從資源水利的角度促進區域水資源的可持續利用，是解決干旱的主要措施和根本出路。

1.2.2 水土流失

項目區風力侵蝕。由于下墊面缺乏覆蓋，松散的沙粒在風力作用下極易產生侵蝕，沙粒通過吹揚、躍移、堆積完成侵蝕過程，風蝕使沙丘移動、表土剝蝕，導致土地肥力下降，甚至破壞土地，吹蝕種子，傾覆作物，導致減產減收，水土流失是項目區主要的自然災害之一。項目建設經過土地平整、土壤改良、農田防護林和防風固沙林建設，優化了土壤理化性狀，增強了土壤抗蝕能力，構建了水土流失防護體系，增加了下墊面覆蓋率，有效遏制水土流失的發生發展，削弱甚至消除水土流失對土地利用的限制。

1.2.3 土地鹽堿化

項目區氣候干旱，地下水位高（埋深0.3～2m，礦化度高），太陽輻射強烈（年日照時數為2743.3h，太陽總輻射熱能為5.75×106 J/m2），強烈的水分蒸發造成土壤含鹽量逐漸增加，形成鹽堿土，造成土壤板結與土壤肥力下降，阻礙作物生長[3]。針對這種情況，項目將平整土地，消除鹽分富集的微域地形條件，使土壤在降雨、灌溉條件下的水分入滲和蒸發均勻，以減少地形因素帶來的土壤次生鹽漬化。同時，建設排堿系統，排堿溝不但可以排除灌溉退水、降雨所產生的地表徑流，而且可以排除灌溉滲漏水、淋鹽入滲水和部分地下水。在此基礎上進行覆沙和改良工程，進一步改善土壤結構和水分蒸發情況。

2 工程措施

2.1 土地平整工程

根據項目區實測地形圖，項目區除北部沙地需大規模進行土地平整外，其余大部地塊土地較為平整，坡比小于3‰，除了現有的部分小面積地塊使用推土機進行平整外，主要的工程量在于對排堿溝開挖的土方進行平整，這樣同時可以增加田面高程。

土地平整時，根據田塊設計，將高處的土回填至低洼處，挖、填按分單元，分塊、分區和整體平衡逐級優先考慮，并且每塊田塊盡可能半填半挖，平整工程量較小，運距短。

2.2 覆沙覆土工程

項目區日照充足，冬冷夏熱，晝夜溫差大。因此，地面蒸發量大，鹽分表面聚集較強，容易造成土地板結。為確保將該項目開發成為旱澇保收耕地，從外調運沙對土壤進行覆蓋，與原有鹽堿土混拌均勻，增加土壤孔隙度，抑制土壤鹽分表面聚集，以改善土壤的理化性質，覆沙10cm。沙土具有含鹽量低、結構疏松的性狀，土壤質地為砂土，沙地土壤與鹽堿土壤混合，改善土壤質地，降低鹽堿土的鹽堿含量。主要依靠破壞鹽堿土中鹽分和水分上移賴以生存的毛管作用來制約鹽分的表聚，沙地土壤毛管空隙大、不能形成毛管吸力的作用，進而限制下層鹽堿土的鹽分向上移動。

一般農作物生長的耕作層厚度為30cm，覆沙10cm并與原有鹽堿土充分均勻混拌，可以有效的降低原有鹽堿地板結作用，增大土壤的孔隙度，防止耕作層表面因板結、蒸發造成的鹽分大量聚集，降低土壤鹽分。同時覆沙厚度不能過大，因為沙子本身漏水露肥，在陜北風沙灘區本身就干旱、降雨少、蒸發強，水分對作物至關重要，需要靠原有粘土保墑保肥。因此考慮綜合因素，覆沙厚度為10cm，在耕作層沙土比例1：2。以增大土壤孔隙度、防止返鹽、增加土壤鹽分的彌散流動。

2.3 排堿溝工程

由于項目區地下水位較高，為降低表面鹽堿化，需降低地下水位，并在灌溉時洗鹽壓堿。設計蓄水溝網，規劃蓄水湖和淹沒區。地下水位被控制在農作物根系生長的有效范圍內，滿足作物生長的同時防止土壤次生鹽堿化。在項目區外圍開挖截水溝，根據土方開挖工程定額，考慮到項目區水位埋深較淺，經測土壤含水率為19%，故采用1：1的邊坡系數，并采用陳祖昱《土質邊坡穩定分析stab程序》進行分析，邊坡系數穩定。

根據《灌溉與排水工程設計規范》，結合項目區實際情況，排水標準采用10a一遇標準。本設計采用的最大地塊面積作為設計斷面標準，則其他地塊都能滿足排水及洗鹽壓堿要求。規劃排水干溝、支溝、農溝（截水溝）采用梯形斷面土質溝渠，排水溝的設計流量按穩定均勻流公式進行計算。依據《灌溉與排水工程設計規范》規定，結合項目區的土質、地形和排水排堿要求，確定排水溝沿寬分別為10m、8m、6m，溝深為分別2.4m、2.2m、2m，邊坡系數m=1：1。經計算，面積最大地塊的排水溝的排水能力大于排水設計流量，以此斷面設計排水溝可以滿足排水要求。設計排堿溝，要使溝道能通過排澇設計流量；還要滿足控制地下水位等要求。排堿溝的設計水位可以分為排漬水位和排澇水位2種，確定設計水位是設計排堿溝的重要內容。

2.4 土壤改良工程

2012春，在項目區試種9hm2玉米試驗田，除了2hm2左右的地因為鹽堿侵蝕嚴重沒有出苗外，其它6hm2左右的玉米長成并結果實，秋季秸稈覆蓋還田。2013年對項目區所有鹽堿地進行以土壤改良為目的的種植工作，試驗田塊的出苗率和長勢明顯好于相鄰地塊。本次主要種植耐鹽堿的紫花苜蓿、糜子、蓖麻、玉米等，秋天秸稈還田，作為鹽堿地治理的重要手段之一。在鹽堿地上覆蓋作物秸稈后，明顯地減少了土壤水分蒸發[4]。它阻止水分與大氣間直接交流，對土壤表層水分上行起到阻隔作用，進而減少了鹽分的上移，減少了土壤表層鹽分的聚集，同時還增加光的反射率和熱量傳遞，降低土表溫度，從而降低蒸發耗水；同時，秸稈還田還能保墑蓄水，調節地溫、改善土壤結構，提高土壤肥力[5-7]等，土壤改良工程不僅改善了土壤的結構和水分垂向運移，還改善了土壤的養分環境。

3 結果與分析

鹽漬化土壤的形成是一個長期而復雜的過程，鹽漬土改良也是一個復雜的系統性工程。任何單一的措施，都有其自身適用條件和技術優勢及局限性。“改排為蓄”和秸稈還田的方式進行土壤改良治理鹽堿地是將農業技術和水利相結合的綜合措施，既起節水作用，又起培肥改良鹽堿土壤的作用，不僅對土壤水鹽環境產生影響，而且是對土壤生態環境的綜合作用。“鹽隨水來，鹽隨水去”是鹽堿地中水鹽運動的特點。有效控制水位，是“改排為蓄”理論的精髓[8]。只要能控制土壤水分蒸發就可減輕鹽分表聚，達到改良的目的。

工程實施后，對田間表層土壤土樣進行化學監測。對結果進行分析，表明：秸稈覆蓋還田和改排為蓄使鹽堿土壤中HCO3-、Cl-、SO4-2、、Na+、K+、含鹽量、總堿度含量等鹽堿指標大幅下降，尤以SO4-2、效果最明顯。由此說明，“改排為蓄、水地共處、和諧生態”綜合治理模式對于陜北鹽堿地治理效果顯著，值得進一步推廣。

參考文獻

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