新疆地區(qū)鹽堿地成因及治理措施

張鵬輝+侯憲東+王健

摘要 土壤鹽漬化降低土壤的生產(chǎn)力，同時引發(fā)諸多的生態(tài)及社會問題，鹽堿地已成為制約新疆農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素。通過對新疆地區(qū)鹽堿地的成因及危害進(jìn)行分析，總結(jié)前人提出的鹽堿地治理措施，服務(wù)新疆地區(qū)的鹽堿地治理，并對鹽堿地的治理提出展望。

關(guān)鍵詞 鹽堿地；成因；治理措施；新疆地區(qū)

中圖分類號 S159.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）24-0178-03

Causes and Amelioration Measures of Saline-alkali Land in Xinjiang Region

ZHANG Peng-hui 1 HOU Xian-dong 1 WANG Jian 2

（1 Xinjiang Branch Office，Shaanxi Province Land Engineering Construction Group Co.，Ltd.，Urumqi Xinjiang 830011； 2 College of Resources and Environment，Northwest A & F University）

Abstract Soil salinization reduces soil productivity and triggers many ecological and social problems. Saline-alkali land has become an important factor restricting the development of agriculture in Xinjiang region.Based on the analysis on the causes and hazards of saline-alkali land in Xinjiang region，the amelioration measures of saline-alkali land were summarized to service the saline-alkali soilamelioration，and its prospects were put forward.

Key words saline-alkali land；cause；amelioration measure；Xinjiang region

鹽堿土是不同程度鹽化或堿化土壤的總稱。土壤中含鹽量>0.6%為鹽土；含鹽量<0.5%，土壤溶液中含有一定量的蘇打，膠體中交換性鈉鹽占交換性陽離子總數(shù)20%以上，且pH值≥9的土壤為堿土[1]。鹽堿土嚴(yán)重危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，限制和阻礙半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展。

新疆地處歐亞大陸腹地、中國西北邊陲，屬于典型的干旱地區(qū)。山脈與盆地相間排列，喻稱“三山夾二盆”。獨(dú)特的自然地理環(huán)境，使新疆成為鹽堿地的重發(fā)區(qū)。根據(jù)中科院新疆生態(tài)地理研究所對新疆灌區(qū)土壤鹽漬化遙感調(diào)查結(jié)果，灌區(qū)耕地總面積398.78萬hm2（不含旱地），鹽漬化面積為127.90萬hm2，占灌區(qū)耕地總面積的32.07%[2]。如何更好地治理該地區(qū)的鹽堿地，已成為解決新疆農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)。

1 新疆地區(qū)鹽堿地的成因

鹽堿地是在一定的土壤、鹽分、水分相互作用條件下形成的。通常土壤地下水與表層土壤水維持一定的動態(tài)平衡。干旱區(qū)土壤蒸發(fā)引起地下水沿土壤毛細(xì)管上移，土壤中的鹽分也隨著水分同時運(yùn)動。水分蒸發(fā)，鹽分則在土壤表層富集，鹽分離子達(dá)到一定高的濃度時就發(fā)生土壤鹽堿化。形成鹽堿地過程中，土壤和鹽分是構(gòu)成鹽堿地的基礎(chǔ)，水分是動力條件。氣候及人為因素導(dǎo)致鹽堿地的發(fā)生愈演愈烈，新疆地區(qū)鹽堿地成因尤為明顯。

1.1 自然原因

1.1.1 氣候原因。新疆地區(qū)氣候干旱，降水稀少，蒸發(fā)極其強(qiáng)烈。北疆地區(qū)年降雨量150～200 mm，年平均蒸發(fā)量達(dá)到700～1 200 mm，為年降水量的3～6倍；南疆地區(qū)年降雨量25～100 mm，年平均蒸發(fā)量1 000～2 000 mm，為降雨量的10～20倍[3]。強(qiáng)烈的蒸發(fā)力使土壤中溶解的鹽分進(jìn)入土壤表層，造成土壤嚴(yán)重積鹽。土壤水分的蒸發(fā)為灌區(qū)鹽堿地的形成提供源源不斷的動力。

1.1.2 成土母質(zhì)及水文原因。新疆各灌區(qū)周邊普遍被山區(qū)所環(huán)繞，山區(qū)巖石及成土母質(zhì)含有可溶性的鹽分，隨雪水融化或降雨形成的坡面徑流流走。新疆地區(qū)河流多為內(nèi)陸河，且多由山區(qū)流向盆地，鹽分隨地表水和地下水運(yùn)動進(jìn)入灌區(qū)，為土壤補(bǔ)充鹽分，同時導(dǎo)致地下水位升高及礦化度增大[4]。

1.2 人為原因

灌區(qū)部分輸水渠道破損或防滲措施不完善，水分下滲，升高了渠道周邊的水位。而不合理的灌溉制度如大水漫灌、串灌等，使灌水定額遠(yuǎn)大于田間的需水量，低洼盆地區(qū)域地下水抬升，帶來土壤次生鹽堿化。同時，在鹽堿地實行滴灌、微噴灌等節(jié)水措施，節(jié)水灌溉灌水量有限，水分對土壤中的鹽分淋溶作用微弱，鹽分無法進(jìn)一步轉(zhuǎn)移，鹽漬化的危害一直存在。

2 鹽堿地的危害

2.1 影響土壤結(jié)構(gòu)

鹽堿土中的Na+等的積聚使土壤的理化性質(zhì)變差，土壤中微生物的活動受到限制，團(tuán)聚體的數(shù)量變少。由于鹽分多、堿性大，使土壤腐殖質(zhì)遭到淋失，土壤結(jié)構(gòu)受到破壞，表現(xiàn)為濕時黏、干時硬，土壤的保墑能力、供水能力等降低，土壤的物理結(jié)構(gòu)變差，土壤容易形成板結(jié)。

2.2 影響作物水分和養(yǎng)分的吸收

鹽堿地對作物的主要危害是土壤中高含量的鹽離子，使植物根系難以吸收水分和營養(yǎng)物質(zhì)，引起“生理干旱”和營養(yǎng)缺乏癥[5]。植物吸收水分主要借助根毛的滲透作用。當(dāng)作物體內(nèi)的滲透壓小于土壤溶液中的滲透壓時，會使植物產(chǎn)生生理缺水，輕則發(fā)育不良，重則死亡。

而土壤中的含鹽量高時，大量的非營養(yǎng)離子（Na+、Mg+等陽離子和Cl-等陰離子）進(jìn)入植物體內(nèi)，破壞植物器官和組織，造成營養(yǎng)流失。鹽堿土中的pH值很高，土壤中的磷易形成難溶性磷酸鹽，降低了磷的有效性。鹽堿土中有機(jī)質(zhì)的含量較低，土壤中磷素的有效性因有機(jī)質(zhì)的分解產(chǎn)物的減少而降低。此外，鋅、錳等微量元素也因土壤pH值高而降低了有效性。endprint

2.3 影響社會穩(wěn)定

土壤的鹽漬化破壞作物賴以生長的土壤條件，同時影響作物的生長，造成作物缺苗或死亡，阻礙農(nóng)作物的發(fā)展。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，輕、中、重度鹽堿化耕地造成的作物減產(chǎn)可分別達(dá)到10%、15%～30%、30%～50%[6]。隨著土壤的鹽漬化的發(fā)展，原有的土地生產(chǎn)力降低，土地荒廢，生態(tài)環(huán)境破壞，原有的人口遷移，極大程度地影響社會的穩(wěn)定。

3 鹽堿地的治理措施

根據(jù)鹽堿地的成因，從減少鹽分來源、防止鹽分富集、吸收集聚鹽分、淋洗排除鹽分和改良減少鹽分等角度進(jìn)行鹽堿地治理，主要治理措施有水利措施、農(nóng)業(yè)措施、生物改良措施和化學(xué)改良措施等。

3.1 水利措施

水分既是導(dǎo)致土壤鹽漬化產(chǎn)生的原因，也是減少土壤鹽漬化的媒介。針對灌區(qū)土壤鹽漬化問題，合理的布設(shè)灌溉排水措施，有助于減少土壤鹽漬化。水利治理措施要從源頭、輸水、灌溉等幾個方面綜合治理。

3.1.1 從源頭上阻止鹽分的流入。雪水融化或降雨將山體表面或土壤中可溶性的鹽分進(jìn)行轉(zhuǎn)移，在灌溉前必須進(jìn)行檢測，對于達(dá)到農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的直接灌溉；對于礦化度較高的水質(zhì)不能直接進(jìn)行灌溉，應(yīng)控制鹽分輸入，以免加劇土壤的鹽漬化。

3.1.2 在輸水過程中防止鹽分富集。因新疆灌區(qū)的地下水埋深淺，礦化度高，一般中度鹽堿地地下水埋深<2 m[5]。若出現(xiàn)滲漏，極易形成鹽漬化。因此，從水源地到田間地頭，灌溉渠道應(yīng)采用水泥防滲渠道或采用暗管進(jìn)行輸水。減少渠道周邊水分下滲，防止鹽分富集。

3.1.3 針對不同鹽漬化程度合理采用相應(yīng)的灌溉方式。對于鹽堿地的灌水，有田間大水漫灌和采用滴灌、噴灌等灌溉方式。對于輕度鹽漬化的土壤，采用滴灌、噴灌、低壓管道等灌水方式，既能提高灌水效率，節(jié)約灌水用量，也能防止田間滲漏，防止鹽富集，防止輕度鹽漬化惡化。對于中度或重度鹽堿地，采用大水漫灌將鹽分進(jìn)行淋洗，同時配置排堿溝，將土壤中的鹽分排除；也可以采用暗管排水技術(shù)進(jìn)行脫鹽，根據(jù)王克全等[7]在新疆重度鹽堿地采用暗管排鹽試驗，得出在暗管間距5 m、埋深80 cm時，土層平均脫鹽率高達(dá)42%。在對中度及重度鹽堿采用大水漫灌洗鹽措施治理，再采用輕度鹽堿地治理方案，可以起到良好的治理效果。

3.2 農(nóng)業(yè)措施

3.2.1 平整土地。土地平整度影響到土壤排堿效果。根據(jù)試驗，田面平坦的田塊比高差超過8～15 cm的田塊脫鹽率高15%～52%、灌水時間減少46%～60%[8]。平整的田塊在灌水淋洗時使鹽分均勻泡在水中，鹽分脫鹽均勻，同時使毛細(xì)管受力均勻，防止局部積鹽。土地平整可以降低水分蒸發(fā)量，同時土地整平過程中，土壤翻動，切斷土壤毛細(xì)管，減少鹽分上升，可有效防止鹽分富集。

3.2.2 增施有機(jī)肥。施用有機(jī)肥后，土壤有機(jī)質(zhì)含量和微團(tuán)聚體數(shù)量增加，容重降低，總孔隙增加，入滲速率得到改善，從而使土壤易于脫鹽。有機(jī)肥的施用也能增加有機(jī)膠體和腐殖質(zhì)數(shù)量，增強(qiáng)土壤膠體對鹽分的吸附能力，降低鹽分在土壤中的活性。半腐熟有機(jī)肥不斷消耗耕層和表土鹽分中氮源，并能吸收部分鹽分和阻斷部分毛管水流，有抑制鹽分積累的作用。在施用化肥的基礎(chǔ)上施用腐熟有機(jī)肥，可使土壤電導(dǎo)率提升20.4%～40.9%，離子運(yùn)動加強(qiáng)。有機(jī)肥對鹽堿地改良效果顯著。增施綠肥可以改善土壤結(jié)構(gòu)和根際微環(huán)境，增強(qiáng)土壤微生物的活動，提高土壤肥力，抑制鹽分積累。

3.3 生物改良措施

對鹽堿土的生物改良措施主要是在鹽堿土壤上引種和馴化有經(jīng)濟(jì)價值的鹽生植物和耐鹽植物[9]。主要有以下方法：一是種植耐鹽樹木，如胡楊、旱柳等。通過植物的蒸騰作用降低地表水位，同時改善局部小氣候，調(diào)節(jié)土壤結(jié)構(gòu)，減輕積鹽。二是種植耐鹽的牧草，耐鹽牧草的種類較多，常見的為禾本科和豆科。耐鹽牧草能夠吸收土壤中的鹽分并在體內(nèi)累積，通過收割可以帶走土體中的鹽分。根據(jù)呂 彪等[10]對鹽堿地上種植耐鹽植物堿茅草，發(fā)現(xiàn)脫鹽效果非常明顯，種植堿茅草3～4年，脫鹽率達(dá)到77.00%～84.63%，pH值由8.50降到8.20。種植耐鹽植物以植物蒸騰代替土壤蒸發(fā)，降低土壤蒸發(fā)量及鹽分累積的速度。耐鹽植物改善了土壤結(jié)構(gòu)，增加有機(jī)質(zhì)、孔隙度、團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)等，提高土壤肥力。耐鹽牧草一方面降低土壤中的鹽堿的含量，另一方面能夠為牲畜提供牧草，值得推廣。

3.4 化學(xué)改良措施

化學(xué)改良措施一般用于重度堿性土壤的改良。主要是在鹽漬化土壤中加入磷酸、石膏、礦渣等改良劑，降低土壤中鹽堿的含量[11]。加入的化學(xué)改良劑增加可溶性Ca2+，通過離子代換將土壤中的Na+代換出來。再通過淋洗作用，減輕土壤中的鹽分含量。常用的化學(xué)改良劑有3類：一是鈣劑，如石膏等；二是鈣活化劑，如粗硫酸、黑礬等；三是其他改良劑，如土壤改良劑、爐渣等[4]。

4 結(jié)語

由于新疆的自然因素及不合理的開發(fā)利用，新疆地區(qū)的鹽堿地占全國的近1/4[12]，對新疆地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展造成很大的影響。水利措施、農(nóng)業(yè)措施、生物改良措施、化學(xué)改良措施等對于鹽堿地的改良具有不同的效果。通過合理利用灌溉用水，減少鹽分來源；通過平整土地、施用有機(jī)肥等，防止鹽分富集，防止土壤鹽堿化形成和輕度鹽堿土壤惡化；借助淋洗灌溉，淋洗排除土壤鹽分；種植耐鹽堿植物，吸收集聚土壤鹽分；施用化學(xué)改良劑，修復(fù)鹽堿土地。

鹽堿地的改良是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，隨著新理論、新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，對鹽堿地的治理提出了新的治理思路。主要有“土壤水鹽定向遷移理論”“鹽分上移地表排”模式、“地表排鹽技術(shù)”[13]的理論研究等，以及納米材料的開發(fā)、轉(zhuǎn)基因耐鹽植物的培育等，新疆地區(qū)鹽堿地的改良將迎來新的突破。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 韓霽昌.土地工程實務(wù)[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2016：110-111.

[2] 喬玲，張芳，鄒德華.新疆灌區(qū)鹽堿地成因分析及治理措施[J].中國農(nóng)村水利水電，2008（8）：89-90.

[3] 胡明芳，田長彥，趙振勇，等.新疆鹽堿地成因及改良措施研究進(jìn)展[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報，2012（40）：111-115.

[4] 邵華偉，孫九勝，胡偉，等.新疆鹽堿地的分布特點和成因及改良利用技術(shù)研究進(jìn)展[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（11）：160-164.

[5] 介明.鹽堿地的危害與改良研究[J].綠色科技，2016（7）：122-124.

[6] 張龍德.新疆地區(qū)鹽堿地的成因及治理措施[J].黑龍江水利科技，2012（40）：193-194.

[7] 王克全，馬軍勇，周建偉，等.暗管排水技術(shù)在新疆重度鹽堿地的脫鹽試驗[J].干旱區(qū)研究，2013，30（增刊1）：117-120.

[8] 陳雯龍.新疆新和縣鹽堿地成因分析及治理措施[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2011（17）：67-69.

[9] 丁海榮，洪立洲，楊智青，等.鹽堿地及其生物措施改良研究現(xiàn)狀[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（6）：299-300.

[10] 呂彪，趙蕓晨，陳葉，等.河西走廊鹽土資源及生物改土效果[J].土壤通報，2001（32）：150-151.

[11] 張俊偉.鹽堿地的改良及利用方向[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2011（4）：63-64.

[12] 趙思峰.新疆鹽堿地的綜合研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2006（9）：33-34.

[13] 周和平，張立新，禹鋒，等.我國鹽堿地改良技術(shù)綜述及展望[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2007（11）：159-161.endprint