渤海新區(qū)鹽池土原位改良試驗(yàn)初探

魏劍　許曉靜　趙立偉　王素君

摘 要：以渤海新區(qū)南疏港鹽池土改良為例，闡述了采用農(nóng)作物秸稈、園林肥、山皮砂、脫硫石膏等改良材料并結(jié)合灌溉洗鹽、栽植園林植物等方式進(jìn)行原位改良的方法。試驗(yàn)設(shè)置Tree、Mid和Test 3個(gè)處理，以未改良的原土區(qū)作為對(duì)照（CK），在常規(guī)養(yǎng)護(hù)管理狀況下，通過(guò)對(duì)可溶性鹽分、pH值和容重分析得出：在實(shí)施后，從短期土壤表現(xiàn)來(lái)看，Mid處理土壤含鹽量降幅最大，其0～30 cm、30～60 cm和60～90cm分別降低了80%，73%和62%，然后依次是Tree、Test和CK；各處理pH值均呈先降低后上升的趨勢(shì)，但總體均在8.5以下；改良后各處理0～20 cm土壤容重均顯著低于CK，其他土層Tree和Test處理亦顯著低于CK，而Mid處理與CK相當(dāng)。綜合而言，試驗(yàn)所設(shè)3個(gè)處理降鹽降堿和改善土壤物理性狀效果顯著。

關(guān)鍵詞：鹽池土壤；原位改良；農(nóng)作物秸稈

中圖分類號(hào)：S156.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.07.018

PreliMinary Study on In-situ Improvement Test of Salt Pond Soil in Bohai New Area

WEI Jian1， XU Xiaojing2， ZHAO Liwei3， WANG Sujun3

（1.Tianjin North Ecology Environment Institute， Tianjin 300300， China； 2.Tianjin Sinolight United Invent Environmental Technology Development Company Limited， Tianjin 300300， China；3.Jinglan North Garden （Tianjin） Company Limited， Tianjin 300300， China）

Abstract：Taking bohai district nanshu port salt pond soil improvement as an example， the paper expounded the in-situ improvement method by using improved materials such as crop straw， garden fertilizer， sand， and desulfurization gypsum combined with irrigation washing salt and planting garden plants. 3 treatments were set up， including Tree， Mid and Test， and the original soil area was as control （CK）， the soluble salt， pH and bulk density were analyzed during routine maintenance and management situation. The results showed that after the implementation， from the point of short-term soil performance， the soil salinity had the largest decline at Mid treatment， in which the soil salinity in 0～30 cm， 30～60 cm， and 60～90 cm were reduced by 80%， 73% and 62%， respectively， and then were Tree， Test and CK in turn. The pH value of each treatment showed a trend of decreasing first and then rising， but the overall pH value was below 8.5. After improvement， the soil bulk density of 0～20 cm in each treatment was significantly lower than CK， and in the other soil layers， Tree and Test treatments were also significantly lower than CK， while Mid treatment was similar to CK. In summary， the three treatments had significant effects on reducing salt and alkali， and improving the soil physical properties.

Key words：soil salt pond； In-situ improvements； crop straw

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市建設(shè)對(duì)土地資源的需求日益增大，渤海地區(qū)開(kāi)始嘗試在高鹽濃度土壤上開(kāi)展綠化工程，其中廢棄的鹽池是高鹽濃度的土壤之一。渤海新區(qū)的廢棄鹽池含鹽量很高，最高達(dá)4.7%，極高的鹽分導(dǎo)致了其上的植被覆蓋幾乎為零，生態(tài)環(huán)境非常惡劣。總結(jié)前人鹽堿土改良經(jīng)驗(yàn)，在工程實(shí)踐中將物理、化學(xué)、生物改良鹽堿土的方式綜合利用使得重度鹽漬土得以再次利用。王遵親[1]曾在著作中提到防治鹽堿化應(yīng)本著將利用與改良相結(jié)合，水利工程和農(nóng)業(yè)生物措施相結(jié)合，淋洗土壤鹽分和提高土壤肥力相結(jié)合的原則進(jìn)行改良。如天津節(jié)水型鹽堿灘物理-化學(xué)-生態(tài)綜合改良及植被構(gòu)建技術(shù)[2]，“減蒸促排”、“集雨附鹽防蒸”鹽堿地造林改良模式[2]等對(duì)鹽漬土進(jìn)行利用，都能夠有效的減緩鹽分的積聚，降低鹽分含量，提高苗木成活率，但有關(guān)對(duì)廢棄鹽池土進(jìn)行原位改良并綠化的相關(guān)研究尚未見(jiàn)報(bào)道。

本試驗(yàn)采用物理和工程改良相結(jié)合的方法對(duì)曬鹽池土壤進(jìn)行原位改良，并在改良后的土壤上進(jìn)行常規(guī)綠化建植，旨在為高鹽土壤改良提供參考與借鑒。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地位于滄州渤海新區(qū)南疏港路南側(cè)，該地段原為曬鹽池，土壤含鹽量較高，最高達(dá)4.7%，pH值8.7，土壤組成為粉砂壤和粘壤，通氣透水性都較差，無(wú)任何植被覆蓋。種植試驗(yàn)區(qū)段長(zhǎng)200 m，改良及綠化總面積3 600 m2。

1.2 試驗(yàn)材料

棉花秸稈和玉米秸稈、山皮砂、脫硫石膏、北方園林改良肥。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)自2017年2月10日開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)改良，整個(gè)試驗(yàn)段劃分為4個(gè)處理，分別表示為：CK、Tree、Mid、Test，每個(gè)處理重復(fù)3次。各處理詳細(xì)描述如下：CK，為未改良的原土區(qū)作為對(duì)照；Tree，0～30 cm 土壤摻拌北方園林改良肥20%（體積比），30～70 cm 土壤摻拌棉花秸稈和玉米秸稈各10%（體積比）；Mid，在Tree處理的基礎(chǔ)上，70～100 cm摻混山皮砂15%（體積比）；Test，在Mid處理的基礎(chǔ)上，0～30 cm土層再添加0.8%（質(zhì)量比）的脫硫石膏。

改良完成后灌水兩次，每次約0.1 m3·m-2，灌水完成后土壤經(jīng)歷一個(gè)冬天的凍融過(guò)程，于2017年3月份在4個(gè)處理區(qū)，統(tǒng)一栽植園林植物：構(gòu)樹(shù)、紫荊、沙棗和國(guó)槐，栽時(shí)均帶土球。之后按照常規(guī)園林養(yǎng)護(hù)進(jìn)行管理。

1.4 采樣方法

分別于2017年的4月3日、4月21日、5月18日和7月28日采集1 000 m試驗(yàn)區(qū)的土壤樣品，在 CK、Tree、Mid、Test試驗(yàn)區(qū)采用“S”形隨機(jī)布點(diǎn)，每隔200 m用鐵鍬和土鉆分別采集0～30 cm、30～60 cm、60～90 cm土壤樣品（鐵鍬采集0～30 cm，土鉆采集其余兩層），同一區(qū)域的同層樣品混勻，四分法取土壤樣品1 kg左右，帶回室內(nèi)，風(fēng)干后研磨過(guò)2 mm篩。

容重的采樣方式為：在不同小區(qū)用環(huán)刀于0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm 分別取樣，帶回實(shí)驗(yàn)室，烘干測(cè)定。

1.5 測(cè)定方法

土壤全鹽量采用質(zhì)量法測(cè)定；pH值采用pHS-3C型pH計(jì)和E-201-C型pH復(fù)合電極進(jìn)行測(cè)定；容重采用環(huán)刀法。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)所獲得的所有數(shù)據(jù)用Excel 2003 軟件處理數(shù)據(jù)和制作圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤含鹽量的變化

由圖1可看出，各處理初始（4月3日）全鹽含量均表現(xiàn)為表層（0～30 cm）最高，且Tree>Mid>CK>Test。隨著時(shí)間的推移，各處理土壤含鹽量均有不同程度的降低，其中Tree處理在4月3日至4月21日間降幅最大，5月18日和7月28日土壤含鹽量基本處于穩(wěn)定；Mid和Test處理幾乎呈線性下降趨勢(shì)，且前者較后者下降速率快；對(duì)照組僅在4月21日至5月18日之間降幅較大。至7月28日，各處理較初始（4月3日）土壤含鹽量降幅最大的是Mid處理，其0～30 cm、30～60 cm和60～90 cm分別降低了80%，73%和62%，其次是Tree處理，各土層分別降低了78%，64%和67%；Test處理雖較Tree和Mid處理降幅小，但仍優(yōu)于CK區(qū)域，各土層全鹽含量分別降低了61%，52%和47%；CK區(qū)域降幅最少，各土層分別降低了45%，30%和33%。由此可見(jiàn)，Tree、Mid和Test處理在0～30 cm土層（根系主要分布層）均降到了1.0%以下，而CK區(qū)土壤含鹽量仍高于1.0%，30～60 cm和60～90 cm由于接受了上層土壤鹽分的運(yùn)移，至7月28日，各處理土壤含鹽量均高于0～30 cm土層。

2.2 土壤pH值的變化

為了解各處理對(duì)后期土壤次生堿化的影響，試驗(yàn)分析了土壤pH值的變化。由圖2可看出，隨著時(shí)間的推移，CK、Tree、Mid和Test 4個(gè)處理pH值均呈先下降后上升的趨勢(shì)，可能是由于栽植園林植物后，隨著養(yǎng)護(hù)管理的灌水，土體中可溶性的陽(yáng)離子運(yùn)移速度比陰離子慢，土壤出現(xiàn)了小幅度的次生堿化情況，但由于在改良的過(guò)程中加入了脫硫石膏，脫硫石膏中的鈣離子有抑制次生堿化的作用，所以在全鹽量降低幅度很大的情況下，土體中有較輕的返堿狀況。在4月3日均表現(xiàn)為0～30 cm土層pH值高于60～90 cm，而在7月28日測(cè)定時(shí)0～30 cm土層pH值均低于8.5，顯著低于30～60 cm 和60～90 cm，表層土壤的返堿狀況已得到抑制。

2.3 土壤容重變化

土壤容重是土壤重要的物理性質(zhì)[3]，不僅影響土壤孔隙度與孔隙大小分配、土壤穿透阻力及土壤水肥氣熱變化，而且影響植物生長(zhǎng)及根系在土壤中的穿插和活力大小[4]。一般說(shuō)來(lái)，土壤容重小表明土壤比較疏松，結(jié)構(gòu)良好，有益于土壤水、肥、氣、熱狀況的調(diào)節(jié)和植物根系的活動(dòng)；反之，則土壤緊實(shí)，土壤結(jié)構(gòu)差[5]。

由圖3可知，4個(gè)處理區(qū)改良前土壤容重在1.3～1.8 g·cm-3，土壤粘重、通氣透水性很差，現(xiàn)場(chǎng)集聚了很多水洼，這種情況任何植物都很難存活；各處理基本表現(xiàn)為Tree和Mid處理容重較低，Test容重較高，CK區(qū)域介于Tree和Mid與Test之間。經(jīng)過(guò)改良物料的摻拌、后期淋洗鹽分和植物栽植，在一定程度上大大改善了土壤粘重的物理性狀，至7月28 日，各土層土壤容重均有降低，尤其20～40 cm和40～60 cm降幅顯著，集中在1.30～1.43 g·cm-3，使其更適宜種植植物；0～20 cm表層土壤由于現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械碾壓容重稍高于第2層和第3層；改良后Tree和Test處理在各土層的土壤容重均低于CK區(qū)域，Mid處理在0～20 cm和80～100 cm土層低于CK區(qū)域，其他土層與CK相當(dāng)。由此說(shuō)明，改良物料的添加能夠有效改善粘重土壤的物理性狀，降低其容重，其中以Tree和Test處理效果較好。

3 結(jié) 論

北方園林改良肥可提高土壤肥力，增加土壤腐殖酸含量，提高其緩沖能力；棉花秸稈和玉米秸稈有助于改善土壤物理性狀，增大土壤孔隙度；山皮砂具有改變土壤組成，降低粘重程度的作用；脫硫石膏可以抑制土壤次生堿化。本試驗(yàn)所設(shè)的Tree、Mid和Test3個(gè)處理在實(shí)施后，從短期土壤表現(xiàn)來(lái)看，降鹽降堿和改善土壤物理性狀效果顯著，能夠快速降低鹽池土壤中大量的可溶性鹽離子，雖然后期土壤pH值略有上升，但均在綠化種植土的標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)，3個(gè)處理中以Tree和Mid降鹽效果較好，以Tree和Test的容重降幅較大。

本試驗(yàn)結(jié)果為今后在重鹽堿土及鹽池土地區(qū)進(jìn)行綠化建植提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，試驗(yàn)摻拌的改良物料為常用的有機(jī)無(wú)機(jī)物料，改良成本較低，但改良后土壤對(duì)綠化植被的影響以及不同處理對(duì)鹽池土壤改良的長(zhǎng)期效果還有待于進(jìn)一步長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和深入研究。

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