曾玉霞,李興強
(寧夏大學土木與水利工程學院,寧夏銀川750021)
鹽堿地是指土壤中積累了過量的可溶性鹽類,對作物的生長發育產生抑制或危害的土壤,其中,鹽土中可溶性鹽類以NaCl、Na2SO4為主,堿土中以 Na2CO3、NaHCO3為主。我國鹽堿地總面積達9913萬hm2[1],主要分布區域有東北、華北、華東及西北地區。鹽堿地的形成,嚴重降低了農業生產產量,破壞了生態環境,對其進行合理的開發利用是我國確保耕地總量動態平衡并實現可持續發展的重要手段。
鹽堿地的形成既與自然因素有關,又與人為因素有關。自然因素包括氣候、地形、水文條件等,人為因素包括對土地的不合理灌溉及耕作等。鹽堿地的一般特征有:土壤易滯水,通氣性、透水性差,土地升溫慢,土壤中酶活性低,有機質轉化慢,土壤肥力差、宜板結、滲透系數低等。鹽堿地不僅妨礙工程建設,而且破壞生態環境,影響農林業生產,給環境、經濟和社會均造成一定程度的損失。
鹽堿地會嚴重影響工程質量,造成巨大的經濟損失。不同成因和地區的鹽堿地對工程的危害不同,主要有溶陷、鹽脹和腐蝕[2]。
由于土壤理化性狀差,有些地區的鹽堿地,除了有極少數的耐鹽植物生長外,基本寸草不生,造成森林和草原的大面積退化,進而加劇溫室效應,嚴重影響當地及周邊地區的生態環境。
由于鹽堿地中鹽離子濃度高,增大了土壤溶液的滲透壓,滯緩了植物對養分及水分的吸收,甚至產生脫水現象,使植物體內水分平衡失調,造成植物生理干旱,從而抑制其生長發育,嚴重時造成植株死亡。土壤溶液中的某些離子會對植物生長產生毒害作用,危害植物體組織,例如,高濃度的Na+可以取代通過質膜運輸的Ca2+,改變細胞質膜原本的通透性和選擇透過性[3],但不同鹽離子在不同濃度下對不同作物在不同的生育期毒害程度也不同。
水利改良是利用水利工程措施對灌溉水和地下水進行調控,以降低土壤水中的含鹽量,進而達到改良鹽堿地的目的[4]。具體方式有:明溝排水、井灌井排、灌溉沖洗、放淤改良[5]、膜下滴灌、地下滲管排鹽等。水利改良本著“鹽隨水來,鹽隨水去”的原則,通過嚴格控制水源、輸水、灌水及排水條件,有助于鹽堿地的改良。其缺點是工程量大,成本高。
物理改良鹽堿地措施有合理深耕、平整土地、加填客土、地表覆蓋等。這幾種方法是從改善土壤水、氣、熱狀況來達到改良鹽堿地的目的。王成寶等[6]利用了不同的地面覆蓋方式,即地膜、細沙、秸稈,對新墾鹽堿地改良研究,發現不同的材料和覆蓋方式均有顯著的增產效果,這三種材料對鹽堿地的抑鹽、增產效果由好到壞順序為:地膜全覆蓋、細沙、秸稈。物理改良鹽堿地成本較小,對環境基本無污染,但返鹽風險大。
鹽堿地中可以施用化學改良劑來降低鹽分含量,常用的鹽堿地化學改良劑有石膏、磷石膏、亞硫酸鈣、黑礬、風化煤、糠醛渣、NPK增效劑(營養型酸性土壤改良劑)、康地寶土壤改良劑、鈉離子吸附劑等。杜雅仙[7]等將脫硫石膏與結構改良劑配合施用降低了土壤的pH值、全鹽和容重,促進了作物的生長發育,且改良效果隨著結構改良劑的增加而增加。化學改良鹽堿地見效快,成果顯著,但同時也存在著高成本和潛在的環境污染問題。
生物改良一般有增施有機肥、種植耐鹽植物、微生物改良、利用植物修復等。除此以外,在鹽堿地上植樹造林、種草養畜,也可實現對鹽堿地的改良,并改善脆弱的生態系統。生物改良鹽堿地因其成本低、工程量小、持久性強及對環境基本無污染而被廣泛采用,其缺點是見效慢,周期長。
近年來,改良鹽堿地的方法很多,不同的鹽堿土改良措施效果不同,其各有優缺點。因此,在改良鹽堿地時要注意,各種改良措施要因地制宜,綜合利用,以獲得最佳的改良效果;與各學科如農學、土壤水動力學、水文學等相互滲透,充分考慮各種改良方法,以達到改良目的;加強對鹽堿地水鹽運移動態的監測分析、預測及調控;盡可能以野外試驗為主,得到最準確的信息;要防止發生次生鹽漬化現象及避免環境污染。