新疆兵團(tuán)鹽漬化農(nóng)田現(xiàn)狀與防治對(duì)策

鄭飛敏，賈志峰,2,3，梁 飛，馬 旭

（1長(zhǎng)安大學(xué)水與發(fā)展研究院，西安 710054；2長(zhǎng)安大學(xué)旱區(qū)地下水文與生態(tài)效應(yīng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710054；3長(zhǎng)安大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院，西安 710054；4新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)田水利與土壤肥料研究所，新疆石河子 832000；5新疆兵團(tuán)第六師農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，新疆五家渠 831300）

0 引言

農(nóng)田是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本要素，是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。新疆是中國(guó)最嚴(yán)重的干旱區(qū)之一，其土地資源豐富、光熱條件充足，但水資源匱乏，生態(tài)環(huán)境脆弱。干旱、風(fēng)沙、鹽漬的荒漠環(huán)境成為其主體景觀[1]。新疆“三山夾二盆”的地形與特殊氣候格局使得巖相地貌帶中的鹽分隨著河流由山區(qū)向盆地匯集，而平原區(qū)處于干旱氣候帶，降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈[2]，水分在盆地低洼處蒸發(fā)使其所攜帶的易溶鹽積聚于土壤中[3-5]。新疆平原區(qū)土壤鹽漬化分布廣泛，且積鹽歷史悠久，加之成土母質(zhì)大多含有鹽漬和不合理的灌溉耕作，土壤處于較為嚴(yán)重的積鹽狀態(tài)，已引發(fā)了一系列的環(huán)境生態(tài)問(wèn)題。如重灌輕排，大定額灌溉，引起潛水位上升，在強(qiáng)烈的蒸發(fā)條件下，水去鹽存，引起耕地土壤次生鹽漬化；引用泄入河、湖、水庫(kù)的高礦化度農(nóng)田排水及城市廢水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，更是加重了土壤次生鹽漬化；盲目墾荒，破壞了荒地生態(tài)，削弱了土壤抗御風(fēng)水災(zāi)害的能力，改變了土壤鹽分的去向等[6-7]。

近年來(lái)，兵團(tuán)大面積推廣膜下滴灌技術(shù)，起到了節(jié)水、增產(chǎn)的顯著效果。然而，膜下滴灌是小定額的連續(xù)供水，屬淺層灌溉，灌溉水沒(méi)有深層滲漏，難以利用灌溉水淋洗鹽分到地下水中去，鹽分只在土層中轉(zhuǎn)移而無(wú)法消除，再加上灌溉水礦化度較高，土壤水分因蒸散消耗，致使水去鹽留，土壤處于較嚴(yán)重的積鹽狀態(tài)[8-9]。土壤次生鹽漬化是限制農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，開展土壤鹽漬化土壤調(diào)查與治理研究日益受到重視。吐爾遜江· 伊布拉尹[10]對(duì)新疆伊犁河谷灌區(qū)土壤次生鹽漬化的現(xiàn)狀調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該灌區(qū)土壤已呈現(xiàn)堿化狀態(tài)；文軍[11]對(duì)新疆巴楚縣土壤次生鹽漬化現(xiàn)狀分析發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)農(nóng)田土壤次生鹽漬化程度嚴(yán)重,分布面積大，其生態(tài)環(huán)境極其脆弱；趙凱等[12]對(duì)新疆阿拉爾地區(qū)土壤鹽漬化特征進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)不同深度的土壤鹽漬化特征不同，淺層土壤以中等鹽漬化為主，深層土壤以輕度鹽漬化為主，整體上輕度鹽漬化面積不斷增加；李保峰[13]對(duì)新疆尉犁縣鹽漬化土壤進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)鹽堿地主要分布在綠洲和沙漠之間的交錯(cuò)帶，地表水和地下水的補(bǔ)給成為了鹽堿地形成的主要驅(qū)動(dòng)力。

盡管眾多學(xué)者對(duì)新疆地區(qū)土壤鹽漬化問(wèn)題開展了大量的研究工作，但新疆地區(qū)面積大，不同地區(qū)土壤鹽漬化類型及程度有所不同，治理措施也有區(qū)別。本研究通過(guò)對(duì)新疆各團(tuán)場(chǎng)鹽漬化農(nóng)田分布、利用現(xiàn)狀和改良措施等進(jìn)行調(diào)查，分析兵團(tuán)土壤鹽漬化現(xiàn)狀，以期為全兵團(tuán)乃至全疆開展鹽漬化農(nóng)田治理，提升耕地質(zhì)量及其相關(guān)政策的制定提供數(shù)據(jù)支撐。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)地處中國(guó)西北地區(qū)，屬于干旱的溫帶大陸性氣候。按地理位置的不同，可以分為3種類型。北疆西北部的第四、五、九、十師，屬于中溫帶半干旱區(qū)氣候；北疆準(zhǔn)噶爾盆地的第六、七、八、十一、十二師，屬于中溫帶干旱區(qū)氣候；南疆的第一、二、三、十四師和東疆的第十三師，屬于暖溫帶干旱區(qū)氣候。主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是干燥少雨、冬寒夏熱、日溫差大和日照豐富。夏季高溫，高山冰雪融水豐富，有利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)。北疆植物生長(zhǎng)期平均180 多天，南疆200 天以上，西北疆160多天，全疆都可種植農(nóng)作物。新疆兵團(tuán)擁有耕地面積120.2萬(wàn)hm2，東西和南北相距各1500 km。新疆兵團(tuán)中除了十一師為建筑工程師，其他13個(gè)師均為農(nóng)業(yè)師，共管轄139個(gè)農(nóng)牧團(tuán)場(chǎng)，長(zhǎng)期以來(lái)兵團(tuán)肩負(fù)屯墾戍邊的使命，在鞏固邊防、穩(wěn)定邊疆、促進(jìn)民族團(tuán)結(jié)和發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)中，發(fā)揮著不可替代的作用[14-15]。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

為了統(tǒng)計(jì)兵團(tuán)土壤鹽漬化現(xiàn)狀，按照新疆鹽堿地劃分標(biāo)準(zhǔn)[16]設(shè)計(jì)了鹽堿地分類面積表、鹽堿地化學(xué)類型表、不同程度鹽堿地生產(chǎn)狀況表和鹽堿地改良狀況表等4 份調(diào)查表，2015—2017 年通過(guò)兵團(tuán)科技和農(nóng)業(yè)主管部門將調(diào)查問(wèn)卷和鹽堿土劃分標(biāo)準(zhǔn)發(fā)放到各團(tuán)場(chǎng)，然后由各團(tuán)場(chǎng)主管農(nóng)業(yè)的副團(tuán)長(zhǎng)或者農(nóng)業(yè)科長(zhǎng)對(duì)照?qǐng)F(tuán)場(chǎng)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)和團(tuán)場(chǎng)相關(guān)的土壤現(xiàn)狀數(shù)據(jù)統(tǒng)一填寫。針對(duì)139個(gè)團(tuán)場(chǎng)共發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷139套，收回139 套，收回率100%。本研究采用Excel 2007 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 新疆兵團(tuán)鹽漬化耕地現(xiàn)狀分析

2.1.1 新疆兵團(tuán)各師農(nóng)田鹽漬化 根據(jù)統(tǒng)計(jì)全兵團(tuán)播種面積約為120.2萬(wàn)hm2，其中中低產(chǎn)田面積約為67.1萬(wàn)hm2，約占播種面積的56%。鹽漬化農(nóng)田面積約為53.1 萬(wàn)hm2，占全兵團(tuán)播種面積的44%，其中重度鹽漬化農(nóng)田面積約為23.3 萬(wàn)hm2，占到全兵團(tuán)播種面積的19.4%（見(jiàn)表1），鹽漬化已經(jīng)成為中低產(chǎn)田的關(guān)鍵制約因素。

目前南疆4個(gè)師的播種面積約為全兵團(tuán)播種面積的32.8%，而鹽漬化耕地面積占兵團(tuán)鹽漬化農(nóng)田面積的47.1%，其中，二師和三師的中重度鹽漬土面積均超過(guò)全師播種面積的30%。北疆的四、六、九、十、十二師和東疆的十三師的中度以上鹽漬土的比例較低，其他3個(gè)師的中重度鹽漬土面積均占到兵團(tuán)鹽漬化農(nóng)田的18%以上，成為制約區(qū)域耕地質(zhì)量提升的關(guān)鍵因素。目前全兵團(tuán)53.1萬(wàn)hm2鹽漬化農(nóng)田中，耕地約為74%，園地約為21%，牧草地不足5%。其中，南疆4 個(gè)師和東疆的十三師中鹽漬化園地所占的比例接近30%，牧草地所占比例超過(guò)5%，北疆的8個(gè)師中鹽漬化農(nóng)田中以耕地為主，另外，鹽土中棄耕地超過(guò)60%。

2.1.2 新疆兵團(tuán)土壤鹽漬化類型分析 新疆兵團(tuán)土壤鹽漬化按照其形成過(guò)程主要分為原生鹽漬化土壤和次生鹽漬化土壤2類。原生鹽漬化土壤是指在鹽土、堿土、鹽化土、堿化土上開墾的土地，從開發(fā)利用（耕種）以來(lái)，盡管進(jìn)行了洗鹽、排鹽等一系列土壤改良措施，但由于土壤質(zhì)地粘重或具有粘化等障礙層或地下水位過(guò)高、排水排鹽不暢、資金投入不足等問(wèn)題，土壤始終沒(méi)有完全脫鹽。次生鹽漬化土壤是指在鹽土、堿土、鹽化土、堿化土上開墾的土地，土地開發(fā)耕種以后，經(jīng)過(guò)洗鹽、排鹽等一系列土壤改良措施，土壤曾經(jīng)（已經(jīng)）脫鹽（成為非鹽漬化土壤），但由于后期灌溉水量過(guò)大，地下水位上升使土壤重新積鹽或因排水渠道淤塞，土壤排鹽變?yōu)榉e鹽，形成次生的土壤鹽漬化。目前兵團(tuán)鹽漬化耕地中原生鹽漬化農(nóng)田面積約為12.3 萬(wàn)hm2，次生鹽漬化農(nóng)田面積為40.8 萬(wàn)hm2，分別占兵團(tuán)鹽漬化農(nóng)田的23.2%和76.8%，二師、六師原生鹽漬化耕地面積均超過(guò)全兵團(tuán)原生鹽漬化耕地的25%，且呈現(xiàn)出以原生鹽漬化耕地為主的趨勢(shì)；八師的原生鹽漬化耕地占到全兵團(tuán)原生鹽漬化耕地的20%，全師鹽漬化農(nóng)田的30%。在40.8萬(wàn)hm2次生鹽漬化耕地中，南疆的3個(gè)師占51.1%。

新疆兵團(tuán)土壤鹽分形成過(guò)程比較復(fù)雜，鹽分組成多樣。通常情況下，土壤鹽漬化類型是以鹽分陰離子組分進(jìn)行劃分，新疆土壤鹽漬化類型可分為純蘇打、蘇打、氯化物、硫酸鹽-氯化物、氯化物-硫酸鹽、硫酸鹽等6種類型，且6種類型在新疆各兵團(tuán)都有分布。本次調(diào)查結(jié)合兵團(tuán)實(shí)際分為硫酸鹽型、氯化物型、蘇打型和堿土型4類，如圖1所示，其面積分別為16.19萬(wàn)、5.85萬(wàn)、20.65萬(wàn)、10.41萬(wàn)hm2，所占比例分別為30.5%、11.0%、38.9%、19.6%。整體上講，全兵團(tuán)鹽漬化耕地中主要為硫酸鹽型和蘇打型鹽堿土。另外，目前南疆3 個(gè)師鹽漬化類型主要為氯化物型、蘇打型和堿土型3 類均超過(guò)全兵團(tuán)的1/2 以上，北疆主要以硫酸鹽型鹽漬土為主。

2.1.3 新疆兵團(tuán)土壤鹽漬化農(nóng)田生產(chǎn)狀況 鹽漬化是墾區(qū)中低產(chǎn)田的主要障礙因子，是影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。鹽分聚集地表，嚴(yán)重危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，使其農(nóng)作物不能正常吸收水分和營(yíng)養(yǎng)，重者使植株死亡，輕者植株生長(zhǎng)受到抑制，農(nóng)作物產(chǎn)量降低。由圖2～3 可知，目前鹽漬化普遍造成作物減產(chǎn)，肥料投入成本增加，而且隨著鹽漬化程度加劇，作物減產(chǎn)幅度和肥料投入成本增加。輕、中、重度鹽漬化農(nóng)田的棉花產(chǎn)量分別降低7%、13%、22%，而有機(jī)肥投入量增加32%、75%、53%；中、重度鹽漬化農(nóng)田的化肥成本增加8%和11%。輕、中、重度鹽漬化農(nóng)田的小麥產(chǎn)量分別降低6%、21%、40%，而有機(jī)肥投入量增加30%、25%、79%。輕、中、重度鹽漬化農(nóng)田的玉米產(chǎn)量分別降低6%、12%、272%，而有機(jī)肥投入量增加6%、101%、108%；中、重度鹽漬化農(nóng)田的化肥成本增加18%和56%。對(duì)于水稻來(lái)講，只有重度鹽堿土對(duì)其產(chǎn)量有較大影響，其他方面影響不明顯。對(duì)于加工番茄來(lái)講，輕、中、重度鹽漬化農(nóng)田產(chǎn)量分別降低13%、14%、28%，而有機(jī)肥投入量增加25%、32%、76%；中、重度鹽漬化農(nóng)田的化肥成本增加14%和26%。對(duì)于辣椒來(lái)講，輕、中、重度鹽漬化農(nóng)田產(chǎn)量分別降低9%、15%、23%，而有機(jī)肥投入量增加25%、50%、150%，化肥投入量變化不大。鹽漬化嚴(yán)重制約著紅棗產(chǎn)量的提升，輕、中、重度鹽漬化農(nóng)田的紅棗產(chǎn)量分別降低12.5%、21%、27%，而肥料投入量變化較小。

表1 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)土壤鹽漬化狀況 ×104 hm2

2.2 新疆兵團(tuán)土壤鹽漬化農(nóng)田改良現(xiàn)狀

鹽堿耕地治理必須因地制宜，采用水利與農(nóng)業(yè)、灌溉與排水、治標(biāo)與治本等多種措施，目前兵團(tuán)鹽堿地治理通用的方法有水利改良、農(nóng)業(yè)改良、生物治理和化學(xué)改良等。

由表2可見(jiàn)，水利措施改良鹽漬化農(nóng)田20.25萬(wàn)hm2，占到全部鹽漬化農(nóng)田的38%，水利改良中排水渠是普遍做法，改良面積約為15.15 萬(wàn)hm2，占到水利改良的75%，豎井排灌和其他水利措施分別為20%和5%。水利改良中約31%取得良好效果，63%取得較好效果，只有6%的改良不佳。農(nóng)業(yè)措施改良鹽漬化農(nóng)田20.83萬(wàn)hm2，占到全部鹽漬化農(nóng)田的39%。農(nóng)業(yè)改良中改變耕作方式和平整土地是普遍做法，改良面積分別為13.91萬(wàn)和5.4萬(wàn)hm2，分別占到農(nóng)業(yè)改良的67%和26%，其他農(nóng)業(yè)措施為7%。農(nóng)業(yè)改良中約42%取得良好效果，49%取得較好效果，但是有超過(guò)9%的改良不佳。生物措施改良鹽漬化農(nóng)田8.36 萬(wàn)hm2，占到全部鹽漬化農(nóng)田的16%。生物改良中種植防護(hù)林是最普遍做法，改良面積約為6.91萬(wàn)hm2，占到生物改良的83%，其他生物措施的面積均不足1.5 萬(wàn)hm2。生物改良中約27%取得良好效果，60%取得較好效果，超過(guò)13%的改良不佳。化學(xué)措施改良鹽漬化農(nóng)田3.65 萬(wàn)hm2，占到全部鹽漬化農(nóng)田的7%。化學(xué)改良中最普遍做法是采用商品改良劑，但化學(xué)改良中只有約35%取得良好效果，27%取得較好效果，38%以上的改良效果不佳。整體上分析，水利改良和農(nóng)業(yè)改良措施效果較好。

表2 新疆兵團(tuán)鹽漬化不同措施改良效果 ×104 hm2

3 建議與對(duì)策

（1）進(jìn)一步開展兵團(tuán)土壤鹽漬化及耕地質(zhì)量調(diào)查，建立兵團(tuán)耕地質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)[17-19]。根據(jù)鹽漬化強(qiáng)度對(duì)作物長(zhǎng)勢(shì)的抑制度（缺苗程度與作物長(zhǎng)勢(shì)）和地下水埋深等因素，利用遙感影像結(jié)合地面調(diào)查，構(gòu)建新疆兵團(tuán)土壤鹽漬化空間數(shù)據(jù)庫(kù)，編繪農(nóng)田鹽漬化現(xiàn)狀圖，建立鹽漬化農(nóng)田預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體制。

（2）建立兵團(tuán)鹽漬化農(nóng)田綜合治理領(lǐng)導(dǎo)小組[20-22]。一是成立由兵團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任組長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)小組，兵團(tuán)科技局、水利局、農(nóng)業(yè)局、發(fā)改委、兵團(tuán)及疆內(nèi)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)等單位主管領(lǐng)導(dǎo)和專家擔(dān)任領(lǐng)導(dǎo)小組成員，并設(shè)立秘書處，領(lǐng)導(dǎo)小組共同組織協(xié)調(diào)落實(shí)督促土壤鹽漬化整體防控工作；二是成立技術(shù)顧問(wèn)委員會(huì)，邀請(qǐng)疆內(nèi)外本領(lǐng)域的專家共同組成顧問(wèn)委員會(huì)；三是舉辦“鹽堿地防治理論研究及防治經(jīng)驗(yàn)交流研修班”，在總結(jié)交流兵團(tuán)各團(tuán)場(chǎng)鹽改經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，吸納國(guó)內(nèi)研究成果。

（3）聯(lián)合疆內(nèi)外高校共同開展技術(shù)攻關(guān)與技術(shù)集成[23-25]。根據(jù)兵團(tuán)不同生態(tài)區(qū)的土壤、氣候特點(diǎn)，通過(guò)現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)前沿技術(shù)與實(shí)用技術(shù)融合，將工程技術(shù)、農(nóng)藝技術(shù)、生物技術(shù)、管理技術(shù)優(yōu)化集成，形成兵團(tuán)綠洲農(nóng)業(yè)高效安全配套生產(chǎn)技術(shù)模式；將豎井排水、暗管排鹽、灌溉控鹽以及生物治鹽相結(jié)合，建立鹽漬化土地—作物—生態(tài)和諧發(fā)展的調(diào)控技術(shù)體系，構(gòu)建鹽漬化農(nóng)田綜合防治技術(shù)模式。

4 結(jié)論

土壤鹽漬化是新疆兵團(tuán)灌區(qū)生態(tài)環(huán)境的一個(gè)突出問(wèn)題，并已成為中低產(chǎn)田的關(guān)鍵制約因素，尤其是南疆地區(qū)。鹽漬化一直制約兵團(tuán)主要農(nóng)作物產(chǎn)量的提升和肥料利用率的提高。目前，兵團(tuán)鹽漬化農(nóng)田改良措施中，水利措施和農(nóng)業(yè)措施效果較好。建議在未來(lái)采用水利與農(nóng)業(yè)、灌溉與排水、治標(biāo)與治本等多種措施相結(jié)合的方式進(jìn)行鹽漬化耕地治理。應(yīng)結(jié)合兵團(tuán)現(xiàn)狀成立相應(yīng)的領(lǐng)導(dǎo)小組，組織開展多部門聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)與技術(shù)集成，構(gòu)建兵團(tuán)耕地質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)及鹽漬化農(nóng)田綜合防治技術(shù)模式。