鹽堿地治理技術淺析

米熱地力·米吉提

新疆維吾爾自治區農業農村廳信息中心，烏魯木齊 830047

隨著城鎮化進程的飛速發展，人地矛盾越來越突出，尤其是堅守18億畝耕地紅線不能動搖，因此增加耕地數量，提升及保護耕地質量是最重要的措施。耕地是珍貴而有限的生產資料，其數量和質量關系到國家糧食安全、農產品質量安全及生態安全，是保障社會經濟可持續發展的必要基礎。土地整治及土壤修復是補充耕地數量、提高耕地質量的有效手段。隨著我國工業化、城鎮化的加速發展，可供整治的優質耕地后備資源不斷減少，補充耕地數量的難度日益增加。在此背景下，實施缺陷型土壤修復及治理，開展耕地質量保護與提升，從單純增加耕地數量向實現數量質量雙贏轉變，成為緩解日益突出人地矛盾的關鍵途徑。本文主要介紹幾種鹽堿地土體再造措施及使用條件，以期為鹽堿地治理技術的選擇提供理論基礎。

1 灌水洗鹽技術

灌水洗鹽技術包括排水和沖洗兩種方法，該技術作為鹽堿地的傳統治理技術，其是依靠農業中的大水灌溉或者大量自然降雨，使得土體耕層中的鹽堿隨著水分從土壤孔隙、裂縫向底層土體運移，從而降低表層土體中的鹽分。排水技術一般適用于重度鹽堿地治理，并且區域地下水埋藏較淺，通過井灌井排或者開溝排水的措施建立排水系統，能夠將排出的水處理，抑制土壤次生鹽漬化或者返鹽。沖洗技術需要耗費大量的淡水，因此充足的淡水來源必須考慮，其次是排水系統完備也是關鍵條件。沖洗技術表面上看是降低了土體中鹽分的含量，然而土體中的鹽堿并沒有完全的被清洗掉，該技術只是實現了使表層土體中的pH值、電導率、含鹽量等鹽分含量減少，土體中的鹽堿程度從重度降低為中度或者輕度鹽堿土，使土壤各項指標達到適宜植物生長的范圍。灌水洗鹽治理鹽堿地的措施適用于重度或者中度鹽堿化土地改良，并且治理區域地勢條件較高、自然降雨充裕、蒸發較小、配套排灌渠系建設完善。但該技術有一定的局限性，占地多，土方工程量大，邊坡易垮塌，溝道淤積嚴重。該技術在排水條件好的地區具有良好的效果，但耗費的淡水資源量較大，排灌工程量大，修復周期一般為1～2年，建設成本、運行、管理和維護費用高，排出的高礦化度水易對承納區造成二次污染。

2 蓄水壓鹽技術

傳統治理鹽堿地的技術關鍵是排水，排水措施淡水資源消耗量大、灌渠系建設工程量大以及成本高，并易造成二次污染。韓霽昌等通過實踐總結，巧妙地運用水鹽平衡的科學機理，通過布設蓄水溝渠系，調節蓄水溝水位變化加速鹽分的對流彌散作用，研發了以“蓄”為核心的“改排為蓄”鹽堿地蓄水壓鹽技術，實現水土之間動態循環壓鹽。改排為蓄技術的核心是只蓄水不對外排水，主要是將區域自然降水或者其他來水量蓄積在蓄水溝系和淹沒區中。當降雨或灌溉時，蓄水溝內水位較高，鹽分含量較少，低于土壤中的鹽分含量，所以鹽分從土壤中運移到蓄水溝里；在旱季時蓄水溝內的水分被蒸發和利用，從而使水位降低到耕作層以下，蓄水溝內鹽分濃度變高，高于耕作層以下（30cm以下）土體中鹽分含量，鹽分從蓄水溝運移到下層土壤中去，實現蓄水壓鹽的效果。除此之外，在蓄水溝里可以種植耐鹽堿的植物，如蘆葦等，放養耐鹽堿的魚類，這樣既可以改善當地小氣候，又加大了空氣濕度，優化了環境，同時為一些水生鳥類提供了捕食、棲息的場所，最終實現了人與自然、自然與自然的和諧共處。蓄水壓鹽技術適用于類似沉積鹽湖的地勢低洼區域以及土體構造為層狀結構的灘涂洼地。蓄水模式下的鹽堿地整治技術，通過調節蓄水溝水位，實現水土之間動態循環壓鹽。根據層狀土壤結構中水鹽的水平運移速率大于垂直運移速率的規律，以及蓄水溝水位動態變化，加速鹽分的對流彌散作用，從而使土體中的鹽堿含量在垂直方向上的分布發生變化，營造低鹽的耕層結構。該技術主要通過截、蓄、灌、排等工程措施構建蓄水壓鹽條件，建立鹽堿地改排為蓄、蓄水壓鹽技術，工程項目較少，主要包括蓄水溝、蓄水湖和淹沒區。修復周期一般為2-3年，成本適中。

3 化學改良技術

化學改良技術是鹽堿土改良的一種常用措施，而且目前對于改良鹽漬化土壤的化學改良劑種類較多，例如通過施加常用的石膏、黑礬、腐殖酸、泥炭、醋渣等對蘇打鹽土、堿化土的結構及理化性質進行改良，從而減少土壤中的堿分。石膏對堿性土壤的改良具有顯著的作用，堿性土壤中施加適量石膏后，能夠置換出土壤中的碳酸鈉，從而轉變成石灰和中性鹽類，降低了土壤堿性，同時，鈣離子可以代換土壤中的鈉離子，從而改善了土壤的物理性狀。營養型酸性土壤改良劑有凹凸棒石、NPK增效劑、磷石膏等，具體施用措施和劑量需要因地制宜，各種措施綜合使用，已達到降低土壤鹽堿化的效果。在酸性土壤中，應該根據土壤測土配方結果，再選擇常用的酸性土壤改良劑，最好是能夠廢物資源化利用廉價的一些材料，例如一些天然礦物為原料的蒙脫石、橄欖石、硫礦等可作為酸性土壤改良劑，這些材料在平衡土壤酸堿、提升土壤肥力、改良土體結構及水肥利用效率等方面具有重要的作用。通過一些酸性鹽類（硫酸鈉等）物質來中和堿性土壤，改良鹽堿地的物化性質，降低土壤的pH值，增強土壤中陽離子的替換能力，降低土壤的含鹽量，激發土壤中微生物和酶的活力，促進植物根系的生長。化學改良技術適用于小面積的重度鹽堿土改良，修復周期一般為0.5-1年，改良劑種類較多，改良效果顯著。隨著新改良劑的不斷研發，成本有降低的趨勢。近年來，高分子化學改良劑受到廣泛關注，然而高成本和潛在的環境污染問題限制了高分子化合物的推廣應用，同時大多土壤改良劑在施用后需用大量水沖洗，在水資源缺乏的地區推廣應用困難，且成本較高，效果不穩定，易帶來其它形式的二次污染。

4 生物改良技術

鹽堿地生物改良技術主要是通過種植和翻壓綠肥牧草、秸稈還田、施用菌肥、種植耐鹽植物、植樹造林等，提高土壤肥力，改良土壤結構，并改善農田小氣候，減少地表水分蒸發，抑制返鹽。通過種植耐鹽堿的植物和選擇耐鹽微生物，通過植物吸收和微生物吸附等鹽分離子降低耕層土體中的鹽分含量，營造適宜植物生長的土體結構。我國抗鹽堿作物種類繁多，有400多種鹽生植物，如鹽角草、甘草、紫花苜蓿、向日葵、鹽篙、蘇丹草等，需要因地制宜來選擇。生物改良技術適用于較低程度鹽堿地的改良，修復周期一般為2-3年，成本適中，但種植耐鹽植物由于成活率較低，因此后續補種使得成本上升。目前該治理技術國內外應用廣泛，技術較為簡單成熟，常見于牧區。在生物改良技術中，探討篩選不同程度不同類型的鹽漬化土壤適宜種植的鹽生植物種類，并研究鹽漬土在生物措施下的改良效果及植物響應性，找到適宜不同鹽漬土的生物改良技術，為鹽堿地植被重建、生態治理、土地資源的可持續利用提供科學依據，推動鹽堿地的合理開發利用。例如鹽角草是一種重要的耐鹽基因供體，適宜在中度及以上的鹽堿地區種植，可廣泛應用于各種農作物和生態工程植物的耐鹽性遺傳工程改良工作。鹽生植物中向日葵表現出對土壤Na+良好的吸收效果，向日葵則僅適宜種植于輕度鹽化和非鹽漬化土壤中。甘草和紫花苜蓿適宜種植在中度鹽化及以下程度的鹽堿地區。鹽生植物種植過程中發現適度的鹽堿脅迫可以增加鹽生植物體內的葉綠素含量，增強其光合作用，促進植物體內有機物積累，從而提高作物品質。此外，還可以在鹽堿地上覆蓋作物秸稈，減少土壤水分的蒸發，抑制鹽分表聚，從而阻止了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。秸稈覆蓋是農藝和水利相結合的綜合措施，既起到節水作用，又起到培肥改土的作用，實現了土體再造。

5 物理及農業改良技術

物理及農業改良技術治理鹽堿地，主要采取土地平整、客土置換、地形改造、土壤復配、翻地深耕、覆沙、施用有機肥等措施來降低土壤鹽分，改良土體耕層結構，提高土壤的滲透性，促使表層鹽分運移及淋洗。該技術主要是通過物理及工程措施對耕作層土體進行重構或者改造，從而營造低鹽的耕層結構。平整土地要提前進行規劃設計，例如為了利于灌水洗鹽土地平整時需要設置一定的坡度。對于質地比較粘重、透水性差、結構不良的土體，灌溉或者降雨之前先通過翻地、深翻的措施，疏松表層土壤，使耕層土壤的透水性能增加，從而抑制土體的反鹽以及水鹽上升。土壤表層通過覆蓋植被、秸稈或者鋪蓋地膜等措施，也能夠降低土壤中的水分蒸發作用，阻止土壤表層鹽分的聚集，從而降低耕層土壤的鹽分含量。還可以通過在土層中鋪設粗砂層、樹皮屑、木頭屑或者爐灰渣等形成隔鹽層，能夠較好地防止土壤次生鹽漬化產生。通過植物的種植方式再結合合理的農業措施、有機肥的施用等農業改良技術，修復土壤耕層結構，降低土壤的鹽堿化，構建適宜作物生長的耕層結構。然而，農業措施中，大面積的人工翻地松土費時費力，并且成本較高，主要通過工程技術對鹽堿土進行機械處理。物理及農業改良技術一般適用于規模較小的鹽堿地治理區域，該技術實施后工程量較大，產生的費用較高，經濟成本不合算。通過覆沙措施來改良鹽堿地，也是一種主要的、常用的方法。沙地土壤結構疏松，毛管孔隙大，透水性好，鹽堿土一般質地比較粘重、透水性差，沙摻入鹽堿土中，能夠改良鹽堿土的質地和土壤結構，增大原始鹽堿土壤的空隙度，增強其通透性，抑制水鹽向上運動，從而改變了鹽堿土中的水鹽運移規律。因此采用在耕作層拌沙的方法來改良鹽堿地，改善了鹽堿地的孔隙狀況，破除毛管孔隙，減少地下水上移路徑，抑制土壤返鹽。種植耐鹽植物，進一步通過物理、化學和生物三者共同作用，改良土體結構及理化性質，降低土壤鹽分，從而形成新的適合植物生長的“土壤”。

6 結論

土地是一切生物生存、活動和發展的基本保障和重要基礎，在人類社會進步中其他任何資源無法替代的一種物質資源。土地資源開發與利用過程是人類社會發展與自然界共存、相互作用的一種最直接、最密切的關系。然而人類經濟發展的同時對土地資源和自然環境造成了巨大的影響。目前我國的土地整治工作發展取得了顯著成效，對保障國家糧食安全、推動鄉村振興和促進生態文明建設等發揮了重要作用，但在攻克鹽堿地治理的土地問題關鍵技術上仍存在問題，并且耕地后備資源開發不足、生態系統保護和修復等依然是土地整治工作的棘手難題，探索理論-技術-具有應用性和可推廣性的研究成果是未來土地整治得重要目標。人多地少是中國的基本國情，鹽堿地作為重要的土地后備資源，如何“變廢為寶”成為可利用土地資源，是目前干旱半干旱地區農業面臨的主要生態環境問題，也是緩解土地資源緊張的有效途徑。