浅谈盐碱地的修复改良
2015-02-12董莉莉龚成霞苏卫国
董莉莉,龚成霞,苏卫国
(天津市北方花卉有限公司 天津300112)
浅谈盐碱地的修复改良
董莉莉,龚成霞,苏卫国
(天津市北方花卉有限公司 天津300112)
盐碱土是含有过量水溶性盐分的土壤。依据呈现碱性反应的高低又分为碱土与盐土。盐土呈微碱性反应,多发生在滨海盐碱地区,天津地区土壤尤为代表。盐碱地影响植被正常生长,制约农作物的产量,约束植被、作物的适种性和品质,影响林业与畜牧业甚至整个环境质量,从而抑制人类的生活与发展。通过分析盐碱地对植物产生的危害,论述盐碱地传统改良措施与生态修复方法的优缺点,比选今后盐碱地修复改良的方向,以更好的利用与发挥盐碱地的作用。
盐碱地 改良措施 生态修复
随着人口不断增长和国民经济的飞速发展,我国的人均耕地在逐年减少,通过开发利用荒地来提高现有土地单位面积的生产力已刻不容缓,其中盐碱地改良利用是一项重要研究内容。
1 盐碱地的定义与危害
1.1 盐碱地的定义
盐碱地是指含有过量水溶性盐分的土壤,并影响其利用潜力的各种自然因素所组成的一个自然综合体(包括地形、气候、植被、土壤、地下水等三维空间位置),是一个完整的生态系统。依据呈现碱性反应的高低又分为碱土与盐土。土壤中代换性钠的含量较高时一般称为碱土;盐土呈微碱性反应,多发生在滨海盐碱地区,天津地区土壤尤为代表。本文主要从盐土的角度论述盐碱地的危害及修复改良方式。
1.2 盐碱地的危害
盐碱地对人类活动造成的危害主要体现在影响植被生长,使农作物减产或绝收;恶化生态环境,且能腐蚀损坏工程设施。盐碱土对植物的危害表现为:①影响植物的气孔关闭,在高浓度盐类作用下,气孔保卫细胞内的淀粉形成受到阻碍,致使细胞不能关闭,因此植物容易干旱枯萎。②引起植物的生理干旱,盐土中含有过多的可溶性盐类,会增加土壤溶液的渗透压,从而引起植物的生理干旱,使植物根系及种子发芽时不能从土壤中吸收足够的水分,甚至还会导致水分从根细胞外渗,使植物萎蔫甚至死亡。③影响植物正常营养。由于钠离子的竞争,使植物对钾、磷和其他营养元素的吸收减小,磷的转移也会受到抑制,从而影响植物的营养状况。④离子毒害,盐分离子如钠离子、氯离子可以直接对植物产生毒害作用,过量的氯离子使植物叶片黄化,生长减慢,提早脱落。⑤植物的形态和结构发生变化,一些盐生植物的叶片变小,这样可以缩短生长期;还会减少蒸腾,从而减少对盐分的吸收。⑥对土壤结构的破坏。大量的钠离子进入土壤胶体表面,它能把土壤胶体吸附的钙离子代换出来,致使土粒分散,破坏结构,使土壤通透性降低,并影响微生物的活性。
2 我国在盐碱地改良方面采取的传统措施
2.1 以水压盐
在淡水资源充足的地方,对盐碱地采用漫水灌溉,土壤可溶性盐分下渗,降低表层土壤盐分。在气候适宜地区,也可以通过种植水稻改良利用盐碱地。
2.2 排水洗盐
把水灌到盐碱地里,通过水在土壤中的渗透,自上而下的把土壤中的盐分洗下去,然后顺沟排走。盐碱地排水有明沟排水、暗管排水、竖井排水等形式,目的都是让土壤中的盐分随水排出。
2.3 放淤压盐
把含有较细颗粒泥沙的黄河水引入筑有畦埂的地块,使泥沙沉降下来,并使土壤中的盐分溶解、淋洗,通过排水系统排出灌区。
2.4 耕作措施
通过平整土地,减少地面积水;加强中耕、松土,多施有机肥料,调节土壤水盐运动,促进脱盐,增加地面覆盖,降低地表蒸发,抑制表土返盐。
2.5 化学改良
盐碱地因含有碱性盐类如重碳酸钠、碳酸钠,直接危害植物生长;或因土壤复合体交换性钠含量高于15%~20%,造成土壤结构破坏,通透性降低等,需要进行化学改良。最常用的是施用石膏(硫酸钙),使钙离子代换钠离子,变碱土为含硫酸钠的盐,再经过灌溉冲洗得到改良。
3 盐碱地生态修复与改良
除原生盐碱地外,大部分次生盐碱地是由于砍伐森林,植被覆盖率降低,地表蒸发量增大形成的。所以,从一定意义上讲,盐碱地也属于受损生态系统。中国盐碱地的治理改造和开发利用,应该改变传统观念,运用生态修复原理,着眼于盐碱环境,充分挖掘盐生植物潜力,变不利因素为有利条件。盐碱地的改良应采用生态修复的方法,充分开发利用盐生植物,恢复植被。
3.1 生物措施
一棵成年的柳树或杨树,每年要蒸腾80~90m3的水。在生长旺季,林地的蒸腾量要比自由水面的蒸发量多1倍以上,因此植树造林是一种很好的降低地下水位的方法。茂密的树冠能够改善小气候,减少土壤水分蒸发,有利于防止土壤返盐。因此在盐碱地改良中,植树造林是一种有效的措施。在盐碱地上植树造林必须在树种选择、土壤改良和林木栽植技术上因地制宜。
选种耐盐碱地植物的原则:①耐盐能力强;②耐旱、涝能力强;③易繁殖,生长快;④能够改良土壤;⑤优先选用乡土树种。此外,还要考虑苗木成本,苗木的适应性,路途运输距离短,成活率较高,成本也较低。
根据以往的经验,主要用于盐碱地造林树种包括:白刺、白榆、臭椿、柽柳、刺槐、枸杞、火柜、绒毛白蜡、沙枣、紫穗槐等。特别是柽柳与绒毛白蜡是天津地区盐碱地常采用的树种。
土壤改良方面,在造林之前,应先开挖排水系统,修筑台、条田,按地形分段并整平耕翻,利用雨季蓄水淋洗,以促进土壤脱盐。
林木栽种方面,滨海盐土一般是底土盐分高,地下水矿化度也很高,因此栽种根系深的苗木不易成活。为提高成活率,滨海地区栽树应尽可能浅栽平种,1~2年生的刺槐,树苗的原土痕要比地面高1~2指,不宜过深。
在盐碱地上种植耐盐植物,不仅可以改善生态环境,还可利用耐盐植物发展养殖业,不失为治理盐碱地的有效措施。通过引进22个耐盐植物品种,在盐碱地上进行筛选试验和示范种植,筛选出了红豆草、苜蓿、聚合草、小冠花、苇状羊茅等5个比较耐盐的植物,对盐碱地的改良和高效利用具有较大的作用。经秋季测定可使盐碱地0~20cm、0~100cm土层平均土壤脱盐率分别达到31.1%和19.1%。可见,在盐碱地上种植耐盐植物增加了地面覆盖度,有效抑制了土壤返盐。
3.2 耕作措施
土壤耕作是通过耕、耙、锄、耪等田间作业,达到控制和调节土壤水、肥、气、热等状况,为作物创造良好的生长条件。盐碱地的耕作则又增加了调节和改善土壤盐分运动的作用,促使脱盐、防止返盐,巩固和提高了改良效果。
3.2.1 平整
土地不平是土壤盐分在水平分布上不匀和形成盐斑的基本原因。由于地面不平而出现的局部高洼,引起了在同一地段内相邻地块水盐运动状况的巨大差异。因此,耕种前平整土地,可改善因局部高洼而引起的水分蒸发和下渗不均匀状况,对促使水盐均匀下渗和土壤均衡脱盐,消除耕地中的盐斑有重大意义。
3.2.2 中耕
苗期中耕是盐碱地栽种幼苗的一个重要环节。灌后、雨后,要加强中耕,以有效抑制土壤返盐。
3.2.3 施肥
盐碱地的肥力,即它的水、肥、气、热状况不同于一般正常土壤,表现为“瘦、死、板、冷”的特点。通过施肥增加盐碱地土壤肥力,可使土壤有机质稳定,达到脱盐的效果。增加土壤有机质的基本途径有:①施农家肥。牲畜粪、人粪、草肥等含有大量有机质和作物的营养物质。②增加绿肥。绿肥多为豆科植物,根瘤内的根瘤菌能固定空气中的氮素,根系分泌物能活化土壤中的养分。有机质分解形成的腐殖质和土壤中的粘粒结合形成土壤的结构体,可改善土壤性能,提高土壤的保肥、保水和供水、供肥能力;绿肥在生长期间增加地面覆盖,可减少土壤水分蒸发,减轻盐碱危害,防盐保苗。
3.3 综合措施
影响盐碱地改良的因素有很多,但主要矛盾是土壤中含有过多的可溶性盐分。根据水盐运动的客观规律,先进行改土脱盐,使土壤的水、肥、气、热向好的方面转化,才能达到预期的目的。多年的实践表明,采取综合措施、统筹规划、综合治理,实行水利、耕作与生物措施相结合,传统改良措施与生态修复方法相融合,适度改良土壤,盐碱地的修复与改良能够取得比较理想的效果。如在滨海盐土植被修复与经济利用模式下,研究开发一系列适合我国盐土资源的优质耐盐经济植物种植资源,确保生态、经济和社会综合效益的提高。
4 盐碱土传统改良与生态修复对比
传统改良措施见效快,但也存在一定的副作用。利用淡水洗盐措施,在洗盐碱的同时,除可以把钠离子、氯离子等盐离子排走外,土壤中一些植物必需的矿质元素,如磷、铁、镁和锌等也同时被排走了。此外,这种措施造价较高,淡水需求量大,而且这种措施一旦停止,土壤含盐量还会恢复。
盐碱地生态修复措施见效慢,需要长期坚持,但对盐碱地的治理具有长效作用,还能为当地带来一定的经济、生态、社会效益。种植大量盐生植物,增加植被覆盖度,由于盐碱地的土壤蒸发被植物蒸腾作用取代,可进一步防止土壤返盐,植物的枯枝落叶、植物的根系活动可以大大提高土地肥力,增加土壤有机质,特别是氮、磷、钾的含量,改善小气候,长此良性循环,盐碱地即可变成绿洲。
例如,天津为沿海城市,土壤pH值在8.5左右,属于典型的滨海盐碱土,对常规栽种的植物有较高的挑剔性。经过调查分析,对盐碱地进行综合治理,实行水利、耕作与生物措施相结合的方法,改良后的盐碱地栽种月季花,成活率不仅大大提高而且投资少、见效快。过去的荒地变成了如今三季有花、四季常绿的花园景观。月季花既可以美化环境、改良土壤,又可用于切花生产、食品加工、提取香料,还可入药治病,实现了较高的生态、经济和社会综合效益。
盐碱地的修复改良研究正日益得到重视,通过不断实践研究对比,生态修复的优势日趋明显,生态修复必将被更广泛推广运用。随着高新技术的发展,我国的盐碱地修复改良工作也将跨上一个新台阶。
[1] 张建锋. 盐碱地生态修复原理与技术[M]. 北京:中国林业出版社,2008.
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On Restoration and Improvement of Saline-alkali Soil
DONG Lili,GONG Chengxia,SU Weiguo
(Tianjin North Flowers Co.,Ltd.,Tianjin 300112,China)
Saline-alkali soil refers to soil with excessive water soluble salinity.Based on alkaline reaction degree,salinealkali soil is divided into alkaline earth and saline soil.Featuring slight alkaline reaction,saline soil tends to occur in inshore saline areas,especially in Tianjin.Saline-alkali soil affects the normal growth of vegetation,restricts the production of crops,the plantation and quality of vegetation and crops,and affects forestry and animal husbandry and even the whole environmental quality,thus inhibiting human living and development.This paper,through analysis of the harm of salinealkali soil to plants,discusses both advantages and disadvantages of traditional saline-alkali improvement measures and ecological restoration methods,compares directions of repairing improvement of saline-alkali soil in the future,aiming to find a better solution of saline-alkali soil utilization.
saline-alkali soil;improvement measure;ecological restoration
S156.4+2
:A
:1006-8945(2015)08-0068-02
2015-07-06