浦东滩涂土壤综合改良技术和应用效应研究

徐霞倩，顾介明，顾春军，陆利民，李金丹，郁亚忠

（1上海交通大学农业与生物学院，上海200240；2上海市浦东新区水产技术推广站，上海201202；3上海市浦东新区农业技术推广中心，上海201201；4上海市浦东新区农业委员会，上海201206）



浦东滩涂土壤综合改良技术和应用效应研究

徐霞倩1，2，顾介明3，顾春军3，陆利民3，李金丹2，郁亚忠4

（1上海交通大学农业与生物学院，上海200240；2上海市浦东新区水产技术推广站，上海201202；3上海市浦东新区农业技术推广中心，上海201201；4上海市浦东新区农业委员会，上海201206）

摘 要：在浦东滩涂盐碱地垦复过程中，采用土壤综合改良技术，包括沟渠配套引淡排咸、农机改装适度耕翻、淡水灌溉淋盐洗碱、移高垫低平整土地、扣青培肥改善土壤、水稻秸秆全量还田、增施外源有机肥料、土壤调理减少盐分等，可以降低土壤盐分和pH，提高土壤耕层养分，达到种植水稻和逐年提高水稻产量的目的。滩涂地经4年改良，为碱性土壤，有机质、氮、磷含量低，钾含量高。在生产中应注意水旱轮作、增加有机质和有效氮、磷的投入。

关键词：滩涂；土壤改良技术；应用效应；土壤全盐量；pH；养分；水稻产量

滨海滩涂是浦东最重要的后备土地资源。2003年9月—2005年5月，东滩通过促淤圈围工程成陆面积3 333 hm2，区域位于老港镇东部，东靠东海，南临大治河，西靠滨海世外桃源，北接浦东国际机场。经人工吹泥、促淤围垦后，该区域虽然成土但未成壤［1］，土体中含有较高的盐碱成分［2］，地力条件较差。2008 年8月启动滩涂综合开发垦复土地1 000 hm2，该地自然状态下西部区域有大量耐盐耐淹的芦苇（面积385 hm2），中部沼泽地区域互花米草、海三棱藨草丛生（面积560 hm2），东部其余部分为低洼积水处。

对促淤圈围区域滩涂实行分期垦复整理，主要围绕挖沟排水、杂草清除、耕翻平地、开河引淡、淋盐洗碱、培肥地力等技术的全面应用，高效合理地改良滩涂盐渍土。通过一系列工程实施和农业措施，2009年5月成功插上水稻秧苗，同年10月664 hm2水稻成功收获，实现了当年垦复、当年种植、当年水稻丰收的沿海滩涂垦复历史性突破。本试验研究滩涂土壤综合改良技术对土壤总盐含量、pH值及土壤地力的影响，以期为滩涂盐渍土壤的开发利用提供理论支持和应用依据。

1　研究样地概况

研究区域位于浦东东滩沧海桑田现代农业示范区一期规划的1 000 hm2垦复土地内，从东到西为标高2.9—3.9 m，地处北亚热带南缘、东亚季风盛行地区，受太平洋温热气团和西伯利亚冷气团交替控制，主要气候特征表现为冬冷夏热，冬季最冷月平均气温在0℃以上，夏季高温多雨，四季分明。据2012年气象观察的结果：平均气温16.1℃，1月均温为4.8℃，7月均温为28.1℃，≥10℃积温为3 002.2℃，降水量为1 549.0 mm，无霜期为225 d左右。滩涂土壤大多为潮间盐土和盐化土［1］。因受海水浸渍，土体平均盐份含量高，返盐现象严重，土壤呈重盐碱性，土壤类型为滨海原生盐渍粉土，土壤地力呈现氮、磷、有机质含量低，钾含量高的“三低一高”特点。

2　滩涂地改良技术

2.1沟渠配套

滩涂盐碱地改良的第一步为配套健全田间灌排水系统，配备区域性的灌排工程［3］，挖渠引淡排水，严格控制地下水位，保证排水降盐畅通，做到高有引淡来路，低有排水出路，外有农田干渠，内有农田沟系。先开通高水位的进水河及低水位的排水河，然后根据滩涂地的田间状况，采用南北方向确定条田，条田基本标准为南北800 m、东西50 m。条田东侧开挖灌水干渠、西侧开挖排水干渠，实行灌排分开、不吃“回笼”水，以达到快速洗盐碱的效果。干渠深1.7 m、上宽3 m、底宽1 m，条田与干渠间的田埂宽1.2 m，条田南北两侧开条沟。每一块条田200 m左右东西方向开挖宽30 cm的腰墒沟，与条沟方向垂直，以便进水排水，达到洗盐作用。

2.2适度耕翻

浦东东滩滩涂地促淤圈围后经过3年的日晒雨淋，土壤的含盐量较高且上下分布不均匀。据取样测定：表土＜10 cm的盐分平均高达4.20 g/kg（其中表土＜1 cm的盐分高达23.1 g/kg）、pH平均8.56；剖面30 cm的盐分平均3.95 g/kg、pH平均8.68；剖面50 cm的盐分平均6.25 g/kg、pH平均8.71；剖面＞70 cm的盐分平均6.50 g/kg、pH平均8.68。可见，除表层土的盐分较高外，剖面30—70 cm的盐分随着土壤深度而加重；pH的高低与土壤深度呈正相关（表1）。

表1　东滩滩涂地垦复前土壤剖面盐分和pH测定结果Table 1 Determination results of salinity and pH of shoal soil before improvement

对滩涂盐碱地的机械深翻，可迅速改变土体盐分垂直分布状况，将含盐重的表层土翻埋到底下，将底下的土翻上来，建立新的耕作层。深翻机械采用前轮加套筒、后轮加轮胎的100马力的大功率拖拉机，确保防淤、翻地、压草的进行；浅耕机械采用船式拖拉机，达到平地、洗盐、碎草的作用。按照土壤取样测定结果，对于东滩滩涂盐分含量较重的盐碱地，机械适度深翻以30—40 cm为宜。第二年不宜再进行深翻，宜进行田间浅耕，深度一般为20—25 cm，以防把下面的盐土翻上来（表2）。

2.3淋盐洗碱

盐碱滩涂种植农作物前，一般要经过多年的淡水养殖逐渐降低盐分，但周期长、见效慢。水是土壤积盐的因素，也是脱盐的动力。浦东滩涂垦复过程中，根据“盐随水来，盐随水去”的原理，采用“高水位、全天候淡水灌排法”淋盐洗碱，即利用自然落差实现灌溉水源的流动，把高水位灌溉系统与“盐碱滩涂淋盐洗碱技术”相结合。主要环节：先开河建闸，挖沟修渠，实行河、渠、沟，灌、排、蓄配套，建立水利设施；然后平整土地，采取灌排，洗淋排除土壤中的盐分，起到淋盐洗碱的效果。

表2　东滩滩涂地土壤改良后剖面盐分和pH测定结果Table 2 Determination results of salinity and pH of shoal soil after improvement

“盐碱滩涂淋盐洗碱技术”采取引淡水、排咸水、翻土地、泡表土、洗盐份、种水稻（日灌夜排）等综合配套方式，进行淋盐洗碱，最终使土壤盐分下降，满足农作物生长条件要求。另外，在土地耕翻后要立即上淡水冲洗田间盐份，一般上淡水4—5次，每次上淡水的水层控制在10 cm左右，冲洗泡土时尽量不要使田间表层脱水，每次1—2 d后排水，以逐步溶解和减少表层土壤的盐分。

2.4土地平整

土地平整对于改良滩涂土壤、保证灌溉质量、便于机械耕作具有十分重要的作用。在滩涂实行垦复整理时，先进行工程平整，结合挖渠开沟，在地面高低差较大的地方，挖高地垫低地。然后进行耕作平整，对地面高差不大的地块，结合田间耕作，移高垫低，逐步达到土地平整。在同一田块中，土地平整的高差要求＜5 cm，先干地平整，再放浅层水平整。平整土地除有利于灌溉排水、改良土壤外，还可以创造使水分均匀下渗的地形条件，消除高洼不平易于积盐的不利地形因素，提高淋盐洗碱效果。

垦复的滩涂由于土壤颗粒呈高度分散状态，尚不能成为严格意义上的“土壤”［1］。在种植水稻多次灌水后，出现了地表不平现象加重的状况，严重的田块地表高差超过45 cm。对水稻的主要影响是高处灌不上水而受旱易返盐，低处排不出水而受涝常起碱，造成死苗缺株或成片死苗。因此，在水稻收获后，必须还要进行多次的耕作平整，逐步使地表高差在3 cm以下。

2.5扣青培肥

扣青培肥的办法主要有二种。一是在滩涂开发前，地表生长着芦苇、海三棱藨草、互花米草、水苋菜、莎草等植物，活动着蟛蜞及贝壳类动物，生活着海藻和微生物群落等生物。滩涂开发时，采用大型农机进行挖河道、耕土地，把所有的生物作为扣青对象粉碎翻入地下进行培肥，以期提高土壤的养分积蓄，增加耕作层土壤有机质含量。

二是种植蚕豆、黑麦草、油菜、麦子等绿肥品种。第二年种植水稻前，及时将上年种植的蚕豆、黑麦草等绿肥植物的秸秆全部粉碎还田；第二年水稻收获后，种植蚕豆、黑麦草、青菜等绿肥品种。绿肥是一种养分完全的生物肥源，种绿肥不仅是增辟肥源的有效方法，对改良滩涂土壤也有很大作用。从滩涂垦复的实践看，种植绿肥可以增加滩涂垦复地的表土覆盖，减少地表的蒸发和地内养分损失，达到土壤巩固脱盐、抑制返盐的作用；绿肥又是有机肥的重要来源，能增加土壤有机质，改善土壤理化性质，提高土壤保水、保肥和供肥能力；绿肥为下一茬水稻生长发育提供养分，促进水稻丰产增收。

2.6秸秆还田

滩涂地开发是当年垦复整理，当年种植和收获水稻。根据东滩的开发实际，在水稻收获后实施稻秸秆的全量粉碎还田（2009年秸秆还田量为6 750 kg/hm2），于每年11月15日前全面完成。采取的技术路线：机械收获切碎均匀抛撒→圆盘犁或铧犁深翻→旋耕机平整→灌水泡田→水田驱动耙耙平→机械栽插水稻或直播水稻。

在具体的技术措施应用上，实行深耕翻压与好氧性催腐菌使用相结合的措施，催腐菌均匀撒施75 kg/hm2，以促进秸秆快速腐熟。稻秸秆中含有大量有机质、氮、磷、钾和微量元素，还田后土壤中氮、磷、钾养分会有所增加，稻草富含纤维素、木质素等富碳物质可形成水田有机质，以补充和平衡土壤养分，提高地力，改善土壤物理性状，实现农业生产的良性循环。通过实施粮田秸秆还田腐熟技术，可使土壤有机质增加0.1%左右。

2.7增施肥料

滩涂垦复地增施外源有机物料，建立平衡施肥模式，可提高土壤中有机质的含量，改善土壤物理、化学和土壤微生物等特性，熟化土壤和培肥地力，从而增加水稻的产量。增施的外源有机物料选用商品有机肥和腐植酸肥料。有机肥的有机质含量（以干基计）≥30%、总养分（N+P2O5+K2O）含量（以干基计）≥4.0%，基施13 200 kg/hm2，相当于增加了4 620 kg/hm2有机质的投入。长期施用有机肥可改善土壤结构、克服土壤板结，达到激活土壤、培肥地力的作用。但由于有机肥料所含各种养分种类多、浓度低、释放慢，需配施碳铵等化肥，不能用有机肥取代其他肥料，以保证肥料长效与速效的持续效应。腐植酸类肥料施用2 250 kg/hm2，相当于投入1 125 kg/hm2有机质。

2.8土壤调理

滩涂垦复区采用土壤调理剂和化学改良剂进行土壤的调理。施用“创博”和“联业”2种微生物制剂为土壤调理剂，使用后可使土壤形成良性微生态环境，能增强土壤肥力，消除土壤板结，降低土壤的pH，还可促进作物对养分的吸收转化，提高植物的抗逆性，在降低土壤盐分方面也有效果。

施用“盐碱丰”和“康地宝”等土壤化学改良剂可以调控盐碱滩涂土壤胶体化学特性，通过离子交换改善重盐土的化学性状，促进土壤团粒结构的形成，是降低土壤盐分和pH的有效方法。使用改良剂，在注重改良效果的同时，必须要考虑使用成本［4］。

3　应用效应分析

3.1综合改良对土壤全盐量和pH值的影响

浦东东滩滩涂地经过4年土壤综合改良技术的应用，及“水稻-绿肥”和“水稻-小麦”的水旱轮作后，表土0—20 cm土壤盐分呈下降的趋势，耕层土壤的盐分大幅度降低。2012年11月在东滩从西到东取4个样品，采用质量法测定全盐量，用电位法测定pH值。测定结果表明：土壤盐分0.6—2.8 g/kg，比2008年东滩的基础土壤全盐量3.97 g/kg下降2.195 g/kg（表3）。其中样品1的土壤全盐量0.60 g/kg，已低于全区的土壤全盐量平均值0.88 g/kg。可见，土壤综合改良技术对滩涂地盐分的降低效果明显。

相对而言，土壤综合改良技术对土壤pH值的降低的效果较低，4个样品中土壤pH值7.8—8.3，平均土壤pH值8.125，比2008年的基础土壤pH值8.64 g/kg下降0.515，但东滩滩涂垦复地仍为碱性土壤（碱性土壤的pH值8.0—8.5）。

表3　滩涂地综合改良技术对土壤全盐量和pH值的影响Table 3 Effects of comprehensive improvement technology onthe total salt content and pH value of shoal soil

3.2综合改良对土壤耕层养分的影响

经过4年的土壤综合改良，东滩滩涂地的土壤部分肥力指标有所提高。4个样品平均有机质含量15.825 g/kg（表4），高于基础土壤（CK）5.425 g/kg，但比全区平均有机质含量低9.675 g/kg。其中样品4的有机质含量仅9.6 g/kg，原因在于该样点土壤质地砂性，有机质积累较难；而样品3的有机质含量达到了25.6 g/kg，超全区平均有机质含量水平，初步分析该样点上茬绿肥还田量较大所致。

4个样品碱解氮平均91.5 mg/kg，比全区平均135 mg/kg低43.5 mg/kg；有效磷平均12.225 mg/kg，远低于全区平均水平，还低于基础土壤（CK）15.4 mg/kg［5］；速效钾平均436.75 mg/kg，比基础土壤（CK）有所下降，但远高于全区平均水平。同时，各样品之间的养分水平差异较大，但总的土壤耕层养分的特点为“二低一高”，要增加农作物产量必须增施氮、磷肥料。

表4　滩涂地综合改良技术对土壤耕层养分的影响Table 4 Effects of comprehensive improvement technology on shoal soil nutrients in plough layer

3.3综合改良对水稻生产的影响

滩涂垦复地种植水稻的前提，主要是表土盐分在1.5‰以下。为确保水稻种植成功，主要应用了沟系配套、扣青培肥、耕翻平地、淋盐洗碱等滩涂土壤综合改良技术，并配以机插秧技术和应用高产品种。以‘申优’系列、‘秋优金丰’等杂交水稻作为主栽品种，2009年当年垦复地的水稻典型田块单产达到6 618.37 kg/hm2（表5），以后水稻的单产年年有所增加，到2012年经4年土壤综合改良技术的应用，水稻典型田块单产达到9 753.35 kg/hm2，接近于全区水稻高产创建田块的杂交稻产量水平。东滩平均产量由于每年有新增的垦复地，产量增加的幅度相对较小。

表5　滩涂地综合改良技术对水稻产量的影响Table 5 Effects of comprehensive improvement technology of shoal on rice yields

4　结论

研究结果表明：滩涂垦复盐碱地土壤改良过程中，应用沟渠配套的田间灌排水系统引淡排咸、农机适度耕翻压草、高水位和全天候淡水灌溉法淋盐洗碱、移高垫底的土地平整、扣青培肥积蓄养分、稻（麦）秸秆的全量粉碎还田、增施外源有机物料建平衡施肥模式等综合改良技术的应用，可明显地降低土壤盐分和pH，有效地提高土壤耕层养分，显著增加水稻产量。

滩涂地土壤地力呈现有机质、氮、磷含量低，钾含量高的“三低一高”的特点，经过4年的土壤改良，“三低”有所增加，“一高”有所下降，但与正常土壤耕层养分水平相比还有很大差距，因此在农业生产中要注意土壤有机质和有效氮、磷的投入。

滩涂垦复盐碱地土壤碱性强，物理性状差，相对肥力瘠薄［3］，不宜种植旱作物，但土壤长期淹水不利于土壤保肥能力的提高，应采用在季节间一旱一水轮换种植不同作物的水旱轮作种植方式，如绿肥-水稻→小麦-水稻的轮作，用地与养地相结合。

参 考 文 献

［1］金海洋，朱恩，林天杰，等.不同农艺措施对浦东滨海滩涂垦区土壤熟化的影响［J］.上海农业学报，2012，28（4）：93-96.

［2］丁宁宁，王保松，梁珍海，等.江苏大丰麋鹿保护区不同改良措施对滩涂土壤的改良效应研究［J］.土壤，2011，43（3）：487-492.

［3］张健，李玉娟，李敏，等.江苏沿海滩涂盐碱地综合改良技术［J］.安徽农学通报，201l，17（12）：172.

［4］郭相平，夏清，陈旭光.不同改良剂对滨海盐渍粉土改良效果的试验研究［J］.水利与建筑工程学报，2012，10（6）：1-4.

［5］卫月勇，顾介民，石磊，等.不同改良措施对滩涂垦区小麦生长和产量的影响［J］.上海农业科技，2012（1）：50-52.

（责任编辑：闫其涛）

Study on the technology and application effect of the comprehensive improvement of shoal soil in Pudong

XU Xia-qian1，2，GU Jie-ming3，GU Chun-jun3，LU Li-min3，LI Jin-dan2，YU Ya-zhong4
（1School of Agriculture and Biology，Shanghai Jiaotong University，Shanghai 200240，China；2Pudong New District Fisheries Technology Extension Station，Shanghai 201202，China；3Pudong New District Agro-Technology Extension Center，Shanghai 201201，China；4Pudong New District Agricultural Committee，Shanghai 201206，China）

Abstract：In the process of the reclamation of the shoal saline-alkali land in Pudong，soil comprehensive improvement technology，including desalinization via building ditches，moderate ploughing by agricultural machinery，water rinse and drain alkaline，land ploughing and land leveling，fertility betterment by green manure manuring，rice straw returning，applying organic fertilizer and desalination of shoal soil，were used to reduce the soil salinity and pH value，increase soil nutrients in plough layer，and the purpose of planting rice and increasing rice yield every year was achieved.After four-year of improvement，the shoal turned into alkaline soil with low content of organic matter，N，P and high content of K.The cultivation ought to employ paddy-upland rotation and apply more organic fertilizer，N and P to the soil.

Key words：Shoal；Soil improvement technology；Application effect；Total salt content of soil；pH；Nutrient；Rice yield

中图分类号：S156

文献标识码：A

文章编号：1000-3924（2016）03-110-05

DOI：10.15955/j.issn1000-3924.2016.03.22

收稿日期：2015-05-03

基金项目：上海市科委重大科技攻关项目（09DZ1900104）

作者简介：徐霞倩（1988—），女，大学本科，工程师，主要从事农业生物技术、滩涂土壤等方面研究。E-mail：xuxiaqian880711@126.com