盐碱土改良利用措施综述

张谦++陈凤丹++冯国艺++祁虹++王树林++梁青龙++雷晓鹏++王燕++林永增

摘 要：我国盐碱土面积广，利用潜力巨大，但盐碱化严重影响农业生产，土壤改良是高效利用盐碱土资源的重要途径。该文在总结诸多研究成果的基础上，从工程、化学、耕作、生物措施等方面系统总结了盐碱土改良技术。

关键词：盐碱土；工程措施；化学改良；耕作措施；生物改良

中图分类号： S156. 4 文献标识码： A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.08.009

Abstract：Saline soil is widespread in our country and hasthe huge potential，but the salinization serious impact on agricultural production， soil improvement is an important way of promoting the efficient utilization of saline soil resources.In this paper， on the basis of the summary of literature and research achievements，including engineering measures，chemicalimprovement，agriculturalmeasuresand biological improvement were summarized.

Key words： saline soil； engineering measures； chemical improvement； agricultural measures；biological improvement

盐碱地（土）是盐土、碱土和各种盐化、碱化土壤的总称[1]，我国约有盐碱地3.67×107 hm2，按照地理分布、气候类型、盐害特点分为5区： 滨海盐碱区、黄淮海平原盐渍土区、东北松嫩平原盐碱土区、半漠境内陆盐碱区和青新极端干旱漠境盐土区[2]，目前有80%左右的盐碱地未得到开发利用，潜力巨大[3]。

盐碱土由土壤类型、气候、地下水等因素综合作用形成，多分布在干旱、半干旱和半湿润气候区，地形以内陆盆地、局部洼地及沿海低地为主，这些区域降水量小，蒸发量大，盐分随地面、地下径流由高处向低处汇集，使洼地成为水盐汇集中心，盐分受土壤毛细作用向上运移，在水分蒸发后随即聚积地表，地下水埋深越浅和矿化度越高，土壤积盐越严重。次生盐渍化主要由不合理的耕作灌溉造成，如干旱或半干旱灌区，生产中盲目引水灌溉，且不注意有效排水，耕作管理粗放，引起大面积的地下水位抬高到临界深度以上而引起土壤盐渍化[4]。

土壤的盐碱化是制约盐碱区域农业发展和生态环境改善的突出问题，土壤改良是高效利用盐碱土资源的重要途径。现阶段的改良措施主要包括工程、化学、农艺和生物措施等，本文对研究较多的改良措施利用现状与发展趋势进行概述。

1 工程措施

盐碱地工程改良的关键问题就是如何解决排水和降低地下水位问题。良好的排水条件可以通过淋洗将盐分快速排出土体，实现脱盐；降低盐碱区域的浅层水埋深能够在脱盐后有效抑制返盐，实现改良效果的可持续性。工程改良措施就是采用物理方法改良盐碱土或通过水利措施来建立排灌系统，如台田模式、暗管排盐、隔层阻盐等。

1.1 台田模式

“上农（棉、粮）下渔”模式是在盐碱地上新开挖或将原有坑塘改造为池塘，进行渔业养殖；挖池产生的土方堆筑台田，经淡水或降雨压碱改造后进行农林种植的立体生态农业开发模式，该模式对于地势低洼、地下水位高、土质黏重、透气透水性差、土壤贫瘠、含盐量 1 %左右的重度盐碱地较为适宜[5]。

“上农（棉、粮）下渔”模式在沿黄盐碱地的改良治理明显，应用2 a后，1 m土层脱盐率达59.7%，0～20 cm土层的可培养微生物的总量是未开发的12.7倍；20 a后，1 m土层脱盐率达到90.3%，土壤碱度降到较低水平，CO32-含量降至零，各土层pH值逐年下降，土壤有机质含量提高15.6%[6]。山东淄博、滨州等地在凡纳滨对虾、河蟹、黄鳝、甲鱼、四大家鱼等渔业养殖方面也取得了成功，调查数据表明：“上粮下渔”模式的投入产出比是“暗管排碱”的2.3倍，其经济效益是“暗管排碱”的3.6倍[6-7]。

在“上农（棉、粮）下渔”模式开发中，要做到与骨干水利工程和农田基本建设工程相结合，按流域、灌区对山、水、林、田、路进行统一规划，合理布局，综合治理，形成“旱能浇、涝能排、田成方、塘成网、树成行、渠相连、路相通”的高产、优质、高效农渔业综合园区，实现渔农良性循环，最大限度地发挥模式综合效益[8]。

1.2 暗管排盐

暗管拍盐技术起源于荷兰，在埃及、伊朗、美国、俄罗斯、日本等国家均有广泛应用，近年在我国山东、宁夏、河北滨海等地也有大面积推广[9]。暗管排盐技术是利用专用机械将带孔PVC波纹管按照一定坡度埋设在地下水临界深度以下，高于暗管的含盐地下水流入暗管后从排水沟集中排走，使地下水位降低至暗管埋深以下，拉大地下水与耕层距离，抑制地表蒸发引发的严重返盐。同时，通过降雨或灌溉水对高盐土壤的不断淋洗，降低暗管之上土壤层的含盐量。相关研究根据水盐运移特点、淋盐需水量及暗管工程技术参数等指标，对暗管的规格、埋深、间距以及淋水量进行了估算，提出了不同需求下的暗管排水技术指标与淋洗模式[10-11]，故暗管排盐技术规模化操作性强。

暗管排盐技术具有无化学材料污染、易渗水沙壤区效果明显、占地面积少、对耕地的机械化耕作无影响等特点，但暗管材料与管径、方向、间距、坡度均需按照土壤特性及田间排水条件进行设计，铺设与清洗维护时的机械自动化程度与施工精度对工程排盐效率有很大影响。

1.3 隔层阻盐

隔层阻盐措施指通过设置隔盐层来破坏土体原来的毛管系统，增加土壤孔隙度，利用地上降雨、灌溉水对隔层以上土壤淋洗盐分或通过隔层切断土壤的毛细作用，阻隔地下水向上层运动引发返盐。同时，隔层还能通过降低土壤累计蒸发量来降低土壤积盐量，达到改良盐碱的目的[12]。隔盐材料应用较多且降盐控盐效果较为理想的有河沙、炉渣、陶粒、沸石、蛭石、玉米秸秆等，在盐碱地刺槐造林中采用沸石、陶粒和河沙作为隔盐层材料均有助于土壤保墒控盐、改善刺槐光合特性以及促进刺槐生长，其中以沸石作为隔盐材料效果最佳[13-16]。

2 化学改良措施

化学改良盐碱土壤的作用方式：一是凝聚土壤颗粒，改善土壤结构。改良剂多有膨胀性、分散性、黏着性等特性，能够使因盐碱而分散的土壤颗粒聚结从而改变土壤的孔隙度，提高土壤通透性，改善土壤结构；二是置换土壤Na+，促进盐分淋洗。改良剂本身带有或者发生化学反应产生的离子能够置换Na+，促进盐分淋洗。也有的采用酸性改良剂直接中和土壤中的碱性物质，并且溶解CaCO3，释放Ca2+以置换土壤中的Na+。含钙制剂（如石膏、煤矸石、氧化钙、石灰石、磷石膏等）和酸性物质（如硫磺、硫酸铝、硫酸、硫酸亚铁等）是较常用的盐碱土壤改良剂，含钙制剂能为土壤直接提供Ca2+，酸性物质可降低土壤pH值，从而活化土壤中的沉积钙。土壤中Ca2+的活度增加，可交换出吸附于土壤胶体中的Na+，使Na+随水流转移，从而消除土壤的碱性来源，改善土壤性状[17-18]。

化学改良剂一般成本较高，所以，盐碱土改良剂选择各类工业副产品或固体废弃物既可以降低成本，也能缓解废弃物对环境造成的压力，故沼（矿）渣、粉煤灰、海湾泥、磷石膏等具有较好的应用前景。另外，化学改良剂要将不同类型的改良剂联合使用，取长补短，以强化改良剂的应用效果[19]。

3 耕作改良措施

耕作措施是农业生产的重要部分，在盐碱地采取正确适时的耕作措施是减轻盐碱危害，增加作物产量的有效措施，主要包括深耕深松，种植绿肥、秸秆覆盖还田、施用有机肥培肥土壤等。

3.1 深耕深松

深耕深松是美国、加拿大等国主要的盐碱地改良技术，并多配以秸秆覆盖来增加效果，深松可有效降低土壤容重，是改良容重大、结构紧实、渗透性差的苏打盐碱土的有效耕作方式。振动深松在深松的同时可以通过振动将犁板前的土壤松动，打破板结层，重塑团粒结构，增加土壤对降雨的积蓄，同时切断盐分上移的土壤毛细管[20]。全方位深松技术可以打破15～20 cm的犁底层，根系生长空间增大，同时在松土层底部形成增加土壤渗透性和持水量的“鼠洞”结构[21]。

3.2 秸秆覆盖还田

地表覆盖指利用生物质类或其他覆盖材料通过吸收的降水在下渗过程淋洗耕层盐碱或切断土壤毛管，减少土壤表层蒸发来抑制返盐。农业生产中广泛应用的覆盖材料为秸秆和地膜，地膜具有透光增温、保水保肥、增产早熟、质轻耐久等特性；秸秆覆盖可作为缓冲层，增加水分入渗时间，减少地表径流，调节土壤水分、土壤容重和孔隙状况，还可作为良好的隔热层，调节土壤与大气之间热量交换[22]，其他覆盖材料还包括河沙、水泥壳等[23]。利用桔秆覆盖还田，既能抑制土壤水分的蒸发、防止地表积盐，还可以增加土壤中氮、磷、钾等营养元素，促进灌溉脱盐[24]。可作为改土培肥材料施入土壤的秸秆主要有玉米秸、水稻秸秆、豆秸、棉花秸秆等，秸秆覆盖还田在改善生态环境，培肥地力，提高资源利用效率和增产增收方面发挥着重要的作用[25-26]。麦秸覆盖可提高盐化潮土土壤有机质含量，氮磷钾等营养元素也有不同程度的提高，土壤pH值降低，可使玉米产量提高16.2%[27]。连续 4 年的秸秆还田定位结果表明，秸秆还田可以使土壤盐斑面积和耕层含盐量明显下降[28]。

3.3 有机肥

增施有机肥在培肥土壤、改善土壤结构、增强土壤保水保肥能力的同时也能够减少水分蒸发，促进淋盐，抑制返盐，加速脱盐；此外有机肥中的有机质可以与钠离子结合，减少钠离子毒害作用。在盐碱地上施用的有机肥，特别是来源广、价低易得的畜禽粪施入土壤，如鸡粪、羊粪、猪粪、腐植酸、糠醛渣、秸秆、有机废弃物等均能不同程度改善土壤的理化性质，提高土壤肥力[29-35]。

3.4 绿 肥

种植绿肥能有效改善土壤的理化性质，提高脱盐效果，培肥土壤，如田菁可适应含盐量8 g·kg -1左右的重度盐土，在重度盐渍土中的生物量仍能达到正常土壤中生物量的95% 以上[36]。绿肥植物对盐碱地的改良途径包括：绿肥植物茎叶繁茂，可有效降低土表水分蒸发，抑制土壤返盐；根系发达可伸入土壤深层，提高土壤的透水性和保水力；抑制土壤盐分表聚，并降低地下水位，加速土壤脱盐。在全盐含量0.4%的土壤上连续种植3 a苜蓿，土壤含盐量下降到0.2%，种植田菁后表土层盐分下降25.2%～64.0%，种植黄花草木樨的脱盐率为13.3% ～95.4%[37-39]。种植绿肥还可以有效降低地表径流和冲刷：种植草木樨比休闲地减少地表径流量54.2%～70.7%，减少冲刷量43.0%～69.7%[40-41]。其次，绿肥刈割还田能明显增加土壤中养分含量，并在微生物作用下产生各种有机酸，对土壤碱度进行中和，如冬小麦套种草木樨后，20～40 cm土层土壤的有机质、碱解氮、有效钾分别较单作冬小麦增加32. 4%，43.0%，5.2%[42]。豆科绿肥植物还可将大气中的游离氮转化为作物可利用的形态氮，草木樨根系庞大且含有根瘤，每hm2白花草木樨一个生长周期可固定氮109 kg[43-44]。

4 生物改良措施

盐碱土改良的原理是以Ca2+置换阳离子交换体中多余的Na+，并利用淋降作用将Na+从作物根区移除。但盐碱土中的Ca2+多以可溶性较小的CaCO3形式存在，Ca2+源不足[45-46]。生物改良措施可以利用耐盐植物根系的呼吸作用及有机质分解提高根区CO2分压，并结合植物根系释放的H+来增大CaCO3的溶解率，为Na+的置换提供Ca2+源；同时，一些吸盐植物能够吸收并积累盐分后通过地上部分的收获而去除盐分[47]；重要的是，通过耐盐碱植物的生命活动可以增加土壤有机质、养分含量，同时增加土壤覆盖度，减少地表蒸发，抑制积盐返盐，另一方面，通过叶片蒸腾来降低地下水位，从而加速盐分淋洗、延缓或防止土壤表层积盐返盐，增加土壤根系数量，增强土壤微生物区系和活性，改善土壤结构和理化性质。

生物改良措施具有良好的经济效益，种植耐盐碱作物如棉花、豆科作物、麻类、地下结实作物、麦类等，在获得作物产出的同时对盐碱土壤进行改造[48]；如萨尔瓦多拉桃（Salvadorapersica）在盐土或碱土中生长后收获的种子含油率在40%～45%，其中富含月桂酸和肉豆蔻酸等化工原料，具有重要的经济价值[49]。苜蓿是重要的养殖业饲料，被誉为“牧草之王”，其根系发达可吸收土壤深层水分，在人工配制盐碱土（ECe=4.9 dS·m-1）上种植苜蓿2个月后土壤中盐分和Na+去除率显著高于对照土[50]。种稻脱盐的效果也很明显，经过5 年种稻水洗，土壤表层含盐量由4.5%降至0.15%，土壤性质得到明显改善，且水稻产量由颗粒无收升至4 250 kg·hm-2[51]，但该措施要充分考虑淡水资源的利用率和土壤次盐渍化。

5 结 语

盐碱地改良利用是一项涉及多学科、长期复杂的研究课题，该领域研究应用的出发点与基本原则是要“合”。

（1）技术综合土壤盐碱化涉及到多方面的因素，因而盐碱地改良中应该根据当地土壤环境、气候条件、设施条件等，多种方法集成，克服单一改良措施的不足，达到好的改良效果。

（2）资源整合盐碱地改良难度大、效果不易保持，如果只是浅尝辄止反而会加速土壤质量的再度恶化，这就需要国家资金和个人资本的共同投入并将不同地区优势资源合理调配。

（3）平台联合盐碱与次生盐碱区域不断增多，改良技术研究日臻完善，好的技术、成果也层出不穷，但盐碱地治理的步伐却没有大步迈进，这就需要国家制定合理科学的近期、中期、远期发展规划，搭建大的研发展示合作平台，实现改良效果与效益的最大化。

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