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我国盐碱地修复技术的现状与特点*

2017-03-02赵秀芳谢志远张涛宋国香王振宇

环境卫生工程 2017年2期
关键词:盐碱土盐渍盐碱地

赵秀芳,谢志远,张涛,宋国香,王振宇

(1.天津泰达绿化集团有限公司,天津300457;2.天津泰达盐碱地绿化研究中心有限公司,天津300457)

我国盐碱地修复技术的现状与特点*

赵秀芳1,2,谢志远1,2,张涛1,2,宋国香1,2,王振宇1,2

(1.天津泰达绿化集团有限公司,天津300457;2.天津泰达盐碱地绿化研究中心有限公司,天津300457)

介绍了我国盐碱地修复技术的发展历程和发展现状,分析了现阶段我国盐碱地利用的主要技术模式、特点及其适用条件,通过机理和技术应用差异的深入解析,提出了农用盐碱地可持续利用的新型模式。

盐碱地;修复;现状;特点;应用;技术

1 我国盐碱地修复技术的发展历程与现状

盐碱地的改良利用研究始于20世纪三四十年代的苏联,我国有文献记载的盐渍土改良与苏联基本同期[1],历经80余年,我国在盐渍土改良与利用方面积累了丰硕的成果和丰富的实践经验,经历了排水改良[2-5]、生物改良[6-9]的技术应用、生物和工程技术相结合[10-13]的改良利用、综合性改良[14-17]4个发展阶段。目前,我国盐碱土改良利用技术已相对较为成熟,已有数千万亩盐碱劣质土实现了可持续、资源化的利用,主要应用于城市及工业绿化功用盐碱土的修复[18-20]和盐碱地农业的高效利用与可持续发展[21-24]2个方面,由于盐碱土利用的用途不同,采用的技术不同,其发展水平及现状也存在显著的差异。

2 我国盐碱地修复技术的特点与应用

2.1 “控排盐工程+客土(更换土壤)”技术

该技术是我国当前盐碱地绿化建设中应用最为广泛和有效的一种技术,主要是通过在种植土层下合理布设暗管和铺设淋层,“隔”、“排”地下水位和较深层土壤的干扰,阻断盐源,保障客土回填土壤的安全,实现绿地生态系统的健康生长。该技术建设速度快、周期短、作用周期长(几十年至上百年),适用性广泛,在各气候区、各类型土质和各种程度的盐渍土均可应用,可彻底根治盐碱地技术难题,同时排出的盐水可经特定管道的收集、处理、利用,不会造成次生盐害;缺点是成本相对较高(一般150~200元/m2),对土源地生态环境破坏性极大(相当于“拆东墙,补西墙”)。近年来,随着该技术的大面积推广应用,土源越来越贫乏,已经几近无土可客的局面,即使客来的所谓的“好土”,也不满足绿化要求,需要进行二次改良,成本非常高。

2.2 “控排盐工程+原土改良”技术

该技术是当前一种最为理想的盐碱地治理技术,可彻底消减盐碱障碍,同时也使客土的使用量降为“0”,就地利用,将劣质土变废为宝,从根本上提升了盐碱土的土地价值,实现劣质盐渍土的资源化和对“客土”绿化的有效替代,拒绝或减少“客土”绿化对土源地生态环境的破坏,有效地保护耕地资源,实现生态环境建设的平衡发展。其中的原土改良技术可根据土壤的实际情况和使用功用特点,有针对性地选择应用,成本可控,但原土改良过程工程量相对较大,工程建设速度较“控排盐工程+客土”技术有些延长,目前在天津滨海的南港工业区、滨海旅游区等地有一定面积的推广应用,效果较好。

2.3 暗管排盐技术

该技术是通过地下定间距或不定间距埋设暗管进行种植层控抑盐的一种方法,目前在黄淮海平原地区盐渍化程度较轻的农田上进行大面积推广应用,成本低,可机械化作业,能在一定程度上抑制地下水或较深层土壤盐分在种植层的累积,但不能彻底消减种植层的盐渍障碍,且暗管的控抑盐作用只在一定间距和一定范围内有效,因此埋深、布局参数一定要合理。暗管排盐技术适用于土质结构较好、通透性较高的土壤,对于粘性较强的土壤不适用。

2.4 水利工程改良

水利措施,主要是通过调控排、灌系统,疏导种植土层盐分的运移、迁出,如挖排水沟渠,灌水淋盐、引洪放淤等,科学的灌排可有效改良盐碱土,提高土壤生产力,如果灌排不当,很可能造成土壤的次生盐渍化,加剧盐害。

咸水结冰灌溉是我国华北地区一种广泛应用的盐碱地水利改良方法,是利用当地地下咸水,冬期进行结冰灌溉,形成冰层覆盖,春季升温,咸-淡分离融水入渗,致使盐碱地种植土层脱盐的一种方法,该方法近些年在河北、山东、吉林开展了大量的研究应用,对提高农业生产起到了一定的作用,但只对北方、地下水位低且矿化度较低的地区适用。

2.5 生物修复技术

生物修复,主要是利用植物与微生物的代谢和生长活动吸收、转化或转移土壤中盐分离子,提升土壤质量。如碱蓬、柽柳、滨藜、地肤、油菜、菊芋、田菁、枸杞、芦苇等耐盐与盐生植物的栽种,微生物菌肥的施用,可获得一定的经济价值,但改土过程较为缓慢,因土壤是开放的土体,种植层盐分在被吸收、转化或转移的同时,周围的盐分在不断地进行补充,因此,生物修复一般要经过漫长的时间方可见效果,对于经济产出要求不高的长期闲置土地可适用此技术。

2.6 化学改良技术

化学措施,是利用外源添加物与土壤胶粒发生的化学反应改良盐碱地,常见的有工农业废弃物(如磷石膏、糠醛渣,风化煤等)和天然矿土资源(如泥炭、褐煤、沸石等),在改善土质的同时可有效补充丰富的矿物元素,制备简单,使用方便,但近年来,随着废物资源化的利用,添加物成本在不断提升,该技术的大面积推广受到限制。

化学改良也是重盐碱地改良的一种有效方法,如施用石膏、磷石膏后,通过Ca2+与土壤胶体表面的Na+进行交换,或结合灌溉淋洗,消减种植土层的盐碱障碍,这种方法在一定时间和一定种植土层范围内的效果比较显著,但从长期来看,本技术是向土体内引进了一定量的Ca2+与和SO42-离子,Ca2+、Na+的比例有所改善,但盐离子的总量并没有减少,因此,并不能长期、有效的改良盐碱地。从另外一个方面来看,外源物的添加、引入,在改善盐碱地的同时,很可能会成为或造成二次污染,给土壤带来新的不安性因素,破坏土壤。

2.7 农艺措施

农艺措施,是利用农艺相关产品、手段调控土壤水盐运移的技术方法,主要包括土地整理、深耕晒垡、微区抬田、秸秆还田、种植绿肥、作物轮作、间作、膜下滴管等,该技术适应范围广,几乎在各类地域和各类盐碱地上均可应用,但控抑盐时间短,对满足短期种植需求时可使用,成本低,操作简便。

“上膜下秸”是一种新型盐碱地控抑盐增产技术,是利用专用机械将秸秆切碎翻埋至地下30~40 cm深处,形成秸秆隔层(每隔2~3 a翻埋1次),结合灌溉、种植等其他措施进行盐碱地的管理调控,该技术主要适用于西北内陆土壤蒸发强烈、盐分上行较快的地区,尤其是黄河上中游地区的广大盐碱地,目前已在内蒙古、甘肃、宁夏等多地盐碱地上进行推广应用,效果较好。

3 结论

盐随水来,盐随水去,随着土壤中水分的迁移活动,盐分在不断地往复运移,因此,盐碱地的修复应从水分的治理着手调控。“地下控排盐系统”是经田间长期实践(20多a)检验可靠性高、速度较快、效果较好的一种盐碱地修复技术。“上膜下秸”技术是近年来盐碱地农业兴起的一种修复手段,改良盐碱地效果较佳。二者修复机理相同,但技术应用差异较大:①适用范围不同,“上膜下秸”控盐抑盐技术主要适用于盐碱害较轻、种植土层较薄(30~40 cm)的盐渍土,尤其是农业盐渍土;而“地下控排盐系统”可应用于各种埋深、各种类型盐渍土,对于那些盐碱程度重、种植土层较厚(如绿化)的盐渍土,效果更为显著,实用性更强。②使用周期不同,“上膜下秸”技术使用周期短,一般每2~3 a需更换1次;“地下控排盐系统”1次铺设,可使用几十年甚至上百年,使用周期长,系统稳定,无污染。③经济投入方式不同,“地下控排盐系统”,铺设时一次投入相对较大,后期基本不需要维护消耗;“上膜下秸”技术,前期一次性投入低,但使用周期短,每2~3 a更换1次,后期投入频繁,工程量相对较大。

农业产出低,收益小,致使一次投入性较大的修复技术难以在农业上进行推广应用,但如果从长期、综合效益来讲,“地下控排盐系统”在农业上也是一种经济实用的修复技术,长期稳定,无污染,可彻底根除盐分反复的技术难题,因此,在农用盐碱地上,可转变经营模式,如考虑采用“政府投资+企业化管理+农户使用”三位一体的修复方式等。

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Status and Characteristics of the Remediation Technologies for Saline-alkali Soils in China

Zhao Xiufang1,2,Xie Zhiyuan1,2,Zhang Tao1,2,Song Guoxiang1,2,Wang Zhenyu1,2
(1.Tianjin TEDA Green Group Co.Ltd.,Tianjin300457;2.Tianjin TEDA Saline Green Research Center Co.Ltd.,Tianjin 300457)

The development history and statusof the remediation technologiesfor saline-alkali;soilsin China were introduced.The main technical patterns,characteristicsand applicable conditionsfor the utilization of saline-alkali soilsat thisstage were analyzed.A new sustainable development model ofsaline-alkali soilsfor agricultural utilization wasput forward through the in-deep analysisofthe mechanism and technology application difference.

saline-alkali soils;remediation;status;characteristics;application;technology

S156.4;X53

A

1005-8206(2017)02-0094-03

赵秀芳(1980—),博士,高级工程师,主要从事土壤盐渍化防控和水土资源利用方面的研究。

E-mail:zhaoxiufang2000@sina.com。

2017中国(西安)首届西部城乡环卫一体化高峰论坛圆满召开

天津市自然科学基金青年项目(13JCQNJC08100);天津市滨海新区“十大战役”重大科技支撑项目(2010-Bk140003);生态园林产业技术创新战略联盟项目(STYLCXLM201601)

2016-12-06

本刊讯4月14—15日,2017中国(西安)首届西部城乡环卫一体化高峰论坛于西安曲江国际会议中心圆满召开。来自全国的数十名专家学者、优秀企业代表主要针对城乡环卫一体化当前发展现状与面临问题、典型案例分析、未来发展趋势、优秀经验分享等行业热点内容进行讨论。现场气氛热烈,参会人数众多。论坛旨在全方位解读中国环保产业的机遇与挑战,把脉发展趋势,为行业发展献计献策。

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