渤海新区盐池土原位改良试验初探

魏剑　许晓静　赵立伟　王素君

摘 要：以渤海新区南疏港盐池土改良为例，阐述了采用农作物秸秆、园林肥、山皮砂、脱硫石膏等改良材料并结合灌溉洗盐、栽植园林植物等方式进行原位改良的方法。试验设置Tree、Mid和Test 3个处理，以未改良的原土区作为对照（CK），在常规养护管理状况下，通过对可溶性盐分、pH值和容重分析得出：在实施后，从短期土壤表现来看，Mid处理土壤含盐量降幅最大，其0～30 cm、30～60 cm和60～90cm分别降低了80%，73%和62%，然后依次是Tree、Test和CK；各处理pH值均呈先降低后上升的趋势，但总体均在8.5以下；改良后各处理0～20 cm土壤容重均显著低于CK，其他土层Tree和Test处理亦显著低于CK，而Mid处理与CK相当。综合而言，试验所设3个处理降盐降碱和改善土壤物理性状效果显著。

关键词：盐池土壤；原位改良；农作物秸秆

中图分类号：S156.4 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.07.018

PreliMinary Study on In-situ Improvement Test of Salt Pond Soil in Bohai New Area

WEI Jian1， XU Xiaojing2， ZHAO Liwei3， WANG Sujun3

（1.Tianjin North Ecology Environment Institute， Tianjin 300300， China； 2.Tianjin Sinolight United Invent Environmental Technology Development Company Limited， Tianjin 300300， China；3.Jinglan North Garden （Tianjin） Company Limited， Tianjin 300300， China）

Abstract：Taking bohai district nanshu port salt pond soil improvement as an example， the paper expounded the in-situ improvement method by using improved materials such as crop straw， garden fertilizer， sand， and desulfurization gypsum combined with irrigation washing salt and planting garden plants. 3 treatments were set up， including Tree， Mid and Test， and the original soil area was as control （CK）， the soluble salt， pH and bulk density were analyzed during routine maintenance and management situation. The results showed that after the implementation， from the point of short-term soil performance， the soil salinity had the largest decline at Mid treatment， in which the soil salinity in 0～30 cm， 30～60 cm， and 60～90 cm were reduced by 80%， 73% and 62%， respectively， and then were Tree， Test and CK in turn. The pH value of each treatment showed a trend of decreasing first and then rising， but the overall pH value was below 8.5. After improvement， the soil bulk density of 0～20 cm in each treatment was significantly lower than CK， and in the other soil layers， Tree and Test treatments were also significantly lower than CK， while Mid treatment was similar to CK. In summary， the three treatments had significant effects on reducing salt and alkali， and improving the soil physical properties.

Key words：soil salt pond； In-situ improvements； crop straw

近年來，随着经济的快速发展，城市建设对土地资源的需求日益增大，渤海地区开始尝试在高盐浓度土壤上开展绿化工程，其中废弃的盐池是高盐浓度的土壤之一。渤海新区的废弃盐池含盐量很高，最高达4.7%，极高的盐分导致了其上的植被覆盖几乎为零，生态环境非常恶劣。总结前人盐碱土改良经验，在工程实践中将物理、化学、生物改良盐碱土的方式综合利用使得重度盐渍土得以再次利用。王遵亲[1]曾在著作中提到防治盐碱化应本着将利用与改良相结合，水利工程和农业生物措施相结合，淋洗土壤盐分和提高土壤肥力相结合的原则进行改良。如天津节水型盐碱滩物理-化学-生态综合改良及植被构建技术[2]，“减蒸促排”、“集雨附盐防蒸”盐碱地造林改良模式[2]等对盐渍土进行利用，都能够有效的减缓盐分的积聚，降低盐分含量，提高苗木成活率，但有关对废弃盐池土进行原位改良并绿化的相关研究尚未见报道。

本试验采用物理和工程改良相结合的方法对晒盐池土壤进行原位改良，并在改良后的土壤上进行常规绿化建植，旨在为高盐土壤改良提供参考与借鉴。

1 材料和方法

1.1 试验地点

试验地位于沧州渤海新区南疏港路南侧，该地段原为晒盐池，土壤含盐量较高，最高达4.7%，pH值8.7，土壤组成为粉砂壤和粘壤，通气透水性都较差，无任何植被覆盖。种植试验区段长200 m，改良及绿化总面积3 600 m2。

1.2 试验材料

棉花秸秆和玉米秸秆、山皮砂、脱硫石膏、北方园林改良肥。

1.3 试验设计

试验自2017年2月10日开始现场改良，整个试验段划分为4个处理，分别表示为：CK、Tree、Mid、Test，每个处理重复3次。各处理详细描述如下：CK，为未改良的原土区作为对照；Tree，0～30 cm 土壤掺拌北方园林改良肥20%（体积比），30～70 cm 土壤掺拌棉花秸秆和玉米秸秆各10%（体积比）；Mid，在Tree处理的基础上，70～100 cm掺混山皮砂15%（体积比）；Test，在Mid处理的基础上，0～30 cm土层再添加0.8%（质量比）的脱硫石膏。

改良完成后灌水两次，每次约0.1 m3·m-2，灌水完成后土壤经历一个冬天的冻融过程，于2017年3月份在4个处理区，统一栽植园林植物：构树、紫荆、沙枣和国槐，栽时均带土球。之后按照常规园林养护进行管理。

1.4 采樣方法

分别于2017年的4月3日、4月21日、5月18日和7月28日采集1 000 m试验区的土壤样品，在 CK、Tree、Mid、Test试验区采用“S”形随机布点，每隔200 m用铁锹和土钻分别采集0～30 cm、30～60 cm、60～90 cm土壤样品（铁锹采集0～30 cm，土钻采集其余两层），同一区域的同层样品混匀，四分法取土壤样品1 kg左右，带回室内，风干后研磨过2 mm筛。

容重的采样方式为：在不同小区用环刀于0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm 分别取样，带回实验室，烘干测定。

1.5 测定方法

土壤全盐量采用质量法测定；pH值采用pHS-3C型pH计和E-201-C型pH复合电极进行测定；容重采用环刀法。

1.6 数据处理与分析

试验所获得的所有数据用Excel 2003 软件处理数据和制作图表。

2 结果与分析

2.1 土壤含盐量的变化

由图1可看出，各处理初始（4月3日）全盐含量均表现为表层（0～30 cm）最高，且Tree>Mid>CK>Test。随着时间的推移，各处理土壤含盐量均有不同程度的降低，其中Tree处理在4月3日至4月21日间降幅最大，5月18日和7月28日土壤含盐量基本处于稳定；Mid和Test处理几乎呈线性下降趋势，且前者较后者下降速率快；对照组仅在4月21日至5月18日之间降幅较大。至7月28日，各处理较初始（4月3日）土壤含盐量降幅最大的是Mid处理，其0～30 cm、30～60 cm和60～90 cm分别降低了80%，73%和62%，其次是Tree处理，各土层分别降低了78%，64%和67%；Test处理虽较Tree和Mid处理降幅小，但仍优于CK区域，各土层全盐含量分别降低了61%，52%和47%；CK区域降幅最少，各土层分别降低了45%，30%和33%。由此可见，Tree、Mid和Test处理在0～30 cm土层（根系主要分布层）均降到了1.0%以下，而CK区土壤含盐量仍高于1.0%，30～60 cm和60～90 cm由于接受了上层土壤盐分的运移，至7月28日，各处理土壤含盐量均高于0～30 cm土层。

2.2 土壤pH值的变化

为了解各处理对后期土壤次生碱化的影响，试验分析了土壤pH值的变化。由图2可看出，随着时间的推移，CK、Tree、Mid和Test 4个处理pH值均呈先下降后上升的趋势，可能是由于栽植园林植物后，随着养护管理的灌水，土体中可溶性的阳离子运移速度比阴离子慢，土壤出现了小幅度的次生碱化情况，但由于在改良的过程中加入了脱硫石膏，脱硫石膏中的钙离子有抑制次生碱化的作用，所以在全盐量降低幅度很大的情况下，土体中有较轻的返碱状况。在4月3日均表现为0～30 cm土层pH值高于60～90 cm，而在7月28日测定时0～30 cm土层pH值均低于8.5，显著低于30～60 cm 和60～90 cm，表层土壤的返碱状况已得到抑制。

2.3 土壤容重变化

土壤容重是土壤重要的物理性质[3]，不仅影响土壤孔隙度与孔隙大小分配、土壤穿透阻力及土壤水肥气热变化，而且影响植物生长及根系在土壤中的穿插和活力大小[4]。一般说来，土壤容重小表明土壤比较疏松，结构良好，有益于土壤水、肥、气、热状况的调节和植物根系的活动；反之，则土壤紧实，土壤结构差[5]。

由图3可知，4个处理区改良前土壤容重在1.3～1.8 g·cm-3，土壤粘重、通气透水性很差，现场集聚了很多水洼，这种情况任何植物都很难存活；各处理基本表现为Tree和Mid处理容重较低，Test容重较高，CK区域介于Tree和Mid与Test之间。经过改良物料的掺拌、后期淋洗盐分和植物栽植，在一定程度上大大改善了土壤粘重的物理性状，至7月28 日，各土层土壤容重均有降低，尤其20～40 cm和40～60 cm降幅显著，集中在1.30～1.43 g·cm-3，使其更适宜种植植物；0～20 cm表层土壤由于现场机械碾压容重稍高于第2层和第3层；改良后Tree和Test处理在各土层的土壤容重均低于CK区域，Mid处理在0～20 cm和80～100 cm土层低于CK区域，其他土层与CK相当。由此说明，改良物料的添加能够有效改善粘重土壤的物理性状，降低其容重，其中以Tree和Test处理效果较好。

3 结 论

北方园林改良肥可提高土壤肥力，增加土壤腐殖酸含量，提高其缓冲能力；棉花秸秆和玉米秸秆有助于改善土壤物理性状，增大土壤孔隙度；山皮砂具有改变土壤组成，降低粘重程度的作用；脱硫石膏可以抑制土壤次生碱化。本试验所设的Tree、Mid和Test3个处理在实施后，从短期土壤表现来看，降盐降碱和改善土壤物理性状效果显著，能够快速降低盐池土壤中大量的可溶性盐离子，虽然后期土壤pH值略有上升，但均在绿化种植土的标准范围以内，3个处理中以Tree和Mid降盐效果较好，以Tree和Test的容重降幅较大。

本试验结果为今后在重盐碱土及盐池土地区进行绿化建植提供了实践经验，试验掺拌的改良物料为常用的有机无机物料，改良成本较低，但改良后土壤对绿化植被的影响以及不同处理对盐池土壤改良的长期效果还有待于进一步长期监测和深入研究。

参考文献：

[1]王遵亲.中国盐渍土[M].北京：科学出版社，1993：402-404.

[2]张博，马履一，刘太祥，等.曹妃甸盐土快速高效改良效果初探[J].安徽农业科学，2011，39（1）：161-162.

[3]赵名彦.滨海盐碱地造林技术与效果研究[D].北京：北京林业大学，2011.

[4]张蕊，刘洪庆，高雅星，等.土壤调理剂对滨海吹填土的改良效应[J].中国土壤肥料， 2014（5）：27-31.

[5]张芳芳，刘洪庆.室内淋洗条件下土壤调理剂对滨海吹填土理化性状的影响[J]，天津农业科学，2013，19（5）：16-19.

[6]天津北方园林生态科学技术研究所.天津园林绿化技术[M].天津：天津科学技术出版社，2009：65-79.

[7]张璐，孙向阳，尚成海，等.天津滨海地区盐碱地改良现状及展望[J].中国农学通报，2010，26（18）：180-185.

[8]张征云，孙贻超，孙静，等.天津市土壤盐渍化现状与敏感性评价[J].农业环境科学学报，2006，25（4）：954-957.