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新疆土壤盐渍化成因及其防治对策

2020-01-07努尔沙吾列哈斯木汉

科学技术创新 2020年9期
关键词:无机盐盐渍化盐渍

努尔沙吾列·哈斯木汉

(新疆环境保护科学研究院,新疆 乌鲁木齐830011)

新疆土壤盐渍化问题由来已久,客观方面上,该地降水稀少却蒸发量大,加上特殊地质的影响,导致土壤中无机盐聚集,浓度升高,形成盐渍土;主观方面上,不合理的生活用水和农业灌溉,也进一步加剧了盐渍土的形成。在明确了盐渍土形成原因后,我们可以采取针对性的治理对策,例如改善区域水利设施和灌溉方式,采取生物技术、化学技术进行土壤改良等。在治理的同时,也要注意树立节约用水意识,合理用地,避免盐渍土的继续形成,提高防治成效。

1 新疆土壤盐渍化的成因分析

1.1 自然因素

1.1.1 气候原因

新疆属于典型的大陆性季风气候,由于深居内陆,雨水较少,平原地区年平均降水量50-200mm。但是由于地势较高,光热条件较好,蒸发量却高达1500-3000mm。在高温环境下,土壤表层的地下水,会通过土壤毛细管蒸发,而水中的无机盐则堆积在毛细管中,久而久之造成了地表土壤的无机盐含量升高,形成了盐渍土。这种情况在新疆的一些灌区尤其常见。人为灌溉之后,地表水分快速蒸发,原本溶解在水中的盐类晶体析出,停留在地面或地表土壤中,形成了以Mg2+、Ca2+等阳离子和CL-、SO42-等阴离子为主的盐渍土。

1.1.2 水文地质原因

新疆地貌格局为“三山夹两盆”,盆地四周的山地岩石和成土母质普遍含有可溶性盐分,新疆的内陆河,从山区淋溶盐分,通过地表水和地下下水径流,不断向盆地输送、累积而不能排出,初步估算仅塔里木盆地和准葛尔内陆河每年带入两大盆地的盐分就达8000 万吨。分布着含盐的第三纪和第四纪地层,盐分含量达到50-100g/kg,一些山前洪积冲积物10m 深土层含盐量200-500g/kg。

1.2 人为因素

1.2.1 水利方面

现阶段很多地方使用的灌溉设施,由于修建的时间较长,加上后期维护工作不到位,出现了比较严重的渗漏问题。在农田灌溉时,不仅会造成较为严重的水资源浪费,而且渠道渗漏还会导致地下水位上升。这样就进一步增加了地表水分的蒸发量,原本分布在地下的无机盐,在地下水位上升与蒸发的过程中,被带到地表,并且不断的聚集,最终形成盐渍土。此外,不合理的灌溉模式,也是引发此生盐渍化的重要原因。例如一些水库由于蒸发量较大,水中含盐量上升,使用这些水进行灌溉,也会导致土地表层的无机盐含量升高。

1.2.2 农业方面

很多农户没有养成科学种植的习惯,只顾眼前利益,例如棉花的价值较高,在土地上全部改为种植棉花,导致土壤的营养失调。同时,在种植粮食或经济作物时,对于化肥、农药过度依赖,导致土壤发生严重的板结,蓄水保墒能力下降,也会在一定程度上加剧土壤盐渍化的发生。还有一些农户盲目开垦荒地,但是这些荒地大多没有完善的灌溉系统,有些地方干旱,还有些地方积水,也是导致土壤盐渍化的一种重要原因。

2 新疆土壤盐渍化带来的危害后果

2.1 可用土地面积减少

根据盐渍化程度的不同,轻微的盐渍化土壤,尚可种植一些耐盐碱的植物,例如刺槐、石楠、榆树等,这些作物不仅在盐碱地中可以正常生长,而且本身还能够起到改良土壤的效果。但是在一些含盐量较高的重度盐渍化土壤中,不适宜植物的生存,只能废弃。像一些耕地、林地等,逐渐荒废成为盐碱地,最后变成荒漠。

2.2 种植产量和收益降低

土壤盐渍化会严重影响作物正常从土壤中吸收养分,由于营养供应不足,在一些轻度盐渍化的土地中,栽种的作物往往表现为植株矮小、产量降低。实验研究表明,相比于正常的土地,轻度盐渍化的土壤上,作物产量会降低10%-15%,而中度盐渍化的土壤上,作物产量会降低20%甚至更多。

2.3 对人类健康和生活环境危害严重

土壤盐渍化会导致原本的土地生态系统遭到破坏,由于地下水中无机盐、矿物质的含量增加,水质也会逐渐恶化。例如长期饮用含有较高Mg2+、Ca2+的硬水,发生结石的概率会有一定的升高,而那些锌、锰等微量元素缺少的水,长期饮用容易患有慢性腹泻,例如上世纪八九十年代新疆流行的伽师病,就是长期饮用这类水导致的。

3 新疆土壤盐渍化的防治对策

3.1 推广节水灌溉,做好渠道防渗措施

以往新疆很多的农耕区,大多采用渠道漫灌的方式,为农田补水。但是由于水利渠道年久失修,蒸发、渗漏严重,并且容易造成渠道沿线的土壤盐渍化。为此,需要转变灌溉模式,可以尝试推广使用滴管、喷灌等新型方式,其优势主要有:其一,灌溉更加均匀,避免出现低处积水、高处积盐的情况,是解决因为灌溉不均导致盐渍土的一种有效措施;其二,节约用水,减少对水库引水、地下抽水的依赖,对于维持水土生态系统平衡,预防土壤盐渍化有一定作用;其三,避免渗漏,解决了因为地面补水导致地下水位上升出现的地表积盐问题。

3.2 采用改良技术治理土壤盐渍化

3.2.1 生物改良技术

依托地方的农技部门,加强技术指导和宣传推广,引导农户形成科学的种植理念。例如苜蓿、紫菀、绿肥等,增加盐碱地上的植被覆盖率。这些植物除了可以适应轻度、中度的盐碱环境外,还能够降低地表水分蒸发,并且吸收一些富集的无机盐,减轻盐渍化程度。另外,一些根系较为发达的灌木、乔木等,还可以改良土壤生态结构,通过生物排水,保证了地下水系统的相对稳定。还可以通过生物技术(如基因工程等),培育耐盐碱植物品种,在重度盐渍化土壤中种植,并发挥改良效果。

3.2.2 化学改良技术

从实践效果来看,采用生物技术、农业技术进行盐渍土改良,通常在轻度、中度条件下有较为明显的效果,而对于一些重度盐渍化的土壤,通常考虑使用化学措施进行改良。其技术优势在于成本相对较低,见效快,目前已经广泛使用的化学改良剂有多种,例如钙类改良剂,主要包括过磷酸钙、钙活化剂等,还有一些工业废弃物,例如炉渣等。为了进一步提高改良效果,可以先选择化学技术降低土壤的盐渍化程度,然后搭配使用生物技术措施,让盐渍土逐渐转化为正常土壤。

3.2.3 农业改良技术

首先是坚持做到“农田开垦,水利先行”,即保证有便利、完善的灌溉条件后,再进行土地开发和使用,避免因为不均匀灌溉、不合理用水导致的土壤盐渍化。其次,坚持因地制宜,对于一些地势比较低矮的,由于积水严重,积水蒸发后容易出现土壤盐渍化问题。因此需要做好低洼地带的排灌工作,增加地下水的流动,在流动过程中稀释土壤中的盐分,避免盐分堆积。还有就是可以选择多样的作物,例如粮食作物、经济作物和苜蓿、绿肥等养地植物进行交替种植,无论是预防盐渍土的形成,还是改良轻度盐渍土,都有一定高度效果。

3.3 依托水利工程防治土壤盐渍化

新疆灌区的盐碱地,大都地下水埋深浅,地下水矿化度高。根据调查分析,中度以上的盐碱地,一般地下水埋深均小于2m,地下水矿化度3-10g/L 不等,盐碱地改良利用,最主要的水利工程措施就是排水。通过排水,一方面控制地下水位,使灌区地下水降到2m以下,使农作物不受高矿化度地下水的不利影响,另一方面通过排水将高矿化度水排出灌区,把从土壤淋洗到地下水中的盐分逐渐排出,使土壤逐步脱盐,达到改良盐碱地目的。

4 结论

大面积的盐渍土,给新疆农业发展和人们的日常生活都带来了诸多的负面影响,防治土壤盐渍化是一项长期而艰巨的任务。经过多年的探索,目前已经探索出多种适合新疆地区盐渍土的治理对策,例如农业改良技术、化学改良技术等。下一步还要在采取技术治理的基础上,通过完善水利设施、推广节水灌溉等,提高土壤盐渍化的预防能力,从源头上解决此类问题,保障生产生活的正常进行。

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