巴彦淖尔市盐碱地改良技术的研究进展

王彩虹，张文博，高子舒

（河套学院 巴彦淖尔市生态治理与绿色发展院士专家工作站，内蒙古自治区 巴彦淖尔 015000）

巴彦淖尔市位于河套灌区的中部，地处大陆性干旱、半干旱气候带，巴彦淖尔市目前有耕地超过73.33×104hm2，其中盐碱化土地约有32×104hm2，占巴彦淖尔市总耕地面积的43.6%，占内蒙古自治区盐碱化耕地面积的70%，在巴彦淖尔市盐碱地中约50%为轻度盐碱地，约30%为中度盐碱耕地，约17%为重度盐碱耕地，套区地势低洼地带、乌梁素海周边、总干和总排干两侧为重度盐碱地[1]。巴彦淖尔市盐碱地分布区域广泛，且组成盐分复杂，主要的盐土以氯化物、硫酸盐、苏打为主，碱土以碱化土为主，绝大多数不是单一的盐化土壤或碱化土壤，而是盐化土和碱化土几种类型复合交叉并存[2]。盐碱地分布为东北部较重、西南部较轻；洼地积盐碱较重，坡地积盐碱较轻。

1 巴彦淖尔市土壤盐渍化形成原因

1.1 自然因素

盐渍化土壤的天然地质组成结构与成土母质是盐碱形成的主要原因之一，盐碱地中有成土母质经过自然演化而来的盐类。由于这些盐类的存在，导致盐分在土壤中积聚，土壤发生盐碱化。巴彦淖尔市海拔为1 000～1 040 m，位于阴山南麓以南，黄河以北，是冲积平原，所以土壤以灌淤土为主，其化学组成多为钠盐、重碳酸盐、硫酸盐等。根据历年的气象情况可以得知，每年的6 月—9 月为巴彦淖尔市降水集中月，其干旱年份年均降水量最低为130 mm，水涝年份年均最高降水量为285 mm。年蒸发量为2 000～3 200 mm，降水量远远小于蒸发量，且刮风时间长达8 个月，年平均级数为2.6～6.3 m/s，风向多为西南风和东北风，空气中水分含量低于本地气-水平衡量，易造成水分蒸发，土壤深层可溶性盐分通过土壤毛细管在水分蒸腾过程中随地下水上升到土壤表层，造成土壤的次生盐渍化。

1.2 灌排因素

据统计显示，2004 年—2018 年，巴彦淖尔市灌区年均排水量为3.34×104m3，年均引入约42.03×104m3水，灌区连续14 年共引入约4 025.84×104t 的盐，平均每年约有283.56×104t 盐进入土壤，不断引入黄河水，地下水位较高为1～3 m，盐碱地的盐分多集中在地表以下0～30 cm，采用大水漫灌压盐，但是田间排水系统（农沟、毛沟）配套率不足，灌区径流排泄不畅，巴彦淖尔市盐分累积多，排出量少。

1.3 人为因素

农民缺乏科学的种植知识，不合理的灌溉和土壤利用方式等活动造成土壤再生盐碱化。农民为了追求产量，化肥的使用量不断增加，但化肥的利用率只有20%～30%，未被吸收利用的化肥残留于土壤中，造成土壤次生盐碱化。由于发生土壤次生盐碱化后使用大水灌溉洗盐，而灌溉水中又含有大量的盐，长年累月盐分累积，导致土地盐碱化与再生盐碱化的恶性循环。

同时，受传统种植方法的影响，河套地区仍延续使用多种少收的生产方式以及不合理的经营方式，使全区耕地中的营养成分比例失衡，有机物含量下降，土壤结构恶化；耕地中只存在单一的种植品种，使得地表作物覆盖率降低，促使土壤盐分在表层积累。当耕地形成盐碱化后，未及时改善土地种植结构，加快了该地区土地盐碱化的进程[3]。

2 土壤盐渍化的危害

2.1 渗透胁迫

当土壤中盐分太高时，作物根际水溶液的渗透势会降低，导致作物生理性干旱的发生，作物细胞正常的新陈代谢受到影响。植物根际细胞在土壤盐分含量为0.2%～0.5% 时会出现吸水困难，有些作物在盐分高于0.4% 时植物体内水分产生外渗，生长受限，甚至导致植物体死亡[4]。不同类型、不同浓度的盐对不同作物的毒害程度也不相同，如在低浓度时NaCl 对高粱的毒性比Na2SO4高，而高浓度时则相反，这在小麦上亦有相似结论[5]。渗透胁迫使作物种子的萌发率降低，影响作物生长发育，抑制植物根系伸长、抑制组织和器官的生长和分化，植株矮小，开花期缩短，最终影响作物产量。

2.2 离子毒害

当土壤中盐碱浓度大于一定值时，作物的根系便会从土壤溶液中吸收特定的离子，这些有毒离子积累在作物体内，导致作物生长受限，造成离子毒害。盐碱地中的钠、氯、硫酸盐等能使作物减产甚至绝产，不同的作物受离子毒害的影响也不同，有些作物体极易积累大量离子，使植物体内的电势平衡发生改变，引起细胞结构及质膜组成发生变化，增大细胞质膜的渗透性，最终导致细胞内的营养物质向细胞外流失[6]，造成盐离子毒害。

2.3 营养失衡

作物根际在高浓度盐碱土壤中会产生渗透胁迫，尤其是钠盐含量高的盐碱地，作物细胞会只吸收钠而排出钾，致使植物体内钾离子和钠离子的平衡被破坏，细胞膜的通透性降低，对其他营养元素的吸收能力将减弱，最终作物的新陈代谢和生长发育受到影响，使作物营养失衡。一般情况下，钾、钠离子在细胞质内比例较高时，对维持植物生化代谢正常运行的非常重要[7-8]。本地区土壤中高浓度的Cl-使作物产生盐胁迫，进而阻碍了NO3-和HPO4-等阴离子的吸收，这是作物体内营养失衡的第2 个因素[9]。除了对矿质元素吸收的抑制作用外，根系周围高浓度水溶液还可能促进重金属元素在植物体内的积累，最终导致植物产生重金属毒害。最终表现为作物生长受抑制、能耗增加、衰老加速、产量下降、植株死亡等现象。

3 巴彦淖尔市盐碱化土壤防治方法

3.1 物理改良法

3.1.1 暗管排盐

暗管排盐就是在地下一定深度铺设带有孔隙的管道，大水漫灌后盐碱随水下渗，在地下渗入管道，通过地下管道流入盐碱水汇集池，由泵抽入下一工序集中处理，使耕地内盐碱被排出，同时调节地下水水位，防止盐碱反渗至地表引起再次积盐。暗管的埋藏深度由地下水位的深度决定，约在1.5～2.5 m，暗管的间距则由暗管埋藏深度、土壤的透水性以及排水标准决定，管道内径则由多种因素决定。在巴彦淖尔市五原县由中科院南京土壤研究院的杨劲松教授带领团队在2017年开始暗管排盐，目前被处理区域土壤盐碱度明显下降，取得了一定成效。

3.1.2 渠沟排水

目前巴彦淖尔市把盐碱地统一规划，按照规定的大小划分地块，在盐碱地块的两侧挖出一定深度的沟渠来灌排水脱盐。巴彦淖尔市渠沟灌排水历史比较悠久，从1949年就开始建设区域灌排系统，灌排系统由主沟和垂直于主沟的支沟构成，是灌水与排水为一体的系统。灌区现有干渠13 条，分干渠40条，各级渠道总长度超16 800 km，已建成总排沟1条，干沟12 条，总排干沟全长206 km，是灌区唯一排水、退水、山洪泄水排通道。现已建成31座扬水站，建成1 636眼排灌竖井，控制井沟双排、2.4×104hm2的井渠双灌。随着节水改造工程的深入推进和农业节水技术的不断完善，河套灌区引黄灌概量呈逐年下降趋势，取得了显著的经济效益。

3.1.3 膜下滴灌

膜下滴灌技术是一种节水控盐的方法，由于膜下滴灌水以点源开始向周围扩散，土壤中的盐碱分就被水冲洗到了区域的边缘，水不断滴入，盐分不断以点源向外下渗透，对土壤起到淋洗盐分的作用，同时有利于作物的生长。土壤覆膜可以减弱地表水分蒸发，节约水分，对地下水的动态平衡影响较小，可以避免巴彦淖尔灌区春季气候干燥水分蒸发造成的地下水位升高，而引起的土壤表层积盐的问题，降低了土壤次生盐渍化。研究表明，滴灌后土壤表层含水率比漫灌和沟灌大，浇水后土壤湿润土层的形状不同，滴灌后在湿润土层外围形成盐壳，根际处盐分被淋洗，而沟灌容易在沟顶出现返盐现象。

3.1.4 客土并抬高地势

将无盐碱的优质土或沙铺掺在盐碱土壤中，新铺设的土壤材料较疏松，透水性好，盐分可以很好地下渗，土壤中的盐分在灌溉水和自然降水的淋洗下排至沟内，沟内含盐量较高的积水再排至退水渠。同时地势抬高后可以防止盐分返渗。可以降低盐碱土的pH 值和电导率，提高土壤含水率，有利于植物的生长。同时抬高地势，增大了台面和地下水位之间的距离，抑制了盐分洼地的聚集。

3.2 化学改良法

为了加快土壤的生化反应，达到降盐降碱，修复土壤，增加土壤肥力的目的，经常向土壤中施加含钙物质、酸性物质、保水剂等化学改良剂。含钙物质（脱硫石膏、磷石膏等），能降低土壤盐碱化状况，在使用后，脱硫石膏、磷石膏溶于土壤中时能水解出钙离子，钙离子能与土壤胶体中的交换型钠离子发生交换反应，同时能使土壤形成胶体微粒团。这些胶体微团在得到水分和失去水分的反复过程中微粒团的结构会遭到破坏。在水分子作用下，这一反复的过程使土壤疏松，增强了土壤保水、保肥能力，从而降低土壤pH 值，达到改良的效果。溶于水的钙离子还能与土壤中的碳酸根离子结合；酸性物质（腐植酸、风化煤等），其内部活性基团的氢离子可减少土壤中的碳酸根离子和碳酸氢根离子含量，使土壤pH值减小；保水剂（聚丙烯酰胺、高岭土等），可以提高土壤渗透性能，使盐分离子在土壤中被更好地淋洗。

3.3 生物改良法

目前，巴彦淖尔市已采用作物轮作，施用有机肥料、微生物菌肥以及种植耐盐碱作物等方法进行修复。

3.3.1 微生物改良法

在耕田中接种微生物以达到改善盐碱地的目的。在耕地接种微生物能加快耕地有机质分解，改变土壤中的营养成分含量，提高化肥利用率，增强植物光合作用，减少其他病原菌的侵害，减少化肥用量，提高农产品产量，所以用微生物菌剂来改善土壤是很好的方法。微生物菌肥在巴彦淖尔市的很多盐碱地政府补贴发放，提高农田微生物菌群，提高作物的抗病能力，改良盐碱地。

3.3.2 有机肥料改良法

有机肥料主要是指畜禽代谢产物以及其他农田废弃物。使用有机肥能够改变土壤结构，增强嗜盐微生物的活性，使表层土积盐减少。此方法改良盐碱地的效果良好，在临河区的政府补贴发放有机肥改良盐碱地，提高农田的质量。

3.3.3 种植耐盐碱作物

选用耐盐碱的作物种植在盐碱土壤里，起到既有经济效益又能改良盐碱地的效果，如在五原县种植耐盐碱水稻，在乌拉特中旗种植紫花苜蓿，同时配施有机肥，这2种作物对盐碱化土壤改良具有显著的效果，土壤pH 值和电导率均显著下降，有机质含量提高，土壤微生物和活性酶的数量显著上升，连续种植3 年后土壤的理化性质接近正常土壤。更深层次提高土壤的保水能力，降低地下水位，使得植物能够更好地生长。种植覆盖面积大的作物，对地面的覆盖提高，地面水分蒸发减弱，同时苜蓿叶面的蒸腾作用还可以通过根系吸收地下水分，使降低地下水位，抑制盐分的上升到地表，从而减弱了地表积盐。通过前人的研究表明苜蓿的根系可以分泌有机酸，苜蓿的落叶进入土壤后经由微生物的分解后产生有机酸，这些有机酸可以和土壤碱性物质发生中和作用，降低土壤pH值。

3.4 综合改良法

随着对治理盐碱化土地研究的不断深入，人们也认识到单一改良措施的优势和缺陷，在实际生产中，逐渐将各种方法综合起来“因地制宜，综合治理”。

单独作物轮作（水稻-小麦以及小麦-紫花苜蓿）和作物轮作与施用化学改良剂相结合（脱硫石膏和磷石膏）对于盐碱土改良，取得理想的改良效果。将磷石膏和有机肥结合起来改良盐碱地，可以显著提升盐碱土壤的含水率和有机质含量，同时有利于淋洗土壤盐分。采用挖掘排水沟与种植耐盐碱作物葵花施用脱硫石膏、微生物菌肥、腐植酸相结合的方法改良盐碱地，明渠可以排走土壤内盐分，种植耐盐碱作物为当地农民带来经济收益。施加改良剂可以提高土壤肥力，提高有益微生物数量，同时达到改良盐碱的作用。

4 结语

巴彦淖市通过物理改良、化学改良、生物改良、综合改良等方法啊对盐碱地进行治理，盐碱程度不断减轻，面积不断减少，并在长期的盐碱地治理过程中，积累了丰富的经验和改良技术。近几年在水利基础设施建设投资不断加大，农田经营权流转的不断推行下，小块田合并大块田，整体平整，统一挖沟排水，形成了引水有保证、排水有出路的灌排骨干工程体系。改良方法和改良工程在巴彦淖尔市的盐碱地治理方面取得很效果，实现了粮食增产、农牧民增收、土地优化的效果。