盐渍化土壤的成因及改良材料的应用

王 娜，何俐蓉

（1.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西 西安710021；2.陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西 西安710075；3.自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西 西安710021；4.陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西 西安710021）

0 引言

我国常见的盐碱土主要在东北、华北、西北、长江中下游及滨海新区等地，其面积已有9 913万hm2，据统计，我国未被利用的盐碱土约有80%，开发潜力巨大，可利用性较高[1]。盐碱化的土壤破坏土地，降低土地生产力，阻碍了正常的农业生产，从而影响粮食产量。改良盐碱地，有效提升耕地质量，提高农作物产量是土地整治工作者广泛关注的问题，这对于坚守18亿亩耕地红线和维护国家粮食安全具有重大意义。

改良盐碱地，提升土壤质量是促进农作物增产、发展农业经济的重要手段，同时有助于生态环境的发展。《国家中长期科学与技术发展规划纲要（2006—2020）》在“重点领域及其优先主题”中明确了“生态脆弱区域生态系统功能的恢复重建”和“综合开发农林生态技术，保障农林生态安全”两大相关内容[2]。近年来，国家相继颁布了各种政策法规大力引导和扶持土地整治工作，从而使得盐碱地的改良技术迅速发展，越来越受到广泛学者的关注。目前，主要的改良技术包括化学改良、物理改良、水利改良和生物改良4大体系[3-4]。其中，生物改良措施主要以种植耐盐碱的作物为主，还有一些是配施耐盐的菌剂进行植被改良等[5]；物理改良包括诸如深耕、秸秆覆盖、客土改良等调整土壤结构的改良措施[6]；水利改良工程则是根据“水盐运移”的规律，通过地下渗管排盐，结合沟渠、深井排水，达到防止返盐的目的；化学改良主要是向土壤中加入化学物质，以达到降低土壤pH、碱化度的目的。对比已有的研究发现，生物改良措施因成本较低，利于环保等优点被认为是最有效的改良技术，且生物改良中的植被改良措施在提高当地生产力水平的同时，也能够促进植被——土壤的良性循环，对生态环境的良性发展也起到了至关重要的作用。本研究主要针对我国农业发展及地力提升过程中所面对的实际问题，论述了不同改良材料对盐碱地的改良效果，以期为盐碱地的改良和地力提升提供参考。

1 盐渍化土壤形成原因

1.1 自然因素

1.1.1 气候

盐渍化土壤在形成过程中气候扮演了重要的角色，由于我国北方地区年降雨量较少，但其蒸发量较大，这就使得土壤水分从下往上移动，水分蒸发后盐分就留在土壤中，造成盐分在土壤中的积累。风化对土壤盐渍化也起到了促进作用，主要表现为盐渍化土壤中的含盐分颗粒在风力作用下迁移至非盐渍化土壤中[7]。

1.1.2 成土母质

成土母质也是影响土壤盐渍化的另一因素，水溶性盐往往储存在河流及湖泊的沉积物中，我国的盐碱地主要分布于黄淮海平原及松嫩平原，这类盐碱地主要是由于河流沉积物在进入平缓或是低洼地区沉积后受自然作用导致的。除此之外，海生生物在陆地活动时会将海水中的盐分带入土壤，长此以往会积聚在土壤中，从而形成盐渍化土壤。

1.1.3 水文地质

水文地质条件对盐渍化土壤的形成起到了促进作用，对盐渍化土壤起关键作用的是地下潜水层水位、地下水矿化度、地表径流等方面，各因素对盐渍化土壤的形成是相互依托，相辅相成的，并非独立的。其中，潜水层水位的高低是影响盐分从土壤毛细水到达地表的重要因素，当潜水层水位较高时，地下水的矿化度就越高，土壤盐渍化就越激烈。地表径流的强度、浸泡时间、包气带岩性、接触面积及矿化度是影响地下水径流对盐渍化土壤重要因素。地表径流对土壤盐渍化主要有两种的体现，一种是灌溉或含盐水体泛滥导致的盐分积聚在土壤中，另一种是含盐水体渗漏至地下水，增大了地下水位及地下水中的含盐量，从而增加了地下水的矿化度。

1.2 人为因素

1.2.1 过度开垦

近年来，由于耕地面积大幅度减少，生产需求量逐年增加，流域水土资源未得到进一步的统一规划，规模浩大的引水垦荒工程使得各流域上、中、下游用水严重失衡，撂荒土地底部的盐分上升的地表，造成土壤盐渍化。

1.2.2 农业措施的影响

在农业生产过程中利用含盐量高的河水进行农业灌溉，水中的盐分被带入土壤中，增加了土壤的含盐量，同时也提高了灌溉区地下水位，随着水分的不断蒸发，下层土壤中的盐分向表层土壤积聚，长此以往土壤盐渍化程度不断增加。除此之外，化学肥料的不合理施用也会导致土壤盐分含量增加，加剧土壤盐渍化的发生。

2 改良材料在盐渍化土壤中的应用

2.1 脱硫石膏

脱硫石膏是燃煤电厂烟气脱硫过程中产生的副产品，随着工业化的迅速发展，脱硫石膏的产生量也在增加。据环保部《2017年全国大、中城市固体废物污染环境防治年报》关于大宗工业固体废物资源利用的综合利用情况统计，2016年工业企业的脱硫石膏产生量为8 672.6万t，占中国大宗工业固废3.0%，其中电力、热力生产和供应业产生的脱硫石膏，为6 643.7万t，综合利用率为80.6%[8]。

脱硫石膏的主要成分是CaSO4和CaSO3，含水率一般在10%～15%之间，富含S、Ca、S等矿质元素，其理化性质与天然石膏相近，富含植物必须的矿质营养。除此之外，脱硫石膏的颗粒细小、成分稳定、纯度高，在重金属污染及盐碱土治理方面受到了广泛重视。有研究表明[9]，脱硫石膏中的Ca2+能够与土壤中的Na+进行交换，从而通过调节土壤的物理特性和密实度，达到改良盐碱地的效果。唐珧等人[10]的研究发现，脱硫石膏可以降低土壤pH及电导率，增加土壤Ca2+，降低Na+，从而起到改良盐碱土的作用。樊丽琴等人[11]研究了脱硫石膏施用下宁夏盐化碱土水盐运移特征，研究显示施用脱硫石膏对增加水分入渗和降低0～20cm土层土壤pH、盐分含量产生了积极影响，土壤脱盐率在84.39~95.41%之间。除此之外，脱硫石膏与其他物质共同作用对改良盐碱土也有一定的效果。王金满等人[12]通过室内灌溉淋洗试验分析了脱硫石膏与微生物菌剂联合施用对土壤盐碱化指标(pH值、EC和ESP)、土壤肥力指标(有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾)的影响，结果表明，脱硫石膏和微生物菌剂都具有降低土壤pH值、EC和ESP，提高土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾的作用；脱硫石膏和微生物菌剂联合施用对改良盐碱化土壤的效果更明显，在改良盐碱化程度相对较低的耕地土壤具有一定的可行性。

2.2 腐殖酸

腐植酸是自然界一类芳香稠环聚合程度不同的含杂环有机化合物[13]，在泥炭及煤矿中较常见，其生理活性较强，吸收、络合及交换离子的功能也较强，对中和土壤碱性有很好的效果。除此之外，添加腐殖酸后土壤有机质含量得以提高，土壤交换容量及孔隙度也相应提高，被广泛认为是一种优良的盐碱土改良剂[14]。顾鑫等人[15]研究了腐殖酸对盐碱土的改良效果，进行小白菜的室外盆栽试验，研究表明腐殖酸含量与土壤pH及EC整体上呈现出负相关关系，与土壤含水率整体上呈现出正相关关系，天然煤炭腐殖酸施到盐碱土上起到了改良的作用，使得小白菜能够发芽生长。

2.3 有机肥

有机肥主要是由动物粪便或植物残体经过发酵形成的，能够为植物生长提供营养物质，提升土壤质量。近年来，有研究显示，施用有机肥能够显著提高盐渍化土壤中的有机质，增加作物产量，且能够改良土壤盐碱程度。高亮等人[16]研究了生物有机肥在盐碱地上的应用效果及其对玉米的影响，研究表明，生物有机肥能够改良盐碱地土壤理化性质，土壤中的微生物量碳、土壤呼吸及土壤酶活性均有不同程度的增加，利用生物有机肥进行盐碱地的改良是一种经济有效的方法。

3 结论

改良与调控盐渍化土壤一直以来是广大学者研究的热点问题，若要彻底改良盐碱土，仅靠单一的改良措施是无法达到改良效果的。因此，在改良措施上要采取“因地制宜、就地取材、经济可行”原则。将几种改良措施相结合，取长补短进行改良，从多个方面研究盐碱地土壤改良的方法和措施。在后期的研究中，应在改良盐碱地土壤的基础上注重生态体系建设，既能达到生态平衡，又能改善生态环境。