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【研究意義】鹽堿地是各種鹽土和堿土以及不同程度鹽化和堿化土壤的總稱,其共同特性為土體中含有過(guò)量的鹽堿成分,具有不良的理化性質(zhì),造成大多數(shù)植物無(wú)法正常的生長(zhǎng)。如土壤中過(guò)量的Na、Mg+2+、Cl離子或過(guò)高p H值易破壞土壤結(jié)構(gòu)使得土壤板結(jié)或黏稠,影響作物獲取土壤中的養(yǎng)分以及新陳代謝等生理活。我國(guó)2021年鹽堿地總面積約為1億hm2,近期具有農(nóng)業(yè)利用前景的鹽堿地總面積近666.67萬(wàn)hm2,主要分布在寧夏、新疆、河北、內(nèi)蒙古和吉林等地區(qū)。其中,寧夏引黃灌區(qū)鹽堿地面積為14.79萬(wàn)hm2,約占耕地面積的33.54%。大面積的鹽堿地,對(duì)作物種植和生態(tài)環(huán)境都造成了不利影響,是限制寧夏地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要問(wèn)題之一。尤其是耕地資源短缺的現(xiàn)狀下,改良利用鹽堿地對(duì)于解決寧夏地區(qū)的三農(nóng)問(wèn)題、維持生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展等方面具有重要作用。
【研究進(jìn)展】針對(duì)寧夏地區(qū)鹽堿地改良及開(kāi)發(fā)利用中存在的問(wèn)題,從理論和實(shí)踐等方面開(kāi)展了很多研究。從鹽堿地成因來(lái)說(shuō),自然環(huán)境的限制以及人類活動(dòng)干擾的結(jié)合導(dǎo)致鹽堿化問(wèn)題。劉學(xué)軍等指出寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)土壤鹽漬化成因包括氣候因素、高含鹽的土壤母質(zhì)、障礙土層、局部地勢(shì)低洼、常年有灌無(wú)排等,治理措施應(yīng)因地制宜;周華等指出受灌區(qū)地形、土壤地質(zhì)條件、灌排系統(tǒng)等方面因素影響,揚(yáng)黃灌區(qū)局部區(qū)域出現(xiàn)鹽漬化面積不斷擴(kuò)大的現(xiàn)象;范曉旭指出寧夏引黃灌區(qū)在開(kāi)發(fā)土地的過(guò)程中,出現(xiàn)了很多不當(dāng)措施,并且在蓄水防旱或引水灌溉的過(guò)程中沒(méi)有采取完善的配套設(shè)施,導(dǎo)致了寧夏引黃灌區(qū)土壤鹽堿化加快。從治理措施方面來(lái)說(shuō),李定洲研究了銀川引黃灌區(qū)春小麥鹽化耕地的土壤水鹽動(dòng)態(tài),并從地下水控制和水鹽調(diào)節(jié)兩方面對(duì)治理措施進(jìn)行了總結(jié)和闡述;孫兆軍在對(duì)寧夏銀川平原鹽堿荒地分類型分析的基礎(chǔ)上,篩選出合適的改良劑并且結(jié)合培肥、水鹽調(diào)控、耐鹽植物品種選擇等試驗(yàn)研究,提出了鹽堿化、鹽化、堿化3種鹽堿地修復(fù)模式,同時(shí)指出了高地下水位地區(qū)的鹽堿地改良模式;Wang等在西大灘前進(jìn)農(nóng)場(chǎng)研究了5種鹽生植物對(duì)白僵土的改良作用,得到了種植鹽生植物不只可以改善鹽堿地的理化性質(zhì),促進(jìn)根系變形菌的成長(zhǎng),也對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的分解起著至關(guān)重要的作用;樊麗琴等在平羅縣鹽堿地開(kāi)展了春玉米的適宜栽培方式研究,研究不同種植方式對(duì)鹽堿地理化性質(zhì)以及春玉米產(chǎn)量的影響,指出合適的種植方式可以提高玉米產(chǎn)量和改善鹽堿地理化性質(zhì);雷曉萍等研究了寧夏銀北地區(qū)的土壤鹽堿化問(wèn)題,指出當(dāng)前鹽堿地改良治理手段存在措施單一、治標(biāo)不治本等問(wèn)題,提出了“以水治鹽、農(nóng)藝結(jié)合、綜合配套”的整體治理措施。實(shí)踐方面來(lái)說(shuō),寧夏農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目實(shí)施以來(lái),通過(guò)采取水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)和科技等綜合治理措施,使項(xiàng)目區(qū)鹽漬化耕地面積每年平均以7%的幅度下降,土壤鹽漬化程度明顯減輕,耕地表土平均含鹽量年均降低了6%。這些研究成果對(duì)于推動(dòng)寧夏地區(qū)鹽堿地改良起到了重要作用。
【切入點(diǎn)】寧夏鹽堿地改良研究已進(jìn)行多年,取得了一些明顯的成果。但大多集中于單一片區(qū)或無(wú)地域特征的改良劑開(kāi)發(fā)利用方法,考慮到寧夏北部有賀蘭山、東部有黃河、中部局部地形低洼等明顯特征,本文通過(guò)梳理已有寧夏鹽堿地相關(guān)的文獻(xiàn)資料,從寧夏鹽堿地分片區(qū)治理的角度出發(fā),對(duì)寧夏典型片區(qū)鹽堿地成因、現(xiàn)狀治理措施等分析,提出下一步治理研究和實(shí)踐建議?!緮M解決關(guān)鍵問(wèn)題】梳理出寧夏鹽堿地分區(qū)治理的中心技術(shù)模式,為寧夏分區(qū)分類型鹽堿地治理提供參考,為中低產(chǎn)田產(chǎn)能提升奠定基礎(chǔ)。
1 鹽堿地成因
鹽堿地的形成主要受自然、人為多種因素影響,可溶性鹽分在土壤中進(jìn)行遷移和轉(zhuǎn)化并不斷聚集,主要影響因素包括土壤質(zhì)地、地下水位、氣候條件、灌排條件、地形地貌以及土地利用方式等[1,8,18,19]。我國(guó)不同區(qū)域鹽堿地形成都有其獨(dú)有的特征,濱海平原鹽堿地主要分布在東南沿海地區(qū),地下水受海潮頂托的影響埋深較淺,其鹽分主要來(lái)自海水,隨毛管水上升累積到土壤表層,大部分為氯化物硫酸鹽鹽土、局部有蘇打鹽土;松嫩平原鹽堿地主要由冰雪融化水、雨水?dāng)y帶山區(qū)水溶性鹽類向平原遷移,加上凍融氣候的影響,土壤積鹽十分嚴(yán)重,大部分為蘇打鹽土;新疆地區(qū)鹽堿地由于氣候干旱少雨且河流多為內(nèi)流河,土壤鹽分不易排出,大部分為硫酸鹽氯化物鹽土、局部有蘇打鹽土。因此,對(duì)于寧夏回族自治區(qū)鹽堿地成因來(lái)說(shuō),不同片區(qū)其鹽堿地主要成因也具有獨(dú)有特征。
1.1 典型片區(qū)選擇
總體上來(lái)看,寧夏回族自治區(qū)位于黃河中上游地區(qū),為典型的溫帶大陸性氣候,降水少但蒸發(fā)多,底層土壤有返鹽現(xiàn)象,灌溉水源大多來(lái)自黃河,灌區(qū)受人為活動(dòng)影響強(qiáng)烈,種植的作物主要為水稻、春小麥、玉米、枸杞等。從土壤鹽堿化分布區(qū)域來(lái)看,主要分布在中部干旱帶的紅寺堡揚(yáng)水灌區(qū)和北部引黃灌區(qū)的銀北灌區(qū);從地形地勢(shì)上來(lái)看,賀蘭山地、鄂爾多斯-黃土高原、洪積沖積平原等區(qū)域均存在一定數(shù)量鹽堿地,賀蘭縣、紅寺堡區(qū)、平羅縣西大灘等地可依次作為上述3種地形的代“表”,此外,靠近黃河的惠農(nóng)區(qū)也會(huì)受到黃河河水頂托;從土壤特性來(lái)看,寧夏土壤中紅黏土或重粉質(zhì)壤土容易形成弱透水層、白僵土堿化度高、風(fēng)沙土加速土壤返鹽和灌淤土中土壤母質(zhì)含鹽量較高,紅寺堡區(qū)、平羅縣西大灘、興慶區(qū)和賀蘭縣可依次作為上述土壤特性的代“表”,各區(qū)域詳細(xì)土壤類型分布情況見(jiàn)圖1(圖中土壤類型數(shù)據(jù)來(lái)源:1∶400萬(wàn)中國(guó)土壤分布式查詢數(shù)據(jù)庫(kù))。此外,平羅縣渠口鄉(xiāng)還存在因種植作物類型的差別易造成的渠道供水分配存在問(wèn)題。綜上所述,考慮地形、土壤、種植結(jié)構(gòu)等因素,選取紅寺堡區(qū)、平羅縣、惠農(nóng)區(qū)、興慶區(qū)和賀蘭縣為寧夏鹽堿地的典型片區(qū),各區(qū)域鹽堿地情況見(jiàn)表1。通過(guò)梳理不同典型片區(qū)的土壤鹽堿化成因,分析寧夏鹽堿地在不同地域不同影響因素作用下的演變過(guò)程,可對(duì)寧夏分區(qū)分類型鹽堿地監(jiān)測(cè)、防治和治理提供參考。
1.2 吳忠市紅寺堡區(qū)鹽堿地成因
紅寺堡區(qū)屬中溫帶干旱氣候區(qū),主要區(qū)域?yàn)榱_山、煙簡(jiǎn)山和牛首山之間的盆地以及苦水河與甜水河所形成的沖積平原,呈現(xiàn)出東南高、西北低的地勢(shì),地面坡度為1/8~1/50。2015年紅寺堡區(qū)鹽堿地面積為0.64萬(wàn)hm2[28],其中次生鹽堿地主要分布在紅寺堡區(qū)大河鄉(xiāng)、紅寺堡鎮(zhèn)和沙泉鄉(xiāng)的控灌區(qū)內(nèi)[29],主要土壤類型為草甸栗鈣土、沖積土和淡灰鈣土。
紅寺堡區(qū)鹽堿地成因主要如下:從氣候條件來(lái)看,紅寺堡灌區(qū)多年平均水面蒸發(fā)量為2 387 mm,為降水量的9倍,鹽分隨水分蒸發(fā)長(zhǎng)期累積到表層土壤;從地形條件來(lái)看,紅寺堡灌區(qū)土地面積的62.7%為緩坡丘陵,海拔為1 240~1 450 m,較大的高差使得鹽分更易匯集至低洼地區(qū),如柳泉鄉(xiāng)、大河鄉(xiāng)等地[31];從土壤特性來(lái)看,紅寺堡區(qū)次生鹽堿化土壤耕層含鹽量達(dá)8~30.7 g/kg,多為紅土母質(zhì),土壤質(zhì)地多為黏土或重粉質(zhì)壤土,易形成弱透水層,導(dǎo)致區(qū)域排水不暢,難以有效進(jìn)行鹽分淋洗,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期灌溉積鹽后,土壤鹽堿程度加重[29,32];從灌排系統(tǒng)角度來(lái)看,紅寺堡灌區(qū)1998—2014年灌溉普遍采用大水漫灌,灌溉水引入更多鹽分累積,同時(shí)由于土壤條件限制灌溉水入滲后不能及時(shí)排出[33,34],現(xiàn)有排水系統(tǒng)與土壤條件尚不匹配,也導(dǎo)致地下水位高于其他地區(qū),也使得鹽分在蒸發(fā)作用下更易到達(dá)土壤表層。
1.3 石嘴山市平羅縣西大灘鹽堿地成因
平羅縣屬溫帶干旱荒漠氣候區(qū),主要區(qū)域由鄂爾多斯臺(tái)地、黃河沖積平原、西大灘蝶形洼地、賀蘭山東麓洪積扇組成,地勢(shì)西南高東北低。平羅縣境內(nèi)土壤類型主要有灰鈣土、白僵土、草甸鹽土、鹽化潮土、潮灌淤土,鹽堿地主要分布在平羅縣西大灘前進(jìn)農(nóng)場(chǎng)、渠口鄉(xiāng)和寶豐鎮(zhèn)等片區(qū)[36]。
西大灘鹽堿地成因主要如下:從氣候條件來(lái)看,蒸發(fā)強(qiáng)度大、降水分布多集中在7—9月,年內(nèi)分配不均,土壤長(zhǎng)期不斷在雨季脫鹽、旱季積鹽,并且土壤鹽分以堿性鈉鹽為主,容易堿化;從地形條件來(lái)看,西大灘以前為賀蘭山洪積扇下的大型古湖泊[38],地形普遍平緩低洼,海拔為1 077~1 122 m,地下水側(cè)向流動(dòng)緩慢,年均地下水埋深為1.37 m、礦化度<3 g/L[37],富含堿性鈉鹽的礦質(zhì)地下水更易隨地下水蒸發(fā)不斷向地表匯聚;從土壤特性來(lái)看,西大灘土壤類型主要為白僵土、紅黏土和新積土,白僵土土質(zhì)黏重且堿化程度高,土壤理化性質(zhì)不良且微生物活動(dòng)微弱,土壤透水性差導(dǎo)致排水困難,土壤鹽分含量約為2.5~6.5 g/kg,p H值約為8.00~10.40,堿化度約為15%~60%、鹽分類型主要有氯化鈉、硫酸鈉和碳酸鈉[39];從地下水位條件來(lái)看,地下水埋深受灌溉洗鹽、地下水明溝和暗管排水工程影響,地下水埋深范圍在1.12~1.75 m,平均地下水埋深在1.5 m左右,土壤水鹽運(yùn)動(dòng)緩慢,但整體向表層運(yùn)移[40];從灌排系統(tǒng)角度來(lái)看,田間排水溝大多在1.5~1.8 m,接近地下水位,排水工程中水流攜帶的黏性土壤易導(dǎo)致排水溝淤積,失去排水排鹽效果[41]。
1.4 石嘴山市平羅縣渠口鄉(xiāng)鹽堿地成因
平羅縣渠口鄉(xiāng)鹽堿地主要分布在六中村和交際村,渠口鄉(xiāng)鹽堿地成因主要如下:從土壤特性來(lái)看,渠口鄉(xiāng)土壤類型大部分為鹽化潮土、草甸鹽土和黃綿土,土壤質(zhì)地多為中壤土,含鹽量高于1.5 g/kg,該區(qū)域大多為輕度鹽堿地。此外,受少量黏土影響形成的中重度鹽堿地呈插花狀分布;從地下水位條件來(lái)看,區(qū)域地下水埋深大部分在1~3 m,局部地下水埋深小于1.8 m鹽堿化控制閾值[42];從灌排系統(tǒng)角度來(lái)看,灌溉水主要來(lái)自惠農(nóng)渠,渠道存在斷面偏小、滲漏等問(wèn)題,局部區(qū)域灌溉洗鹽困難,此外,沿五排等周邊區(qū)域低洼且大多存在排水溝淤積問(wèn)題,影響排水排鹽效果;從土地利用方式來(lái)看,種植作物類型有差別,呈現(xiàn)插花種植情況,作物需水要求不同,造成了渠道供水不協(xié)調(diào),同時(shí)渠道滲漏水量差別大,部分區(qū)域入滲水量較多,抬升了地下水位,造成鹽堿地分布不均。
1.5 石嘴山市惠農(nóng)區(qū)鹽堿地成因
惠農(nóng)區(qū)屬西北內(nèi)陸溫帶干旱氣候區(qū),主要區(qū)域?yàn)橘R蘭山丘陵地、洪積傾斜平原、黃河沖積平原。2016年惠農(nóng)區(qū)鹽堿地面積1.59萬(wàn)hm2,主要分布在燕子墩鄉(xiāng)、禮和鄉(xiāng)和尾閘鎮(zhèn)等片區(qū),區(qū)域土壤類型主要為灌淤土、潮土、淡灰鈣土和紅黏土[44]?;蒉r(nóng)區(qū)鹽堿地成因主要如下:從地形條件來(lái)看,該區(qū)域地處灌區(qū)下游,是上游排水排鹽的匯集區(qū)。區(qū)域內(nèi)賀蘭山丘陵地和沿黃河地區(qū)相對(duì)低洼,水流匯集和排水受阻形成中重度鹽堿地;從土壤特性來(lái)看,燕子墩鄉(xiāng)、禮和鄉(xiāng)一帶土壤黏重、滲透性能差,使得地下水側(cè)向流動(dòng)困難,形成了部分堿化土壤?;蒉r(nóng)區(qū)土壤含鹽量為1.78~5.60g/kg[45],輕度鹽堿化土壤占鹽堿化總面積的62%[43];從地下水位來(lái)看,受黃河水頂托影響,地下水礦化度高達(dá)2.91~4.72 g/L、地下水埋深范圍為1.32~1.98 m[45],大多小于1.8 m鹽堿化控制閾值,使得該區(qū)域普遍存在返鹽現(xiàn)象;從灌排條件來(lái)看,由于黃河水?dāng)嗔骰蛏嫌魏乃窟^(guò)大導(dǎo)致下游可利用的灌溉水量不能滿足淋洗土壤鹽分的需求,耕地鹽分排出受到影響[46],同時(shí)受到黃河水頂托影響,局部區(qū)域存在排水不暢問(wèn)題。
1.6 銀川市興慶區(qū)鹽堿地成因
興慶區(qū)屬西北內(nèi)陸溫帶干旱氣候區(qū),主要區(qū)域?yàn)橘R蘭山地、洪積扇前傾斜平原、洪積沖積平原、河谷平原、河漫灘地等。鹽堿地主要分布在通貴鄉(xiāng)、掌政鎮(zhèn)、大新鎮(zhèn)、月牙湖鄉(xiāng)的低洼地帶。興慶區(qū)鹽堿地成因主要如下:從土壤特性來(lái)看,土壤類型主要為草原風(fēng)沙土、淡灰鈣土、沖積土和潮土[50],土壤質(zhì)地偏沙性,土壤持水率薄弱易蒸發(fā);區(qū)域中低產(chǎn)田0~20 cm土層平均含鹽量為1.5 g/kg,p H值為8.2,土壤偏堿性、易板結(jié)且養(yǎng)分量低,部分區(qū)域土壤存在障礙土層,不利于鹽分淋洗;從地下水位來(lái)看,興慶區(qū)第二和第四排水溝附近的區(qū)域,排水條件較好,鹽堿化程度較輕,而沿黃河區(qū)域由于受黃河水影響,地下水位偏高,鹽堿化程度較重;從灌排條件來(lái)看,流經(jīng)興慶區(qū)的惠農(nóng)渠灌溉高峰期能滿足灌溉要求的流量為120 m3/s,但近年來(lái)比較大引水流量只為90 m3/s[51,52],灌溉淋洗水量嚴(yán)重不足導(dǎo)致土壤出現(xiàn)次生鹽堿化問(wèn)題,同時(shí)由于黃河水頂托,部分區(qū)域洗鹽排水以及農(nóng)田地下排水不暢也加劇了土壤的次生鹽堿化。
1.7 銀川市賀蘭縣鹽堿地成因
賀蘭縣屬西北內(nèi)陸溫帶干旱氣候區(qū),主要區(qū)域?yàn)辄S河沖積平原、山前洪積平原及賀蘭山山脈,東臨黃河、西接賀蘭山。鹽堿地主要分布在賀蘭縣南梁臺(tái)子農(nóng)牧場(chǎng)、立崗鎮(zhèn)和洪廣鎮(zhèn)。賀蘭縣鹽堿地成因主要如下:從地形條件來(lái)看,賀蘭縣中部局部及沙湖周邊存在低洼區(qū)域,低洼耕地排水不徹底導(dǎo)致鹽分越積越多,形成低洼鹽堿地,此外,賀蘭縣立崗鎮(zhèn)等東部部分區(qū)域還會(huì)受到黃河水頂托,鹽分不能順暢排出[56]。從土壤特性來(lái)看,土壤類型主要為潮灌淤土、濕潮土和草甸灰鈣土,其成土母質(zhì)主要為洪積物、沖擊物、灌水淤積物、湖積物及風(fēng)積物,是土壤鹽分的重要來(lái)源[57],且中部和東部部分區(qū)域存在黏土層或障礙土層,鹽分淋洗困難;從地下水位來(lái)看,局部鹽堿化地區(qū)平均地下水埋深約為1.52 m,存在蒸發(fā)返鹽現(xiàn)象[58];從灌排系統(tǒng)角度來(lái)看,伴隨著高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用,鹽分淋洗不足,次生鹽堿化問(wèn)題逐漸凸顯[54],此外,部分灌溉渠道滲漏嚴(yán)重,如惠農(nóng)渠、第二農(nóng)場(chǎng)渠、唐徠渠等,也導(dǎo)致渠道兩側(cè)農(nóng)田鹽堿化加重,各鄉(xiāng)鎮(zhèn)普遍存在排水溝淤積、排水設(shè)施不完善等問(wèn)題,加重了土壤鹽堿化[57]。
2 分區(qū)現(xiàn)狀治理措施總結(jié)
2.1 吳忠市紅寺堡區(qū)現(xiàn)狀治理措施總結(jié)
紅寺堡區(qū)部分土壤母質(zhì)含鹽量高且存在弱透水層或不透水層、耕地區(qū)域地形低洼封閉、大水漫灌普遍、排水不暢等因素,造成部分地區(qū)土壤次生鹽堿化現(xiàn)象嚴(yán)重?,F(xiàn)有研究治理措施和研究成果主要圍繞灌排措施、物理調(diào)控、化學(xué)調(diào)理和生物改良等鹽堿地治理措施。
1)灌排措施
黃占城指出適當(dāng)?shù)膰姽?、滴灌、溝灌等?jié)水灌溉技術(shù)可以合理調(diào)控土壤中的水鹽運(yùn)動(dòng),控制地下水位;劉學(xué)軍等[7]也指出推廣高效節(jié)水灌溉、實(shí)行總量和定額雙控措施是土壤鹽堿化共性治理措施,同時(shí)需要合理規(guī)劃建設(shè)排水工程,如明溝、暗管、機(jī)井或明溝暗管結(jié)合的工程措施,實(shí)現(xiàn)自流或集中提水排水,降低地下水位,防治土壤鹽漬化;此外,還應(yīng)注意渠道的運(yùn)行維護(hù)以及排水溝的開(kāi)挖清淤[59]。周華等[8]總結(jié)寧夏土壤鹽漬化治理措施中也提到可結(jié)合高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田項(xiàng)目建設(shè),對(duì)灌區(qū)排水系統(tǒng)開(kāi)展有計(jì)劃、系統(tǒng)性、規(guī)?;臏系乐卫砉ぷ鳌?duì)局部低洼排水困難地區(qū),大力推廣暗管排水或“渠灌井排”等技術(shù)。同時(shí),通過(guò)加強(qiáng)工程建后管護(hù)和修復(fù)工作,確保灌區(qū)排水系統(tǒng)暢通。黃建成等[60]在紅寺堡鎮(zhèn)試驗(yàn)區(qū)采用溝植溝灌+綜合快速培肥施肥+排水孔滲濾作為應(yīng)對(duì)措施,可使試驗(yàn)區(qū)土壤脫鹽率達(dá)到40%,枸杞增產(chǎn)28%~40%。
2)其他治理措施
其他治理措施主要包括物理調(diào)控、化學(xué)調(diào)理和生物改良等措施,這些措施大多需配合灌排措施一同開(kāi)展。
從物理調(diào)控角度來(lái)看,可采用覆膜處理、隔鹽層法、客土法、深耕等措施改良土壤結(jié)構(gòu),改變表層土壤質(zhì)地和鹽分含量,黃建成等發(fā)現(xiàn)覆膜加綜合快速培肥措施下紅寺堡鎮(zhèn)試驗(yàn)區(qū)0~20 cm土體鹽分從12.30 g/kg下降到8.75 g/kg,20~40 cm土體鹽分從6.17 g/kg下降到3.65 g/kg。劉學(xué)軍等[7]指出3 a深耕1次,耕深40~60 cm,可以有效改善土壤結(jié)構(gòu),打破犁底層,增加土壤透氣性,提高土壤鹽分的淋洗,此外,連續(xù)3~5 a實(shí)施秸稈粉碎還田,也可有效改良土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤有機(jī)質(zhì)量,對(duì)鹽漬化土地的改良與利用具有積極作用。
從化學(xué)調(diào)理角度來(lái)看,施用脫硫廢棄物和腐殖酸類改良劑,通過(guò)離子代換和酸堿中和等過(guò)程,將鹽離子置換出土壤膠體,隨排水措施排出土壤,可以有效減少土壤鹽分。張俊華等對(duì)紅寺堡開(kāi)發(fā)區(qū)氯化物-硫酸鹽鹽土施用脫硫廢棄物和腐殖酸類改良劑,土壤孔隙度降低5.61%,土壤p H值和全鹽量均有不同程度降低,0~20 cm土壤中鈉離子量從11.15cmol/kg下降到6.48 cmol/kg,土壤改良劑施用量可維持在11.25 t/hm2左右。
從生物改良角度來(lái)看,種植枸杞、葡萄等耐鹽作物可以一定程度上降低土壤鹽分。Zhang等等在紅寺堡區(qū)沙漠化較嚴(yán)重的鹽堿地種植葡萄,研究發(fā)現(xiàn)葡萄種植提高了土壤理化性質(zhì)和微生物多樣性,并且會(huì)吸取土壤鹽分和提升土壤肥力。
2.2 石嘴山市平羅縣西大灘現(xiàn)狀治理措施總結(jié)
平羅縣西大灘鹽堿地土壤類型主要為白僵土,區(qū)域地下水埋深低且礦化度高,其改良周期較長(zhǎng)且困難較大?,F(xiàn)有研究治理措施和研究成果如下:
1)灌排措施
除常規(guī)灌排治理措施外,針對(duì)白僵土質(zhì)地對(duì)灌排措施的影響,治理措施集中于改善土壤對(duì)于灌排條件的限制。張?bào)w彬等采用滴灌配合作物根區(qū)沙穴換土的方法種植枸杞,研究發(fā)現(xiàn)滴灌種植3 a后,根區(qū)土壤p H值明顯下降,較初始值降低8.32%~15.3%,根區(qū)鹽分降低10.4%~68.6%,證明滴灌配合物理改良措施可以有效淋洗根區(qū)土壤鹽分,同時(shí)滴灌定額越大,淋洗效率越高。王旭等[65]通過(guò)布設(shè)90~120 cm的暗溝,并回填礫石,通過(guò)打破西大灘試驗(yàn)區(qū)60~70 cm處的黏土層,打破毛細(xì)管的連續(xù)性,增強(qiáng)灌溉水淋洗效率并抑制了平均地下水埋深為1.5 m處的返鹽,試驗(yàn)結(jié)果顯示礫石暗溝能夠有效提高土壤滲透能力,保持脫鹽狀態(tài),暗溝間距3 m、礫石層厚度35 cm處理下0~40 cm土層堿化度可第1年減少32.2%和第2年減少39.6%。黃亞捷等[66]基于模型分析了現(xiàn)狀灌排條件下未來(lái)10 a西大灘耕地土壤鹽分變化,指出現(xiàn)狀常規(guī)灌溉條件下會(huì)導(dǎo)致地下水埋深變小,積鹽程度變高,應(yīng)在合理范圍內(nèi)減少灌溉量,但仍需保證洗鹽的灌溉,同時(shí)在排水方面,須合理設(shè)計(jì)排水溝深度,以實(shí)現(xiàn)土壤鹽分降低并避免排水溝的干排鹽作用。
2)其他治理措施
從物理調(diào)控角度來(lái)看,主要采用了地膜秸稈復(fù)合覆蓋、平整土地、深耕深松等措施,呂雯等在白僵土中采用地膜秸稈復(fù)合覆蓋措施下種植油葵,使得降水利用效率提高了59.05%,水分利用效率提高了32.71%,表明地膜秸稈復(fù)合覆蓋條件下可以有效減少土壤毛管水無(wú)效蒸發(fā),降低土壤含鹽量,有利于保持良好的耕層土壤結(jié)構(gòu),且有利于利用降水充分向下淋洗耕層改良過(guò)程置換出的鹽分。
從化學(xué)調(diào)理角度來(lái)看,對(duì)于西大灘白僵土改良來(lái)說(shuō),化學(xué)改良劑不可或缺。脫硫石膏和糠醛渣等改良劑可用于該地區(qū)堿化土壤的改良和治理,主要作用包括置換土壤膠體中的Na和中和土壤中的OH。楊軍等+-[68]采用脫硫石膏、糠醛渣和淋洗結(jié)合的措施來(lái)改良白僵土可以有效降低土壤鹽分提高作物產(chǎn)量,研究發(fā)現(xiàn)在淋洗水量4 500 m3/hm2和施用糠醛渣22.5 t/hm2的條件下土壤0~20 cm的p H值由9.65降至7.6,堿化度、總堿度和全鹽量分別降低60.2%、39.2%和69.1%。
從生物改良角度來(lái)看,應(yīng)篩選出耐鹽抗逆性能較好的作物,在白僵土中進(jìn)行適應(yīng)性種植。Li等于白僵土中種植枸杞、油葵和苜蓿等耐鹽堿作物,研究發(fā)現(xiàn)種植苜蓿1 a后白僵土中的p H值、鹽分量和土壤體積質(zhì)量分別降低了0.6、0.5 g/kg和100 kg/cm3,指出了耐鹽堿作物通過(guò)直接吸收根部土壤中的某些鹽分離子或通過(guò)釋放根部分泌物來(lái)增加微生物群落組成和酶活性間接改善土壤理化性質(zhì)。
2.3 石嘴山市平羅縣渠口鄉(xiāng)現(xiàn)狀治理措施總結(jié)
平羅縣渠口鄉(xiāng)“插花種植”使得灌溉不均勻、地下水運(yùn)動(dòng)以及土壤鹽分運(yùn)移復(fù)雜,現(xiàn)有研究治理措施和研究成果如下:
1)灌排措施
平羅縣實(shí)施農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目以來(lái),鹽堿地改良主要以排水為主,通過(guò)修建渠系、明溝和暗管等灌排工程形成了基本的灌排體系,針對(duì)呈插花狀分布的中重度鹽堿化區(qū)域,實(shí)施集水井抽水、井渠結(jié)合灌溉、溝蓄回用、虹吸管輔助排水等措施,有效提升太陽(yáng)能暗管排水的抽水能力,可彌補(bǔ)現(xiàn)有灌溉排水工程不完善的問(wèn)題[70]。王少麗等[71]基于渠口鄉(xiāng)暗管排水排鹽研究指出現(xiàn)有的太陽(yáng)能暗管排水系統(tǒng)排水率小于等于0.49 mm/d,遠(yuǎn)小于控制鹽堿化要求的1.5 mm/d。針對(duì)夜間太陽(yáng)能不工作的情況,增加了虹吸管輔助排水,提高暗管排水效率。張凱[72]研究了渠口鄉(xiāng)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)前后的土壤鹽分和耕地質(zhì)量變化,得到了項(xiàng)目區(qū)土壤全鹽量范圍從0.41~6.46 g/kg降低為0.45~2.82g/kg,0~20 cm和20~40 cm土層p H值范圍分別從7.93~9.74和8.18~9.42降低為7.92~8.49和8.12~9.38,耕地質(zhì)量提高了0.3個(gè)等級(jí)。
2)其他治理措施
從物理調(diào)控和化學(xué)調(diào)理角度來(lái)看,采用平田整地縮小畦田面積,消除局部洼地積鹽,提高灌水均勻度和灌溉水利用率,從而防止土壤斑塊鹽堿化;通過(guò)增施有機(jī)肥,提高土壤有機(jī)質(zhì)量,種植綠肥,增加覆蓋,減少蒸發(fā)和抑制鹽分遷移;同時(shí)合理進(jìn)行耕作,破除板結(jié),改善土壤透氣性;還通過(guò)施用腐殖酸類改良劑、抑鹽劑等減少鹽分積累。根據(jù)平羅縣渠口鄉(xiāng)采用苗床帶狀旋耕施肥播種技術(shù)、留茬免耕播種技術(shù)以及麥茬粉碎還田免耕播種技術(shù)等3種保護(hù)性耕作技術(shù)模式與傳統(tǒng)模式耕作效果分析,發(fā)現(xiàn)通過(guò)合理的耕作、建立覆蓋條件,可以使土壤含水率增加1%~4%,土壤微生物量增加25%,同時(shí)抑制了水分蒸發(fā)[73]。
從生物改良來(lái)看,通過(guò)種植耐鹽作物實(shí)現(xiàn)鹽堿地改良,包括苜蓿、聚合草、食用甜菜、枸杞等作物,班乃榮等的試驗(yàn)研究表明,通過(guò)種植耐鹽作物可以有效抑制土壤鹽分,種植第1年后土壤0~20 cm鹽分下降37%~45%。
通過(guò)綜合措施手段,尹志榮等提出溝灌、覆黑膜保墑壓草、優(yōu)化施肥技術(shù)調(diào)鹽控鹽集成技術(shù)下種植枸杞,結(jié)果顯示該模式可以有效緩解及預(yù)防次生鹽漬化,水分利用率提升1.5倍、土壤鹽分下降12%~16%,土壤有機(jī)質(zhì)增加17.5%,與不覆膜和傳統(tǒng)施肥條件相比,產(chǎn)量提升68%。
2.4 石嘴山市惠農(nóng)區(qū)現(xiàn)狀治理措施總結(jié)
惠農(nóng)區(qū)地處引黃灌區(qū)下游,受黃河水情影響嚴(yán)重,地下水因受黃河水頂托,平均埋深較小,在治理措施中較為注重排水措施,同時(shí)兼顧其他治理措施,現(xiàn)有研究治理措施和研究成果如下:
1)灌排措施
通過(guò)農(nóng)田水利建設(shè)項(xiàng)目、銀北百萬(wàn)畝鹽堿地改良工程實(shí)施,區(qū)域灌排條件得到明顯改善,形成了多元灌溉體系,同時(shí)也形成了明溝、暗管相結(jié)合,自流、強(qiáng)排相配套的排水體系。黃愉研究了惠農(nóng)區(qū)廟臺(tái)鄉(xiāng)暗管排水運(yùn)行2 a后對(duì)鹽堿地地下水埋深和礦化度的影響,其中項(xiàng)目區(qū)全年地下水埋深平均在1 m左右,暗管鋪設(shè)埋深范圍為1.4~1.8 m、間距為50 cm,結(jié)果表明鋪設(shè)暗管的油葵處理區(qū)平均地下水埋深較未作處理區(qū)增長(zhǎng)了6.4%,也使得地下水礦化度降低了0.36 g/L,降低9.0%。此外,豎井排水和生物排水措施也在惠農(nóng)區(qū)局部區(qū)域運(yùn)用[77]。
2)其他治理措施
從物理調(diào)控角度來(lái)看,經(jīng)過(guò)多年土地平整建設(shè),現(xiàn)有耕地土地平整度已基本滿足要求,但新開(kāi)墾耕地土地平整度較差,在進(jìn)行平田整地的同時(shí)采取了機(jī)械翻耕、秸稈還田和施用有機(jī)肥措施,翻耕深度為30 cm,改善了土壤結(jié)構(gòu)和增加了有機(jī)質(zhì)量[78]。朱建祥等[45]也指出惠農(nóng)區(qū)土地平整建設(shè)過(guò)程中,應(yīng)注意一次切削深度不超過(guò)10~15 cm,田間坡面應(yīng)與灌溉方法相適應(yīng),畦灌的田間坡面應(yīng)為0.005~0.050;溝灌的田面坡度應(yīng)為0.01~0.05。
從化學(xué)調(diào)理角度來(lái)看,惠農(nóng)區(qū)在2010年和2011年施行測(cè)土施肥項(xiàng)目和土壤有機(jī)質(zhì)提升項(xiàng)目中施用施脫硫廢棄物、腐殖酸類改良劑和土壤保墑增溫抑鹽劑,其中平均施用脫硫廢棄物7.5~10.5 t/hm2,有效降低了土壤堿化程度、提高地溫和抑制土壤返鹽[43]。孫兆軍[6]針對(duì)惠農(nóng)區(qū)鹽分含量在10.5 g/kg以上的鹽化沼澤土運(yùn)用改良劑+有機(jī)肥+復(fù)合肥結(jié)合灌水洗鹽,經(jīng)過(guò)2 a改良,結(jié)果顯示鹽化沼澤土的全鹽、堿化度和p H值分別減少21.90%、24.11%和9.12%。另外,在鹽化灌淤土中施用酵素菌肥料7 500 kg/hm2摻施50%化肥置換出土壤中的鹽離子,淋洗排鹽后相比于正常施肥土壤鹽分可降低41.95%[79]。
從生物改良角度來(lái)看,通過(guò)選擇合適的耐鹽植物和種植方式開(kāi)展治理,雷金銀等研究發(fā)現(xiàn),于惠農(nóng)區(qū)永屏村種植紅柳、葦狀羊茅、油葵3種耐鹽植物3 a后,相較空白對(duì)照表層(0~20 cm)土壤體積質(zhì)量分別降低了24.16%、27.53%和24.72%,土壤含水率明顯增加,尤其是紅柳自身需水量大且根系發(fā)達(dá),對(duì)深層土壤含水率影響明顯,有明顯生物排水的作用,有效抑制鹽分。郭永玲等[81]于惠農(nóng)區(qū)燕子墩鄉(xiāng)、禮和鄉(xiāng)和尾閘鎮(zhèn)鹽堿地研究枸杞分別和小麥、玉米和油葵進(jìn)行輪作種植,發(fā)現(xiàn)小麥、玉米和油葵在沒(méi)有種植枸杞的地塊產(chǎn)量分別為11.98、260、240.5 kg/hm2,在種植枸杞多年后的地塊產(chǎn)量增加為449.8、804.3、310.8kg/hm2,表明合理的種植方式可明顯增加鹽堿地中作物產(chǎn)量。
綜合措施方面,劉曉琳進(jìn)行了土地整理項(xiàng)目后評(píng)價(jià)研究,指出通過(guò)平整土地將田、土、坎進(jìn)行機(jī)械化集中種植,配套相應(yīng)的農(nóng)田灌排系統(tǒng),結(jié)合土壤貧瘠、鹽堿化程度重等特點(diǎn)施用土壤改良劑和種植耐鹽作物,復(fù)墾宜農(nóng)荒地,結(jié)果顯示研究區(qū)耕地面積從328.78 hm2增加到637.86 hm2,鹽堿地面積從562.42hm2降低為169.11 hm2,耕地質(zhì)量提高了1個(gè)等級(jí)。
2.5 銀川市興慶區(qū)現(xiàn)狀治理措施總結(jié)
興慶區(qū)鹽堿地主要成因包括沙化土壤分布廣、土壤母質(zhì)含鹽量高、灌水量不足、排水不暢等,現(xiàn)有研究治理措施和研究成果如下:
1)灌排措施
通過(guò)分析興慶區(qū)中低產(chǎn)農(nóng)田,指出加快完善灌排體系,適當(dāng)通過(guò)大水漫灌、伏翻曬地等方式,使土壤中鹽分短期內(nèi)溶于水中,并隨暗管排水等措施排出,可緩解沙質(zhì)土壤蒸發(fā)強(qiáng)烈導(dǎo)致的返鹽速度快以及鹽分淋洗效率低的情況。劉嘉斌[83]通過(guò)在興慶區(qū)月牙湖鄉(xiāng)開(kāi)展不同暗管外包濾料型式對(duì)鹽堿地土壤的控鹽效果影響的研究,發(fā)現(xiàn)土壤平均初始鹽分為5.15 g/kg,經(jīng)灌水期排水洗鹽結(jié)束后,3種型式暗管排水處理0~40 cm土層的全鹽量范圍為0.60~3.85g/kg,使得原來(lái)的重度鹽堿地轉(zhuǎn)化為輕、中度鹽堿地,同時(shí)指出采用細(xì)砂粒和細(xì)碎石(1∶2混合)以及細(xì)碎石濾料方案下可以有效改善0~60 cm土壤理化性質(zhì),增強(qiáng)暗管排鹽能力。
2)其他治理措施
從物理調(diào)控來(lái)看,主要開(kāi)展了秸稈還田、耕地覆膜和深松深翻等治理措施,通過(guò)分析興慶區(qū)中低產(chǎn)農(nóng)田,指出秸稈還田可用于改良沙化耕地和鹽堿耕地。馬伏貴等分析了興慶區(qū)月牙湖鄉(xiāng)覆膜栽培和深松深翻對(duì)向日葵耕地的改良效果,結(jié)果表明采用覆膜栽培和深松深翻可聚集雨水、抑制蒸騰,同時(shí)使地下水埋深降低5~8 cm,灌后2 d土壤0~30 cm脫鹽率超過(guò)50%,是具有良好經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)效益的次生鹽堿地改良措施。
從化學(xué)調(diào)理來(lái)看,針對(duì)土壤肥力較低的月牙湖等地區(qū),開(kāi)展測(cè)土配方施肥,針對(duì)性的補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)量,提升耕地質(zhì)量。田超通過(guò)研究粉煤灰、氣化細(xì)渣與牛糞配施對(duì)風(fēng)沙土持水保肥能力的影響,發(fā)現(xiàn)不同處理多可將土壤體積質(zhì)量降低11.49%、孔隙度增加14.56%,其中單施牛糞對(duì)有機(jī)質(zhì)量提升比較高為5.51 g/kg,施入粉煤灰、氣化細(xì)渣后有機(jī)質(zhì)有所下降,但依舊比無(wú)措施條件增幅明顯。秦淑芳[86]分析了小麥、玉米、水稻測(cè)土配方施肥相比習(xí)慣施肥可分別增產(chǎn)55.5、454.5、414.0 kg/hm2,既提升了作物產(chǎn)量又防止施肥不當(dāng)導(dǎo)致土壤鹽堿化程度的增加。
從生物改良來(lái)看,吳娟等分析了興慶區(qū)2015—2020年土地利用變化,發(fā)現(xiàn)鹽堿化嚴(yán)重的荒草地減少了0.14萬(wàn)hm2、林地增加了0.14萬(wàn)hm2,指出可通過(guò)種植耐鹽堿的樹(shù)種,對(duì)鹽堿地進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。趙逸雪等[88]通過(guò)進(jìn)行不同植被覆蓋度下土壤水分入滲研究,發(fā)現(xiàn)裸沙、中等植被和高等植被覆蓋度的穩(wěn)滲速率分別為10.89、7.42、7.04 mm/min,可有效提高土壤的持水保肥能力和抑制水分蒸發(fā),從而減弱鹽分的表聚。
2.6 銀川市賀蘭縣現(xiàn)狀治理措施總結(jié)
賀蘭縣西部賀蘭山地、洪積山地及高階地等地形高的地區(qū)土壤中的鹽分和堿化度較高、東部低洼地區(qū)的排水排鹽問(wèn)題均為賀蘭縣土壤鹽堿化治理的重點(diǎn)。
1)灌排措施
灌區(qū)節(jié)水灌溉已實(shí)施多年,截至2019年高效節(jié)水灌溉面積已達(dá)0.93萬(wàn)hm2,主要技術(shù)為噴灌和滴灌,有利于低洼地區(qū)調(diào)控地下水位,防止次生鹽堿化。馬廣福等[指出在建設(shè)第二排水溝、第三排水溝、第四排水溝、銀新干溝、四二干溝等各級(jí)排水溝道后,需定期進(jìn)行維護(hù)和清淤,同時(shí)也因地制宜選用井渠結(jié)合、渠灌井排、渠灌溝排、暗管排水等灌溉排水措施。
2)其他治理措施
從物理調(diào)控角度來(lái)看,李冬瑞等研究發(fā)現(xiàn),秸稈、尿素與濕沙土混合后撒入地表,結(jié)合秋耕深翻30 cm以上,可有效提高耕地質(zhì)量和抑制鹽分上行。包長(zhǎng)征等指出施加有機(jī)肥過(guò)程中,應(yīng)注意土壤質(zhì)地,如在砂質(zhì)土壤肥料分配應(yīng)將基肥控制在30%~40%,可提高施肥次數(shù),但每次施肥不易過(guò)多。
從化學(xué)調(diào)理角度來(lái)看,馬雪蓮等研究發(fā)現(xiàn),在農(nóng)藝措施基礎(chǔ)上,施用不同量的脫硫廢棄物會(huì)降低全鹽量、p H值和提升油葵產(chǎn)量,其中比較優(yōu)施用量為3.0 kg/m2,土壤全鹽量和p H值分別從6.11 g/kg和8.66下降到4.8 g/kg和7.94。此外,通過(guò)賀蘭縣測(cè)土配方施肥項(xiàng)目的實(shí)施,基本摸清了土壤養(yǎng)分狀況,并針對(duì)不同作物、不同土壤的養(yǎng)分狀況,提出了主要作物施肥配方19類,為優(yōu)化施肥結(jié)構(gòu)及避免發(fā)生二次污染提供了參考[93]。
從生物改良來(lái)看,低洼地區(qū)可結(jié)合地形種植水稻等作物,并修建池塘養(yǎng)殖魚(yú)、蟹等水生生物,推廣稻田養(yǎng)漁、蟹等模式。石偉等于賀蘭縣常信鄉(xiāng)開(kāi)展低洼鹽堿地稻漁共作試驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn)從出苗期到齊穗期,稻漁共作模式比單作水稻土壤的p H值降低0.14、作物產(chǎn)量提高6.1%。馬秀玲[97]也指出稻漁種養(yǎng)模式可充分利用稻田資源,效益明顯。
3 分區(qū)現(xiàn)狀治理措施存在的限制及建議
根據(jù)對(duì)紅寺堡區(qū)、平羅縣西大灘、平羅縣渠口鄉(xiāng)、惠農(nóng)區(qū)、興慶區(qū)以及賀蘭縣等6個(gè)典型區(qū)的分析,可以總結(jié)各個(gè)區(qū)域的鹽堿地特殊成因或特色,治理重點(diǎn)和迫切方向主要包括紅寺堡區(qū)障礙土層鹽堿地排水排鹽和產(chǎn)能提升、西大灘堿化鹽堿地治堿控鹽和產(chǎn)能提升、平羅縣插花鹽漬地節(jié)水抑鹽和精“準(zhǔn)”種植、惠農(nóng)河水頂托次生鹽漬地排水控鹽和產(chǎn)能提升、興慶區(qū)沙質(zhì)鹽堿地保水保肥控鹽和產(chǎn)能提升以及賀蘭縣低洼內(nèi)排鹽漬地和河水頂托鹽漬地治理。
3.1 吳忠市紅寺堡區(qū)障礙土層鹽堿地破土排鹽
近年來(lái),隨著紅寺堡區(qū)揚(yáng)黃灌溉工程的修建,次生鹽堿地出現(xiàn)并逐漸加重,現(xiàn)有治理措施大多集中在灌溉管理,其他措施較少,同時(shí)現(xiàn)有灌排工程的設(shè)計(jì)忽略了紅寺堡區(qū)障礙土層的影響,導(dǎo)致許多工程發(fā)揮不了應(yīng)有作用,提出了以下研究和治理建議:
從灌排管理角度來(lái)看,為應(yīng)對(duì)灌區(qū)水資源不足、缺少足夠的水量來(lái)淋洗鹽分的局面,確定合理的灌溉定額和閾值并通過(guò)灌排調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)水抑鹽是重點(diǎn)和難點(diǎn)。此外,紅寺堡區(qū)部分鹽堿地1 m以上土層中含有紅膠泥或其他障礙土層,抑制鹽分下滲、影響根系有機(jī)質(zhì)和微生物活動(dòng),存在排水不暢、無(wú)法洗鹽的問(wèn)題,排水不暢農(nóng)田區(qū)目前仍缺乏土壤結(jié)構(gòu)、土壤鹽分量等資料,現(xiàn)有治理措施對(duì)于解決該問(wèn)題仍具有很大的局限性,進(jìn)一步分析排水不暢農(nóng)田區(qū)土壤不透水層分布狀況及其水鹽運(yùn)移規(guī)律,提出適于復(fù)雜土壤結(jié)構(gòu)的農(nóng)田排水模式對(duì)于解決類似鹽堿地問(wèn)題具有重要作用。同時(shí)目前對(duì)于物理化學(xué)改良以及生物改良措施的區(qū)域限制性分析不足,且治理措施或研究?jī)?nèi)容較分散且都在小區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行,治理措施的推廣性有待提升。
3.2 石嘴山市平羅縣西大灘堿化鹽堿地治堿控鹽
西大灘白僵土治理是一項(xiàng)長(zhǎng)期、復(fù)雜的工程,其水鹽時(shí)空變異性大且反復(fù)出現(xiàn)。從灌排管理角度來(lái)看,西大灘白僵土土壤滲透性極差,使得滴灌、暗管等措施改良周期變長(zhǎng),但目前試驗(yàn)區(qū)滴灌、暗管等試驗(yàn)周期多為1~5 a,仍需長(zhǎng)期觀測(cè),形成長(zhǎng)期灌排治理效果的評(píng)價(jià);從物理化學(xué)改良來(lái)看,需考慮脫硫石膏等改良劑的施用量在改善白僵土堿化程度的同時(shí),如何防止施用量過(guò)大造成全鹽量增加,加強(qiáng)化學(xué)改良對(duì)于土壤環(huán)境影響的評(píng)價(jià);此外,目前關(guān)于白僵土地下水埋深和礦化度年際變化規(guī)律的研究較少,無(wú)法精“準(zhǔn)”的為水鹽調(diào)控提供數(shù)據(jù)支撐,現(xiàn)有研究多集中于單一措施,應(yīng)進(jìn)一步開(kāi)展融合性鹽堿地治理措施研究,深入開(kāi)展堿化土壤治理和優(yōu)化土地利用方式,運(yùn)用適宜的脫硫石膏、平田整地、暗管排鹽等降堿技術(shù),結(jié)合生態(tài)治理和種養(yǎng)結(jié)合等觀念,有效調(diào)控土壤堿化度。
3.3 石嘴山市平羅縣渠口鄉(xiāng)插花鹽漬地精“準(zhǔn)”種植
渠口鄉(xiāng)現(xiàn)有治理措施主要集中在示范區(qū)及高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目區(qū),改良范圍有限。渠口鄉(xiāng)鹽堿地呈現(xiàn)插花分布,如何在水資源嚴(yán)控條件下合理調(diào)整區(qū)域的種植結(jié)構(gòu)是改良的重點(diǎn);從灌排管理角度來(lái)看,摸清鹽堿地時(shí)空演變規(guī)律,配套相應(yīng)的灌溉淋洗水量,探索灌排協(xié)同精“準(zhǔn)”控鹽技術(shù);從物理化學(xué)改良來(lái)看,配合灌排管理措施,針對(duì)鹽堿地空間變異及時(shí)調(diào)整土壤翻耕深度、化學(xué)改良劑施用量等方案。
3.4 石嘴山市惠農(nóng)區(qū)河水頂托次生鹽堿地強(qiáng)排控鹽
惠農(nóng)區(qū)主要受河水頂托排水溝排水和地下水2個(gè)方面影響,現(xiàn)有治理措施通過(guò)完善灌排體系、平田整地等措施可有效調(diào)控地下水埋深,但也存在鹽堿化反復(fù)出現(xiàn)等問(wèn)題。地下水受黃河水頂托影響造成的鹽堿化反復(fù)出現(xiàn)是治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。從灌排管理角度來(lái)看,黃河水量年際變化較大,灌溉淋洗水量保障不足,且地下水頂托的問(wèn)題極為復(fù)雜,排水出口大多需要強(qiáng)排,現(xiàn)有研究對(duì)于該區(qū)域鹽堿地治理的系統(tǒng)性措施分析不足,如何結(jié)合區(qū)域排水措施調(diào)控地下水埋深仍需進(jìn)一步研究,提出黃河水頂托形成的次生鹽堿地高效淋洗排鹽優(yōu)化模式。此外,開(kāi)展排水回用及廉價(jià)鹽水淡化研究對(duì)解決該區(qū)域水資源問(wèn)題具有重要意義;從物理化學(xué)改良來(lái)看,惠農(nóng)區(qū)平均地下水埋深在1 m左右和返鹽速度快,單獨(dú)施用改良劑會(huì)造成鹽堿化反復(fù)出現(xiàn),需要采取融合性的鹽堿地改良措施;從生物改良來(lái)看,惠農(nóng)區(qū)目前研究大多關(guān)注優(yōu)“質(zhì)”抗鹽堿微生物篩選,研制微生物增強(qiáng)植物耐鹽性機(jī)理仍待研究。
3.5 銀川市興慶區(qū)沙質(zhì)鹽堿地地力提升抑鹽
興慶區(qū)受土壤沙化嚴(yán)重、月牙湖鄉(xiāng)等區(qū)域地勢(shì)低洼等影響,土壤保水保肥能力弱且返鹽嚴(yán)重?,F(xiàn)有治理措施多關(guān)注沙化土壤的改良,對(duì)土壤鹽分以及保水保肥關(guān)注較少。未來(lái)需進(jìn)行進(jìn)一步分析。
從灌排管理角度來(lái)看,研究分析沙質(zhì)鹽堿地水分涵養(yǎng)和基礎(chǔ)地力提升的量化措施,優(yōu)化供水格局、調(diào)控地下水位,提升沙質(zhì)鹽堿地持水保肥能力是未來(lái)研究的重點(diǎn);從物理化學(xué)改良來(lái)看,目前多采用客土法等物理措施來(lái)治理土壤鹽堿化,需進(jìn)一步開(kāi)展避免沙質(zhì)鹽堿地強(qiáng)烈返鹽方面分析;從生物改良來(lái)看,種植耐鹽作物可有效提升土壤質(zhì)量和吸收土壤鹽分,未來(lái)可隨著基因工程的發(fā)展培育改土聚鹽作物。
3.6 銀川市賀蘭縣排水不暢鹽堿地種養(yǎng)循環(huán)抑鹽
賀蘭縣東部地區(qū)受地勢(shì)低洼和河水頂托影響,多為中重度鹽堿地,中部地區(qū)中重度鹽堿地較少主要在零星分布的洼地及沙湖周邊?,F(xiàn)有治理措施多集中在低洼地區(qū)的中重度鹽堿地,存在改良效果不明顯和周期長(zhǎng)等問(wèn)題,基于現(xiàn)有措施提出了以下建議:
從灌排管理角度來(lái)看,賀蘭縣推廣高效節(jié)水灌溉的同時(shí),需分析滿足農(nóng)田洗鹽所需的灌溉水量及灌溉通道以及節(jié)水灌溉下土壤環(huán)境變化,治理措施應(yīng)考慮更多對(duì)土壤環(huán)境長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響,通過(guò)合理的調(diào)控實(shí)現(xiàn)節(jié)水抑鹽的目標(biāo);從物理化學(xué)改良來(lái)看,脫硫廢棄物等改良劑是否改善土壤的物理性質(zhì)及如何根據(jù)農(nóng)田鹽堿化程度施用適量改良劑促進(jìn)作物的產(chǎn)量,需要進(jìn)一步研究;從生物改良來(lái)看,低洼地區(qū)鹽堿地利用稻漁種養(yǎng)等模式開(kāi)發(fā)鹽堿地的短期內(nèi)效果很好,如受到外界環(huán)境影響,其水環(huán)境影響以及長(zhǎng)期作用效果尚未可知,應(yīng)加強(qiáng)稻漁種養(yǎng)模式的長(zhǎng)期評(píng)價(jià)。
4 結(jié)論與展望
復(fù)制成功
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