周 建
(新疆兵团第十二师222团,新疆 阜康831505)
三工河流域位于天山北麓中段东部,博格达山峰(海拔5 445 m)北坡,准噶尔沙漠盆地南缘。流域由三工河、四工河和水磨河三条小河组成,多年平均径流量0.922亿 m3,是一个流量小、流程短的流域。流域地形由东南向西北倾斜,海拔高度480~455 m,地形坡降1‰ ~2.5‰。
兵团222团地处准噶尔盆地古尔班通古特沙漠南缘,属于三工河流域冲洪积细土平原西北下游区。土质类型多为潮土、灰漠土、盐土。兵团222团灌区西部范围是团场弃耕地和柳城子水库西的未开发荒地,面积42.3 km2。区内地势相对较低,受水磨河洪水影响,发育有数条洪水冲沟,在低洼区域,因洪水以及潜水蒸发作用使地表积盐,遥感图片显示有一定面积白色盐碱影象,面积9.1 km2。地表为粘性的盐渍化土质。
流域下游属于大陆性干旱性气候,其特点是冬季寒冷,夏季炎热,降水量少,蒸发量大。据团场气象站资料,多年平均气温6.1℃,多年平均降水量182.2 mm;多年平均水面蒸发量1 179.7 mm,气候干燥度为6.5。根据调查,区内地下水2~3 m埋深面积为4.21 km2,占总面积的10.0%。根据三工河流域潜水均衡场长期监测研究及成果,粘质类土的潜水蒸发极限埋深为2.5~3.0 m,即潜水埋深超过相应土质的极限埋深时,潜水蒸发极其微弱趋于零,区内因潜水蒸发而产生的次生盐碱化影响范围及发生程度较小。
兵团222团西部灌区地形低下相对封闭,上游河流溶解沿途盐分不断通过地表水和地下水向下游输送,在本区干旱气候条件下,强烈蒸发而积盐,加之第四系地层土壤母岩和母质含盐量较高,这是区内浅层土壤盐渍化程度较高的主要原因。区内地表积盐要有以下三种。
1)残余积盐,区内在地质历史时期积聚的盐分,仍残留在浅地层土壤中的积盐,遍布流域下游区。
2)洪积积盐,区内易受到水磨河水系洪水及弃水进入,洪水沿途溶解土壤盐分进入区内低地带,因蒸发而积盐,具有条带状分布,面积相对较小。据资料,水磨河春洪水质矿化度在0.9~1.5 g/L之间,含盐量相对较高。
3)现代积盐,项目区地下水埋深仅局部小于潜水临界蒸发深度,存在因潜水蒸发而导致的现代积盐,也称活性积盐,范围较小。
区内地表现状绝对积盐主要为洪积积盐方式和现代积盐方式。
图1 土样含盐量频率分布图
区内104个浅层土样(0~60 cm)含盐量范围为0.275%~4.04%,平均为2.29%,其标准差为 0.796%。从土样含盐量的频率分布图看(见图1)。土样的含盐量多分布在1.5% ~3.5%区间内,占所取土样总数的90%;依据新疆农业技术手册土壤含盐量划分标准(见表1)。区内土壤盐渍化等级为强盐渍土和盐土为主;弱盐渍土频率为5%;中盐渍土频率为4.2%,项目区土地盐渍化程度较高。
表1 土壤盐渍化分级标准
土壤含盐量在区内的分布有一定的特征,含盐量较低的区域主要在柳城子水库西北,顺地形方向延至七支渠南干渠一线,含盐量为0.2% ~1.4%;八支渠七斗土壤含盐量为1.4%~2.6%之间。重盐渍土和盐土主要分布在项目区的东西两侧和南部区域,面积为60.56 km2。靠近柳城子水库区域土壤含盐量较大,一般都大于3.0%以上。
项目区土壤按阴离子当量比(Cl-/SO42-)为硫酸盐型和氯化物-硫酸盐型,硫酸盐在土壤盐类属于毒害性较小的盐类;按阳离子当量比(Na++K+/Ca2++Mg2+),为钠盐型;项目区土壤在水溶液的参与下,钠水解形成苛性钠(NaOH)。化学反应式如下:
化学反应最终使土壤溶液呈现强碱性。项目区土壤PH值为 8.25~9.3。土壤酸碱度为碱性(7.5 ~8.5)和强碱性(8.5~9.5)土壤。项目区土壤为亚粘土,土壤粘性重,通气、透水性相对较差,在此条件下,项目区土壤不利于改良。
项目区土壤条件较差,土壤改良工作应有针对性、科学性。应注重结合改良盐碱地常规经验和先进成果技术,做出土地盐碱地改良规划。
(1)项目区土地在种植前,应根据土壤盐碱化含盐量分布,分别制定土壤洗盐灌溉量。为提高生产效率,在土壤盐碱化高的区域种植水稻;在盐碱地相对较低的区域,种植苜蓿等耐盐植物改良土壤的物理性状,增加有机质和土壤微生物,降低土壤pH值,从而改善周围的生态环境。
(2)施用农家肥和拉沙改土,提高土壤有机质含量,改善土壤理化性状,增强土壤保水能力。
(3)刮除盐土。在盐碱地重的区域,将含盐表土刮除运出项目区外,降低土壤含盐量。
(4)化学改良。施用磷石膏可提高土壤活性钙阳离子的含量,减轻碳酸钠和重碳酸钠对作物的危害,降低pH值;盐碱地施钙质化肥(过磷酸钙、硝酸钙等)和酸性化肥(硝酸铵等),可增加土壤中钙的含量和活化土壤中钙素;施用腐殖酸类改良剂对钠、氯等有害离子有代换吸附作用,调节土壤酸碱度。
(5)项目区未来农业灌溉将会造成区内地下水位的上升,形成次生盐渍化。竖井排灌是团场治理土地盐渍化可行方案。同时开展土壤水盐动态监测,对土壤盐碱化进行预测预报,为改良盐碱地、预防土壤次生盐渍化提供科学依据。