松嫩平原西部盐碱土综合治理技术的推广应用

2017-04-07 09:18陶延怀司振江
水利科学与寒区工程 2017年1期
关键词:松嫩平原盐碱土盐碱化

陶延怀,司振江,黄 彦

(黑龙江省水利科学研究院,黑龙江 哈尔滨 150080)

松嫩平原西部盐碱土综合治理技术的推广应用

陶延怀,司振江,黄 彦

(黑龙江省水利科学研究院,黑龙江 哈尔滨 150080)

黑龙江省盐碱土主要分布在松嫩平原西部,其他地区分布较少。盐碱土中因含有大量有害离子,而抑制植物有生长,甚至不能生长,是区域内生态环境恶化,作物产量不高,制约农牧业经济发展的主要因素。作为重要的后备耕地资源,改良和利用盐碱地,对补偿日益减少的耕地、改善农牧业生态环境、提高区域作物产量、促进农牧业经济发展具有重要意义。

松嫩平原西部;盐碱土;振动深松;改土蓄水;集成技术;推广

黑龙江省位于我国最东北部,总面积45.48万km2,人口总数3835万人,可耕种土地面积1593.3万hm2。土壤类型包括山地草甸土、绿色针叶林土、暗棕壤、白浆土、黑土、黑钙土、草甸土、沼泽土、泥炭土、盐渍土、石质土、火山灰土、新积土、风沙土、水稻土,其中盐碱土主要存在于松嫩平原西部,低洼处的闭流地带。在山前倾斜平原的东部边缘、高平原西部的低洼地带,三江平原桦川至富锦一带也有少量分布,盐碱地总面积为188.7万hm2,其中174.4万hm2分布在松嫩平原,约占其总面积的14%[1]。多年来,科研技术人员研究了多项盐碱土治理技术并实践应用,在盐碱土治理中发挥了重要作用,但受自然因素、人为活动影响,及技术应用、推广等条件制约,盐碱土治理速度缓慢,盐碱土地面积仍有扩大趋势。

1 盐碱土特点

黑龙江省松嫩平原西部盐碱土以苏达盐碱为主,区域地下水埋深浅,约1.5~3.0 m;矿化度高,介于2~5 g/L之间,最高达10 g/L;地下水和土壤盐分组成以碳酸钠、碳酸氢钠为主,呈强碱性反应,pH值8.5~11.0;代换性钠所占百分率较高,轻度盐碱土代换性钠占比为5%~15%,中度盐碱土代换性钠占比为15%~30%,重度盐碱土代换性钠占比为30%~50%[2]。土壤板结、坚硬、密实,透气、透水性差,对植被危害性大。

2 振动深松改土蓄水集成技术

2.1 技术核心

针对松嫩平原西部苏达盐碱土的特点,依托自主研发的多功能振动式深松机,通过深松改土,辅助喷施土壤改良剂,建立了具有“改、蓄、降”功能的振动深松改土蓄水集成技术。“改”是利用多功能振动式深松机在不破坏土壤层位的前提下,使土壤膨松,松土深度达40~50 cm,改善土壤物理指标,重新组合土壤团粒结构,科学调节土壤水、肥、气、热条件;“蓄”是土壤经振动深松后,增大土壤蓄水容量,减少地表径流,涵蓄天然降雨,建立“土壤水库”,为作物和牧草生长提供所需水分;“降”是深松后土壤上升毛细管被切断,减少土壤盐分向上蒸发,返盐现象被抑制,并通过雨季雨水的淋洗,改变土壤盐分运动方向,将盐分淋洗到根系层以下,实现脱盐、洗盐[3-5]。喷施土壤改良剂可络合盐碱土壤中有害离子,降低土壤中钠、镁等有害离子含量,有效控制盐渍危害,为作物根系创造良好环境,促进作物根系生长。

2.2 技术成熟度

试验证明,振动深松改土蓄水集成技术应用后,土壤气相较对照区增加300%;土壤通气指数由9.54%增加到14.3%,增幅达49.9%;土壤硬度从1000~1500 kPa降低到500~700 kPa及以下,降幅达52.0%;土壤的入渗能力提高3倍;在人工灌水100 mm的情况下,深松30 cm较不深松区多储水8.6%~30.1%,相当于全年多降雨80 mm左右或多灌一次750 m3/hm2的水。以振动深松为主体技术,辅以施适量土壤改良剂后,土壤pH值降低,总含盐量由0.4146%降到0.1233%,降幅达70%;对作物生长毒害作用大的钠离子被大量的置换,含量逐渐减少;有机质含量由3.042%上升到5.920%,增幅达94.5%;全氮含量由0.227%上升到0.341%,增幅达50.2%;全磷含量由0.098%上升到0.124%,增幅达26.5%,土壤由中、重度盐化土转变为轻度盐化土,土壤化学指标趋向良性化[6]。

2.3 技术应用效果

年亩产鲜草不足40 kg的重度盐碱化草原治理区,应用振动深松改土蓄水集成技术治理第3年,牧草(羊草)覆盖率超过80%,优质率达90%以上,平均株高为62 cm,可达到一、二级采草场标准,草原生态环境基本恢复;中低产田盐碱耕地治理区,治理后小麦3 a平均增产62.2%,玉米平均增产52.3%,大豆平均增产56%,白萝卜平均增产50%,万寿菊平均增产50%。

3 技术推广

2003—2007年,该技术已经在黑龙江省安达市、肇东市、青冈县、明水县、富裕县、肇州县、肇源县等市县的中、重度盐碱化和严重退化草原及盐碱耕地上完成中试面积2666.7 hm2,全省辐射推广6.67万hm2,取得了显著的经济、社会和生态效益。该技术在短期内获得了大面积推广应用,是公益类行业创新科研成果的一个典型案例。

3.1 相关政府部门鼎力支持

因应用振动深松改土蓄水集成技术治理盐碱化草原和盐碱耕地成效显著,而引起省内外的普遍关注。我国盐碱土治理著名专家们先后到治理区调研,认为:“这种技术,不仅在盐碱化草原改良上有效,在中低产田改造上也很适用,应用前景广阔”。省水利厅、省科技厅通过设立省水利厅重点科研计划、省科技厅科技攻关计划、省科技推广计划、省发展高新技术产业专项资金等项目予以支持,并投入专项经费资助项目组开展相关试验、研究、推广、转化,省政府办公厅、省发展和改革委员会、省农业委员会、省水利厅、省畜牧厅、省国土资源厅、省农业综合开发办公室等政府部门都给予支持和高度重视,将该技术作为黑龙江省中低产田改造和盐碱化草原治理的支撑技术,应用于牧区水利工程、天保工程、西部地质灾害治理工程、中低产田改造与盐碱化草原治理工程等项目,保证了该技术在几年内得以大面积推广应用。

3.2 科研部门助力创新

2000年起,黑龙江省水利科学研究院松嫩平原盐碱土生态环境综合治理科技创新团队,通过承担省水利厅、省科技厅关于松嫩平原盐碱土综合治理与高效利用技术研究等系列科研课题,建立了苏打盐碱土地(含退化、盐碱化草原和低产田)综合治理与特色农业持续发展模式,为改善西部松嫩平原地区农业生态环境,加速农牧业战略调整,提供科学技术支撑。

作为一项公益类行业创新技术,在获得社会认可和接受前,需要经历从不知、怀疑、观察,到了解、认可、接受、应用的过程,自2003年起,省水科院成立了技术推广指导项目组,结合省政府一年一度的科技下乡活动以及项目组承担的科技推广任务,在省内多地针对振动深松改土蓄水集成技术进行技术培训、学术讲座和召开现场推进会,使技术需求地区逐渐认识、了解、接受了该项技术。期间,应治理区需求,项目组能够及时派出科研人员亲临现场驻点指导,详细讲解技术原理、操作规程、后期管理等,采取手把手指导、亲身操作示范等方式,进行业务指导和技术服务,为该技术得以迅速推广应用提供有力支撑。

3.3 推广举措切实可行

利用新闻媒体加强宣传。一是在技术需求地区,通过示范区所在市县电视台的新闻进行宣传;二是通过科研人员撰写、发表学术论文,在学术期刊、国内(国际)学术会议上进行国内外宣传;三是通过黑龙江日报、黑龙江科技报等报刊,在全省主流新闻媒体上进行宣传;四是通过召开现场会,在一定区域内进行宣传推进。

形成立足省内辐射省外的推广模式。在省内,以承担科技推广计划项目和政府部门支持的示范项目为基础,建设核心示范区,把松嫩平原西部各个核心示范区进行合理布局,通过核心示范区的示范带动作用,面向全省进行大面积推广,同时辐射吉林省白城地区、内蒙古自治区通辽地区等盐碱化、退化草原同类治理区进行推广应用。

建立职责清晰的组织保障体系。以科研单位为依托,建立了省、市、县、乡、村、农户各负其责的推广体系,确保推广工作有序实施。其中,试点县(市)还成立了由县(市)、乡(镇)、村等各级主管领导组成的试点领导小组,由主管县长担任组长,县有关部门为成员的领导小组,下设工作小组和技术小组,综合管理,业务协调。特别是乡镇和试点村,对试验示范区设专人管理,明确责任,保证推广一处成功一处。

[1] 张大安. 黑龙江省土地盐碱化形成原因及治理措施[J]. 科技创业家, 2014(1):188.

[2] 司振江, 张忠学, 李芳花,等. 松嫩平原盐碱土集成治理技术的研究[J]. 灌溉排水学报, 2010, 29(3):80-84.

[3] 黄彦, 司振江, 周宙. 松嫩平原盐碱化草原治理模式的建立及其应用[J]. 黑龙江大学工程学报, 2006, 33(2):13-15.

[4] 黄彦. 盐碱土改良见成效 草原披绿不是梦[J]. 水利天地, 2006(7):27-29.

[5] 司振江, 黄彦, 陶延怀,等. 采用多功能振动式土壤改良机修复盐碱化草地生态的方法:CN101697672[P]. 2010.

[6] 黑龙江省水利科学研究院.松嫩平原西部盐碱土综合治理及高效利用模式与技术研究技术总结报告[R],哈尔滨:黑龙江省水利科学研究院,2006.

Popularization and application of saline soil integrated management technology in Western of Song-Nen Plain

TAO Yanhuai, SI Zhenjiang, HUANG Yan

(HeilongjiangProvincialHydraulicResearchInstitute,Harbin150080,China)

Saline soils are mainly distributed in the western part of the Song-Nen Plain in Heilongjiang Province, the other areas are less. Saline soils contains a large number of harmful ions which inhibit the growth of plants, It is the main factors of ecological environment deterioration and crop yield and restricting the economic development of agriculture and animal husbandry. As an important reserve resource for cultivated land, it has great significance to improve and utilize the saline soils to compensate the decreasing cultivated land improve the ecological environment of agriculture and animal husbandry, improve the regional crop yield and promote the economic development of agriculture and animal husbandry.

western part of Song-Nen Plain; saline soils; deep vibration; soil restoration; integrated technology; promotion

陶延怀(1968-),男,黑龙江绥棱人,研究员级高级工程师,主要从事农业节水技术及盐碱地改良方面的研究。E-mail:Taoyanhai1968@163.com。

S156.4

A

2096-0506(2017)01-0037-03

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