本刊记者|盛玲
盐碱地开发利用:不止于改良
本刊记者|盛玲
盐碱地开发利用具有重要战略意义,盐碱地改良要因地制宜,同时也要跳出盐碱地开发利用止于改良的局限,充分利用自身优势,转变思想,顺势而为,发展健康可持续的盐碱农业。
随着人口基数的不断加大和城市化建设快速发展,耕地、淡水资源逐年递减,《全国土地利用总体规划纲要(2006-2020年)》中重申的坚守18亿亩耕地“红线”,农业的健康发展受到现实的严重挑战。为了农业的可持续发展,人们在积极寻找对策,而盐碱地的开发利用是解决问题的重要途径之一。
我国盐碱地面积15亿亩左右,其中具备近期开发潜力的达3.5亿亩。盐碱地作为我国重要的后备耕地战略资源,其开发利用工作的开展对保障我国粮食安全、促进农业可持续发展、改善生态环境以及推动区域经济协调发展具有重要意义,也是藏粮于土、藏粮于技的重要途径。针对盐碱地改良与修复的问题,本刊记者采访了业内专家海南大学农学院江行玉教授。
盐碱地或者盐渍土是受土体中盐碱成分作用的,包括各种盐土和碱土以及其它不同程度盐化和碱化的各种类型土壤的统称。当土壤表层或亚表层中水溶性盐类的累积量超过1~2g/kg或者土壤碱化层的碱化度超过5%时,土壤就属于盐碱地范围。在我国盐碱土分布极为广泛,类型也是多种多样,主要包括东部滨海盐碱地、黄淮海平原的盐渍土、东北松嫩平原盐碱地、半荒漠内陆盐土、青海新疆极端干旱的漠境盐土等。
我国是盐碱化危害最为严重的国家。据农业部门统计,仅新疆土壤盐碱化每年都会使粮食减产约7.2亿公斤,约占全年粮食总产量的8.6%;使棉花减产13.05万担,约占全年棉花总产量的9%;造成经济损失约35亿元,占全年种植业总产值的8%左右。盐碱地的危害,可见一斑。如果放任自流,盐分会随着水进行转移、积累,不断侵蚀土地。与此同时,随着盐碱化程度的加剧,伴生的土壤沙化和荒漠化等生态问题也日益突出,农业生态环境急剧恶化,已成为限制农业可持续发展的重要影响因素。
“盐碱地改良方面,大部分人还停留在开发利用好了只是为农业发展锦上添花的认识上。但在现实中,盐碱化已经危及农民生产、生活。在2014年,海南连续受到两次台风侵扰,4万多亩农田遭受海水灌溉,给当地农业带来严重影响。农民祖祖辈辈都在上面劳作,农田不能进行耕种,就切断了农民的生活来源。在海南存在着很多海水倒灌的盐渍化农田,倒灌后5~10年农田不能进行耕种,十分打击农民的生产积极性。治理盐碱地并不只是开发荒地,也是对不断受到土壤盐碱化侵蚀的耕地进行治理。这对恢复农业生产,恢复老百姓的种粮积极性意义重大。”江行玉教授说。
土壤的质量直接关系到农作物的产量、质量,更关乎国家的粮食安全。从2016年国务院发布的“土十条”到2017年国土部发改委实施的《全国土地整治规划》等一系列的政策法规,都将土壤生态治理列为主要目标之一,土壤修复将成为未来农业生产发展的关键点之一。得益于政策的大力扶持,土壤修复产业快速发展,积极开始探索盐碱地开发、利用的方法和模式。盐碱地开发利用一直是社会关注的重点。
“盐碱地的开发利用是十分有意义的。我们提供的海水倒灌农田种植技术也可以为中国南部其他台风频发地区的海水倒灌农田改良提供技术支撑。为南海驻岛军民提供耐盐蔬菜,为维护领海主权的国家战略服务。在国家的一带一路建设背景下,还为越南、巴基斯坦等一带一路沿线国家提供技术支撑,相互合作,增加国家之间的交流合作与感情。”江行玉说。
20 世纪三四十年代,我国就开始了对盐碱地的改良研究。历经 80 余年,我国在盐渍土改良与利用方面积累了丰硕的成果和丰富的实践经验,随着土壤修复产业快速发展,我国盐碱土改良利用技术已相对较为成熟,主要总结为:物理途径、化学途径、生物途径、农艺途径。
物理途径主要原理就是用大量淡水进行“洗盐、压碱”。水利工程改良是“洗盐”的主要方式。通过调控排、灌系统,疏导种植土层盐分的运移、迁出,如挖排水沟渠,灌水淋盐、引洪放淤等,科学的灌排可有效改良盐碱土,提高土壤生产力。这种方法很好用,见效快,但成本较高,需要大量的淡水。我国盐碱地大都分布在干旱半干旱地区,那里淡水十分缺乏,这种方法会严重浪费宝贵的淡水资源。同时,大水排盐也会将土壤中其它营养成分排走,造成土壤贫瘠。如果灌排不当,很可能造成土壤的次生盐渍化,加剧盐害。暗管排盐技术也是常用的物理方式之一。通过地下定间距或不定间距埋设暗管进行种植层控抑盐,但是不能彻底消减种植层的盐渍障碍,且只在一定间距和一定范围内有效。
近几年,化学途径比较流行。主要是使用土壤改良剂,利用外源添加物与土壤胶粒发生的化学反应改良盐碱地。这项技术主要是引进了一定量的 Ca2+与和 SO42-离子,Ca2+、Na+的比例有所改善,消减种植土层的盐碱障碍,暂时有助于植物生长,但盐离子的总量并没有减少,不能解决根本问题。土壤改良剂主要是工业废弃物和天然矿土资源,在改善盐碱地的同时,很可能会成为或造成二次污染,给土壤带来新的不安性因素。随着行业的不断发展,添加物的成本也在不断攀升,不适用于大面积推广。
农艺措施主要是利用农艺相关产品、手段调控土壤水盐运移的技术方法,主要包括土地整理、深耕晒垡、微区抬田、秸秆还田等农业技术措施来抑制盐分,但是持续时间短。
生物修复,主要是利用植物与微生物的代谢和生长活动吸收、转化或转移土壤中盐分离子,提升土壤质量。如碱蓬、冰菜、新西兰菠菜、藜麦、甜高粱、海水稻、海芦笋等盐生植物的栽种,一是,利用耐盐或耐海水植物改良盐碱地土壤。在盐碱地上种植耐盐或耐海水植物可以吸收土壤盐分;减少土壤蒸发,阻止耕作层盐分积累;增加土壤的有机质,改善土壤肥力。二是,在盐碱地上直接种植经济耐盐或耐海水作物。这些经济作物可为人类提供粮食、蔬菜、饲料、食用油以及纤维、芳香油、树胶、树脂、纸浆等工业原料,可获得一定的经济价值。土壤是开放的,周围的盐分在不断地向种植地区进行补充,因此,生物修复需要一定的时间方可见效果。
江行玉表示,现行的修复的手段本身就是会有地域、成本等方面的限制。简单举例,生物修复,我国南方土壤本身就呈酸性,南方筛选和培育耐盐性作物可能不适合北方碱性的土壤。当然更多的由于气候原因,在南方筛选的作物到北方不能种植,例如椰子、诺丽等。
盐碱地治理一定要坚持因地制宜,分区利用,综合利用的原则;掌握盐碱土“盐随水来,盐随水去;水去汽散,汽散盐存”水盐运行的规律。中国盐碱地面积大,分布范围广,类型多样,盐碱化程度不一,就决定了盐碱地改良不可能依靠同一种方法。同时盐碱地所在地区气候、水资源等各种自然条件和社会经济条件也不相同,因此对于盐碱地资源的利用,应该根据当地实际情况,因地制宜,开发利用。盐碱土的形成是多种因素作用下的一个复杂过程,受地形、气候、生物因素、地下水位、河流、海水和人为活动等因素的影响。应综合考虑盐碱地类型、成因、植物、水等各种条件,制定有针对性的,量身定制的改良方案。
江行玉说:“现行的盐碱地改良技术,要多种方式结合更好。现在大多数地区治理也是如此。比如在我感觉进展最大的是新疆的北部,利用滴灌技术结合生物技术效果特别明显。先在重度的盐碱地上种植极为耐盐的海蓬子、碱蓬等植物,经过改良破碱后,土壤肥力增加,含盐量降低,然后配合滴灌技术,种植棉花、油葵等耐盐作物,效果明显。现在有些地方也培养耐盐水稻,水稻本身耐盐性很弱,但由于能在水里生长,有水就可以降低土壤盐浓度,从这方面说水稻也最耐盐,但是这种方法也只有在淡水充足的地区可以实行,不过盐碱地区大多干旱半干旱地区,十分缺水,所以推广很有难度。”
受发展传统农业观念制约,人们通常把盐渍土、盐碱地咸水微咸水资源等视为生产限制条件。传统的盐碱地开发利用多着眼于盐渍土,由于含盐量高、生态条件差,不利于植物生产,只考虑进行生态改良;有些地区改良盐碱地是为了发展传统农业,而恰恰是落后、管理不当的传统耕作方式会加快土地盐碱化,产出与投入不成正比,并不利于持续性发展。这造成了过分强调盐碱地治理与改造,而对如何充分利用盐碱地资源条件则认识不足,对盐生植物、咸水微咸水开发利用力度不够的局面。
盐碱地的开发利用要立足盐碱环境,发展盐碱农业,跳出认知局限,将种植业、畜牧业和水产养殖业等有机结合,努力拓展盐碱地资源开发利用途径,实现资源的综合利用,吸引农民参与,达到可持续发展的目的。
“原先盐碱地的改良主要是科研人员在示范区域内进行。面积很小,时间有限,经济效益低,项目一旦结束,治理就结束了。普通老百姓没有经济收入就不会参与,造成了项目的不可持续。小范围的的治理,很快就会受周围环境的影响,这样盐碱地很快就会返盐,盐碱情况变重,植物又会死掉。盐碱地开发利用不能光做生态改良,还要结合有经济效益的农作物,调动农民有参与的积极性,连年耕种,使项目具有持续性。”江行玉说,“很多高附加值的作物不能在盐碱地上生长,所以就必须种植筛选和培育的耐盐作物,所以这些有经济价值的盐生作物就成了科技扶贫的优质材料。培育开发出了具有经济价值的耐盐植物,例如甜高粱、油葵、棉花、冰菜、藜麦等。这些既可丰富盐碱地区的种植模式,又可以增加当地农民的收入。”
要充分发挥盐生植物在种植中吸收盐分,不受病虫害影响、不需要喷施农药、含有多种微量元素的特色,发展无公害有机绿色农业。据测算,海水倒灌农田里种植的新西兰菠菜一亩地可以吸收60公斤的盐分。种植盐生植物可以提高土壤的肥力、微生物含量等,地区的生物多样性也会逐渐提高,慢慢改造恶劣、贫瘠的生态环境。利用盐生植物对盐碱环境的适应性,发展盐土农业、生态建设,将有经济效益的盐生植物栽培引上产业化之路,会产生巨大的产业总体效益。
盐碱地本是中低产田土壤类型,作物产量不如正常土地。盐碱地的利用并不局限于传统的种植业,可以转换思想,精细经营,因地制宜发展渔业、农林牧业、特种种植业(果蔬、花卉)、制盐业、化肥生产及观光旅游业等高附加值的产业。
在改进水利工程的条件下,盐碱洼地则可发展咸水、微咸水养殖。东北西部盐碱化土地可以以生态草建设为主,发展畜牧业,不宜过量开垦。在新疆,当盐生植物完成“吸盐”使命后,当地农民通常都将其收获回家,用来喂养牛羊。盐碱地上生长的牧草质量很高,呈碱性并含盐,据新疆当地反应,吃盐碱地生长牧草的羊肉比较鲜美。可见种植牧草、苜蓿、青储饲料附加值是很高的,有很大的发展前景。不仅可以充分利用原本无法利用的盐碱土地资源,而且能够产生较好的经济效益,有助于区域经济的改善。
在盐碱地上开展设施农业也是一个方向,因为盐碱地对设施农业影响较小。设施农业在减少水分蒸发,替换或者改良土壤,来实现农作物种植。不占用正常耕地,占用盐碱地,还可以为带来收入,山东很多地区就采用了这种方式种植蔬菜。
盐碱地资源可持续利用还存在很多问题:土壤盐碱化地区生态环境十分脆弱,开发利用缺乏统一规划,无序开发、粗放经营导致生态环境恶化;重治理轻保护,导致已经治理改良的盐渍土重新发生盐渍化。根据有关调查显示,在过去的50年时间里,新疆累计开垦盐碱荒地5100万亩,而实际保留面积仅有2800万亩,有47%的面积因次生盐碱化而弃耕。如今,天山南麓和塔里木盆地西部灌区的土地盐碱化依旧严重,少数区域土地盐碱化有加重趋势。
盐碱化地区生态脆弱,自然条件限制因素,对于盐碱地资源的开发利用,要坚持保护与开发并重,切实加强生态建设,防止生态环境恶化。加大盐碱地资源可持续利用研究力度,探索盐碱地资源利用的多种途径,以推动盐碱化地区生态环境改善和社会可持续发展。坚持科学发展观:从土地盐碱化程度看,重度盐碱化土地应以保护为主,可引入耐盐碱植被进行生态恢复,中轻度盐碱化土地则可适量开发利用。宜开发则开发,不宜开发则应以保护和恢复生态为主,为盐碱地资源后继开发利用创造条件,促进和实现中国盐碱化地区生态、经济和社会效益的三统一。