防止土壤盐渍化，提高土壤生产力

杨劲松 姚荣江 王相平 谢文萍 张新 朱伟 张璐 孙瑞娟

土壤盐渍化是可溶性盐分在土壤中积聚，导致土壤基本特性恶化和质量下降的过程。盐渍土包括一系列受土体中盐碱成分作用的、包括各种盐土、碱土和不同程度盐化和碱化的各类土壤[1]。盐渍土广泛分布于全球100多个国家和地区，我国盐渍土面积9913万公顷，约占世界盐渍土面积的1/10。我国目前有各类可利用盐渍土约3600万公顷，其中近期具有农业利用前景的盐渍土面积约670万公顷。盐渍化土壤的肥力质量和生产力水平低，资源利用的限制因素多、治理难度大。运用综合措施治理和改良盐渍化土壤，改善其理化和生物学特性，提高土壤质量和生产力水平，扩增优良耕地资源，对耕地保障、粮食安全、生态建设和区域高质量发展具有重要现实意义和战略意义。正因为如此，2021年世界土壤日主题定为“防止土壤盐渍化，提高土壤生产力”。

盐渍土分布

我国目前具有较好农业开发价值、近期具备农业改良利用潜力的盐渍土集中分布在东北、黄河上中游、西北、滨海和华北五大区域。从分布来看，主要集中连片分布在吉林、宁夏、内蒙古、河北、新疆、江苏等18个省、市和自治区。

苏打盐渍土主要分布于松嫩平原地区和三江平原局部地区。该区地形平坦，年降水量适中，主要集中在5～10月，干湿季节非常明显。地下水矿化度不甚高，但以重碳酸盐或碳酸盐为主。土壤盐渍化的特点是土体中苏打（CO32-）累积、土壤pH和碱化度高，土壤呈苏打碱化。

因灌溉引发的次生盐渍化土壤集中分布于黄河上中游沿黄灌区，包括内蒙古、宁夏、甘肃、陕西等省区。该区年降水量在150～500毫米之间，蒸发量达1800～2400 毫米。相当部分地区地形平坦，径流不畅，地下水位高，矿化度2～20 克/升，以硫酸盐—氯化物或氯化物—硫酸盐类型的盐渍土为主，也有碱化土壤分布。

绿洲和荒漠盐渍土主要分布在新疆、青海等省区。该区气候干旱至极端干旱，降水量少到极端稀少，蒸降比非常高。在气候、母质、地形和水文地质等环境条件的综合作用下，盐渍土类型多样，盐分化学组成以硫酸盐—氯化物或氯化物—硫酸盐为主，盐分表聚明显，不少地区地表还会形成厚且硬的盐结壳。

滨海盐渍土的分布区域涉及沿海11个省、直辖市，主要位于长江口以北诸省。土壤中盐分主要来源于成土母质即海相沉积物，或是由于海水浸渍。土壤含盐量的等值线基本与海岸线平行，离海岸线愈远，海浸频率少，土壤含盐量愈低。滨海盐渍土的盐分组成以氯化物为主，对作物生长的抑制和危害更强。

盐化潮土主要分布于以山东、河北、河南等省份为主体的华北平原，该区降水量较少而蒸发量较强烈，土壤水盐运动过程活跃，既有盐化又有碱化过程。该区古河道和各种岗、坡、洼交错的中小地形影响了水盐的重新分配，盐渍土多分布在洼地四周或洼地中的高地，盐渍化土壤常呈斑块状分布于农田中。

盐渍土演变特征

土壤与环境是统一的整体，盐渍土形成和发育于特定的環境条件下。土壤盐渍化的影响因素分为内因和外因。内因指成土母质的沉积类型及其沉积特性，外因指气候、地形、地质、水文和水文地质、生物因素及人类活动等。土壤盐渍化的先决条件是各种可溶盐的存在，因此成土母质的类型和沉积特性是盐渍土形成的根本原因，而气候因素、地形地貌、水文和水文地质、人类活动影响等是盐渍土形成的环境条件，在它们的共同影响下，盐分从地下运移至地表、从一个区域迁移到另一个区域，在土壤中汇聚和浓缩，导致土壤盐渍化形成并扩展。

盐渍化土壤分布区域普遍具有降水量低、蒸发强烈、地形地貌低洼平坦、地下水埋深浅和地下水矿化度高、成土母质含盐等特点。人类生产活动也是引发土壤次生盐渍化、引起土壤退化的诱因：不合理的生产活动可能影响水盐运动规律、改变原有土壤水盐平衡状态，造成土壤可溶盐的积累，形成次生盐渍化土壤，影响土壤质量、生态功能和土地生产力。

盐渍土治理与盐渍化防控

盐渍土的治理要针对不同土壤盐渍化类型和障碍程度、盐碱的发生与演变环境要素以及人为要素特点因地制宜地开展。不但要对当前的盐渍化土壤进行治理改良，还要防范土壤次生盐渍化的发生。治理盐渍土和防控土壤盐渍化的核心是根据土壤盐渍动态变化和环境要素特征，进行土壤水盐优化调控，清除或消减土壤盐分，防止土壤盐分积累。盐渍土治理的基本原理：一是脱除表层土壤中过量的盐分离子，调控土壤酸碱平衡；二是阻控底层土壤或者地下水中的盐分上移积累，防止土壤返盐；三是抑制盐分对表层土壤和植物的危害；四是在条件许可时尽可能排除底层土壤和地下水中的盐分。通常可通过以下方法与手段来治理改良盐渍土与防控盐渍化：①通过不同覆盖措施抑制或者减轻土表蒸发；②通过土壤调理与特色耕作措施，结合优化水分管理，促进盐分淋洗和消减碱性危害；③通过土壤结构改善和隔层手段控制土壤毛管水分运动，阻止土壤返盐；④通过工程或生态排水手段降低地下水位，排除土壤盐分。研究和实践证明，土壤盐渍化“因地制宜、综合治理”的防治原则和多种治理方法相结合的防治方法与途径，相比单一措施具有更好效果。目前已形成一批较成熟的盐渍障碍土壤的治理与防控关键技术，如盐渍化土壤长效阻盐技术、盐渍化土壤增强脱盐技术、盐渍化土壤高效排水排盐技术、盐渍化土壤水分管理调盐技术、盐渍化土壤耕作与栽培控盐技术、盐渍化土壤调理改碱技术、盐渍化土壤生物改土与利用技术等。

针对不当生产活动恶化水文地质条件，改变土壤水盐平衡，造成土壤次生盐渍化问题，应注意：①灌溉扩展应注意灌排设施的完善和配套，避免因地下水位上升引发土壤次生盐渍化；②避免种植的水旱插花布局，以免引起水田周边旱地的盐渍化；③在没有良好排水淋盐等调控措施条件下，避免引用咸水、微咸水和碱性水进行灌溉；④在干旱区采用滴灌等节水灌溉措施时，防止土壤在耕层积聚，造成次生盐渍化；⑤大型水利工程可能影响局部区域土壤水盐平衡，要开展水盐动态监测，采取针对性措施，防止发生次生盐渍化；⑥设施农业栽培中，大量化肥投入、高密度种植方式和温室条件造成强烈蒸发，易形成次生盐渍化，要加强调控和管理。

盐渍土质量提升与产能扩增

盐渍土的治理与改良，既要重视土壤盐渍障碍消减，也要同步做好土壤质量的改善和土地地力的提升，这样才能发挥盐渍障碍土地资源作为耕地后备资源的潜力和粮食增产的潜力。盐渍化农田土壤具有盐碱程度高、养分含量低、土壤板结等原生和次生障碍，影响作物的水气热供给条件、土壤养分的有效性、土壤的耕作性能，從而影响作物生长。土壤盐碱等障碍因子持续恶化将导致土壤生态系统功能的破坏、土壤质量与生产力降低。盐渍化耕地地力培育与产能扩增的基本原理就是消减盐渍化带来的土壤结构和耕作方面等障碍，提升土壤肥力，抑制盐碱对植物的危害。一方面可以通过土壤调理与耕作措施结合改善土壤结构，促进盐分淋洗，改善植物生长根区环境，间接提升土壤肥力；另一方面通过培肥地力和耐盐植物种植手段抑制盐碱危害和提升土壤质量。“有机肥+绿肥”双肥驱动增碳培肥技术、秸秆快速腐解改土培肥技术和有机肥及薄膜覆盖抑盐培肥技术等技术体系在盐渍土质量提升与产能扩增方面取得了良好效果。

盐渍化土壤植被建设与生态功能提升

盐渍化土壤的立地条件差、植被生长困难、覆盖率低、生态系统脆弱。在盐渍化土壤区域开展生态植被建设，具有防风、固沙、牧草生产和水土保持等功效，能够提高生态系统稳定性、增强环境承载能力、有效调节小气候，改善生态环境。盐渍土在植被恢复过程中，还能有效改善土壤理化性质、增加生物多样性，为盐渍土的进一步开发和利用奠定基础[2]。耐盐植物引种与种植能够显著增加土壤有机质和土壤微生物生物量，对盐渍化土壤微生态环境具有显著改善作用。目前采用的植被恢复及构建方法可以概括为“配、覆、改、洗、隔、护”6项核心技术。

配：品种搭配，强调景观、兼顾生态，通过适宜的乔、灌、草品种配置（盐生或者耐盐碱植物），设计合理的不同植物类型、品种的立体空间布局。

覆：覆盖减蒸抑盐，防止根区以下土壤盐分随蒸发积聚到地表，影响植物生长。

改：根区改良，利用农艺性和生物质类的调理改良材料，改善提升根区微环境。

洗：根区洗盐，组配适宜灌溉方式、灌水量，创建局部淡化根区。

隔：隔层铺设，在根区底部位置铺设隔离层，使底土盐分阻滞在隔离层以下。

护：长效管护，加强盐分监测监控，依据土壤和植物类型的差异进行水肥精准供施。

盐渍化耕地的生态治理与养分减损增效

我国盐渍区存在人为利用和灌溉长期并存、局部盐渍化减缓和长期性的盐渍反复与加剧并存的局面，运用生态理念综合治理盐渍化，是实现盐渍化耕地持续改良与利用的长效途径和发展方向[3]。开展盐渍土生态治理，一是要注重利用生物适应性开展治理与修复；二是充分利用自然条件开展治理，减少人为扰动；三是在治理中兼顾土壤的生产功能和生态功能；四是要注重盐渍化土壤治理修复的持续性；五是实现治理过程中各类农业资源和投入品的节约与高效；六是避免治理恢复过程中对环境造成污染或压力；七是应对现有盐渍化土壤治理恢复技术进行生态化改造。目前国内研发形成的一系列盐渍化土壤生态治理与修复技术，如植物抗逆性能提升与应用技术、微生物治理与修复技术、生态治理与植被构建技术等已得到了较为广泛应用。

研究发现盐渍化造成了农田养分损失加剧，盐渍农田氮磷养分利用效率偏低。降低养分损失、提高肥料利用率是目前盐渍土改良利用中的重要问题之一。已有研究表明，盐渍化农田氮素的迁移转化行为异于常规农田，化肥氮素利用率仅14%～29%，氮素平均淋失量占总投入量的23.3%，占氮素环境损失量的44.3%。施用生物质炭、石膏和腐殖酸等盐碱改良调理剂，一方面可以调控养分的迁移转化行为；另一方面可提升土壤质量，增大土壤孔隙，有效地降低土壤盐分，直接和间接地实现了增加土壤养分库容、减少养分损失、延长肥效、提高作物养分吸收和利用的目标[4-5]。目前已形成一系列盐碱地障碍消减与养分增效技术，如生物质炭加速消障与养分增效调控技术、综合农艺管理盐碱地养分增效技术等。

盐渍土增碳减排潜力

我国提出了力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的战略目标。土壤是重要的陆地碳库，全球土壤碳库储量约为大气碳库的2倍，土壤碳库量的微小变化，都会对大气温室气体浓度及全球气候产生相当大影响。盐渍土面积占地球表面积的8%，对全球生态系统平衡起到至关重要的作用。早在1996年就有研究指出，盐生植物生态系统因其土壤有机质含量低，有机质分解速率低，其潜在固碳能力相比其他陆地生态系统更高[6]。研究发现，沿海滩涂表层土壤有机碳储量仅为耕地表层土壤有机碳储量的1.9%，固碳潜力巨大[7]；盐渍土对二氧化碳有很好的吸收能力，其吸收量相当于植物的数倍；盐渍土固碳状态很大程度上取决于地表植物量[8]。这些都表明盐渍土是陆地碳汇系统的重要组成部分，盐渍土在增碳减排方面的潜力应予以重视。

经过多年工作积累，我国盐渍土研究取得了长足的发展，我国科学家在土壤盐渍障碍的生态治理、盐渍化耕地的地力培育与养分增效等方面取得了重要进展和特色研究成果。未来在盐渍土治理利用和盐渍化防控方面要注意以下几个问题。

盐渍土生态治理与精准控盐 建立和完善盐渍土生态治理理念，一是充分运用生物技术，在不增加工程和改良材料投入的前提下，有效扩增盐渍化土地利用潜力；二是研发和完善新型生态排盐控盐工程技术措施，减轻盐渍土治理对周围环境的扰动；三是将智慧农业理念和方法应用于盐渍土治理，根据区域盐碱分布特征，运用差异化的投入品用量，实现土地盐渍化的精细治理和精准控盐，防范次生盐渍化发生，有效提高治理的投入产出效率，避免治理对生态环境造成压力。

高效节水型盐渍土壤治理 一方面盐渍区的水资源较为短缺，另一方面盐渍土的治理利用对淡水资源存在一定程度依赖，因此治理中我们要节约水资源，发展高效节水型的盐渍土壤治理理论与技术。一是要拓展微咸水和咸水等边际水资源的安全利用方法与途径；二是要大力发展节水型盐渍土治理技术；三是采用优化的灌溉制度和控制排水措施，协同灌溉时机、灌溉定额和优化控制排水；四是探索植物仿生拒盐和聚盐技术来治理利用盐渍土壤。

盐渍土壤的工程化长效治理 盐渍土治理和防治土壤盐渍化具有长期性、艰巨性和反复性等特点，在盐渍土治理过程中综合考虑现实盐碱的消减和次生盐碱的防控问题，实现盐渍土的长效治理。如通常采用上覆+中阻+下排等方式组合解决土壤返盐问题，上覆是指表土覆盖、喷施蒸腾抑制剂降低腾发；中阻指铺设隔层材料降低毛管水上升速率并增大土壤水下渗速率；下排是通过铺设暗管调节地下水水位和排水速率，协同阻控土壤返盐。

盐渍化农田健康生境营建 在盐碱地治理过程中，要同步做好土壤质量提升工作，提升盐渍障碍土壤生产力水平和作物养分利用效率，平衡土地产能和资源利用效率，推进现代农业产业结构调整，改善盐渍区生态环境。一是改良过程中注重有机肥的投入、绿肥还田、生物质炭基肥等的应用等；二是通过养分管理措施和盐渍改良措施结合，减少盐渍土壤中的氨挥发、氮淋失等养分损失量，活化土壤中作物可吸收态磷素含量，促进作物养分吸收。

发挥盐渍土增碳减排潜力 盐渍土有机碳本底值低，通过其治理和农业（生态）利用，可增加土壤—植物系统中碳蓄积量；优化盐渍土治理改良技术和投入品的应用，减少土壤改良和利用过程中碳的排放量，最大化盐渍土治理改良的固碳增量；探索盐渍土地（生境）碳吸收、土壤固碳、生物固碳的最佳路径，以绿色治理技术助推盐渍土固碳潜力在碳交易市场的兑现，凸显盐渍土在实现碳中和战略中的贡献。

[1]王遵亲， 祝寿泉， 俞仁培. 中国盐渍土. 北京： 科学出版社，1993.

[2]朱建峰， 崔振荣， 吴春红， 等. 我国盐碱地绿化研究进展与展望.世界林业研究， 2018， 31（04）：70-75.

[3]杨劲松， 姚荣江， 王相平， 等.河套平原盐碱地生态治理和生态产业发展模式. 生态学报， 2016，36（22）： 7059-7063.

[4]Xiao L， Yuan G D， Feng L R， et al. Soil properties and the growth of wheat （Triticum aestivum L.） and maize （Zea mays L.） in response to reed （phragmites communis） biochar use in a salt-affected soil in the Yellow River Delta. Agriculture Ecosystems and Environment， 2020， 303： 107-142.

[5]Zhu H， Yang J S， Yao R J， et al. Interactive effects of soil amendments （biochar and gypsum） and salinity on ammonia volatilization in coastal saline soil. CATENA， 2020， 190： 104527.

[6]Olsen M W， Frye R J， Glenn E P. Effect of salinity and plant species on CO2 flux and leaching of dissolved organic carbon during decomposition of plant residue. Plant and Soil， 1996， 179（2）： 183-188.

[7]金雯晖， 杨劲松， 王相平. 滩涂土壤有机碳空间分布与围垦年限相关性研究. 农业工程学报，2013，29（6）： 89-94.

[8]Wong V N L，Greene R S B， Dalal R C D， et al. Soil carbon dynamics in saline and sodic soils： a review. Soil Use and Management， 2010， 26（1）： 2-11.

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