许坤鹏,刘喜兵
(中国市政工程西北设计研究院有限公司,甘肃 兰州 730000)
内蒙古自治区河套灌区属于我国三大灌区之一,是黄河流域的用水大户。由于河套灌区独特自然地理环境条件,水盐运移变化情况复杂,加之长期引黄灌溉,导致盐分聚集在地表。河套灌区气候干旱、蒸发量大、盐随水来,水去盐存,造成盐碱化耕地具有含盐量高、pH 值高、土壤板结、通气性不良、肥力水平低、保水保肥能力差的特点,作物出苗率低,经济效益低。长期以来,对于如何利用有效的改良方案来创造适宜的土壤生态环境,提升土壤肥力,是众多专家学者重点关注的焦点,并提出了多种改良方案[1-5];20 世纪以来,国内外许多专家学者对盐碱土壤改良的措施方案和机理研究取得了显著成果,在实际应用中部分措施方案已经起到了良好的效果并得到推广[6-7]。本文在工程经验和试验的基础上对河套灌区盐碱地改良方案进行了总结和探索,可为今后河套灌区盐碱地改良提供一定参考,对于河套灌区的盐碱地改良和绿色农业的可持续发展具有十分重要的意义。
土壤盐碱化是影响干旱和半干旱地区资源有效利用、生态系统稳定和生产发展的核心问题之一[8]。盐碱地根据盐碱程度的不同,可分为轻度、中度和重度。含盐量在3‰以下的为轻度盐碱地,一般出苗率可达到70%~80%,较易利用和开发;含盐量超过6‰的为重度盐碱地,一般出苗率低于50%,很难直接利用;含盐量在两者中间的为中度盐碱地[9];盐碱地的划分也可根据pH 值分为轻度盐碱地(pH 值7.1~8.5),中度盐碱地(pH 值8.5~9.5)和重度盐碱地(pH 值9.5 以上)[9]。盐碱程度和出苗率之间呈负相关关系;重度盐碱地需先采用有效的改良方案再进行种植;在中度盐碱地或有加重趋势的轻度盐碱地种植适宜的耐盐耐碱植物,对盐碱地现状有一定改善作用。
盐碱地改良和修复,方案措施主要包括物理改良、化学改良、生物改良、水利工程和综合治理等[9-12]。本文根据河套灌区已有工程经验总结了五种盐碱地改良方案。
1)改良方案一。土壤情况为全盐量1.08%,pH值9.23。通过对盐碱地土壤化学成分分析研究,添加有机酸、活性钙等改良剂,可快速中和土壤酸碱度,降低土壤盐分,使土壤pH 值趋于中性。有机酸型改良剂能快速中和土壤的碱性物质,活性钙型改良剂能高效置换土壤中的交换性钠离子。
综上确定改良方案采用暗管排盐和施用化学改良剂,其中化学改良剂选用有机酸型和活性钙型;化学改良剂施用剂量为灌溉冲施或喷施有机酸10kg/亩和活性钙10kg/亩。
2)改良方案二。土壤情况为全盐量0.77%,pH值9.11。通过深松深翻,增施有机肥,提高土壤有机质含量;施用微生物菌剂,以提高土壤养分活化和吸收作用,优化植物生长环境。提高土壤有机质含量,土壤有益微生物形成优势菌群。
综上确定改良方案为暗管排盐和施用有机肥加微生物菌剂,其中有机肥和微生物菌剂施用剂量分别为有机肥2t/亩和微生物菌剂30kg/亩。
3)改良方案三。土壤情况为全盐量0.73%,pH值8.21,盐碱地土壤质地粘重。通过深松深翻、掺施明沙等改善土壤结构,增加土壤通透性;增施有机肥,提高土壤有机质含量,促进土壤保水保肥,达到适宜植物生长的目的。
综上确定改良方案为暗管排盐和施用明沙加有机肥,其中有机肥和明沙施用剂量分别为有机肥2t/亩和明沙15 方/亩。
4)改良方案四。土壤情况为全盐量0.58%,pH值9.03。通过对盐碱地土壤化学成分分析研究,添加脱硫石膏或磷石膏改良剂,调节土壤酸碱度,降低土壤盐分,同时加速淋盐速率,达到盐碱地改良的目的。
综上确定改良方案为暗管排盐和施用脱硫石膏或磷石膏化学改良剂,其中脱硫石膏或磷石膏施用剂量为1t/亩。
5)改良方案五。土壤情况为全盐量0.60%,pH值8.51。通过对盐碱地乡土植物的耐盐机理研究,驯化具有抗逆性的乡土植物,是近年来实施生态修复、盐碱地改良所采用的“土办法”。在驯化培育过程中,划分出具有聚盐、吸盐和泌盐功能的乡土植物,经过优化配比种植后达到改良盐碱地的目的。
综上确定改良方案为暗管排盐和生物利用,其中生物利用为种植耐盐碱作物(碱茅)。
暗管排盐技术是国际上盐碱地改良的先进技术之一,一是利用灌溉水或自然降水对含盐土层进行冲洗脱盐,遵循“盐随水来,盐随水去”的原理,通过暗管将盐碱水排出[13-16];二是把地下水位控制在某一适宜的深度,阻断盐分上升通道,从根本上解决土壤次生盐渍化的问题。
根据工程经验,以上五种改良方案,作物出苗率均达90%以上。可为河套灌区相近盐碱化土壤的改良提供改良方案参考。
依托工程项目在巴彦淖尔市选取两片盐碱地试验区(每片试验区100 亩),对盐碱地改良方案进行探索。
2018 年秋测土化验,土壤全盐含量为0.193%,pH 值为8.1,土壤为黏土,属于轻度盐碱地。2018 年秋灌时每亩冲施活性钙改良剂10kg,2019 年春季每亩施用有机肥2t,喷施微生物菌剂300g/亩,大型机械耕翻后覆膜播种。作物出苗率达到92%,改良方案较为成功。
2017 年秋测土化验,土壤全盐含量在0.431%,pH 值为8.53,土壤为黏土,属于中度盐碱地。2018年每亩施用脱硫石膏、有机肥各2t,当年种植耐盐碱牧草湖南黍子;秋季每亩冲施土壤改良剂有机酸10kg/亩;2019 年春季每亩施用有机肥2t,喷施微生物菌剂300g。作物出苗率95%,改良方案较为成功。
土壤盐碱化治理需要采用综合治理方案,多种措施并用,循序渐进,常抓不懈,最终达到改良盐碱地,提高土地利用率,改善生态环境,促进区域经济社会可持续发展。本文总结和探索了对河套灌区盐碱地改良行之有效的改良方案,为河套灌区相近盐碱化土壤的改良提供有力的改良方案参考。