滨海重盐碱地设施原土改土降盐关键技术

张国新，李可晔，姚玉涛，丁守鹏，孙叶烁

（河北省农林科学院滨海农业研究所/河北省盐碱地绿化工程技术研究中心，河北 唐山063299）

滨海盐碱土是主要的盐碱土壤类型，我国滨海盐碱地总面积约为5×105hm2，主要分布在山东、天津、河北、辽宁以及江苏北部的沿海平原区。受成土母质及海水顶托等的影响，该区土壤黏重，盐碱化程度高[1]，极大地制约了区域农业的发展。河北省滨海盐碱地面积约为33.33万hm2，其中不能利用的中重度盐碱地面积高达6.67万hm2以上，如何改良并利用盐碱地资源，对提高沿海高效农业质量、促进区域经济协调发展具有积极意义。

盐碱地改良利用是一个世界性的问题，主要包括工程措施、物理化学措施、水利及生物措施等。实践表明，任何一个单一方法改良效果都不甚理想，综合措施是盐碱地改良的有效手段[2～4]。河北省农林科学院滨海农业研究所立足滨海盐碱区，在进行重盐碱地改良及原土绿化等技术研究[5～7]的基础上，近2 a针对区域现代高效农业发展需求，围绕盐碱地高效利用，开展了滨海重盐碱地设施原土降盐关键技术研究，形成了一套针对土壤含盐量10 g/kg以上设施原土的改土降盐技术，主要采用深层暗管排盐+耕层改土降盐+滴灌淡水洗盐的复合技术措施，即在耕层添加物料进行培肥地力、增加土壤透性的同时，利用滴灌水缓慢入渗洗盐，通过地下暗管排出耕层盐分，使盐碱土壤含盐量降到果蔬生长的要求。目前该技术已经在唐山、沧州滨海区示范应用，为滨海重盐碱地设施原土果蔬生产提供了技术支撑。

1 试验区概况

试验区地处环渤海的唐山新城，试验地块为养殖池退养还田地，土壤类型为滨海盐土，土壤盐分以NaCl为主，1 m土体平均含盐量为20.0 g/kg左右，土壤pH值7.4左右；土质黏重，容重1.6～1.8 g/cm3；土壤养分相对较匮乏，基础土壤养分含量为有机质3.31 g/kg、碱解氮42.0 mg/kg、速效磷2.61 mg/kg、速效钾251.83 mg/kg；地下水埋深（仅0.8～1.0 m）浅，矿化度5 g/L以上。

2 滨海重盐碱地设施原土改土降盐的关键技术

2.1 深层暗管排盐技术：暗管埋设参数

暗管排盐是有效改良盐碱地的一种工程措施。依据“盐随水来、盐随水去”的盐分运移特征，利用地下埋设暗管排走土壤盐分，且有效减小地下咸水对土壤的影响，达到降低土体盐分的目的。我国从20世纪60年代开始，在河南、江苏等省率先开展暗管排水试验。80年代至今，在江苏、山东、新疆、天津、河北、吉林等不同盐碱地类型区开展了塑料暗管排水改良盐碱土技术及适宜性的研究[8～11]，在中度及以下盐碱地、低产田取得了较为显著的降盐增产效果，但在含盐量高于10 g/kg的滨海盐土区设施应用效果鲜见报道。

土壤类型及盐分程度、地下水位等均影响暗管的埋设参数，因此，针对不同类型区域的暗管参数研究至关重要[12，13]。本研究区域土壤为淤泥质滨海盐土，盐碱程度高，地下水位埋深浅，只有适宜该区土壤环境的暗管埋设方法才能达到良好的降盐效果。我们在曹妃甸重盐碱滩涂区，通过不同埋深及间距试验进行了暗管排盐技术研究，发现淤泥质滨海盐土区辅助滴管措施，暗管埋深60～80 cm为宜，间距在5～7 m具有较好的降盐效果[14]。考虑到设施生产要求、果蔬耐盐水平、土壤降盐均一性等综合因素，我们在重盐碱地设施利用中对暗管排盐技术进行了优化，沿棚室方向增加1条主暗管，进行“丰”型设置。具体的暗管埋设方法为：将棚室规划好后，沿棚室东西走向在棚室中间位置开沟，起始沟深55～60 cm，东西坡降0.1%；在棚室内南北向，距两端1 m处每隔5 m挖1条沟，沟深55～60 cm，沟内布置直径50 mm、外包裹无纺布的网纹管；先铺设东西沟暗管，且一端通到墙外排水沟，全部铺设完成后使用原土进行填埋。

2.2 耕层改土降盐技术：物料种类及配比

冀东滨海盐土区土壤不仅含盐量（15～40 g/kg）高，而且质地黏重细腻（黏土含量48.5%以上，粉砂含量30%左右）[15]，渗透性差，若在原土条件下直接灌溉洗盐，则很难实现降盐目标。对滨海重度盐土，可通过不同物料掺拌增加土壤透性，改变土壤团粒结构[16]，从而利用灌溉淡水洗盐、暗管排盐方式达到降盐的目的。

2.2.1 物料种类选择盐碱土壤改良剂的种类很多，有矿物质类（如磷石膏、石膏）、农业废弃物（如畜禽粪便、作物秸秆）、工业副产品（如煤渣、高炉渣、粉煤灰）和人工聚合物（如高分子合成物质、有益微生物制剂）。前人针对滨海盐碱区土壤开展了多种多样的改良物料筛选研究，结果显示，不同改良物料的改土降盐效果差异较大[17，18]。

河北省农林科学院滨海农业研究所多年盐碱地改良试验及实践表明，玉米秸秆和牛粪降盐效果明显[19]，改善滨海粉砂淤泥质土壤渗透效果的适宜技术为在地面铺厚5 cm的半腐熟玉米秸秆肥，混入0～40 cm土层，也可将粉碎的玉米秸秆500 m3/hm2与腐熟牛粪500 m3/hm2配施，达到既培肥地力又高效降盐的双重效果；同时增施磷石膏，在降低土壤酸碱度的同时，可使土壤Na+与Ca2+置换，改善土壤团粒结构，增加土壤透气性[20]。

2.2.2 物料配比及改土效果结合盐土绿化等多年生产实际，按照降低成本、保持效果的原则，我们在建好的日光温室内，将粉碎的干玉米秸秆（长2～5 cm）、腐熟牛粪、脱硫磷石膏按照施用量配比300 m3/hm2、150 m3/hm2、4.5万kg/hm2混合后进行表层均匀撒施，深翻40 cm以上，细耙平整。

通过物料配施进行设施原土改良后，0～60 cm土体养分含量增加、容重下降、全盐含量降低（表1）。其中，表层受物料掺拌的影响，0～40 cm土壤指标变化明显，速效磷、速效钾、碱解氮、有机质含量分别增加了85.6%、39.9%、70.7%和170.3%，容重、含盐量分别由改良前的1.703 g/cm3、19.55 g/kg降低到1.43 g/cm3（降幅16.3%）和11.1 g/kg（降幅43.1%），但pH值总体变化不大。可以看出，表层添加物料后可以改善土壤的理化性状，达到培肥地力、疏松土壤、降低容重、减轻盐分的效果。

表1 物料添加对滨海盐土物理及化学性状的影响Table 1 Effects of material addition on physical and chemical properties of coastal salt soil

2.3 滴灌淡水洗盐技术：洗盐方式

滨海盐土在深层暗管、耕层改土后，0～60 cm土体含盐量虽然大幅度降低，但仍高达10 g/kg左右，作物不能正常生长，因此必须进行淡水淋盐，将上层土体的盐分排走。正确的淡水洗盐技术，对土壤降盐效果至关重要。

2.3.1 洗盐处理方式本研究淡水洗盐方法采用滴灌和大水漫灌2种，共设8个处理（表2）。其中，滴灌采用滴头间距30 cm、滴灌直径16 mm规格的滴管，流量2 L/h，滴管布设间距50 cm，通过滴灌时间和间歇滴灌方式进行水量控制；大水漫灌水量采用定额控制。

表2 淡水洗盐方式Table 2 Method of soil washing with fresh water

2.3.2 洗盐效果淡水淋盐后，0～60 cm土层的土壤含盐量均出现了不同程度的降低，所有处理的平均降盐率为37.1%，其中，0～40 cm土层降幅最大，T4、T5和T8处理的土壤含盐量降幅分别为72.6%、55.7%、59.0%；40～60 cm土层含盐量，除T4处理降低61.0%、T5处理降低43.6%外，其他处理降低均不明显（表3）。表明土壤改良后土质疏松，可以提高表层盐分的淋洗效果，但不同淋盐方式的降盐效果不同；深层土壤盐分受表层盐分下移的影响会产生一定的积累，大水量滴灌有利于深层土壤脱盐。

表3 淡水洗盐对设施盐碱土壤不同土层降盐效果的影响Table 3 Effect of soil washing with fresh water on different soil layers of facility saline alkali soil

从总体降盐效果看，T4处理效果最好（0～60 cm降盐率达到68.7%），T5处理次之，且2个处理的耕层土壤含盐量均降到3 g/kg以下。表明滨海盐土区淋洗盐分方式应采用滴灌洗盐，且间歇性滴灌效果最佳，用水量3 000 m3/hm2为宜，0～40 cm土层盐分脱盐率达70%以上。

3 小结

在多年盐碱原土改良研究的基础上，针对含盐量15～20 g/kg的滨海重盐碱地设施原土模式，通过主副暗管“丰”型布置进行了暗管埋设参数的优化，形成了暗管埋深60 cm、副管间距5 m的参数配置组合；玉米秸秆、腐熟牛粪、磷石膏改土物料按照施用量配比300 m3/hm2、150 m3/hm2、4.5万kg/hm2混合后进行表层改土，土壤容重降低15%以上、有机质含量提升1.7倍，0～60 cm土层含盐量降低40%；原土淋洗盐分方式采用间隔式滴灌洗盐，滴灌方式为滴灌12 h+12 h（间隔12 h），淡水用量3 000 m3/hm2为宜。

形成的深层暗管排盐+耕层改土降盐+滴灌淡水洗盐的滨海重盐碱区设施原土降盐复合技术，0～40 cm土层降盐70%以上，耕层土壤含盐量可降至3 g/kg以下。该技术已在唐山曹妃甸新城进行示范，在含盐量20 g/kg左右的滩涂退养区构建了近6.67 hm2的设施果蔬生产示范园，进行番茄、黄瓜、草莓、桃等十余种果蔬的原土直接安全生产，为滨海重盐碱地高效利用提供了技术支撑。