土壤盐渍化及治理研究进展

2023-08-04 14:56:26赵作章陈劲松彭尔瑞李荣亮吴大真
中国农村水利水电 2023年6期
关键词:盐生耕层盐渍化

赵作章,陈劲松,彭尔瑞,李荣亮,吴大真

(云南农业大学水利学院,云南 昆明 650500)

0 引 言

土壤盐渍化是可溶性盐离子不断地向土壤的表层积聚,从而改变土壤理化性状,导致土壤基本特性发生不良变化和质量下降的过程[1]。当前,全世界范围内的土壤盐渍化仍保持上升趋势,根据联合国粮食及农业组织(FAO)数据,全球约有8.33亿hm²的土壤受到盐渍化的威胁,主要集中在欧亚大陆、非洲、美洲西部[2]。我国盐渍土总面积为3 690 万hm²,占全国可利用土地面积的5.01%,主要分布在东北、华北、西北、长江中下游及滨海等地区[3]。盐渍土是我国最主要的中低产土壤类型之一,其生产力水平与土壤质量有十分密切的关系。同时,盐渍化土壤质量受自然因素和人为因素的影响,不合理灌溉、过量施肥、过度森林砍伐等不合理的土地利用方式引起土壤退化和生产力水平降低[4]。特别是在干旱地区的灌溉农业,由于不合理的灌排管理致使土壤盐渍化加剧导致作物产量低下,区域农业发展受到影响,并且在干旱和半干旱地区灌溉用地受盐渍化威胁的面积会比一般地区高出10%,比如埃塞俄比亚、巴基斯坦、伊朗。此外,随着人口的不断发展和耕地资源短缺,越来越多的荒地被开发为耕地,灌溉农业用地同时带来的土壤盐渍化影响也会愈演愈烈[5]。因此采用合理的盐渍土壤治理措施,改善其理化性状和生物学特性,对耕地资源扩展、生态系统建设、区域化高质量发展具有重要的现实意义和战略意义。

土壤盐渍化的成因复杂,其顽固性和反复性是治理的主要障碍因素。我国盐渍土研究至今已有70 多年历史,从20 世纪50 年代开始到20 世纪末,研究进展比较缓慢。进入21 世纪以来,对于盐渍土的研究热度持续升高。早期盐渍土壤治理的研究主要基中在水分调控、深耕改土等方面[6],根据其不同盐渍土壤的特性初步提出治理盐渍土壤的单一措施。随后诸多研究学者提出施用改良剂、种植盐生植物、使用微生物肥料等方面进行多元化的综合治理[7]。盐渍土治理不仅可以缓解我国耕地资源短缺的问题,还对盐渍土分布地区农业生产力和区域生态高质量发展具有重要作用,但目前盐渍土治理研究较为零散。本文总结了土壤盐渍化的成因及来源,从灌排措施、物理调节、化学改良、生物措施这四个方面综述了盐渍化土壤的治理途径,为进一步开展盐渍土的治理研究提供参考。

1 土壤盐渍化的成因及来源

土壤盐渍化由当地的气候、地形、地质、生物等自然因素决定。原生盐渍土是指通过自然过程长期积累的盐分,而次生盐渍土的发展,主要是由人为不合理、不利措施下导致原本不含盐的土层产生盐渍化[8]。土壤中的可溶性盐分来源各不相同,岩石和矿物质的风化有助于土壤的可溶性盐分增长;可溶性盐分也可以通过降雨沉积,多数情况下数量很低,但随着时间的推移,可以积聚在土壤中;风力输送中的风沙尘也是其来源;其他来源包括盐碱地下水的排放和海水的侵蚀、施用肥料和杀虫剂、使用盐水或废水灌溉以及在土壤中倾倒废物等农作措施也会导致土壤中的可溶性盐分增加。根据降雨量和受土壤水力特性和地形地貌特征影响的水分运动,沉积的盐可以到不同的土壤层,产生盐分积聚,加上其他气候和地貌特征的影响以及人类活动,决定了盐在土壤层中可能积聚的位置[9]。

2 盐渍土壤治理

2.1 灌排措施

灌排措施主要遵循土壤水盐运动规律,水的下渗作用将土壤中可溶性盐离子随水排除土层或耕层以下,从而降低土壤耕层的盐分含量。因此灌排措施主要是通过灌溉、排水、冲洗、放淤等方式来进行脱盐、排盐。

初期治理盐渍化土壤的灌排措施手段上主要有大水漫灌、井灌、明沟排盐,但这些措施在调控水盐平衡上并不理想,容易造成地下水位上升,积盐反盐[10,11]。随着对治理盐渍土研究的不断深入,灌排措施从大水漫灌发展到精准滴灌、从明沟排盐发展到暗管排水排盐[12-14]。

目前,较为常用的灌排措施有咸水结冰灌溉融水、微咸水合理灌溉、暗管排盐、覆膜滴灌等[15]。在特殊水资源的合理利用方面,崔尚进[16]研究表明水位调控联合微咸水灌溉能有效降低土壤电导率,减少盐分在耕层积聚,缓解土壤耕层积盐问题,但咸水矿化度普遍偏高并不能直接利用,不同作物灌溉微咸水矿化度存在差异,当灌溉咸水矿化度过高时,作物产量下降明显[17];有学者提出可以采用冬季咸水结冰融水压盐改良盐渍土壤,主要原理是利用抽取的高矿化度地下咸水结冰后冰层融化过程中的咸淡水分离效应,通过融出咸淡水的梯次分离渗入,先融出的水矿化度较高,后融化的低矿化度淡水可有效淋洗土壤盐分,从而实现耕层脱盐[18,19]。

灌溉用水是盐渍土壤水盐调控的重要组成部分,在干旱、半干旱地区,由于水资源匮乏,对盐渍土壤主要通过暗管排盐,同时用滴灌等其他措施排盐[20,21]。暗管排盐技术是通过在地下埋置暗管,当雨水或灌溉发生,盐分被水淋洗至暗管处,通过暗管排水实现排盐。石磊[22]等运用暗管和竖井排水控盐技术在新疆南疆沙质次生化盐渍土壤上取得了较好的治理效果,该研究在竖井(井深20 m、间距120 m)暗管埋深、布设间距8 m 的最优组合技术模式下土壤电导率下降了50.35%,排水矿化度下降了33.24%。此外,在灌排措施治理的盐渍土过程中,节水灌溉尤为必要,而膜下滴灌是实施节水灌溉的重要途径,王少丽[23]等在干旱区采用覆膜滴灌技术,在无覆膜的膜间裸露区内设置排盐浅沟覆膜滴灌,研究表明0~60 cm 土层土壤盐分平均多数表现出膜下盐分显著低于膜外,而膜外袒露区积盐作用明显。在排盐沟淋洗定额1 515 m3/hm2条件下,各区域合计排盐量达到4 521~6 351 kg/hm2,盐分上移地表排盐和排盐沟淋洗地表脱盐效果明显。

尽管灌排措施对盐渍土壤治理卓有成效,但对所需水量要求较高,而盐渍地所处区域多数存在淡水资源短缺等问题。笔者认为在水资源匮乏条件下,新型的节水灌排方法和淋洗水处理循环技术,以及非淡水资源的合理利用将会是未来灌排治理盐渍土的主流方向。目前,我国进行灌排治理盐渍土中淋洗水一般为就近直排,对淋洗水的循环利用的研究甚少。有学者提出利用反渗透技术改善灌溉用水资源和淋洗水水质,即原水为非灌溉水资源,经反渗透技术处理,水质达到灌溉标准后,对盐渍土壤进行灌溉淋洗,淋洗后水收集循环处理继续灌溉利用[24,25];陈逢军[26]研究发现静电喷印纺丝辅助界面聚合法制备超薄纳滤膜,通过改变聚醚胺(Polyether Amine,PEA)浓度可以有效去除海水中的盐分,对非灌溉水资源的合理利用具有较高潜力。

2.2 物理调节

物理调节是通过改变耕层土壤物理结构、降低水分蒸发量、增加深层渗流量来调节土壤水盐运动,从而提升土壤入渗淋盐机能,阻抑土壤盐分上行并减少其耕层聚集量,进而改善土壤质量[27]。

物理调节措施主要有秸秆深埋、地膜覆盖、耕作保墒、深耕施肥、平整土地等措施[28-30]。秸秆深埋是通过在耕层以下铺设隔层,在水平方向形成板状结构,切断土体中毛细管,减少因蒸发作用的水分上移,阻止深层土壤盐分向耕层运移[31,32]。耕作保墒是通过保护性耕作使土壤维持适合的作物生长环境,实施秸秆覆盖和深松等措施改善土壤质量[33]。司振江[34]等研究了振动深松技术对大庆市土壤的改良效果,发现振动深松后土壤的通气性、渗透性明显改善,土壤理化性质趋于良性变化,并且当草原生态环境恢复到健康程度。土壤有机碳(SOC)是评价土壤肥力的重要指标,在维持植物生长和调节土壤功能,以及全球碳循环发挥着重要作用[35],而增加SOC 含量最有效的办法就是秸秆还田[36]。秸秆还田能够有效增加土壤有机碳含量,一些学者还提出采取秸秆翻压还田,与覆盖相比更有利改善土壤结构,提高有机质含量[37]。地膜覆盖是通过在土壤表面铺设一层非透气膜,减少土壤水分蒸发量,达到保温保水控盐的目的。20 世纪70 年代我国从日本引入地膜覆盖技术至今,在干旱和半干旱地区已经得到了广泛应用,但同时所带来的“白色污染”也愈发严重,早期使用的地膜大多都为聚乙烯制备,使用后无法降解,回收困难,地膜残留会阻断同层次土壤毛细管,影响土壤微生物多样性,降低土壤透水性[38,39]。

随着对材料科学的研究不断深入,出现了可降解液体地膜、综合肥料配施等物理调节措施的新方法[40,41]。高昊辰[42]等研究表明采用高分子化学地膜能够提升土壤保水能力和降低土壤盐分的积聚,聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)、壳聚糖(chitosan,CTS)、羟乙基纤维素(hydroxyethyl cellulo,HEC) 分别在 20、80、80 kg/hm2用量下的土壤抑蒸控盐效果最佳。此外,一些学者研究发现新型黑色降解膜要比传统白色塑膜降解速率更快,由于黑色吸热能力更强,温度上升更快,能够更好的帮助降解剂发挥作用[43]。在治理盐渍土的过程中,综合治理措施往往比单一措施效果更明显,刘海曼[44]等研究了灌溉联合地膜覆盖对滨海盐渍土水盐动态的影响,发现咸水灌溉后覆膜能够显著降低土壤含盐量,特别是在0~20 cm 土层。尽管可降解地膜具有巨大的应用潜力,但对可降解地膜的实际降解效率尚未形成评价体系,可降解地膜来源厂家生产工艺差异较大,可降解地膜韧性较低,机械作业覆膜容易撕裂,影响治理效果,而人工覆膜又会增加劳动力和时间成本[45]。因此,未来对于可降解地膜的适用性、安全性、经济性的研究尤为必要。

综合肥料配施是通过施用多种肥料如有机肥、无机肥、微生物肥料等其他肥料根据盐渍程度进行混合配施来达到改善土壤微生物多样性、提高耕层氮素肥力的目的。朱海[46]等研究表明使用综合肥料配施提高了土壤有机质的含量,改善土壤结构,降低土壤盐分和作物养分吸收利用,在225 kg/hm2氮用量条件下,3/4化肥和1/4有机肥混合配施处理效果最好。

总体上物理调节治理机制相对明确,治理后土壤盐分含量显著降低,并且秸秆覆盖、深埋等措施可减少焚烧数量,缓解环境压力,但治理效果上随土壤质地、剖面构型、气象和地下水条件、灌溉水质水量等状况不同。

2.3 化学改良

化学改良主要是通过向土壤中加入改良物质,与土壤胶体中的钠离子发生置换,随水排除耕层土壤。改良土壤理化性质,使容重下降,土壤孔隙度提高,土壤透水性增强,降低表层土壤水分蒸腾量,抑制盐分随水向表层聚集。化学改良材料根据其组成成分为3 种:含钙物质材料、酸性物质材料、其他改良材料。

(1)含钙物质材料。含钙物质改良盐渍化土壤机理主要是利用溶解后的Ca2+与土壤胶体上的Na+发生置换淋洗出土体以降低或消除其水解碱度[47],如脱硫石膏、磷石膏、过磷酸钙等。脱硫石膏又称烟气脱硫石膏,是烟气脱硫(FGD,Flue gas desulfurization)过程中最典型的工业副产物,改善盐渍土的机制主要是通过与土壤发生“盐类转化”和“离子置换”两种化学反应[48]。盐类转化是将土壤中对作物毒害性较强的碳酸盐转化为影响较小的硫酸盐;离子置换是将土壤中的钠、钾、镁离子置换出来,再通过灌排措施将盐分淋洗至耕层以下或随水排出,从而实现治理的目的。

近年来由于烟气脱硫石膏具有更经济、环保被广泛应用于改良土壤等方面。一些学者研究表明烟气脱硫石膏降低0~30 cm 土层水溶性Na+的含量为25.8%,降低Cl-的含量为16.7%,显著降低土壤中碱化度(ESP)和pH,有效改善土壤质量和生物环境[49]。目前施用脱硫石膏的方式主要为地表撒施,但撒施后往往均匀度得不到有效保证,部分脱硫石膏在土壤表层结块,无法与土壤进行充分结合。有学者提出条施脱硫石膏相比于传统撒施更能有效改善植物根系土壤质量,作物增产效果明显[50]。尽管脱硫石膏改良盐渍土效果显著,但过量的施用脱硫石膏对植物生长不利[51]。由于土壤环境反应具有一定的滞后性,施用脱硫石膏后长期的土壤环境质量问题和土壤重金属含量是否恶化还有待评估,对土壤环境安全隐患还存在争议[48-52]。例如,陈虹[53]等研究表明施用脱硫石膏后5 年内土壤重金属含量均低于土壤污染风险管控标准,不会造成土壤环境污染。然而,也有学者研究发现过量施用脱硫石膏会导致土壤汞含量显著增加[54]。综上所述,笔者认为在工业副品改良土壤过程中,对于工业副品施入土壤前的土壤环境质量污染风险标准尤为重要,各地工厂的污染元素含量参差不齐,农业施用标准尚未形成统一体系,对于污染土壤环境的长期性、间接性、潜在性需进一步开展研究。

过磷酸钙改善盐渍土的机制主要是Ca2+与土壤胶体上的Na+发生置换,从而降低土壤盐分达到治理盐渍土的目的,并且可增加土壤磷元素、土壤有机质含量[55,56]。薛远赛[57]等研究表明过磷酸钙及有机肥对盐渍地小麦进行混施,在相同灌溉水量条件下,混施和单施过磷酸钙相比,混施更显著降低土壤含盐量,增加小麦产量8 523.32 kg/hm2。陈江[58]等研究表明沸石矿物能够有效吸附土壤中的Na+和SO2-4,施用沸石结合耕作,可以提高土壤通透性与保水性,改善土壤的质地。

(2)酸性物质材料。酸性物质改良盐渍化土壤机理主要是利用有机酸解离、无机酸释放和Fe2+、Al3+水解形成的H+与土壤溶液中的CO2-3、HCO-3 发生化学反应中和排出土壤溶液中的OH-,从而使降土壤pH 和碱化度下降,来消除碱化的危害,如腐殖酸、菌糠、磷酸二氢钾等。腐殖酸具有多种活性基团,如羟基、酚羟基、酮基等等,有较强的离子置换能力,施入土壤中能够提升土壤有机质、速效钾、有效磷含量,改善土壤团聚体微观结构,从而增强盐分淋洗,减少耕层盐分的含量[59-61]。王晓洋[62]等研究表明向滨海盐渍土加入300 kg/hm2腐殖酸后,5~20 cm 土层含盐量降幅为32.6%。此外,腐殖酸通常可以和其他肥料共配形成更有效的复合肥料,提供植物生长所需营养物质[63]。腐植酸与硫磺混施比单独腐植酸施用盐渍土中对缓解盐分胁迫对大麦生长的影响更好,可以使土壤保持较低的pH与电导率、较高的有机质含量、更高含量的营养元素[64]。

菌糠也称菌渣、菇渣,是食用菌培养基废料,施入土壤后与土壤胶体结合,土壤中钠离子被置换出来,从而降低土壤pH 和ESP,提高阳离子交换量(CEC),并且菌糠中含有大量菌丝(hypha)及矿物元素,能够增强土壤团聚体稳定性,提供植物所需营养成分[65,66]。王帅[67]等研究表明菌糠搭载硫酸铝的施入能够促进稻田盐碱地中碳酸钙、碳酸镁的溶解,使溶液中交换性Ca2+、Mg2+含量增加,致使土壤表面交换性Na+、K+含量降低,迅速降低速效钾的含量和提升盐碱地稻田有机质、有效磷的含量,从而提高土壤肥力。

(3)其他改良材料。有许多其他类型改良材料可用于改良盐渍土,如生物碳可以改善土壤的理化性质,提高洗盐效率[68];聚丙烯酰胺(Polyacrylamide, PAM)线性高分子聚合物施用后显著增加盐渍化土壤的持水能力[69];在盐渍生境中接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)的植物相比不接种的植物生长更好,缓解盐胁迫对植物生长及光合特性的抑制作用[70]。研究表明多种材料搭配能够更显著提高耕层土壤有机质、碱解氮、有效磷含量,张晓东[71]等研究表明磷石膏、牛粪、腐殖酸和玉米秸秆为复合改良物料的原料能够显著提高耕层土壤有机质、碱解氮、有效磷含量,22 500 kg/hm2磷石膏+105 m3/hm2有机肥+3 750 kg/hm2腐殖酸+45 m3/hm2玉米秸秆应用条件下,土壤有机质、碱解氮的含量对照相比分别增加181.87%和130.52%。

总体来看,化学改良具有见效快、材料搭配灵活等特点,并且改良材料来源各种工业、农业副品可以缓解环境压力,实现区域生态循环,但功能单一、时间周期短,长期施用化学改良材料可能会有土壤环境安全隐患、地下水资源污染等问题。目前对化学改良的研究热点主要集中在短期效应上,长期效应的研究甚少。

2.4 生物措施

生物措施主要是通过在盐渍化土壤上直接或间接种植吸盐、耐盐、泌盐的植物,从而吸收土壤盐分,收割转移盐分,减少耕层蒸发,改善土壤结构。植物根系的呼吸作用及有机质的分解提高了根区的CO2分压,向根区释放质子H+,从而增大CaCO3的溶解率,为Na+的置换提供Ca2+源,其分泌的有机酸及植物残体经微生物分解产生的有机酸可中和土壤碱性。主要改良机理体现在植物的耐盐能力、植物根系生长改良土壤质量、植物“生物泵”收割除盐3 个方面[72,73]。除盐生植物外,蚯蚓或其他土壤微生物也可以改善盐渍化土壤[74]。蚯蚓被称为“生态系统工程师”,在提高土壤肥力、促进土壤有机质分解与养分循环等方面有重要作用[75]。蚯蚓活动能够增加有机物的分解和养分释放,同时使盐碱地土壤的团聚体结构、渗透率、微生物数量和活性得以恢复和改善[76]。

盐生植物主要分为假盐生植物、真盐生植物、泌盐盐生植物,具备特殊的盐分分泌机制或渗透调节机制,从而能在盐渍土壤中生长。

(1)假盐生植物。假盐生植物是能够将盐离子积聚在薄壁的液泡和根系木质部组织中的植物,如芦苇(Phragmites australis)、沙蒿(Artemisia desertorum Spreng)等。芦苇,是禾本科芦苇属植物,在盐渍土壤上种植芦苇,其生长阶段通过根、茎、叶对土壤盐分不断的积聚,使土壤pH 降低,并且枯萎后不收割,可有效增加土壤有机质含量[77]。此外,植被在不同盐分条件下,生理生态响应会有所差异,盐胁迫下河滩芦苇(低盐生境)的抗性比潮滩芦苇(高盐生境)低,潮滩芦苇比河滩芦苇更能通过调节离子平衡、渗透物质平衡、光合系统和抗氧化系统来适应盐胁迫,潮滩芦苇在抵御盐 胁迫时,通过根部高效的排Na能力排出过多的Na+,潮滩芦苇根部分生区的Na+外排流速为(1 982.05±122.74)pmol/(cm2·s),能够更有效减轻离子毒害[78]。

(2)真盐生植物。真盐生植物是能够将盐分积累在肉质化叶片、茎当中的植物,叶片肉质化是真盐生植物在盐生境能够生存的重要机制,如碱蓬(Suaeda salsa)、盐生草(Halogeton glomeratus)等。盐地碱蓬,又称翅碱蓬,是藜科碱蓬属植物,主要通过植物吸盐和改善土壤结构提高淋洗效率两方面降低土壤盐分含量[79,80]。一方面由于盐地碱蓬是盐生植物,叶片较肉质化,使得植物细胞数量提高,体积扩大,能够储存大量水分,稀释叶片盐离子浓度,从而更多的吸收土壤中钠离子和氯离子含量。另一方面种植盐地碱蓬能够使土壤容重下降,提高土壤入渗率,提升淋洗盐分效率,杨策[81]等研究表明盐地碱蓬可明显提升盐渍土壤的水分入渗能力,盐地碱蓬处理盐渍土壤的稳定入渗率要比裸地处理高3.0 倍,野外生长条件下,种植盐地碱蓬在0~20 cm 耕层土壤相比裸地土壤容重更低,进而提升盐渍土壤水分入渗能力。盐生草,为黎科盐生草属植物,具有较强的聚盐性,植株内含大量盐分,通过在盐渍土壤上种植后收获,可有效治理盐碱地[82]。

(3)泌盐盐生植物。泌盐盐生植物是能够将自身叶、茎的盐离子分泌出体外的植物,这种独特的泌盐结构称为盐腺或盐囊泡,也是泌盐盐生植物最显著的特征之一[83,84]。根据其泌盐方式可分为向外泌盐盐生植物、向内泌盐盐生植物。向外泌盐盐生植物通过盐腺将盐离子直接分泌到体外,向内泌盐盐生植物先将盐分贮存在盐囊泡中直至膨胀破裂后将盐分排出体外。四翅滨藜(Atriplex canescens)又名灰毛滨藜,典型泌盐盐生植物之一,原产地为美国中西部地区,从我国1976 年引入种植以来,被广泛应用到治理盐碱地当中。四翅滨藜具有良好的耐盐、耐旱性,被称为“ 生物脱盐器”,已有研究表明四翅滨藜在土壤含盐量1.5%条件下能维持正常生长,在含盐量2.6%条件下仍能生存,在盐渍土壤种植四翅滨藜三年后,耕层土壤电导率大幅度下降[85]。此外,四翅滨藜对盐分的吸收分化能力,随土壤盐渍化程度称反比,这可能是由于抵御盐胁迫时存在盐离子浓度阈值,高于阈值时四翅滨藜的渗透调节机制表现出明显的拒盐能力,从而减少盐离子对其毒害的作用,维持体内离子动态平衡[86]。

盐生植物的耐盐基因对于植物能够在盐渍生境生存和抵御盐胁迫发挥重要作用。随着对植物耐盐机理的研究不断深入,以及基因工程技术的发展使得耐盐基因克隆和表达成为可能,如Muhammad Rauf[87]等从局部盐生植物草中克隆了(LFNHX1)基因,赋予植物更好的耐盐和耐旱潜力,在盐胁迫下与野生植物对照相比生长的更好;苟艳丽[88]等克隆出四翅滨藜DREB(dehydration responsive element binding protein)转录因子编码基因AcDREB2,在四翅滨藜受到盐胁迫后,AcDREB2 表达丰度迅速上升,表明AcDREB2对于盐胁迫的响应非常密切。

植物接种耐盐微生物改良盐渍土壤也是目前生物措施的方法之一。其中植物根际促生菌(plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)受到广泛关注,孙晓莹[89]等研究表明接种YZX4菌株能够增加宿主植物的耐盐性,YZX4 菌株在10 g/L 和20 g/L NaCl 浓度下同时具有ACC 脱氨酶活性、IAA 合成能力、嗜铁素合成能力、固氮能力和溶磷 (有机磷和无机磷)能力,且有较强的盐碱耐受能力。此外,土壤缺磷是导致盐渍土壤产量低下的重要因素之一,如何提升土壤有效磷含量对农业可持续发展具有重要意义,江红梅[90]等研究表明草酸青霉M2 菌(Penicillium oxalicum) 具有更好的耐盐、高效溶磷效果,对玉米植株促生效果显著,玉米植株鲜重相比不接种菌剂对照相比至少提高26.4%,显著增加土壤有效磷,促进玉米生产。

虽然生物措施治理盐渍土壤的研究已经取得较大进展,但盐生植物的研究主要集中在生长初期阶段,针对盐生植物的生命周期的不同阶段和位置进行研究,对盐生植物适应机制研究也许会有新的启发;植物耐盐性主要集中在在实验室以及模式植物上,对于自然环境条件下作物的耐盐机制研究还有待深入;利用转基因接种技术虽能提高植物的耐盐潜力,但转入基因与原有基因是否会存在相互作用并对于植物的改性造成不利影响,还有待进一步的探索。

3 展 望

盐渍土的治理不仅在于降低原生盐渍土的面积,还要防患次生盐渍土的发展。因此监测土壤盐渍化的动态变化是盐渍土治理的重要发展方向,如利用高光谱遥感数据传感技术可以定量监测不同尺度的土壤盐渍化[91],联合运用GF-1 卫星和无人机多光谱遥感获取图像数据提取盐渍土信息,并同步采集土壤表层含盐量,实现高精度大尺度的土壤盐渍化监测[92,93],并节省人工和时间成本。此外,盐渍土的原生窒碍和次生窒碍形影相随且相互作用,这要求盐渍土的治理研究要打破传统的单一农田水利思路,从控制水分、结构改善、土壤培肥、生物改良等多措施进行,其核心仍是水与肥的密切结合,相辅相成。我国盐渍土资源分布不同,土壤类型、水分条件、盐渍成因、种植结构差异较大,并且缺乏长期的野外观测设施和区域内的联网比对研究,还未形成完整、简捷、共享的土壤盐渍化数据。现有盐渍土的研究在各地区各自展开,且一般在试验田进行模式研究,缺乏规模化、系统化,应考察研究各个地区之间的土壤类型,在土壤性质基础之上进一步完善盐渍化土壤分类体系,强化对资料匮乏或无资料地区的研究布局,对土壤盐渍化发生、演化过程中共性与个性、驱动机制、调控改良原理进行对比归纳总结,从而为盐渍土治理打下坚实的基础。

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