盐碱地土壤利用与改良研究进展
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摘 要：
土壤盐碱化是全球面临的土地资源问题，中国的盐碱性土地面积巨大，分布广泛，且类型繁多。及时治理与合理管理盐碱地资源可以使其生态环境得到改善，因地制宜的开发和利用，对当地区域经济、社会和生态可持续发展发挥着积极作用，也是推进中国农业可持续发展的重要途径之一。本文综述了盐碱地形成的原因、分布及现状，对比盐碱地改良方法和对策，分析了盐碱土地现有改良方法的优缺点，并为未来盐碱地更好的利用、改良及可持续发展提出建议。
关键词：
盐碱地;现状;改良方法;可持续发展
中图分类号：S-3
文献标识码：A
DOI：10.19754/j.nyyjs.20191230039
土地盐碱化是一种环境地质现象，不仅会紊乱生态系统，影响农业生产，也会导致盐碱地地区经济水平衰退。目前，土壤盐渍化已成为一个全球性的问题，不同地区的土壤盐碱化管理及治理措施也不尽相同，具体因地区土壤类型而异。从总体上看，国内外盐碱地管理技术的发展主要是将盐水应用于灌溉和耐盐植物的栽培[1]。我国土地辽阔无垠，盐碱地面积更是巨大，在我国西北、华北、东北和滨海等地区广泛分布。因此，盐碱地土壤资源的优化和合理开发利用是我国农业可持续发展的重要途径之一，对改善生态环境，促进区域经济、社会和生态的可持续发展具有重要意义[2]。本文综述了盐碱地的成因、分布和现状的分析以及未来的改良方向和展望，探讨了现今盐碱地改良方法的优劣，可为今后盐碱地的改良做相关参考。
1 盐碱地资源及利用现状
1.1 盐碱地的成因
土壤盐渍化的形成分为自然和人为因素，大部分土壤盐渍化是自然条件下形成的，土壤盐碱化的实质是溶解了各类易溶性盐类，使其在土壤表层储蓄起来。一般情况，地下水与土壤水保持一定的动态平衡，表层土壤中的离子含量相对稳定，一旦平衡遭到破坏，则易导致产生盐碱地[3]。
人为因素引起的土壤盐碱化称为次生盐渍化，由不合理的人为灌溉，盲目开垦，过度砍伐，过度放牧，不合理建设等活动造成的[4]。注入土壤的水分过量，排水量不足会导致地下水受到破坏，地下水位抬升，盐分则因水分蒸发残留在表层，造成土壤中盐分堆积。次生盐碱化使土壤肥力下降，且生态环境的破坏使植物失去良好生长环境和营养条件，最终导致农作物减产[5]。
1.2 盐碱地分类
盐碱土分为碱土和盐土，根据盐碱度可分为轻度、中度和重度盐碱地。轻度盐碱地的含盐量在3‰以下，出苗率约为70%～80%，易开发利用;重度盐碱地含盐量超过6‰，出苗率低于50%，难以直接利用;两者中间的盐碱地为中度盐碱地。盐碱地的区分也可按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）。盐碱程度越高，出苗率越低;重度盐碱地需先改良土地再种植;在中度盐碱程度或有加重趋势的轻度盐碱地种植适宜植物，可有效改善盐碱土现状。
1.3 盐碱地的分布
中国现有盐碱地面积约0.27亿hm2，其中可作为耕地的面积为0.06亿hm2，盐碱荒地为0.21亿hm2 [6]。盐碱地主要分布在我国东北平原、西北干旱区、半干旱区、东部沿海地区和黄淮海平原 [7]。其中具有农业生产发展潜力的土地占我国耕地总面积的10%以上，若能及时治理盐碱荒地，可改善当地生态环境，提高土地利用率，促进当地生态经济的发展。
2 盐碱地的危害
随着盐分在土壤内部和表面累积，土壤物理恶化及退化，如结构附着力下降、土壤容重高、通气性差、土壤中好氧微生物活性差等，甚至会加剧表层土壤盐的积累，抑制植物发育和生长，直至导致其死亡[8]。
土地盐碱化会破坏植物组织，影响气孔收缩和营养吸收，也会抑制土壤微生物的活性。盐碱是植物生长的“抑制剂”，对植物产生毒害，盐碱土地的土壤溶液中含有大量的可溶性盐，使渗透压增大，使植物产生生理干旱，导致畸形甚至死亡，影响农业生产效益[7]。因此，应从多方面综合治理严重盐碱地地区土壤，使其更好地得到利用。
3 盐碱地开发利用技术现状
充分利用盐生植物资源，综合治理、发展盐碱农业，是提高土地利用率的重要途径。通过灌排技术改良盐碱地和发展耐盐植物，是改良盐碱地的主导技术。通常将2类技术配套综合，以其中1种为主导[1]。我国现有的改良技术包括：利用改良剂改良、表层覆盖技术改良、灌排技术改良、利用新型材料及土壤改良剂和地下暗管排盐工程等[9]，随科技进步，更多新兴技术正在崛起。为开发利用盐碱地，世界各地尝试发展盐生植物，但是盐生植物的降盐速度慢，效果不显著，缺乏可持续性[9]。因此，还需采用更有效的方式，在盐碱分布复杂的地区因地制宜，来维持生态、经济平衡发展。综合应用工程、化学、生物等措施，通过水土资源进行综合开发、合理利用[10]，对各种程度盐碱地进行改良。
4 盐碱地改良措施
4.1 物理改良
用水治理盐碱地是常见方法，相比传统排水措施，生态蓄水对改良土壤的理化性质更为有效[11]。生态蓄水模式有效节约成本，改善盐碱度，提升土壤質量。水利改良法是根据水盐运动规律加以运用实施，具体改进措施有灌水洗盐、蓄淡压盐、设置隔离层和渗透管排盐等[12]。在“排水洗盐”措施中，用蓄淡压盐方法，可控制土壤中盐分，提高有机质。“以淡压盐”提倡建立深水井，通过深水井采淡水浇灌土地[13]，以此改良土壤，使中低产田变为高产田。
盐分大多散布在土壤表层，下层较少，可采取深耕深翻措施，改善盐碱地环境。采用翻耕方法，对土层进行粗放耕作，通过交换土壤表层与下层位置，切断土壤毛细管，减少水分蒸发，可有效控制土壤返盐现象[14]。 魏文杰等[15]通过田间喷灌洗盐试验，发现盐水用量与脱盐效果成正比，灌溉后土壤盐分含量降低，脱盐效果随土层深度增加而降低。韦本辉等[16]利用自主研发的粉垄耕作机械和粉垄技术改造利用盐碱地，粉垄可物理性“淡盐”，使其形成一种绿色环保的农业技术体系[17]，通过对新疆和陕西等地的研究，重度盐碱地经粉垄种植后，土壤全盐量大幅度下降，作物产量明显提高，起到淡盐增产的作用。
4.2 生物改良
生物改良可使用微生物菌肥改良、种植绿肥作物改良和大面积小苗密植的综合改良等措施。盐碱地改良应与种植计划密切结合，选择合适种植的耐盐作物，在种植作物和养护过程中继续改良盐碱土地[12]，做到生态与经济共同发展。其中引进盐生植物是提高盐碱地利用率的重要措施[8]，也可提高盐碱地植被覆盖[18]。
邢尚军等[19]采用栽植白刺的方法对重盐碱地进行改良，土壤迅速脱盐，土壤中有机质、全氮、有效氮和速效磷含量增加，提高了盐碱地肥力和质地。李霞等[20]种植黄栌可降低土壤盐碱度，改善盐碱地环境，丰富盐碱地植被类型。李海英等[21]对苜蓿改善柴达木盆地弃耕盐碱地研究，随着苜蓿栽培年限增加，土地脱盐率显著增加，耕层土壤的全盐量下降。丁海荣等[22]发现星星草对滨海盐土的改良效果显著，其生理习性使其适合盐碱性环境，改善土壤盐碱化。张梦璇等[23]通过野外采样和室内测试相结合法研究，发现白榆对滨海盐碱地具有改良作用，可降低土壤中盐离子含量和全盐含量。因此，运用生物治碱的改良方法，可维持盐碱地地区生态平衡，促進经济发展。
4.3 化学改良
Luo等[24]用高效无机聚合物PAFS处理表层和中层土壤，土壤pH值明显降低，粘土颗粒含量显著下降，提高了水稻产量，PAFS能有效修正硬质土壤，使高度分散的硬盐碱地修正成重要的农业储备用地。
对于重度盐碱地，还要配合施用黑矾、石盘和磷石膏等化学改良物质，全面改善土壤理化性质[25]。Ziaie-Moayed等[26]在不同条件下对非稳定土和稳定土进行了直剪试验和无侧限压缩试验，其采用不同掺量的环氧树脂和硅酸盐水泥对土壤进行稳定，发现浸泡后土的抗碱强度显著降低，土壤的强度显著提高。
利用离子间的作用原理，Ca2+的增加减小可交换性Na+的比率，在盐碱土中施加可以抵消盐分作用的化学物质，如石膏等，可在难以改良的特殊盐碱地中起到改良作用[3]。赵旭等[27]施用粉煤灰和煤矸石，对在盐碱地上生长的柽柳进行实验，在盐碱地基质中加入粉煤灰，可以提高柽柳发芽率，有助于缩短枝条发芽时间，提高萌发枝条成活率。隋鹏举等[28]试验采用种稻泡田的方法以排盐洗碱，不断向盐碱地增施有机肥和改良剂，快速降低土壤中的盐碱含量，提高土壤肥力。王新平等[29]运用旱地龙土壤改良剂和禾康土壤改良剂对盐碱地进行改良，2种改良剂均能使重度盐渍化土壤迅速脱盐。王文杰等[30] 在实验室和田间条件下，比较了17种土壤调质剂对种子萌发和生长能力的影响，发现水解聚马来酸酐是一种高效的改良剂，能增加碳酸钙溶解，使土壤溶液中钙离子取代土壤胶体中钠离子，提高了土壤入渗率和毛管土的含水量。
在盐碱地治理过程中，施加绿肥可增加土壤有机质含量，改善土壤结构和土壤植物根系微环境，促进土壤微生物活性，改善土壤肥力，抑制盐分的积累[31]，也是一种方便可取的改良措施。
4.4 工程措施
工程措施包括整平土地、建立完善的排水灌溉系统、更换土体、深翻改土、淋洗土层和淤积等方法[3]，运用工程手段治理盐碱地。
在滨海区，选择“允许深度”理论作为铺设排盐管的指导依据，采用传统工程改良盐碱土。在盐碱地区建立埋深浅管道和浅密式排盐系统，形成暗管达到水平排水[32]，对滨海区盐碱地进行改良。在竖井排水区域土壤盐分含量呈下降趋势，下降幅度为52%，未设竖井排水的区域土壤表层却出现返盐现象，土壤盐分含量上升41%，对缓解盐碱度有积极作用[33]。史学友[25]将井灌井排与渠道排水相结合，在雨季抽取土壤中咸水补充淡水，增加地下水占有空间，提高汛期土壤入渗率，加速土壤脱盐。
4.5 综合治理
盐碱地改良是较为复杂的综合治理体系，多采用以水肥为中心的方式，同时采取水利工程措施、生物措施、农业技术措施、化学改良等措施综合治理，也是改良盐碱地的主要方向[12]。
采用综合治理的方式，“化盐碱地为资源”，开发利用盐碱地，实现生态循环。例如：山东省黄河三角洲盐碱地区已形成“上农下渔”的[34]模式，改善了当地碱地的土壤质量，实现了农、林、牧、渔协调发展，旱、涝、盐、碱综合治理的生产、生态效益[7]。采取挖池筑台、深沟排碱的方式，处于位置较高的盐碱地则可以种植农作物，缓解土地盐碱化现状，提高土地利用率。
菲律宾国际水稻研究所[35]采用钠化盐渍土，利用物理、化学和生物三者相结合的方法，将土壤深翻与施用石膏相配合，实行小麦与水稻轮作，使土壤中可交换性钠降低，明显改善盐碱地程度。于兴洋等[36]研究重盐碱地改良后土壤及作物的变化，实施不同改良措施后，土壤特性方面发生显著改善。因此，大规模的重盐碱地改良后，种植品种的选择应该因地制宜，综合相应土壤特性和作物适应性做相关种植。
5 盐碱地改良存在的问题及建议
随盐碱地改良技术的发展，盐碱地改良新途径不断涌现。尽管目前科技发达，世界范围内已经有部分先进盐碱地的改良方法，但对特殊地区盐碱地改良治理仍需研究人员的努力，使土地利用率实现最大化。在治理盐碱地过程中对相关区域的环境安全和保护还需地质、水文、水利等专家研究协调。
发展盐碱地农业要注意因地制宜，对重度盐碱地，改善土地环境为首要任务;对中度、轻度盐碱地，合理灌溉，避免盐碱化加剧。改良盐碱地也需将工程改良、物理改良、生物改良等措施有机结合进行综合治理。在未来盐碱地开发与利用中，要更新现有观念，突破传统，寻求创新，使盐碱地得到充分开发利用，更好地推动盐碱地地区生态、经济、文明三位一体的共同发展。 随着国内外盐碱地改良技术的进步和新方法的推广，逐渐实现盐碱地可持续发展。在进行盐碱地资源利用时，不能一味盲目，要对盐碱地资源进行全面全新的认识，从盐生植物资源、盐渍土资源、咸淡水资源等多角度考虑，并将相关水利、水文学知识运用实际操作。今后，在盐碱地改良时，应在盐碱地长期观测调查的基础上，合理规划，对现有盐碱地改良措施进行分析调整并优化。努力寻求最优改良方案，拓展盐碱地利用开发途径，积极推动盐碱地产业化开发，增加我国土地利用率，为我国盐碱地可持续发展做出贡献。
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作者简介：杨玉坤（1999-），女，研究方向：地理科学;
耿计彪（1988-），男，博士，讲师。研究方向：土壤养分管理。
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