許坤鵬,劉喜兵
(中國市政工程西北設(shè)計研究院有限公司,甘肅 蘭州 730000)
內(nèi)蒙古自治區(qū)河套灌區(qū)屬于我國三大灌區(qū)之一,是黃河流域的用水大戶。由于河套灌區(qū)獨特自然地理環(huán)境條件,水鹽運移變化情況復(fù)雜,加之長期引黃灌溉,導(dǎo)致鹽分聚集在地表。河套灌區(qū)氣候干旱、蒸發(fā)量大、鹽隨水來,水去鹽存,造成鹽堿化耕地具有含鹽量高、pH 值高、土壤板結(jié)、通氣性不良、肥力水平低、保水保肥能力差的特點,作物出苗率低,經(jīng)濟效益低。長期以來,對于如何利用有效的改良方案來創(chuàng)造適宜的土壤生態(tài)環(huán)境,提升土壤肥力,是眾多專家學(xué)者重點關(guān)注的焦點,并提出了多種改良方案[1-5];20 世紀以來,國內(nèi)外許多專家學(xué)者對鹽堿土壤改良的措施方案和機理研究取得了顯著成果,在實際應(yīng)用中部分措施方案已經(jīng)起到了良好的效果并得到推廣[6-7]。本文在工程經(jīng)驗和試驗的基礎(chǔ)上對河套灌區(qū)鹽堿地改良方案進行了總結(jié)和探索,可為今后河套灌區(qū)鹽堿地改良提供一定參考,對于河套灌區(qū)的鹽堿地改良和綠色農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
土壤鹽堿化是影響干旱和半干旱地區(qū)資源有效利用、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和生產(chǎn)發(fā)展的核心問題之一[8]。鹽堿地根據(jù)鹽堿程度的不同,可分為輕度、中度和重度。含鹽量在3‰以下的為輕度鹽堿地,一般出苗率可達到70%~80%,較易利用和開發(fā);含鹽量超過6‰的為重度鹽堿地,一般出苗率低于50%,很難直接利用;含鹽量在兩者中間的為中度鹽堿地[9];鹽堿地的劃分也可根據(jù)pH 值分為輕度鹽堿地(pH 值7.1~8.5),中度鹽堿地(pH 值8.5~9.5)和重度鹽堿地(pH 值9.5 以上)[9]。鹽堿程度和出苗率之間呈負相關(guān)關(guān)系;重度鹽堿地需先采用有效的改良方案再進行種植;在中度鹽堿地或有加重趨勢的輕度鹽堿地種植適宜的耐鹽耐堿植物,對鹽堿地現(xiàn)狀有一定改善作用。
鹽堿地改良和修復(fù),方案措施主要包括物理改良、化學(xué)改良、生物改良、水利工程和綜合治理等[9-12]。本文根據(jù)河套灌區(qū)已有工程經(jīng)驗總結(jié)了五種鹽堿地改良方案。
1)改良方案一。土壤情況為全鹽量1.08%,pH值9.23。通過對鹽堿地土壤化學(xué)成分分析研究,添加有機酸、活性鈣等改良劑,可快速中和土壤酸堿度,降低土壤鹽分,使土壤pH 值趨于中性。有機酸型改良劑能快速中和土壤的堿性物質(zhì),活性鈣型改良劑能高效置換土壤中的交換性鈉離子。
綜上確定改良方案采用暗管排鹽和施用化學(xué)改良劑,其中化學(xué)改良劑選用有機酸型和活性鈣型;化學(xué)改良劑施用劑量為灌溉沖施或噴施有機酸10kg/畝和活性鈣10kg/畝。
2)改良方案二。土壤情況為全鹽量0.77%,pH值9.11。通過深松深翻,增施有機肥,提高土壤有機質(zhì)含量;施用微生物菌劑,以提高土壤養(yǎng)分活化和吸收作用,優(yōu)化植物生長環(huán)境。提高土壤有機質(zhì)含量,土壤有益微生物形成優(yōu)勢菌群。
綜上確定改良方案為暗管排鹽和施用有機肥加微生物菌劑,其中有機肥和微生物菌劑施用劑量分別為有機肥2t/畝和微生物菌劑30kg/畝。
3)改良方案三。土壤情況為全鹽量0.73%,pH值8.21,鹽堿地土壤質(zhì)地粘重。通過深松深翻、摻施明沙等改善土壤結(jié)構(gòu),增加土壤通透性;增施有機肥,提高土壤有機質(zhì)含量,促進土壤保水保肥,達到適宜植物生長的目的。
綜上確定改良方案為暗管排鹽和施用明沙加有機肥,其中有機肥和明沙施用劑量分別為有機肥2t/畝和明沙15 方/畝。
4)改良方案四。土壤情況為全鹽量0.58%,pH值9.03。通過對鹽堿地土壤化學(xué)成分分析研究,添加脫硫石膏或磷石膏改良劑,調(diào)節(jié)土壤酸堿度,降低土壤鹽分,同時加速淋鹽速率,達到鹽堿地改良的目的。
綜上確定改良方案為暗管排鹽和施用脫硫石膏或磷石膏化學(xué)改良劑,其中脫硫石膏或磷石膏施用劑量為1t/畝。
5)改良方案五。土壤情況為全鹽量0.60%,pH值8.51。通過對鹽堿地鄉(xiāng)土植物的耐鹽機理研究,馴化具有抗逆性的鄉(xiāng)土植物,是近年來實施生態(tài)修復(fù)、鹽堿地改良所采用的“土辦法”。在馴化培育過程中,劃分出具有聚鹽、吸鹽和泌鹽功能的鄉(xiāng)土植物,經(jīng)過優(yōu)化配比種植后達到改良鹽堿地的目的。
綜上確定改良方案為暗管排鹽和生物利用,其中生物利用為種植耐鹽堿作物(堿茅)。
暗管排鹽技術(shù)是國際上鹽堿地改良的先進技術(shù)之一,一是利用灌溉水或自然降水對含鹽土層進行沖洗脫鹽,遵循“鹽隨水來,鹽隨水去”的原理,通過暗管將鹽堿水排出[13-16];二是把地下水位控制在某一適宜的深度,阻斷鹽分上升通道,從根本上解決土壤次生鹽漬化的問題。
根據(jù)工程經(jīng)驗,以上五種改良方案,作物出苗率均達90%以上??蔀楹犹坠鄥^(qū)相近鹽堿化土壤的改良提供改良方案參考。
依托工程項目在巴彥淖爾市選取兩片鹽堿地試驗區(qū)(每片試驗區(qū)100 畝),對鹽堿地改良方案進行探索。
2018 年秋測土化驗,土壤全鹽含量為0.193%,pH 值為8.1,土壤為黏土,屬于輕度鹽堿地。2018 年秋灌時每畝沖施活性鈣改良劑10kg,2019 年春季每畝施用有機肥2t,噴施微生物菌劑300g/畝,大型機械耕翻后覆膜播種。作物出苗率達到92%,改良方案較為成功。
2017 年秋測土化驗,土壤全鹽含量在0.431%,pH 值為8.53,土壤為黏土,屬于中度鹽堿地。2018年每畝施用脫硫石膏、有機肥各2t,當年種植耐鹽堿牧草湖南黍子;秋季每畝沖施土壤改良劑有機酸10kg/畝;2019 年春季每畝施用有機肥2t,噴施微生物菌劑300g。作物出苗率95%,改良方案較為成功。
土壤鹽堿化治理需要采用綜合治理方案,多種措施并用,循序漸進,常抓不懈,最終達到改良鹽堿地,提高土地利用率,改善生態(tài)環(huán)境,促進區(qū)域經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。本文總結(jié)和探索了對河套灌區(qū)鹽堿地改良行之有效的改良方案,為河套灌區(qū)相近鹽堿化土壤的改良提供有力的改良方案參考。