王彩虹，張文博，高子舒

（河套學(xué)院 巴彥淖爾市生態(tài)治理與綠色發(fā)展院士專家工作站，內(nèi)蒙古自治區(qū) 巴彥淖爾 015000）

巴彥淖爾市位于河套灌區(qū)的中部，地處大陸性干旱、半干旱氣候帶，巴彥淖爾市目前有耕地超過73.33×104hm2，其中鹽堿化土地約有32×104hm2，占巴彥淖爾市總耕地面積的43.6%，占內(nèi)蒙古自治區(qū)鹽堿化耕地面積的70%，在巴彥淖爾市鹽堿地中約50%為輕度鹽堿地，約30%為中度鹽堿耕地，約17%為重度鹽堿耕地，套區(qū)地勢低洼地帶、烏梁素海周邊、總干和總排干兩側(cè)為重度鹽堿地[1]。巴彥淖爾市鹽堿地分布區(qū)域廣泛，且組成鹽分復(fù)雜，主要的鹽土以氯化物、硫酸鹽、蘇打?yàn)橹?，堿土以堿化土為主，絕大多數(shù)不是單一的鹽化土壤或堿化土壤，而是鹽化土和堿化土幾種類型復(fù)合交叉并存[2]。鹽堿地分布為東北部較重、西南部較輕；洼地積鹽堿較重，坡地積鹽堿較輕。

1 巴彥淖爾市土壤鹽漬化形成原因

1.1 自然因素

鹽漬化土壤的天然地質(zhì)組成結(jié)構(gòu)與成土母質(zhì)是鹽堿形成的主要原因之一，鹽堿地中有成土母質(zhì)經(jīng)過自然演化而來的鹽類。由于這些鹽類的存在，導(dǎo)致鹽分在土壤中積聚，土壤發(fā)生鹽堿化。巴彥淖爾市海拔為1 000～1 040 m，位于陰山南麓以南，黃河以北，是沖積平原，所以土壤以灌淤土為主，其化學(xué)組成多為鈉鹽、重碳酸鹽、硫酸鹽等。根據(jù)歷年的氣象情況可以得知，每年的6 月—9 月為巴彥淖爾市降水集中月，其干旱年份年均降水量最低為130 mm，水澇年份年均最高降水量為285 mm。年蒸發(fā)量為2 000～3 200 mm，降水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于蒸發(fā)量，且刮風(fēng)時間長達(dá)8 個月，年平均級數(shù)為2.6～6.3 m/s，風(fēng)向多為西南風(fēng)和東北風(fēng)，空氣中水分含量低于本地氣-水平衡量，易造成水分蒸發(fā)，土壤深層可溶性鹽分通過土壤毛細(xì)管在水分蒸騰過程中隨地下水上升到土壤表層，造成土壤的次生鹽漬化。

1.2 灌排因素

據(jù)統(tǒng)計顯示，2004 年—2018 年，巴彥淖爾市灌區(qū)年均排水量為3.34×104m3，年均引入約42.03×104m3水，灌區(qū)連續(xù)14 年共引入約4 025.84×104t 的鹽，平均每年約有283.56×104t 鹽進(jìn)入土壤，不斷引入黃河水，地下水位較高為1～3 m，鹽堿地的鹽分多集中在地表以下0～30 cm，采用大水漫灌壓鹽，但是田間排水系統(tǒng)（農(nóng)溝、毛溝）配套率不足，灌區(qū)徑流排泄不暢，巴彥淖爾市鹽分累積多，排出量少。

1.3 人為因素

農(nóng)民缺乏科學(xué)的種植知識，不合理的灌溉和土壤利用方式等活動造成土壤再生鹽堿化。農(nóng)民為了追求產(chǎn)量，化肥的使用量不斷增加，但化肥的利用率只有20%～30%，未被吸收利用的化肥殘留于土壤中，造成土壤次生鹽堿化。由于發(fā)生土壤次生鹽堿化后使用大水灌溉洗鹽，而灌溉水中又含有大量的鹽，長年累月鹽分累積，導(dǎo)致土地鹽堿化與再生鹽堿化的惡性循環(huán)。

同時，受傳統(tǒng)種植方法的影響，河套地區(qū)仍延續(xù)使用多種少收的生產(chǎn)方式以及不合理的經(jīng)營方式，使全區(qū)耕地中的營養(yǎng)成分比例失衡，有機(jī)物含量下降，土壤結(jié)構(gòu)惡化；耕地中只存在單一的種植品種，使得地表作物覆蓋率降低，促使土壤鹽分在表層積累。當(dāng)耕地形成鹽堿化后，未及時改善土地種植結(jié)構(gòu)，加快了該地區(qū)土地鹽堿化的進(jìn)程[3]。

2 土壤鹽漬化的危害

2.1 滲透脅迫

當(dāng)土壤中鹽分太高時，作物根際水溶液的滲透勢會降低，導(dǎo)致作物生理性干旱的發(fā)生，作物細(xì)胞正常的新陳代謝受到影響。植物根際細(xì)胞在土壤鹽分含量為0.2%～0.5% 時會出現(xiàn)吸水困難，有些作物在鹽分高于0.4% 時植物體內(nèi)水分產(chǎn)生外滲，生長受限，甚至導(dǎo)致植物體死亡[4]。不同類型、不同濃度的鹽對不同作物的毒害程度也不相同，如在低濃度時NaCl 對高粱的毒性比Na2SO4高，而高濃度時則相反，這在小麥上亦有相似結(jié)論[5]。滲透脅迫使作物種子的萌發(fā)率降低，影響作物生長發(fā)育，抑制植物根系伸長、抑制組織和器官的生長和分化，植株矮小，開花期縮短，最終影響作物產(chǎn)量。

2.2 離子毒害

當(dāng)土壤中鹽堿濃度大于一定值時，作物的根系便會從土壤溶液中吸收特定的離子，這些有毒離子積累在作物體內(nèi)，導(dǎo)致作物生長受限，造成離子毒害。鹽堿地中的鈉、氯、硫酸鹽等能使作物減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)，不同的作物受離子毒害的影響也不同，有些作物體極易積累大量離子，使植物體內(nèi)的電勢平衡發(fā)生改變，引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)及質(zhì)膜組成發(fā)生變化，增大細(xì)胞質(zhì)膜的滲透性，最終導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)向細(xì)胞外流失[6]，造成鹽離子毒害。

2.3 營養(yǎng)失衡

作物根際在高濃度鹽堿土壤中會產(chǎn)生滲透脅迫，尤其是鈉鹽含量高的鹽堿地，作物細(xì)胞會只吸收鈉而排出鉀，致使植物體內(nèi)鉀離子和鈉離子的平衡被破壞，細(xì)胞膜的通透性降低，對其他營養(yǎng)元素的吸收能力將減弱，最終作物的新陳代謝和生長發(fā)育受到影響，使作物營養(yǎng)失衡。一般情況下，鉀、鈉離子在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)比例較高時，對維持植物生化代謝正常運(yùn)行的非常重要[7-8]。本地區(qū)土壤中高濃度的Cl-使作物產(chǎn)生鹽脅迫，進(jìn)而阻礙了NO3-和HPO4-等陰離子的吸收，這是作物體內(nèi)營養(yǎng)失衡的第2 個因素[9]。除了對礦質(zhì)元素吸收的抑制作用外，根系周圍高濃度水溶液還可能促進(jìn)重金屬元素在植物體內(nèi)的積累，最終導(dǎo)致植物產(chǎn)生重金屬毒害。最終表現(xiàn)為作物生長受抑制、能耗增加、衰老加速、產(chǎn)量下降、植株死亡等現(xiàn)象。

3 巴彥淖爾市鹽堿化土壤防治方法

3.1 物理改良法

3.1.1 暗管排鹽

暗管排鹽就是在地下一定深度鋪設(shè)帶有孔隙的管道，大水漫灌后鹽堿隨水下滲，在地下滲入管道，通過地下管道流入鹽堿水匯集池，由泵抽入下一工序集中處理，使耕地內(nèi)鹽堿被排出，同時調(diào)節(jié)地下水水位，防止鹽堿反滲至地表引起再次積鹽。暗管的埋藏深度由地下水位的深度決定，約在1.5～2.5 m，暗管的間距則由暗管埋藏深度、土壤的透水性以及排水標(biāo)準(zhǔn)決定，管道內(nèi)徑則由多種因素決定。在巴彥淖爾市五原縣由中科院南京土壤研究院的楊勁松教授帶領(lǐng)團(tuán)隊在2017年開始暗管排鹽，目前被處理區(qū)域土壤鹽堿度明顯下降，取得了一定成效。

3.1.2 渠溝排水

目前巴彥淖爾市把鹽堿地統(tǒng)一規(guī)劃，按照規(guī)定的大小劃分地塊，在鹽堿地塊的兩側(cè)挖出一定深度的溝渠來灌排水脫鹽。巴彥淖爾市渠溝灌排水歷史比較悠久，從1949年就開始建設(shè)區(qū)域灌排系統(tǒng)，灌排系統(tǒng)由主溝和垂直于主溝的支溝構(gòu)成，是灌水與排水為一體的系統(tǒng)。灌區(qū)現(xiàn)有干渠13 條，分干渠40條，各級渠道總長度超16 800 km，已建成總排溝1條，干溝12 條，總排干溝全長206 km，是灌區(qū)唯一排水、退水、山洪泄水排通道?，F(xiàn)已建成31座揚(yáng)水站，建成1 636眼排灌豎井，控制井溝雙排、2.4×104hm2的井渠雙灌。隨著節(jié)水改造工程的深入推進(jìn)和農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的不斷完善，河套灌區(qū)引黃灌概量呈逐年下降趨勢，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

3.1.3 膜下滴灌

膜下滴灌技術(shù)是一種節(jié)水控鹽的方法，由于膜下滴灌水以點(diǎn)源開始向周圍擴(kuò)散，土壤中的鹽堿分就被水沖洗到了區(qū)域的邊緣，水不斷滴入，鹽分不斷以點(diǎn)源向外下滲透，對土壤起到淋洗鹽分的作用，同時有利于作物的生長。土壤覆膜可以減弱地表水分蒸發(fā)，節(jié)約水分，對地下水的動態(tài)平衡影響較小，可以避免巴彥淖爾灌區(qū)春季氣候干燥水分蒸發(fā)造成的地下水位升高，而引起的土壤表層積鹽的問題，降低了土壤次生鹽漬化。研究表明，滴灌后土壤表層含水率比漫灌和溝灌大，澆水后土壤濕潤土層的形狀不同，滴灌后在濕潤土層外圍形成鹽殼，根際處鹽分被淋洗，而溝灌容易在溝頂出現(xiàn)返鹽現(xiàn)象。

3.1.4 客土并抬高地勢

將無鹽堿的優(yōu)質(zhì)土或沙鋪摻在鹽堿土壤中，新鋪設(shè)的土壤材料較疏松，透水性好，鹽分可以很好地下滲，土壤中的鹽分在灌溉水和自然降水的淋洗下排至溝內(nèi)，溝內(nèi)含鹽量較高的積水再排至退水渠。同時地勢抬高后可以防止鹽分返滲。可以降低鹽堿土的pH 值和電導(dǎo)率，提高土壤含水率，有利于植物的生長。同時抬高地勢，增大了臺面和地下水位之間的距離，抑制了鹽分洼地的聚集。

3.2 化學(xué)改良法

為了加快土壤的生化反應(yīng)，達(dá)到降鹽降堿，修復(fù)土壤，增加土壤肥力的目的，經(jīng)常向土壤中施加含鈣物質(zhì)、酸性物質(zhì)、保水劑等化學(xué)改良劑。含鈣物質(zhì)（脫硫石膏、磷石膏等），能降低土壤鹽堿化狀況，在使用后，脫硫石膏、磷石膏溶于土壤中時能水解出鈣離子，鈣離子能與土壤膠體中的交換型鈉離子發(fā)生交換反應(yīng)，同時能使土壤形成膠體微粒團(tuán)。這些膠體微團(tuán)在得到水分和失去水分的反復(fù)過程中微粒團(tuán)的結(jié)構(gòu)會遭到破壞。在水分子作用下，這一反復(fù)的過程使土壤疏松，增強(qiáng)了土壤保水、保肥能力，從而降低土壤pH 值，達(dá)到改良的效果。溶于水的鈣離子還能與土壤中的碳酸根離子結(jié)合；酸性物質(zhì)（腐植酸、風(fēng)化煤等），其內(nèi)部活性基團(tuán)的氫離子可減少土壤中的碳酸根離子和碳酸氫根離子含量，使土壤pH值減?。槐Ｋ畡ň郾０?、高嶺土等），可以提高土壤滲透性能，使鹽分離子在土壤中被更好地淋洗。

3.3 生物改良法

目前，巴彥淖爾市已采用作物輪作，施用有機(jī)肥料、微生物菌肥以及種植耐鹽堿作物等方法進(jìn)行修復(fù)。

3.3.1 微生物改良法

在耕田中接種微生物以達(dá)到改善鹽堿地的目的。在耕地接種微生物能加快耕地有機(jī)質(zhì)分解，改變土壤中的營養(yǎng)成分含量，提高化肥利用率，增強(qiáng)植物光合作用，減少其他病原菌的侵害，減少化肥用量，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，所以用微生物菌劑來改善土壤是很好的方法。微生物菌肥在巴彥淖爾市的很多鹽堿地政府補(bǔ)貼發(fā)放，提高農(nóng)田微生物菌群，提高作物的抗病能力，改良鹽堿地。

3.3.2 有機(jī)肥料改良法

有機(jī)肥料主要是指畜禽代謝產(chǎn)物以及其他農(nóng)田廢棄物。使用有機(jī)肥能夠改變土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)嗜鹽微生物的活性，使表層土積鹽減少。此方法改良鹽堿地的效果良好，在臨河區(qū)的政府補(bǔ)貼發(fā)放有機(jī)肥改良鹽堿地，提高農(nóng)田的質(zhì)量。

3.3.3 種植耐鹽堿作物

選用耐鹽堿的作物種植在鹽堿土壤里，起到既有經(jīng)濟(jì)效益又能改良鹽堿地的效果，如在五原縣種植耐鹽堿水稻，在烏拉特中旗種植紫花苜蓿，同時配施有機(jī)肥，這2種作物對鹽堿化土壤改良具有顯著的效果，土壤pH 值和電導(dǎo)率均顯著下降，有機(jī)質(zhì)含量提高，土壤微生物和活性酶的數(shù)量顯著上升，連續(xù)種植3 年后土壤的理化性質(zhì)接近正常土壤。更深層次提高土壤的保水能力，降低地下水位，使得植物能夠更好地生長。種植覆蓋面積大的作物，對地面的覆蓋提高，地面水分蒸發(fā)減弱，同時苜蓿葉面的蒸騰作用還可以通過根系吸收地下水分，使降低地下水位，抑制鹽分的上升到地表，從而減弱了地表積鹽。通過前人的研究表明苜蓿的根系可以分泌有機(jī)酸，苜蓿的落葉進(jìn)入土壤后經(jīng)由微生物的分解后產(chǎn)生有機(jī)酸，這些有機(jī)酸可以和土壤堿性物質(zhì)發(fā)生中和作用，降低土壤pH值。

3.4 綜合改良法

隨著對治理鹽堿化土地研究的不斷深入，人們也認(rèn)識到單一改良措施的優(yōu)勢和缺陷，在實(shí)際生產(chǎn)中，逐漸將各種方法綜合起來“因地制宜，綜合治理”。

單獨(dú)作物輪作（水稻-小麥以及小麥-紫花苜蓿）和作物輪作與施用化學(xué)改良劑相結(jié)合（脫硫石膏和磷石膏）對于鹽堿土改良，取得理想的改良效果。將磷石膏和有機(jī)肥結(jié)合起來改良鹽堿地，可以顯著提升鹽堿土壤的含水率和有機(jī)質(zhì)含量，同時有利于淋洗土壤鹽分。采用挖掘排水溝與種植耐鹽堿作物葵花施用脫硫石膏、微生物菌肥、腐植酸相結(jié)合的方法改良鹽堿地，明渠可以排走土壤內(nèi)鹽分，種植耐鹽堿作物為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民帶來經(jīng)濟(jì)收益。施加改良劑可以提高土壤肥力，提高有益微生物數(shù)量，同時達(dá)到改良鹽堿的作用。

4 結(jié)語

巴彥淖市通過物理改良、化學(xué)改良、生物改良、綜合改良等方法啊對鹽堿地進(jìn)行治理，鹽堿程度不斷減輕，面積不斷減少，并在長期的鹽堿地治理過程中，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和改良技術(shù)。近幾年在水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資不斷加大，農(nóng)田經(jīng)營權(quán)流轉(zhuǎn)的不斷推行下，小塊田合并大塊田，整體平整，統(tǒng)一挖溝排水，形成了引水有保證、排水有出路的灌排骨干工程體系。改良方法和改良工程在巴彥淖爾市的鹽堿地治理方面取得很效果，實(shí)現(xiàn)了糧食增產(chǎn)、農(nóng)牧民增收、土地優(yōu)化的效果。