收稿日期:2023-11-30
作者簡(jiǎn)介:?jiǎn)虗偅?988—),女,江蘇連云港人,高級(jí)工程師,研究方向?yàn)榻ㄔO(shè)工程、綠化工程科技管理。
摘 要:隨著沿海鹽堿地的設(shè)施種植面積不斷擴(kuò)大,土壤鹽漬化程度不斷加劇,引發(fā)了對(duì)鹽堿地改良的緊迫需求?;趯?duì)連云港市沿海鹽堿地鹽漬化情況的調(diào)查,從水肥管理、植被結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及生態(tài)種植循環(huán)等多個(gè)角度出發(fā),提出了一套經(jīng)濟(jì)合理的鹽堿地造林改善方案,旨在提高鹽堿地改良的效率,確保全面優(yōu)化和高效應(yīng)用鹽堿土壤資源。
關(guān)鍵詞:濱海鹽堿地;設(shè)施種植;造林改良;連云港
中圖分類號(hào):S156.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號(hào):2095–3305(2024)04–00-03
鹽堿地的鹽漬化是全球范圍內(nèi)面臨的重要生態(tài)和資源挑戰(zhàn)[1],我國(guó)沿海地區(qū)的連云港市徐圩新區(qū)也遭遇著這一問(wèn)題。作為江蘇沿海地區(qū)的重要開發(fā)區(qū)和“一帶一路”倡議的關(guān)鍵地域,徐圩新區(qū)已經(jīng)實(shí)施了大規(guī)模的綠化工程,取得了顯著成果[2]。然而,近年來(lái),一些地區(qū)的綠化質(zhì)量下降,部分樹木生長(zhǎng)不健康,甚至出現(xiàn)死亡現(xiàn)象,引起了當(dāng)?shù)卣母叨汝P(guān)切,并開展了專項(xiàng)研究,以查明問(wèn)題根源并提出解決方案。
徐圩新區(qū)地理位置獨(dú)特,地貌主要為海岸淤泥平原,土壤主要為粉沙,地下水埋深為1.0~1.5 m。該地區(qū)屬于海洋性暖溫帶氣候,降雨主要集中在6—9月。鑒于江蘇省耕地資源的不斷減少,結(jié)合設(shè)施農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展,該地區(qū)鹽堿地的造林面積持續(xù)擴(kuò)大[3]。同時(shí),由于部分工作人員缺乏鹽堿地農(nóng)業(yè)方面的知識(shí),導(dǎo)致部分地區(qū)的土壤鹽漬化程度逐漸加劇,給當(dāng)?shù)鼐G化產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)損失。
為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn),進(jìn)行了關(guān)于連云港地區(qū)鹽堿土壤的滴灌造林改良研究,并基于文獻(xiàn)綜述和當(dāng)?shù)胤N植經(jīng)驗(yàn),提出了一系列綜合性的濱海鹽堿地種植改良方案。這不僅有利于解決土壤鹽漬化問(wèn)題,還可以為連云港鹽堿地資源的有效利用提供一定的參考。
1 濱海鹽堿地設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤鹽漬化的成因分析
連云港濱海地區(qū)面臨嚴(yán)峻的鹽堿土壤問(wèn)題,其特點(diǎn)是鹽堿化情況日益嚴(yán)重,且經(jīng)常采用客土造林以推進(jìn)綠化。由于種植管理技術(shù)的不足,許多地區(qū)由輕微鹽漬化問(wèn)題逐漸發(fā)展為中重度鹽漬化,進(jìn)一步提高了土壤鹽分含量,對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生了不利影響。
經(jīng)調(diào)查,導(dǎo)致連云港濱海鹽堿地鹽漬化惡化的因素包括:第一,高溫的夏季氣候條件導(dǎo)致土壤鹽分積累;第二,一些植被下的覆蓋層過(guò)于密集,使土壤無(wú)法受益于降雨,尤其在干旱的冬春季節(jié),導(dǎo)致土壤持續(xù)處于鹽分積累狀態(tài);第三,灌溉方式在造林過(guò)程中引發(fā)了養(yǎng)分過(guò)量積累,加劇了鹽漬化問(wèn)題;第四,部分植被種植在高鹽區(qū)域,影響了根系對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收;第五,所選植物多數(shù)不具備抗鹽性,對(duì)氯離子敏感;第六,在臺(tái)風(fēng)季節(jié),一些地區(qū)受到海水逆灌,導(dǎo)致土地退化。
土壤鹽漬化對(duì)植物的影響具有破壞性且不可逆,主要是對(duì)作物造成了生理性干旱作用。土壤中的含鹽量過(guò)多會(huì)改變土壤滲透壓,作物根系吸收土壤水分和養(yǎng)分的能力會(huì)隨著土壤含鹽量的提高而下降,進(jìn)而造成作物燒苗、萎蔫和生理性缺水,從而影響作物的正常生長(zhǎng)。
為了使得作物在正常的生長(zhǎng)環(huán)境下進(jìn)行生長(zhǎng)以及種子的萌發(fā),需要控制鹽堿地土壤保持在合理合適的范圍內(nèi),從而保證種子的發(fā)芽和出苗率、作物根系的良好生長(zhǎng)與對(duì)水分的充分合理運(yùn)用。在高鹽環(huán)境中,作物氣孔中的護(hù)衛(wèi)細(xì)胞會(huì)因淀粉合成障礙而造成氣孔閉合障礙,進(jìn)一步導(dǎo)致作物的干旱枯萎,同時(shí)對(duì)整體作物的組織系統(tǒng)造成嚴(yán)重傷害。在缺水干旱的地區(qū),土壤表面會(huì)由于鹽分的過(guò)度積累,損傷種子出苗后下胚軸功能,其中以鈉鹽和鉀鹽的濃度過(guò)高造成的危害最為嚴(yán)重。高鹽高堿環(huán)境會(huì)造成作物對(duì)于養(yǎng)分吸收的障礙,極大地影響了作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。
2 水肥綜合調(diào)控改良技術(shù)
濱海鹽堿土地面對(duì)一系列因鹽漬化而引發(fā)的土壤質(zhì)量問(wèn)題,具體表現(xiàn)如下。第一,土壤結(jié)構(gòu)出現(xiàn)劣化。鹽分結(jié)晶以及其他因素使土壤更加緊密,孔隙減少,導(dǎo)致透水性下降,有效水分降低。第二,土壤有機(jī)質(zhì)含量減少。鹽漬化抑制了植被的生長(zhǎng)和土壤有機(jī)物的積累,導(dǎo)致上層土壤有機(jī)質(zhì)含量?jī)H在1.06%~1.15%之間[4]。第三,土壤養(yǎng)分狀況惡化。盡管進(jìn)行了較多的施肥,但在高鹽環(huán)境下,植物對(duì)某些營(yíng)養(yǎng)元素的吸收受到阻礙,同時(shí)某些元素容易被淋溶出土壤。此外,堿性條件還會(huì)導(dǎo)致某些礦質(zhì)元素難以被植物吸收。第四,土壤微生物活動(dòng)受到限制[5]。高鹽濃度影響了土壤微生物的正常功能,導(dǎo)致有機(jī)物降解速度減緩,同時(shí)也對(duì)土壤養(yǎng)分的循環(huán)造成了負(fù)面影響。鑒于上述問(wèn)題,應(yīng)根據(jù)鹽堿土地的特性,調(diào)整施肥和灌溉策略,優(yōu)化土壤管理。
2.1 利用大量灌溉洗除土壤鹽分
根據(jù)鹽分隨水流動(dòng)的原理,工作人員可以借助夏季頻繁的降雨來(lái)沖洗土壤中的鹽分,以緩解土壤鹽漬化的問(wèn)題。在植被種植的初期,通過(guò)大量的灌溉可以加速土壤去鹽的過(guò)程,同時(shí)在高溫干燥的環(huán)境下,還能減少病蟲害的發(fā)生,并解決土壤的連作障礙問(wèn)題。然而,灌水的水量需要精準(zhǔn)控制,否則容易發(fā)生地下水上升、土壤返鹽等情況。合理的灌溉可以有效控制地下水位,進(jìn)而有效控制土壤鹽的濃度。
2.2 膜下滴灌法
采用膜下滴灌技術(shù)應(yīng)用于鹽堿土中,能夠有效地去除土壤中的鹽分。通過(guò)滴灌的方式加速土壤鹽分的遷移,有助于降低作物主要根部生長(zhǎng)區(qū)域的鹽分濃度,從而營(yíng)造有利于植物的生長(zhǎng)環(huán)境。同時(shí),在滴灌過(guò)程中加入水肥一體化方式,也可以有效控制土壤鹽度。在選擇肥料時(shí),工作人員可以選擇低氯和pH值較低的肥料,有助于規(guī)避傳統(tǒng)灌溉方式中鹽分積累的問(wèn)題,提高植物對(duì)鹽堿土地水分和養(yǎng)分的吸收率。
此外,行水鹽調(diào)控的過(guò)程中也需要結(jié)合精準(zhǔn)灌溉模式,因?yàn)殚L(zhǎng)期進(jìn)行滴灌處理也會(huì)造成土壤的積鹽情況。在進(jìn)行滴灌的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生濕潤(rùn)峰,導(dǎo)致土壤中的鹽分會(huì)進(jìn)行一系列的聚集,長(zhǎng)期灌溉則會(huì)形成一個(gè)個(gè)含鹽量極高的鹽窩。
2.3 配伍土壤改良劑
融合應(yīng)用脫硫石膏、磷石膏、粉煤灰等土壤改良劑,能有效降低土壤的堿性和鹽分含量,提高土壤的結(jié)構(gòu)和生物活性,從而增加養(yǎng)分的有效性。這一方法特別對(duì)中度鹽漬化的濱海土壤具有顯著效益。土壤改良劑的選擇要結(jié)合當(dāng)?shù)氐耐寥李愋停罁?jù)土壤pH值的變化,改良劑在土壤中的移動(dòng)規(guī)律以及有效性會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。除了考慮改良劑的種類選擇外,修復(fù)鹽堿地中的改良劑選擇同樣也需要考慮成本,選擇低價(jià)工業(yè)廢料或新型材料對(duì)于大面積推廣改良鹽堿地的模式有著重要作用。
2.4 合理利用有機(jī)肥
鹽堿地會(huì)由于土壤物理性質(zhì)的變化導(dǎo)致治理難度的不同,相較于蘇打鹽堿地的較少土壤孔性,濱海鹽堿地通常會(huì)有很好的毛管孔隙,故而在濱海鹽堿地的鹽堿地治理過(guò)程中,需要重視培肥工作。采用有機(jī)類型的肥料,如有機(jī)肥、復(fù)合肥和沼渣等,有助于增加土壤中的腐殖質(zhì)含量,從而促進(jìn)土壤團(tuán)聚結(jié)構(gòu)的形成,提高鹽堿地的透氣性、透水性和營(yíng)養(yǎng)狀況。添加含有生物激素的有機(jī)肥料,如腐殖酸和甲殼素,有助于增強(qiáng)作物的抗鹽能力。有機(jī)肥可以有效地改善土壤的孔性,增加土壤中的大小團(tuán)聚體的比例,維持土壤的物理性能,提高土壤中的膠體數(shù)量,進(jìn)而改善土壤鹽堿情況。
2.5 科學(xué)使用微生物菌肥
微生物肥料的使用有助于增加土壤中有益微生物的數(shù)量和活性,改善土壤的生物環(huán)境,促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收,并防止土傳病害的發(fā)生,從而有助于鹽堿地克服連作障礙。在濱海鹽堿地中,土壤微生物的含量本身較低,需要選擇合適的耐鹽耐堿微生物菌肥,在改良鹽堿地過(guò)程中增加土壤微生物優(yōu)勢(shì)物種豐度,從而促進(jìn)鹽堿地土壤養(yǎng)分循環(huán),施用廣譜性的微生物菌肥,同時(shí)提煉核心微生物,提高鹽堿地生物多樣性。在實(shí)際的鹽堿地改良過(guò)程中,工作人員發(fā)現(xiàn)土壤中的微生物數(shù)量較低,這可能與鹽堿環(huán)境對(duì)微生物的篩選有著很大關(guān)系,故而在治理濱海鹽堿地的過(guò)程中,工作人員要培肥,結(jié)合微生物菌肥的定殖作用,逐步提高鹽堿地的生物功能,進(jìn)而有效改善濱海鹽堿地的肥力。
2.6 園林綠化施工技術(shù)
在一定范圍內(nèi)的大型綠地中,工作人員會(huì)采用排鹽管道調(diào)控鹽堿地的水鹽,并且進(jìn)行一定的綠化。通過(guò)控制水鹽調(diào)控規(guī)律,可以達(dá)到理想的土壤鹽堿度。根據(jù)水鹽調(diào)控的一般規(guī)律,利用在土壤中水分運(yùn)移的臨界深度的現(xiàn)象,在土壤中鋪設(shè)暗管進(jìn)行排水,對(duì)于鹽堿地的治理效果十分顯著。排水管的設(shè)計(jì)需要分級(jí)管,通常需要一次管道和二次管道,通過(guò)一次管道將鹽度過(guò)大的水流引入二次管道進(jìn)行排水。其中如果管道埋設(shè)過(guò)淺,其中滲出的水分不能及時(shí)自行排出,工作人員會(huì)在二次管道中安裝一定數(shù)量的集水井,將鹽堿水強(qiáng)制排放,通過(guò)定期排水的方式進(jìn)而改良鹽堿地,這是一種科學(xué)的工程脫鹽手段。一般綠化苗圃或者園林,其二次管道的設(shè)計(jì)一般采用明渠,將明渠與一次管道進(jìn)行連接,一級(jí)管道通向明渠,這樣可以自然排除管道中的多余滲漏液,但是同樣要注意防止鹽堿水流的回流。
2.7 合理利用耐鹽堿作物或樹苗除鹽
植物在生長(zhǎng)的不同階段存在不同的耐鹽性閾值,隨著生育期的增加,其耐鹽性能也會(huì)不斷上升。工作人員可以在植物生長(zhǎng)前期的弱勢(shì)階段,有效地進(jìn)行調(diào)鹽控鹽操作。利用植物根系下土壤不斷進(jìn)行脫鹽操作,極大地保證植物的穩(wěn)定生長(zhǎng)。
此外,由于灌溉和降水,土壤土層會(huì)被抬高,會(huì)導(dǎo)致地下水位不斷下降,土壤水分無(wú)法通過(guò)毛管孔隙上升到土壤表層。對(duì)于作物的選擇,工作人員需要考慮選擇合適的耐鹽堿作物,進(jìn)行強(qiáng)力的土壤鹽分吸收,并通過(guò)地上部的收割不斷去除土壤鹽分,從而使得鹽堿地的脫鹽改良能夠有效、穩(wěn)定地進(jìn)行。
3 種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化+水鹽調(diào)控改良技術(shù)
在濱海鹽堿地區(qū),大多數(shù)林果植物對(duì)鹽堿的耐受性相對(duì)較低。當(dāng)這些地區(qū)的土壤鹽分含量超過(guò)0.2%時(shí),許多植被和果樹的生長(zhǎng)與發(fā)展都會(huì)受到負(fù)面影響。具體表現(xiàn)為:當(dāng)土壤的鹽分含量處于0.2%~0.5%時(shí),果樹的樹苗發(fā)芽、生長(zhǎng)早期、花期、果期,以及整體產(chǎn)量和品質(zhì)都受到不利影響,包括生長(zhǎng)速度減緩、葉片減小和光合作用能力下降等現(xiàn)象;然而,當(dāng)鹽分含量進(jìn)一步增加至0.6%~1.0%時(shí),植物會(huì)出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)不足、缺乏必要元素、根系生長(zhǎng)受限等問(wèn)題,嚴(yán)重情況下,植株可能會(huì)完全死亡,從而顯著降低產(chǎn)量。一般來(lái)說(shuō),土壤鹽漬化會(huì)導(dǎo)致林果產(chǎn)量減少20%~30%,在極端情況下,減產(chǎn)率甚至可達(dá)到50%以上。考慮這一情況,工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)土壤鹽分含量調(diào)整、優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)。
3.1 調(diào)整植被種類
不同種類植被對(duì)土壤鹽分濃度的忍耐能力不同,應(yīng)根據(jù)土壤含鹽量選擇適宜品種。在土壤含鹽量為0.2%~0.3%的輕度鹽漬化土壤,可選擇種植白榆、榔榆、合歡、皂莢等耐鹽力較低的樹木;在含鹽量為0.3%~0.4%的土壤,可種植楝樹、烏桕、白蠟、紫穗槐等耐鹽力中等的樹木;在含鹽量為0.4%~0.6%的鹽漬化土壤,可種植中山杉、蜀檜、龍柏、木槿、灑金柏、櫻花、刺槐、國(guó)槐、紅花刺槐等耐鹽力強(qiáng)的樹木。
在品種選擇上,應(yīng)選擇耐鹽樹苗品種,以防止鹽堿地季節(jié)性干旱返鹽的鹽害。如果種子直播,播種前需要先對(duì)土壤進(jìn)行必要的洗鹽脫鹽步驟;若移栽,應(yīng)以嫁接苗為主,可提高樹苗的耐鹽性。
3.2 輔種耐鹽性植物
在改良濱海鹽堿地的過(guò)程中,種植耐鹽性強(qiáng)的小型植物,如鹽堿草(Halophytes)、堿蓬屬(Atriplex)、鹽蒿屬(Salicornia)、鹽藻和鹽海桐等,可以進(jìn)行季節(jié)性鹽分返還,具體內(nèi)容為種植—刈割—移走。在鹽分含量較高的季節(jié),通過(guò)種植這些耐鹽性植物,有助于減輕樹苗受鹽害的情況,并逐年減少耕作層土壤中的鹽分積累。這種方法有助于提高土壤質(zhì)量,降低鹽堿土地的鹽分含量,提高土地的可持續(xù)利用性。
3.3 隔鹽基質(zhì)栽培
對(duì)于重度鹽漬化或海水倒灌使常規(guī)樹木生長(zhǎng)不適宜的鹽堿土地,可采用隔鹽基質(zhì)栽培技術(shù),這一方法主要是將農(nóng)作物種植在基質(zhì)槽(袋)或鋪設(shè)塑料薄膜以進(jìn)行隔離栽培。在隔離層之上,可以鋪設(shè)粗砂、爐灰渣、菌渣、椰糠等物質(zhì),并摻入適量的有機(jī)肥料,同時(shí)采用水肥一體化設(shè)施和種植技術(shù)。鹽堿地的隔鹽種植方法可以一次性解決鹽害問(wèn)題,有助于提高土壤質(zhì)量,并使鹽堿土地恢復(fù)適宜農(nóng)作物種植。
3.4 實(shí)行輪作制度
在明顯存在鹽分問(wèn)題的月份,可以采用多種輪作模式,不僅有效降低了鹽堿地的鹽分,還有助于減輕樹苗種植的連作問(wèn)題。田菁是一種出色的鹽堿地改良綠肥植物,其耐鹽能力為0.6%且耐鹽極限為1.0%。通過(guò)采用“綠肥+樹苗”輪作模式,可以在樹苗種植之前首先種植田菁,然后在下一茬樹苗種植前將未結(jié)莢的田菁翻壓返回田地。這一方法有助于減少耕作層土壤中的鹽分含量,改善鹽堿地土壤結(jié)構(gòu),并增加土壤中的有機(jī)物等養(yǎng)分含量。
3.5 復(fù)合模式果樹種植
隨著鹽堿土地流轉(zhuǎn)面積的擴(kuò)大,多樣化的設(shè)施種植方法逐漸顯現(xiàn)。目前,福建等地已經(jīng)成功利用鹽堿地進(jìn)行果樹種植,包括香水檸檬、番石榴、蓮霧、果桑、葡萄、無(wú)花果、火龍果等。在鹽堿地中進(jìn)行果樹種植時(shí),可以實(shí)行套種策略,包括種植田菁等綠肥作物或黑麥草等牧草,以減輕地表的裸露鹽分含量,并提高土壤中的有機(jī)質(zhì)含量。此外,也可以在果樹苗期間套種聚鹽類蔬菜,以降低耕作層土壤中的鹽分積累。這一綜合種植方法有助于提高鹽堿土地的可持續(xù)利用性。
4 結(jié)束語(yǔ)
改造濱海鹽堿地是一個(gè)綜合性項(xiàng)目,每種農(nóng)業(yè)改良方法都具有其特定的效果。在實(shí)際操作中,工作人員應(yīng)綜合考慮土壤的鹽漬化程度,整合各種方法,形成一套適應(yīng)公司特點(diǎn)的綜合技術(shù)方案,從而彌補(bǔ)單一技術(shù)的局限性,降低對(duì)水資源和土地的浪費(fèi),降低成本,同時(shí)提高鹽堿地改造的整體效果和回報(bào),確保鹽堿土地得到全面改善和高效利用??茖W(xué)應(yīng)用鹽堿地對(duì)于我國(guó)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和發(fā)展具有十分有利且深遠(yuǎn)的影響,是改善生態(tài)環(huán)境的長(zhǎng)期穩(wěn)定保障,有利于為建設(shè)山水秀麗、人與自然和諧共處、經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化城市打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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