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        廣東省濱海鹽土特征及改良策略

        2024-01-02 22:39:09徐培智戴文舉林碧珊曾招兵解開治
        廣東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2023年2期
        關(guān)鍵詞:鹽土鹽漬化鹽漬

        徐培智,戴文舉,黃 旭,林碧珊,曾招兵,張 橋,解開治

        (1.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所,廣東 廣州 510640;2.廣東省農(nóng)業(yè)環(huán)境與耕地質(zhì)量保護(hù)中心,廣東 廣州 510000)

        我國(guó)的農(nóng)業(yè)用地資源嚴(yán)重缺乏,人均耕地面積不足0.09 hm2,不到世界人均耕地面積的一半,其中全國(guó)有664 個(gè)市縣人均耕地面積低于聯(lián)合國(guó)確定的0.05 hm2警戒線,耕地面積已出現(xiàn)較大的缺口,且中低產(chǎn)田面積占耕地總面積比例高達(dá)70%[1]。耕地是保障國(guó)家糧食安全的基礎(chǔ)條件,保證耕地?cái)?shù)量已逼在眉睫,手中有地,心里有底[2]。

        土壤鹽漬化(Soil salinization)是易溶性鹽分在表層土壤中積累的過(guò)程。鹽漬土作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的組成部分,其脆弱的生態(tài)環(huán)境,往往容易產(chǎn)生次生危害[3]。據(jù)調(diào)查,全球大約有8.31 億hm2的土壤受到鹽漬化的威脅[4],我國(guó)鹽漬土總面積為3 690 萬(wàn)hm2,分布于從熱帶到寒溫帶、濱海到內(nèi)陸、濕潤(rùn)地區(qū)到極端干旱區(qū)的廣袤地區(qū)[5]。由于其脆弱生態(tài)區(qū)和嚴(yán)重的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),眾多國(guó)家已經(jīng)將土壤鹽漬化問題納入到國(guó)家未來(lái)的發(fā)展規(guī)劃當(dāng)中[6]。我國(guó)從20 世紀(jì)30—40 年代開始關(guān)注鹽漬土問題,研究工作始于50 年代,70年代以后我國(guó)啟動(dòng)了多項(xiàng)相關(guān)的國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目,推動(dòng)了我國(guó)鹽漬土及其改良工作的發(fā)展,并根據(jù)不同類型區(qū)特點(diǎn)在黃淮海平原建立了多個(gè)綜合治理試驗(yàn)站(區(qū))[7]。在一大批科學(xué)家前赴后繼的努力下,經(jīng)歷了資源清查、水利改良、綜合治理和可持續(xù)管理四個(gè)階段[5-6],有力地支撐了我國(guó)鹽漬土的開發(fā)利用,基于土壤水鹽運(yùn)動(dòng)過(guò)程及其調(diào)控的鹽漬土研究核心問題[7-8],在物理調(diào)控、化學(xué)調(diào)理、灌排管理、生物改良等方面取得可喜的成效,使鹽漬土研究在發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、提高土地產(chǎn)能、保障糧食安全、拓展耕地資源等方面發(fā)揮了積極而重要的作用[9]。近年來(lái),國(guó)際土壤科學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUSS)更加關(guān)注鹽漬土學(xué)科的發(fā)展,2021 年世界土壤日(WSD)的主題是“防止土壤鹽漬化,提高土壤生產(chǎn)力”,旨在通過(guò)應(yīng)對(duì)土壤管理中日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),防治土壤鹽漬化,提高土壤意識(shí),鼓勵(lì)社會(huì)改善土壤健康,從而提高人們對(duì)維護(hù)健康生態(tài)系統(tǒng)和人類福祉重要性的認(rèn)識(shí)。

        廣東是一個(gè)海洋大省,海岸線長(zhǎng)3 368.1 km,占全國(guó)的1/5,灘涂面積20.42 萬(wàn)hm2,形成了大面積的鹽漬化土壤——濱海鹽土。濱海鹽土是隨地表徑流入海泥沙或風(fēng)浪掀起的淺海沉積物,在潮汐和海流的作用下,在潮間帶絮凝、沉積,使灘面不斷淤高以致露出海面后形成的土壤,其資源豐富,三角洲地區(qū)的農(nóng)民以“魚游-櫓逼-鶴立-草埗-草田-圍田”生動(dòng)地概括了濱海灘涂的發(fā)育和利用過(guò)程[3]。濱海鹽土根據(jù)成土條件及發(fā)育階段的不同,分為濱海鹽土、濱海潮間鹽土、濱海沼澤鹽土3 個(gè)亞類,每個(gè)亞類分一個(gè)土屬和一個(gè)土種,即濱海鹽土、泥灘、草灘[4]。

        濱海鹽土是主要中低產(chǎn)田類型之一,具有土壤物理化學(xué)性狀差、鹽分表聚強(qiáng)烈、地下水位高、礦化度高、水分蒸發(fā)強(qiáng)烈的特點(diǎn)[10]。據(jù)廣東省第二次土壤普查資料,廣東省濱海鹽土面積10.71萬(wàn)hm2,占全省土壤面積0.73%[4],主要分布在湛江、珠海、江門、汕頭等地,是未來(lái)耕地發(fā)展的重要后備資源,在沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有極其重要的戰(zhàn)略地位。當(dāng)前,經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的建設(shè)用地和農(nóng)業(yè)用地相互擠占日益嚴(yán)重,向海洋要耕地把濱海鹽土打造成新糧倉(cāng),是緩解農(nóng)業(yè)用地矛盾、保障糧食安全、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的重要途徑[10]。

        1 廣東省濱海鹽土的土壤特性及形成機(jī)制

        1.1 含鹽量高,具有鹽漬化特征

        土壤中的鹽漬化主要來(lái)自海水中的鹽分,主要成分為Cl-、Na+、Mg2+、SO42-,咸害主要成分是硫酸鈉和氯化鈉。表層土壤含鹽量平均1.01%,變幅在0.1%~2.2%之間[11]。土壤的鹽漬化使作物根系難以吸收利用土壤中的水分,產(chǎn)生“生理干旱”,萎蔫渴死,并且Cl-、Mg2+等元素過(guò)量,對(duì)作物也有一定的毒害作用[12]。水稻插秧后,土壤含鹽量在0.1%~0.3%之間一般對(duì)水稻生長(zhǎng)不會(huì)構(gòu)成嚴(yán)重危害,但在田面脫水或高溫季節(jié)的干旱條件下,由于田面水大量蒸發(fā),底層土壤鹽分隨毛細(xì)管水土升至表層而累積,就可能產(chǎn)生咸害[13]。水稻生育障礙的鹽分臨界濃度為0.3%左右,枯死臨界濃度為0.5%[14]。需要注意的是,廣東省的部分濱海鹽土還伴隨著酸的危害,形成咸、酸、毒并存的復(fù)合障礙因子(咸酸田),酸是被埋藏在土壤中的紅樹林殘?bào)w分解氧化產(chǎn)生的無(wú)機(jī)酸,毒是由于酸度過(guò)高而誘發(fā)出濃度過(guò)高的活性鋁、鐵等有害物質(zhì)[15]。

        1.2 養(yǎng)分含量高,土壤有機(jī)質(zhì)豐富

        據(jù)分析,濱海鹽土表層土壤含有機(jī)質(zhì)1.69%~2.75%、全 氮0.096%~0.137%、全 磷0.061%~0.142%、全 鉀1.58%~2.49%,堿解氮72.0~101.8 mg/kg、速效磷9~24.9 mg/kg、速效鉀104~667 mg/kg,但土壤磷含量低,耕層缺磷現(xiàn)象經(jīng)常可見(作物生長(zhǎng)表現(xiàn)缺磷癥狀);濱海鹽土耕層的碳氮比一般都在20 以上,有些甚至超過(guò)30[11]??傮w而言,濱海鹽土的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)豐富,潛在肥力高,通過(guò)適當(dāng)?shù)母牧伎梢猿蔀榱继?,?jù)本團(tuán)隊(duì)在惠來(lái)縣鰲江鎮(zhèn)澳下村的調(diào)研,20 世紀(jì)60年代圍海造田的咸酸田,經(jīng)過(guò)近40 年的改良,早、晚稻的產(chǎn)量水平從原來(lái)的不足4 500 kg/hm2,提升到6 750~8 250 kg/hm2,成為了中高產(chǎn)田。

        1.3 廣東省濱海鹽土的形成機(jī)制

        廣東省濱海鹽土的成土母質(zhì)是淺海沉積物,由海濱水體中的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物聚積而成。在長(zhǎng)時(shí)間聚積作用下,河流攜帶的泥沙在出海口不斷沉積,在中、低潮灘,土體不斷淤積加高又同時(shí)受海水浸漬,導(dǎo)致土壤重度鹽漬化和沼澤化,即濱海相沉積母質(zhì);至高潮灘之后,海水浸漬逐漸減少,受季風(fēng)氣候帶來(lái)的雨水沖刷,土壤進(jìn)入脫鹽和脫沼澤化的過(guò)程;隨著土體淤積加高至潮上帶,基本脫離海水淹浸的影響,脫沼澤化過(guò)程明顯,表層土壤脫鹽,逐漸向?yàn)I海鹽土發(fā)育[11]。廣東省濱海鹽土的pH 值變幅較大,一般為4.8~8.4,但在濱海沉積淤泥的原始土壤上,生長(zhǎng)著紅樹林和一些耐鹽草甸植被,紅樹林生長(zhǎng)于陸地與海洋交界帶的灘涂淺灘,紅樹林濕地生態(tài)系統(tǒng)是我國(guó)華南沿海重要的濱海濕地生態(tài)系統(tǒng),為生態(tài)系統(tǒng)提供了初級(jí)生產(chǎn)力[16]。濱海鹽土開墾后,大量的紅樹林殘?bào)w存在于土壤中,形成木屎層,其選擇性吸收的硫經(jīng)還原-氧化后使土壤呈強(qiáng)酸性反應(yīng)[17-18],土壤pH 值通常低于4,甚至可低于2.5,形成了華南區(qū)域特有的鹽酸田。

        濱海鹽土中的鹽分主要來(lái)源于潮水和海相沉積物,可溶性鹽的組成以氯化物占艷對(duì)優(yōu)勢(shì),硫酸鹽次之,人為開墾利用后,水鹽運(yùn)動(dòng)受到人為活動(dòng)的控制與調(diào)節(jié),因此,土壤水鹽運(yùn)動(dòng)過(guò)程及其調(diào)控機(jī)理是鹽漬土研究的核心問題[9]。近年來(lái),廣東省部分沿海地區(qū)由于堤圍年久失修,或受天文大潮、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)影響,造成海水倒灌,致使一些已改良好的濱海鹽土又形成了鹽漬化,嚴(yán)重影響耕地質(zhì)量,造成成片撂荒。

        2 廣東省濱海鹽土的利用治理

        濱海鹽土的利用治理,可根據(jù)土壤的不同類型及環(huán)境條件,應(yīng)用適宜的技術(shù)方案,采取工程建設(shè)、土壤改良、科學(xué)施肥、合理種植等措施,改善排灌條件,逐步消除障礙性因子,以“隔、排、壓、改、施、選”六字治理方針,達(dá)到濱海鹽土有效治理目的。

        2.1 通過(guò)工程措施阻斷海水再次入侵農(nóng)田

        通過(guò)工程措施,加固堤圍,隔斷海水,防止其再次入侵農(nóng)田。近30 多年來(lái),為提高濱海鹽土的經(jīng)濟(jì)效益,一些地方大力發(fā)展海水養(yǎng)殖,重新引入海水,或由于極端氣候(如臺(tái)風(fēng))造成濱海鹽土又受到海水漫灌,土壤鹽度有上升的趨勢(shì),進(jìn)一步加劇了鹽漬化程度,建議加固加高堤壩以隔斷海水入侵路徑,杜絕咸潮再次入侵,保護(hù)濱海鹽土已改良的成果。

        2.2 改善排灌條件,實(shí)現(xiàn)排水降鹽

        “鹽隨水來(lái),鹽隨水去”是開展濱海鹽土治理的重要依據(jù)[16]。以連片治理(圍)的理念完善濱海鹽土的排灌系統(tǒng),實(shí)行排灌分家,重點(diǎn)排出溝渠內(nèi)積水(鹽水)。通過(guò)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè),開挖干、支、斗、毛渠,將田塊的排灌溝設(shè)計(jì)呈“非”字形結(jié)構(gòu)[11]。每2.0~3.3 hm2,在田中間開一主排溝,溝寬2 m、溝深1.5 m;主排溝兩旁每隔30 m 開一支溝,溝寬、溝深各1 m;支溝兩旁每隔10 m 開一毛渠,寬、深各約30 cm。排水降鹽的技術(shù)措施包括:(1)雨水淋洗脫鹽技術(shù)。暴雨對(duì)于土壤鹽分的脫鹽作用很明顯,張妙仙等[1]利用粉砂壤土土柱研究特大暴雨過(guò)程中土壤鹽分運(yùn)移特征,發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)叵滤粸?.5 m 時(shí),土壤鹽分下移至83~200 cm 土層,淋洗效果最佳?;趶V東省沿海氣候特點(diǎn),有充沛的季節(jié)性雨水資源,宜實(shí)施季節(jié)性降雨排鹽,如利用清明前后的降雨、龍舟水、臺(tái)風(fēng)雨等降雨時(shí)段,根據(jù)天氣預(yù)報(bào),提早將排鹽溝里的鹽水排干,降低地下水位,形成一個(gè)自然的排鹽過(guò)程。這是一個(gè)十分可行的技術(shù)措施。(2)人工淋洗脫鹽技術(shù)。在秋末冬初的旱季可采用人工淋洗脫鹽,其方法是引淡水淹灌,保持3~6 cm 水層,經(jīng)犁耙沉泥2~3 d 后將表面水排出。有條件的地方,每月可進(jìn)行2~4 次,可使土壤含鹽量減半,脫鹽效果顯著。(3)邊種植邊淋洗脫鹽技術(shù)。在水源充足且排水良好的區(qū)域,于水稻生育障礙鹽分臨界濃度0.3%左右的田塊,直接采用邊種植邊淋洗脫鹽技術(shù),經(jīng)種植后土壤鹽分顯著下降。試驗(yàn)結(jié)果顯示,種植雙季稻1 年后土壤含鹽量可降低50%左右,且稻田在常規(guī)管理下不會(huì)出現(xiàn)返鹽現(xiàn)象。因此,對(duì)于中輕鹽土種稻洗鹽采用“邊種植邊淋洗脫鹽”是良好措施。

        何春梅等[12]提出,在淡水充足的地區(qū),冬季利用大型機(jī)械實(shí)行深翻土?xí)裉?,使耕層中的鹽分和有毒物質(zhì)集中到表土層,于春季引淡水浸田,并進(jìn)行粗耙,然后把溶解有大量鹽分和毒質(zhì)的田水排掉,如此反復(fù)進(jìn)行2~3 次,再灌回淡水插秧,插秧后勤排勤灌,切忌田面落干,可有效降低土壤含鹽量。在淡水水源不足無(wú)法洗咸去毒地方,只能浸冬,切忌曬冬,避免田底鹽分、有毒物質(zhì)上升。

        由于濱海鹽土一般處于地勢(shì)低洼區(qū),排水溝水位較高,圍內(nèi)自排水困難,在形成環(huán)圍集水溝的基礎(chǔ)上,需要配套建設(shè)抽水站將鹽水排出到圍外。通過(guò)排水設(shè)施,降低地下水位,降低土壤鹽度,使土壤形成一個(gè)氧化還原交替的過(guò)程,可有效改善濱海鹽土的物理和化學(xué)性狀,活化土壤潛在肥力,提升土壤養(yǎng)分的有效性。

        2.3 引淡壓咸,抑制鹽分上升運(yùn)動(dòng)

        引淡壓咸是改造濱海鹽土的基礎(chǔ),朱海等[19]分析了鹽分在土壤中的動(dòng)態(tài)遷移特征及其影響因素,發(fā)現(xiàn)鹽分運(yùn)移受土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu)的影響較大,且與土壤水分運(yùn)移密切相關(guān)。通過(guò)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè),根據(jù)當(dāng)?shù)厮堤卣骱凸鄥^(qū)(圍)面積,可在圍外修建水庫(kù),暢通引水渠道,解決淡水資源不足的問題,完善農(nóng)田水利設(shè)施,引淡水進(jìn)行灌溉,在水稻生長(zhǎng)季節(jié)盡量保持有田面水,阻止下層水通過(guò)土壤毛細(xì)管進(jìn)入耕作層。水稻生長(zhǎng)本田期是壓的關(guān)鍵期,根據(jù)鹽害的不同程度,稻田水分管理可執(zhí)行“淺(深)濕”型和“淺露(輕曬)濕”型的灌溉制度[5],即一般咸田只露田或輕曬,重度咸田則不曬田。水稻移植至返青的敏感期,以“寸水護(hù)苗”,鹽分較高則以深灌為好;水稻分蘗末期,對(duì)中輕度咸田適當(dāng)降低地下水位進(jìn)行露田或輕曬,對(duì)重咸田則田面保持淺水到濕潤(rùn);孕穗至抽穗揚(yáng)花期至灌漿,稻田保持濕潤(rùn)至淺水層;水稻黃熟期,田面自然落干(干濕交替)。

        2.4 通過(guò)土壤改良阻控濱海鹽土中的鹽度和毒物

        土壤改良是運(yùn)用土壤學(xué)、農(nóng)業(yè)生物學(xué)、農(nóng)業(yè)工程學(xué)等的原理和技術(shù),排除影響作物生長(zhǎng)發(fā)育的各種不利因素,改善土壤不良性狀,為作物生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境。針對(duì)濱海鹽土的障礙因子特點(diǎn),通過(guò)客土改良、撒施土壤改良劑(或石灰),降低土壤鹽度和毒物,不斷恢復(fù)耕地生產(chǎn)力。

        客土改良在濱海鹽土改良中被廣泛應(yīng)用??屯翂合淌窃谂披}基礎(chǔ)上,先在耕層鋪一層3~5 cm厚的秸稈(如果需要改酸可考慮同時(shí)添加堿性土壤調(diào)理劑),利用深翻機(jī)械將秸稈深翻入土,以阻斷下層鹽分上升,然后進(jìn)行客土改良。對(duì)于新墾的粘質(zhì)田塊宜適當(dāng)?shù)負(fù)缴翱屯?,改良土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)并增高田面,摻砂改粘可每年每667 m2摻砂20~25 m3,連續(xù)2~3 年[12]。國(guó)內(nèi)不少研究者應(yīng)用農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈改良鹽漬化土壤,取得了顯著成效[18-19]。本團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn),在土壤含鹽量小于0.3%濱海鹽土上利用秸稈全量或倍量還田措施,通過(guò)在水稻收割機(jī)上加裝秸稈粉碎拋撒裝置,在水稻收割的同時(shí)實(shí)現(xiàn)秸稈粉碎和均勻拋撒,留茬高度≤15 cm,秸稈切碎長(zhǎng)度≤10 cm,拋撒均勻度≥80%,用拖拉機(jī)牽引鏵式犁將秸稈深翻入土,作業(yè)深度20~30 cm,可有效改良鹽漬化土壤。

        有條件的地方可利用專用土壤改良材料如基質(zhì)土、園林有機(jī)廢棄物與紅壤配比,有機(jī)質(zhì)含量控制在2%~3%,EC 值小于1.0 mS/cm,通過(guò)填高、平整、翻耕,即可種植作物;也可撒施礦物源調(diào)理劑改良,如石灰石、白云巖、膨潤(rùn)土、泥炭、草木灰、堿渣、鈣鎂磷肥等。近年來(lái)沿海養(yǎng)殖蠔場(chǎng)增多,產(chǎn)生了大量的廢棄物——蠔殼,蠔殼經(jīng)粉碎或煅燒后成為貝殼粉和殼灰,是很好的改良材料。但堿性土壤調(diào)理劑材料的應(yīng)用,要注重監(jiān)測(cè)重金屬含量和鈉離子含量。

        2.5 對(duì)癥施肥,強(qiáng)化微生物效能,提高濱海鹽土的耕地生產(chǎn)能力

        研究表明,鹽漬化農(nóng)田氮素利用率僅14%~29%,磷肥利用率為10%~25%,低于常規(guī)農(nóng)田氮磷肥利用效率[9,20],這主要是由于氨揮發(fā)和氮淋失增多而磷的有效性降低從而影響作物的正常生長(zhǎng),減少了作物對(duì)氮磷吸收量,降低養(yǎng)分利用效率[21]。磷素移動(dòng)性差且易與土壤中Ca2+結(jié)合形成磷酸鹽沉淀,同時(shí)鹽漬土中大量Na+使土壤可溶性磷以磷酸鈉鹽的形式存在,危害作物生長(zhǎng),進(jìn)一步降低磷肥生物有效性[22]。針對(duì)濱海鹽土的特性,可以通過(guò)測(cè)土配方施肥、增施功能微生物和有機(jī)肥料、壯根栽培等措施提升耕地生產(chǎn)能力。

        (1)測(cè)土配方施肥。以土壤測(cè)試和已建立的作物施肥指標(biāo)體系為依據(jù),通過(guò)測(cè)土、配方、配肥環(huán)節(jié)[1],為濱海鹽土栽培作物提出氮、磷、鉀及中、微量元素等肥料的施用數(shù)量、施肥時(shí)期和施用方法。濱海鹽土中有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀等營(yíng)養(yǎng)豐富,但由于土體中存在咸/酸/毒環(huán)境,磷易被固定,土壤有效磷含量往往偏低。因此,在施肥時(shí)要注重增施磷肥,主要品種包括磷酸銨和鈣鎂磷肥等。建議增施植物性有機(jī)肥料(堆肥)增加土壤通透性以改善土壤性狀。

        (2)配施功能微生物肥料。挖掘和利用鹽漬土中耐鹽功能微生物,可以促進(jìn)土壤的物質(zhì)轉(zhuǎn)化,改善土壤結(jié)構(gòu)及土壤肥力,使植物能夠在鹽漬土中生存[23]。生物有機(jī)肥含有特定功能微生物和大量有機(jī)質(zhì)成分,具有直接或間接改良土壤、恢復(fù)地力、維持根際微生物區(qū)系平衡、降解有毒有害物質(zhì)等作用[24],研究發(fā)現(xiàn)土壤中有機(jī)質(zhì)能夠改善土壤結(jié)構(gòu),減少地面蒸發(fā),增強(qiáng)微生物活動(dòng),其本身的吸附力還具有一定的緩沖作用[25],有利于土壤鹽分的下淋,又能阻止鹽分上升。濱海鹽土增施生物肥(菌劑或生物有機(jī)肥)+植物性有機(jī)肥料(堆肥),有利于增加土壤通透性,提升土壤活性有機(jī)質(zhì)含量,激活土壤微生物群體,改善土壤物理、化學(xué)、生物性狀。

        (3)增施生物質(zhì)炭。生物質(zhì)炭含有大量的碳和植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu),比表面積大且表面含有較多的含氧活性基團(tuán)。生物質(zhì)炭呈弱堿性,且具有較高的陽(yáng)離子交換量,施入土壤后可以提高酸性土壤pH 值,增加土壤陽(yáng)離子交換量[26]。Zhu 等[27]和Xiao 等[28]研究發(fā)現(xiàn),施用生物質(zhì)炭可改良鹽漬土同時(shí)增加土壤中的速效養(yǎng)分,延長(zhǎng)肥效,提高作物養(yǎng)分吸收和利用率。高珊等[29]在蘇北濱海鹽漬土大麥-玉米輪作田間微區(qū)試驗(yàn)的研究發(fā)現(xiàn),在中度鹽漬土中施用生物質(zhì)炭,可以提高土壤中可吸收態(tài)磷素含量和提高堿性磷酸酶活性,生物質(zhì)炭處理下累積磷肥利用率為對(duì)照的4.4 倍。Yue 等[30]研究發(fā)現(xiàn),施用生物炭可縮短鹽漬土改良時(shí)間并促進(jìn)植物正常生長(zhǎng)。

        (4)壯根栽培。濱海鹽土中高濃度的鹽對(duì)作物正常生長(zhǎng)和土壤理化性質(zhì)有負(fù)面作用,應(yīng)用微生物發(fā)酵技術(shù),在水稻播種期-苗期,施用天然微生物發(fā)酵產(chǎn)物(生物刺激素),可提高種子活力,提升根系對(duì)鹽和酸的耐受力,活化土壤微生物,促進(jìn)水稻早生快發(fā)。微生物在土壤中可以分泌大量不同類型的酶,其中脲酶可以有效地將土壤中的脲素轉(zhuǎn)換成銨態(tài)氮,進(jìn)而被植物利用,從而改善土壤肥力,同時(shí)還可以通過(guò)增強(qiáng)K+選擇性吸收和運(yùn)輸,提升植物的耐鹽性[31-32]。

        (5)土壤調(diào)理。研究表明,應(yīng)用黃腐酸可以改良鹽漬土,吸附土壤中有害陽(yáng)離子、減少鹽分積累,提高生根率、生根數(shù)和根長(zhǎng),在一定程度上提髙作物抗性[33]。以改性腐殖酸為主體研發(fā)的新型礦基土壤調(diào)理劑,施用后可提高濱海鹽土有機(jī)質(zhì)含量,提升土壤肥力,調(diào)節(jié)土壤pH 值;同時(shí),腐殖酸具有較大比表面積和弱酸基團(tuán),能與鹽土壤中的Na+進(jìn)行交換吸附,達(dá)到降低土壤鹽分的效果。

        2.6 作物品種和耕作制度調(diào)控

        在開墾改良之初,兼顧農(nóng)田的生產(chǎn)功能,充分利用具耐鹽抗逆能力的作物品種如“海水稻”以植物生長(zhǎng)改善土壤理化性質(zhì)為抓手,逐漸消減土壤障礙因子。近年來(lái)廣東省在耐鹽水稻品種選育方面已取得長(zhǎng)足的發(fā)展,篩選出不少好品種,如廣東海洋大學(xué)育成的海S1/11、海S1/12、海S1/99、海紅11、海紅12、海紅15,廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所育成的廣紅3 號(hào)、廣鹽1 號(hào),均屬早晚稻兼用型耐鹽品種,已在廣東省沿海地區(qū)推廣應(yīng)用。

        其次是選擇合理的種植制度。盡量實(shí)施雙季稻、稻-稻-水生蔬菜輪作制,也可種植蓮藕、菱角、茭白、荸薺、慈菇等水生作物,通過(guò)水作,長(zhǎng)期保存一定的田面水,“以水壓咸”,使鹽/毒物側(cè)滲至排水溝,同時(shí)要勤換田面水(如日灌夜排等方式),保持土壤pH 值在4~5 之間,建議水作連續(xù)3 年以上。

        在圍海造田方面,廣東省在20 世紀(jì)80—90年代創(chuàng)造了很多成功經(jīng)驗(yàn),例如,在廣州市萬(wàn)頃沙墾區(qū),按照“邊圍邊利用”模式,40 多年共圍墾造田1 467 hm2,當(dāng)?shù)丶夹g(shù)人員和農(nóng)民第一年圍海,第二年種植蓮藕,平均每公頃產(chǎn)量18 750 kg,第三、四年土壤鹽分下降到0.3%~0.6%時(shí)種植甘蔗和大蕉,每公頃產(chǎn)量分別達(dá)到75 000 kg 和15 000 kg。按當(dāng)時(shí)的造價(jià),圍海造田每公頃投資10 050~10 200 元,投產(chǎn)2~3 年即可收回成本[34]。

        為提高經(jīng)濟(jì)效益,還可探索水稻與禾蟲共生種養(yǎng)模式,可參照廣東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳主推技術(shù)——有機(jī)稻-禾蟲高質(zhì)高效種養(yǎng)結(jié)合技術(shù)模式。

        3 問題與展望

        濱海鹽土的土壤特性是含鹽量高,具有鹽漬化特征;潛在肥力高,土壤有機(jī)質(zhì)豐富,通過(guò)適當(dāng)?shù)母牧即胧┛梢猿蔀榱继?。?dāng)前廣東省濱海鹽土的利用治理存在諸多問題,一是由于投入不足、種植效益低、海水倒灌反鹽等問題造成一些地方連片撂荒或歉收,形成了大面積的低產(chǎn)田,大大浪費(fèi)了廣東省本就不足的耕地資源;二是由于多年缺乏項(xiàng)目支撐造成開拓性研究不足,科技儲(chǔ)備薄弱,廣東省開展濱海鹽土研究的相關(guān)文獻(xiàn)集中于20 世紀(jì)60—80 年代,之后的時(shí)期處于空白,與廣東省經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)極不相稱。到了21 世紀(jì)的今天,沿海地區(qū)在開展濱海鹽土治理時(shí)仍缺乏人才、缺乏技術(shù);三是野外科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站是農(nóng)業(yè)科研依賴的基本手段和重要平臺(tái),是科技創(chuàng)新體系的重要組成部分,廣東省還沒有建立綜合治理長(zhǎng)期定位觀測(cè)站和連片治理示范片,開展長(zhǎng)期、定位、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)濱海鹽土的土壤和生態(tài)因子演變規(guī)律研究,尋找制約其發(fā)展的關(guān)鍵因子,以及生產(chǎn)性能追蹤,對(duì)廣東省濱海鹽土土壤鹽漬化發(fā)生和演變規(guī)律缺乏科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。為更好開展廣東省濱海鹽土的綜合治理,需要在下列4 個(gè)方面加以關(guān)注。

        3.1 重視濱海鹽土資源的專項(xiàng)調(diào)查工作

        在20 世紀(jì)80、90 年代,我國(guó)先后開展了第二次土壤普查以及海岸帶和海涂資源的綜合調(diào)查工作,基本查清了濱海鹽土的資源狀況(包括分布、面積、理化性質(zhì)及其農(nóng)業(yè)利用等方面)。至今時(shí)間跨度已超過(guò)40 年,改革開放后隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,廣東省濱海鹽土土地利用與環(huán)境狀況在時(shí)空上發(fā)生了巨大的變化,近年來(lái)廣東省沿海地區(qū)由于濱海鹽土利用不當(dāng)造成低產(chǎn)甚至歉收的報(bào)道時(shí)有發(fā)生。因此,建議以第三次土壤普查為契機(jī),對(duì)全省濱海鹽土的分布、面積、土壤質(zhì)量、土地利用現(xiàn)狀、氣候水文及地下水位、環(huán)境危害等重新進(jìn)行更深入調(diào)查,并建立相應(yīng)的資源數(shù)據(jù)庫(kù),為濱海鹽土利用、規(guī)劃、決策及管理提供科學(xué)依據(jù)。

        3.2 強(qiáng)化濱海鹽土治理的資金投入

        濱海鹽土的可持續(xù)利用是一個(gè)大規(guī)模區(qū)域環(huán)境治理工程,其中農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)特別是水利工程建設(shè)的好壞在一定程度上決定著其治理的成敗。建議以政府為主導(dǎo)加大資金投入,依托高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)資金,以及撂荒地整治資金,有序治理,同時(shí)按照“誰(shuí)投資誰(shuí)受益”引導(dǎo)社會(huì)資本參與,實(shí)現(xiàn)連片整治開發(fā),通過(guò)多種渠道籌措資金加大投資建設(shè),實(shí)現(xiàn)濱海鹽土可持續(xù)利用。加強(qiáng)科技投入,設(shè)立科研專項(xiàng),聚焦國(guó)家需求和學(xué)科發(fā)展,加強(qiáng)國(guó)內(nèi)和國(guó)際科技機(jī)構(gòu)的交流合作,開展適用新品種新技術(shù)新機(jī)械的研究,形成綠色低碳可持續(xù)治理模式,降低治理成本,提高濱海鹽土的土壤生產(chǎn)能力。

        3.3 推動(dòng)濱海鹽土治理的科研工作

        廣東省作為經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)地區(qū),有必要培育多層次開展濱海鹽土治理的科技力量,建設(shè)一支包括土壤學(xué)[35]、植物學(xué)[36]、栽培學(xué)、微生物學(xué)、水文學(xué)[37]的專家團(tuán)隊(duì),在科技上支撐作為中低產(chǎn)田類型之一的濱海鹽土的改良與質(zhì)量提升工作,為緩解廣東省土地資源、提高農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展做貢獻(xiàn);在海水稻品種、低成本脫鹽技術(shù)、輕簡(jiǎn)化技術(shù)及配套設(shè)備、土壤障礙綠色消減技術(shù)、耕地碳匯提升等研究取得突破,為廣東省治理開發(fā)鹽漬土地,有效擴(kuò)增耕地資源、拓展農(nóng)業(yè)發(fā)展空間[38]貢獻(xiàn)才智,為“藏糧于地、藏糧于技”的國(guó)家戰(zhàn)略貢獻(xiàn)廣東方案。

        3.4 建立濱海鹽土綜合治理長(zhǎng)期定位觀測(cè)站

        建立長(zhǎng)期定位野外觀測(cè)站和連片治理示范片,開展相關(guān)技術(shù)研究與熟化,探索形成可推廣、可學(xué)習(xí)、可生產(chǎn)的技術(shù)模式,深入研究濱海鹽土的水鹽運(yùn)動(dòng)過(guò)程及其調(diào)控機(jī)理[9],土壤鹽漬障礙消減與生態(tài)環(huán)境的互饋機(jī)制與效應(yīng)[5],土地利用變化與土壤鹽漬化響應(yīng)關(guān)系[38],開展生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)證研究、預(yù)測(cè)預(yù)警和技術(shù)集成示范。通過(guò)原位觀測(cè)與監(jiān)測(cè),長(zhǎng)期跟蹤了解土壤鹽漬化發(fā)生和演變規(guī)律、不同治理措施下濱海鹽土的土壤肥力演變規(guī)律,及時(shí)總結(jié)改良經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)成果,為廣東省濱海鹽土治理提供借鑒,服務(wù)政府決策與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,服務(wù)國(guó)家糧食安全和生態(tài)安全,服務(wù)鄉(xiāng)村振興國(guó)家戰(zhàn)略。

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