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鹽漬土改良措施及鹽生植物的利用現(xiàn)狀

2021-12-14 12:14李亞靜
黑龍江糧食 2021年5期
關(guān)鍵詞:鹽漬耐鹽鹽堿

□ 李亞靜 李 冰

(南陽農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院,河南 南陽 473003)

鹽漬地利用的難度較大,但是它的占地面積比例較大,為全球陸地面積的四分之一,其總體面積超過了10億多公頃。除了南極洲之后,鹽漬地在其它六大洲的干旱地帶都有分布,但是分布最多的區(qū)域是歐亞大陸、非洲和北美洲地區(qū)。鹽漬地雖然難于利用,但是它蘊(yùn)含著豐富的資源,只要利用得當(dāng),必定能夠?yàn)槿祟愒旄?。我國鹽漬面積總量較多,有0.346億公頃,除了在內(nèi)地分布之外,在沿海地帶也有些許分布。在內(nèi)陸地區(qū)的一些鹽漬土地得以利用,但是在東部沿海地帶的200萬公頃的濱海鹽漬堿地一直沒有被開發(fā)利用。

鹽漬土是指土壤中含有較多的鹽堿物質(zhì),并在這些鹽堿物質(zhì)作用下,成為不同程度鹽化和堿化土壤的總稱。土壤鹽化或堿化充斥著鹽漬土形成的整個(gè)過程,發(fā)揮著主導(dǎo)的作用。鹽漬土特性有:土壤受鹽堿物質(zhì)的影響,在板結(jié)之后,土壤與土壤之間的空隙小,透氣性和透水性差,土壤中的活性酶的活動(dòng)受到限制,微生物找不到適宜的生長和活動(dòng)環(huán)境,從而不能有效地轉(zhuǎn)化土壤中存在的有機(jī)物質(zhì)。

一、鹽漬土改良的國內(nèi)外研究進(jìn)展

國外治理鹽漬土的歷史大約從1936年開始,為了控制鹽漬土的含鹽量和含堿量,治理的重點(diǎn)放在排水和排鹽方向。其主要措施有:第一,實(shí)施草田輪作制度,此片草田在使用時(shí),則另一片草田輪休,以免過度耕作,導(dǎo)致土壤鹽堿化;第二,嚴(yán)格控制土壤的用水;第三,修建和完善排水系統(tǒng),在排水的過程中,鹽堿會(huì)隨之排放出去。到了20世紀(jì)60年代,鹽漬地改良方法重點(diǎn)放在暗管排水井系統(tǒng)上,但其治理的中心仍然是流域性的鹽漬地上,到了20世紀(jì)80年代,鹽漬地的改良推廣到耕作土壤方面,結(jié)合農(nóng)田水利工程的改造以及農(nóng)作物品種的改良,然后再與多個(gè)領(lǐng)域整合起來,在多個(gè)領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)上,農(nóng)作物土壤的改造技術(shù)大力發(fā)展。在20世紀(jì)90年代,高新技術(shù)在鹽漬土壤改造方面的應(yīng)用,使得鹽漬土壤的改良更加精確化了。

新中國成立之后,我國政府部門對鹽漬土壤的改良具備了一定的規(guī)?;瑥娜螓}漬土壤改良?xì)v史來看,我國的改良工作起步晚,但是從改良成效上來說,并不亞于世界平均水平,甚至在某個(gè)方面還有所超越。20世紀(jì)五六十年代,修建了大量的設(shè)施,主要采用純機(jī)械化的方法,在鹽漬土壤里排入大量的淡水,清洗鹽堿物質(zhì),然后再排放出去,以減少土壤中鹽堿物質(zhì)的含量。六七十年代,我國研發(fā)出來利用磷、石膏等物質(zhì)對鹽漬土壤進(jìn)行改良,成效很好。七八十年代,生物技術(shù)與水利工程改造、農(nóng)業(yè)生物改良措施緊密結(jié)合地,進(jìn)一步完善了我國鹽漬土壤的改良體系。80年代,遵循“因地制宜、綜合治理”的原則,我國重點(diǎn)對黃淮海地區(qū)的鹽漬土壤進(jìn)行改良,并取得卓越的成效。在90年代,我國學(xué)者對鹽漬土壤形成的原因進(jìn)行研究,從根本上治理,才能從地球化學(xué)和土壤發(fā)生學(xué)的角度,對土壤鹽漬化的根本原因進(jìn)行了仔細(xì)研究。

二、鹽漬土的改良措施概述

從土壤鹽漬化研究的年限來看,已有一百多年的歷史,分為四個(gè)階段,由淺入深,從工程措施、農(nóng)業(yè)措施、化學(xué)措施和生物技術(shù)措施四個(gè)方面著手研究,隨著科技水平的提高,鹽漬土壤的改良技術(shù)越來越先進(jìn),能夠給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。這四種措施各有特點(diǎn)。

工程措施是傳統(tǒng)的改良措施,這種措施所采用的方法通常是機(jī)械化的方法,技術(shù)含量較低,例如前面所提及的用淡水洗鹽堿物質(zhì)、暗井排水等方法。使用這種方法雖然能夠減少土壤中鹽堿物質(zhì)的含量,但是也存在著一定的弊端。首先,如用淡水清洗鹽漬土壤時(shí),雖然可以把土壤中的一些鹽堿類物質(zhì)清洗出去,但是一些礦物質(zhì)以及有機(jī)肥料也隨之沖走,導(dǎo)致土壤貧瘠化,不利于農(nóng)作物的生長。其次,采用該措施會(huì)消耗大量的人力、物力和財(cái)力,成本比較大,例如淡水本來就是比較缺乏的資源,大量使用淡水去清洗鹽漬,成本非常高。再次,此措施的持久性差,如采用淡水清洗鹽漬時(shí),當(dāng)時(shí)效果極好,但是停止清洗后,鹽漬土壤又會(huì)反彈,含鹽量會(huì)逐漸升高。

農(nóng)業(yè)措施是指農(nóng)業(yè)耕作方面的措施。但是這種措施成效不太明顯,例如通過種植水稻來改良土壤鹽漬化的現(xiàn)狀時(shí),需要大量的淡水資源,但由于淡水資源缺乏,不能完全清洗掉土壤中的鹽堿物質(zhì),一旦地下水位上漲,其中蘊(yùn)含的鹽堿物質(zhì)又會(huì)把土壤淹沒,鹽堿物質(zhì)滲透土壤之中,使之重新成為鹽漬土壤。

化學(xué)措施是指使用一些化學(xué)物質(zhì)對鹽漬土壤進(jìn)行改良,例如使用石膏、風(fēng)化煤、硫酸等物質(zhì)對土壤進(jìn)行改良,其不足之處在于:第一,只能對小范圍內(nèi)的鹽漬土壤進(jìn)行改良;第二,具有較大的副作用,大量使用化學(xué)物質(zhì),同樣使土壤板結(jié),雖然減少了土壤中的鹽堿物質(zhì),但是對土壤形成了另一種污染,也不利于轉(zhuǎn)化之后的土壤加以利用。

生物措施包括建立防護(hù)林帶、種植綠肥植物和耐鹽植物等措施。從目前情況來看,采用生物措施改良鹽漬化既對環(huán)境有保護(hù)作用,同時(shí)又能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。在鹽漬土壤中種植一些耐鹽的綠色植物,不但能夠化解土壤中的鹽分,改良鹽漬土,同時(shí)還可以帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。

我國部分學(xué)者對耐鹽植物的種植品種及效果研究之后發(fā)現(xiàn),有些耐鹽植物把土壤中的鹽堿物質(zhì)吸收到體內(nèi),通過植物蒸發(fā),避免大量的鹽堿物質(zhì)沉積在土壤之中。耐鹽植物改良鹽漬土,因?yàn)楦牧剂送寥赖沫h(huán)境,所以給細(xì)菌和真菌提供了生長的條件。鹽漬土改良效果最佳的層面是土壤中層,其次是表層,然后是深層。

三、鹽生植物概述

鹽生植物是生長在滲透壓至少為 3.3 巴(等于 70mmol/L單價(jià)鹽)鹽漬土壤中的天然植物區(qū)系。因?yàn)辂}生植物的抗鹽能力和機(jī)理不一樣,所以把它們分成三種:真鹽生植物、沁鹽鹽生植物和假鹽生植物??果}能力強(qiáng)弱的順序?yàn)椋呵o肉質(zhì)化鹽生植物>葉肉質(zhì)化鹽生植物>泌鹽鹽生植物>假鹽生植物>非鹽生植物。

我國種植的耐鹽植物主要是蕨類植物和被子植物。在蕨類植物中,種植風(fēng)尾蕨科、瓶兒小草科、藻菌植物。在被子植物中,主要種植129科中的鹽生植物。在種植的耐鹽植物當(dāng)中,有雙子葉植物,也有單子葉植物,例如原始類群樟目、睡蓮目唇形目、原始類群百合目、較高等的禾本目。

四、鹽生植物的耐鹽機(jī)理

鹽生類植物雖然能夠蒸騰部分鹽類物質(zhì),但是鹽分過量、在耐鹽植物當(dāng)中聚集過多,則也會(huì)對耐鹽類植物造成一定的傷害,所以必須要采用措施防止鹽分對植物的傷害,通常的手段有:稀鹽、泌鹽和拒鹽。

真鹽生植物具有較強(qiáng)的稀釋鹽分的作用,它們從土壤中吸收大量的鹽離子,其時(shí),真鹽生植物的葉子和莖吸收水分,把吸收而來的鹽分子稀釋一定程度之后,再運(yùn)輸?shù)阶陨淼母鱾€(gè)細(xì)胞壁當(dāng)中,從而對自身的生長不會(huì)造成很大的傷害。

泌鹽鹽生植物,顧名思義,就是能夠分泌體內(nèi)的鹽分。在這些植物體的葉片或莖上,生長著能夠分泌鹽分的鹽腺,能夠把體內(nèi)吸收而來的鹽分分泌到空氣之中,從而減少土壤中的鹽分。這些鹽腺有單細(xì)胞,也有多細(xì)胞。例如補(bǔ)血草的鹽腺就是由20多個(gè)細(xì)胞組成的。

假鹽生植物不會(huì)分泌和稀釋鹽分,而是拒絕接受鹽分,不讓鹽分進(jìn)入自身體內(nèi),或者只是把吸收而來的鹽分儲(chǔ)存在根部,而不讓這些鹽分參與生命的整個(gè)過程,從而降低整體或地上部分的鹽濃度,免遭離子傷害,同時(shí)大量合成有機(jī)可溶性滲透劑以及吸收和貯存一定量的無機(jī)離子,以降低植物組織水勢來避免滲透脅迫。

五、鹽生植物改良鹽漬土的機(jī)理

種植大量的鹽生植物之后,地表基本上被覆蓋了,不再裸露在外面。土壤中的水分不再是直接被日曬蒸發(fā)(日曬蒸發(fā)只能蒸發(fā)水分),而是通過植物蒸騰的方式。土壤表層中的鹽分大量減少,被積累在土壤的深層或植物體內(nèi),表層就會(huì)脫鹽,不再板結(jié),有利于其他農(nóng)作物的生長。

鹽生植物成活之后,枯葉的脫落和根系的活動(dòng),使土壤中的肥力大增,有機(jī)物質(zhì)的數(shù)量也不斷增多,大量的微生物有菌類能夠在這樣的環(huán)境中成長繁殖,從而改變了土壤板結(jié)的結(jié)構(gòu),土壤表層的淡水增多,土壤疏松了,氣孔增多了,通氣性強(qiáng)了,土壤的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)得以改善,從而進(jìn)入了良性循環(huán)狀態(tài),有利于其他植物的生活繁殖。

六、結(jié)語

利用鹽生植物改良濱海鹽漬土是一種以恢復(fù)植被為中心的改良利用模式,可以改善濱海鹽漬土地區(qū)惡劣的生態(tài)環(huán)境,提高土壤肥力,而且這些鹽生植物本身具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,通過這些鹽生植物的開發(fā)利用,可推動(dòng)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,具有良好的生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)合工程改良的生物改良(種植具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值和開發(fā)利用價(jià)值的耐鹽及鹽生植物)措施已經(jīng)表現(xiàn)出很大的發(fā)展前景,將促進(jìn)鹽漬土開發(fā)利用和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

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