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鹽漬土改良措施及鹽生植物的利用現狀

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

□ 李亞靜 李 冰

(南陽農業職業學院,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,但是分布最多的區域是歐亞大陸、非洲和北美洲地區。鹽漬地雖然難于利用,但是它蘊含著豐富的資源,只要利用得當,必定能夠為人類造福。我國鹽漬面積總量較多,有0.346億公頃,除了在內地分布之外,在沿海地帶也有些許分布。在內陸地區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利用。

鹽漬土是指土壤中含有較多的鹽堿物質,并在這些鹽堿物質作用下,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過程,發揮著主導的作用。鹽漬土特性有:土壤受鹽堿物質的影響,在板結之后,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受到限制,微生物找不到適宜的生長和活動環境,從而不能有效地轉化土壤中存在的有機物質。

一、鹽漬土改良的國內外研究進展

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,治理的重點放在排水和排鹽方向。其主要措施有:第一,實施草田輪作制度,此片草田在使用時,則另一片草田輪休,以免過度耕作,導致土壤鹽堿化;第二,嚴格控制土壤的用水;第三,修建和完善排水系統,在排水的過程中,鹽堿會隨之排放出去。到了20世紀60年代,鹽漬地改良方法重點放在暗管排水井系統上,但其治理的中心仍然是流域性的鹽漬地上,到了20世紀80年代,鹽漬地的改良推廣到耕作土壤方面,結合農田水利工程的改造以及農作物品種的改良,然后再與多個領域整合起來,在多個領域研究的基礎上,農作物土壤的改造技術大力發展。在20世紀90年代,高新技術在鹽漬土壤改造方面的應用,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?;?,從全球鹽漬土壤改良歷史來看,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,甚至在某個方面還有所超越。20世紀五六十年代,修建了大量的設施,主要采用純機械化的方法,在鹽漬土壤里排入大量的淡水,清洗鹽堿物質,然后再排放出去,以減少土壤中鹽堿物質的含量。六七十年代,我國研發出來利用磷、石膏等物質對鹽漬土壤進行改良,成效很好。七八十年代,生物技術與水利工程改造、農業生物改良措施緊密結合地,進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,我國重點對黃淮海地區的鹽漬土壤進行改良,并取得卓越的成效。在90年代,我國學者對鹽漬土壤形成的原因進行研究,從根本上治理,才能從地球化學和土壤發生學的角度,對土壤鹽漬化的根本原因進行了仔細研究。

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,分為四個階段,由淺入深,從工程措施、農業措施、化學措施和生物技術措施四個方面著手研究,隨著科技水平的提高,鹽漬土壤的改良技術越來越先進,能夠給當地農民帶來較好的經濟效益。這四種措施各有特點。

工程措施是傳統的改良措施,這種措施所采用的方法通常是機械化的方法,技術含量較低,例如前面所提及的用淡水洗鹽堿物質、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,雖然可以把土壤中的一些鹽堿類物質清洗出去,但是一些礦物質以及有機肥料也隨之沖走,導致土壤貧瘠化,不利于農作物的生長。其次,采用該措施會消耗大量的人力、物力和財力,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,當時效果極好,但是停止清洗后,鹽漬土壤又會反彈,含鹽量會逐漸升高。

農業措施是指農業耕作方面的措施。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狀時,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,一旦地下水位上漲,其中蘊含的鹽堿物質又會把土壤淹沒,鹽堿物質滲透土壤之中,使之重新成為鹽漬土壤。

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

生物措施包括建立防護林帶、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境有保護作用,同時又能產生經濟效益。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,同時還可以帶來一定的經濟效益。

我國部分學者對耐鹽植物的種植品種及效果研究之后發現,有些耐鹽植物把土壤中的鹽堿物質吸收到體內,通過植物蒸發,避免大量的鹽堿物質沉積在土壤之中。耐鹽植物改良鹽漬土,因為改良了土壤的環境,所以給細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單價鹽)鹽漬土壤中的天然植物區系。因為鹽生植物的抗鹽能力和機理不一樣,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}能力強弱的順序為:莖肉質化鹽生植物>葉肉質化鹽生植物>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、鹽生植物的耐鹽機理

鹽生類植物雖然能夠蒸騰部分鹽類物質,但是鹽分過量、在耐鹽植物當中聚集過多,則也會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的稀釋鹽分的作用,它們從土壤中吸收大量的鹽離子,其時,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,再運輸到自身的各個細胞壁當中,從而對自身的生長不會造成很大的傷害。

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。這些鹽腺有單細胞,也有多細胞。例如補血草的鹽腺就是由20多個細胞組成的。

假鹽生植物不會分泌和稀釋鹽分,而是拒絕接受鹽分,不讓鹽分進入自身體內,或者只是把吸收而來的鹽分儲存在根部,而不讓這些鹽分參與生命的整個過程,從而降低整體或地上部分的鹽濃度,免遭離子傷害,同時大量合成有機可溶性滲透劑以及吸收和貯存一定量的無機離子,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(日曬蒸發只能蒸發水分),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,表層就會脫鹽,不再板結,有利于其他農作物的生長。

鹽生植物成活之后,枯葉的脫落和根系的活動,使土壤中的肥力大增,有機物質的數量也不斷增多,大量的微生物有菌類能夠在這樣的環境中成長繁殖,從而改變了土壤板結的結構,土壤表層的淡水增多,土壤疏松了,氣孔增多了,通氣性強了,土壤的物理性質和化學性質得以改善,從而進入了良性循環狀態,有利于其他植物的生活繁殖。

六、結語

利用鹽生植物改良濱海鹽漬土是一種以恢復植被為中心的改良利用模式,可以改善濱海鹽漬土地區惡劣的生態環境,提高土壤肥力,而且這些鹽生植物本身具有一定的經濟價值,通過這些鹽生植物的開發利用,可推動該地區經濟的發展,具有良好的生態效益與經濟效益。

結合工程改良的生物改良(種植具有一定經濟價值和開發利用價值的耐鹽及鹽生植物)措施已經表現出很大的發展前景,將促進鹽漬土開發利用和經濟可持續發展。

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