環(huán)渤海地區(qū)濱海鹽堿地不同排鹽處理下的臺田降鹽效率

1、環(huán)渤海地區(qū)濱海鹽堿地不同排鹽處理下的臺田降鹽效率2011-7-6資源科學Resource Science文章編號：1007-7588（2010）03-0436-06環(huán)渤海地區(qū)濱海鹽堿地不同排鹽處理下 的臺田降鹽效率張國明，史培軍，岳耀杰，張化，于長水（1.北京師范大學地表過程與資源生態(tài)國家重點實驗室，北京100875；北京師范大學地理學與遙感科學學院，北京100875；北京師范大學區(qū)域地理研究重點實驗室，北京100875）摘要：本文以環(huán)渤海區(qū)域河北省黃驊市中捷農(nóng)場的鹽堿荒地為研究對象，采用臺田-淺 池土地利用新模式，同時在臺田底部設計了 4種脫鹽工程處理，通過分析2年各底部排鹽措施的排鹽效果，

2、得出結論：不同 底部排鹽措施處理下，經(jīng)過兩年種植后的臺田土壤表層、耕層以及1m 土體的脫鹽情況以底部弧形覆膜+埋設排鹽暗管排鹽措 施最為明顯，1m 土體脫鹽率達35.6%；底部葦把+棉花稈覆蓋處理也有較好脫鹽效果，脫鹽率為25.6%；底部弧形覆膜+耕層地秸稈覆蓋處理1m 土體脫鹽率為20.4%；這3種處理具有相同脫鹽特征，均為表層1m 土體耕作層；底部鋪設葦板處 理和對照處理土壤鹽分未降反增，且增加情況為耕層1m 土體表層。初步證明修建臺田時，臺田底部采用弧形覆膜+埋 設排鹽暗管的排煙措施可有效加快臺田土壤排鹽速度，達到改良鹽堿荒地土壤的目的。關鍵詞：臺田；排鹽處理；降鹽效率；濱海鹽堿地；環(huán)渤

3、海地區(qū)1弓|言環(huán)渤海地區(qū)一直是我國重要的傳統(tǒng)核心區(qū)域經(jīng)濟帶和糧食產(chǎn)區(qū)之一，也是水資源保 障壓力最大的地區(qū)，人均水資源不到全國的五分之一，淡水資源與土地資源相對短缺成為制約區(qū)域發(fā)展的兩大瓶頸。該地區(qū) 灘涂資源占全國的三分之一以上，具有巨大開發(fā)潛力。環(huán)渤海沿岸擁有大面積的灘涂和鹽堿荒地，是該區(qū)未來重要后背耕地 資源，總面積約68.00*104hm2,開發(fā)改造這些中低產(chǎn)鹽堿田及荒地已成為區(qū)域內(nèi)凈增后備耕地資源的一個方向。國內(nèi)外 對于鹽堿土的改良和利用進行了大量的研究，有許多成熟的技術。沿海灘涂是十分敏感的海路交替復合生態(tài)系統(tǒng)，科學、高 效的資源開發(fā)利用將極大地提高系統(tǒng)地生產(chǎn)能力，持續(xù)向人類提供越來越

4、多的糧、棉、油等農(nóng)產(chǎn)品。二十世紀五六十年代， 國家工業(yè)經(jīng)濟剛剛起步，工業(yè)水資源缺口壓力較小，區(qū)域內(nèi)農(nóng)田可以引黃河水來灌溉，但由于近幾十年來淡水資源短缺，原 有水田變成旱田，鹽漬化程度加劇，土地質量差，利用方式單一，生產(chǎn)力低下，農(nóng)民收入降低，進一步改造利用這些灘涂鹽 堿荒地就遇到了條件制約。改造利用這些灘涂鹽堿荒地就遇到了條件制約，改造利用難度加大。尋找和擴大新水源，改造淡 水資源總量，構造合理的鹽堿土地利用模式，開發(fā)以服務城市為核心、以水土資源高效利用為特點的環(huán)渤海沿岸城郊型農(nóng)業(yè) 和遠郊型農(nóng)業(yè)，是這一地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略任務。近年來，渤海海水作為淡水資源的應用研究與淡化技術取得了一系 列的

5、進展。肖建國、張國明等對海冰水農(nóng)業(yè)利用進行了前期研究探討，試驗證明3k/L海冰水灌溉農(nóng)田不會對土壤鹽分產(chǎn)生 積累。自從1996年起，環(huán)渤海灣河北省滄州地區(qū)利用鹽度低于千分之五的咸溉小麥100萬hm2以上，咸水灌溉小麥均不同 程度的增產(chǎn)。由此可見，環(huán)渤海區(qū)域糧食增產(chǎn)的潛力巨大，特別是利用海冰水灌溉改良鹽堿地的改造對糧食生產(chǎn)的發(fā)展就有決 定性的作用。合理解決農(nóng)業(yè)灌溉問題和提高耕地有機肥力，是解決環(huán)渤海地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的關鍵。本文以環(huán)渤海區(qū)域河北省黃驊市中捷農(nóng)場的鹽堿地為研究對象，通過利用海冰水在 作物春季干旱的關鍵期進行灌溉，同時在臺田底部采用不同脫鹽工程處理模式，來研究對比臺田不同處理的排鹽效果。2

6、實驗設計與工程措施2008年修建試驗臺田，高度1.5m,坡比1:1,呈東向西，設計4個底部排鹽措施以及 對照處理，不同措施之間采用塑料薄膜隔離。（1）處理A：底部弧形覆膜+埋設排鹽暗管。臺田底部1.2m處，采取底層襯膜隔鹽，襯膜厚度0.1mm，盡量設計成弧形，塑模上按照0.5m間距，加設瀝水排鹽暗管，見圖1.（2）處理B：底部葦把+棉花稈覆蓋。在臺田底部垂直與臺田長度方，由內(nèi)向外傾 斜鋪設直徑10-15cm左右的葦把；葦把間隔3m，想錯排列，共6行。占臺田面積的三分之一。葦把上覆蓋末粉碎棉花稈 20cm。棉花稈上部繼續(xù)挖土抬田，增高到1.2m，上覆剝離后表土40cm?？紤]新建土體有不同程度的下

7、落位移，因此耕層土 體高于設計土體10cm左右，見圖2.d=EC輪 TTI3岫）圖2 E把加棉汁隔斷處理Fi_g二 Cul l inu -iiff l i-i irirtil 俏 Lili n彳d and i-luHou ldlk（3）處理C：底部弧形覆膜+耕層地秸稈覆蓋。臺田底部1.2m處，采取底層襯膜 隔鹽，襯膜盡量設計成弧形，有利于鹽分隨水沿襯膜排除。臺上0-40cm耕作層下，覆蓋粉碎后棉花秸稈10cm，需用棉花碎秸 稈40立方米，見圖3。（4）處理D：底部鋪設葦板處理。臺田修建前，首先利用挖掘臺田土的一部分鋪設成傾斜狀，上直接覆蓋厚度約8cm厚的葦板，葦板鋪設成斜坡形狀，利于快速排鹽，

8、然后上面覆蓋臺田土約80cm左右，平 整后覆蓋已經(jīng)剝離的表土 0-30cm左右 作為新建臺田耕作層，見圖4。?|4底部節(jié)版排止隔斷處埋實麹Fjg.4 Snirc il RiLnii1 null iLii ng m-d Ihliji I (iJiiiinjt i gBCkruJ（5）處理E：底部無任何排鹽工程處理對照。3結果與分析3.1各處理表層土壤排鹽效果分析對試驗臺田2008年度、2009年度作物生育期5月-10月份的同期土壤鹽分含量進行 分析，并對比其排鹽效果（表1），可以看出，臺田底部不同處理表層（0-10cm）土壤鹽分脫鹽情況為：底部采取排鹽措 施的處理A、處理B、處理C 土壤表層鹽分

9、均有明顯脫鹽效果，其中處理A脫鹽率為50.2%,處理B脫鹽率為35%，處理C脫 鹽率為22.3%，表層土壤鹽分含量均降低到3g/kg以下；而處理D鹽分含量則略有增加，鹽分由3.467g/kg升高到3.820g/kg， 升高了 10.2% ；未采取脫鹽措施的處理E對照則鹽分有所增加，土壤鹽分含量由1.957g/kg增加到4.055g/kg，鹽分含量成倍增加。各處理表層土體脫鹽順序為處理A處理B處理C,處理E鹽分含量鹽分含量增加要大大高于處理D。表1各種處理表晨土壤（。-10CE）排鹽效果對比lable I l）（?s:ilLDizaliifi ef liciwtv（ifIriitiiicLik

10、nrfirin tup Ml（ （-l（kin 【g/kg,監(jiān)）含鹽量脫鹽.率排鹽處理一20理年20年一脫鹽量A4.9362.47650.24.1S51.46635。C2.8250.63022.?D34673.迎-0J53-心E174/0553.2各處理耕作層土壤排鹽效果分析臺田工程措施是為了改造鹽堿荒地使其產(chǎn)生種植生產(chǎn)效益，作物生長的耕作層鹽分 含量對于作物生長有著重要的影響。分析各處理耕作層土壤排鹽效果（表2），可以看出，臺田底部不同處理耕作層（0-30cm） 土壤鹽分脫鹽情況為：底部采取排鹽 措施的處理A、處理B、土壤耕作層鹽分脫鹽效果明顯，處理C耕作層 土壤脫鹽率較小，僅為5.6%，處

11、理D、處理E鹽分含量則均有所升高，處理D鹽分含量由3.467 g/kg升高到4.397 g/kg，升高 26.8%；未采取脫鹽措施的對照處理E耕作層土壤鹽分含量增加最高，由1.957 g/kg增 加/kg，鹽分增加123.8%。各處理030cm耕作層土體脫鹽順序為處理A處理B處理C，處理D、處理E 耕作層鹽分含量均增加，且增量處理E處理D。表2各神處理耕層OTUtin) 土壤排鹽效果對比Iihlel DtsidijiLyaiioiL eflicincy Yiirioux 匚航鞏隊甘心 truitiJientsin layer M)iRO-30cjn猷k呢)排鹽姓理-含耽量一脫鹽量脫鹽率2008

12、 年2009 年A403*1.65333.54J853.4160.768臉C2.825Z666(H59D34J97S.93 i-26.fiEL9574JS!-2.424-I23.S3.3各處理1m 土體排鹽效果分析通過工程措施修筑臺田來改造重鹽堿地，降低整個土體的鹽堿含量，使其既有利于 農(nóng)作物的生長，又能長期性降低土體鹽分含量是解決問題的關鍵。臺田1m 土體為作物生長敏感深度，又是降鹽 改良的重要土體部分。分析表3可以看出，底部采取不同排鹽工程措施處理，經(jīng)過兩年的種植改良，1m 土體鹽 分脫鹽效果以處理A最為顯著，鹽分含量由5.10g/kg降低到了 3.283g/kg，脫鹽率達35.6%；處理

13、B也有較好脫 鹽效果，脫鹽率為25.6%；處理C的1m 土體鹽分含量由3.938g/kg降低到了 3.134g/kg，脫鹽率20.4%； 而處理D、處理E鹽分含量則有所增加，達到4g/kg左右。各底部排鹽處理1m 土體脫鹽順序為處理A 處理B處理C。轟3各神處理土體lm排鹽效果對比labkL 3 DesukruZLitiud LTfirkjiT, uf vurimi drainu.cIredtmciil hi Im level mh!( g/k/.r 1排鹽姓理一20OS 年含鹽量2009 年-脫鹽量脫鹽率A3.2831.3174.65534631,193C3.938爵04m.4D353744

14、46-0.7 L0-19.0E2.6074.231-L6243.4不同排鹽處理臺田降鹽特征分析通過分析不同底部排鹽處理臺田降鹽特征（圖5）,可以看出，不同底部排鹽措施 處理下，經(jīng)過2年種植后臺田土壤其表層、耕層以及1m 土體的脫鹽情況處理A、處理B、處理C具有相同特征， 均為表層1m 土體耕作層；整體來看，處理A的表層、耕層以及1m 土體均有良好脫鹽效果。分析其原因，A處理下鋪塑膜，有效阻隔了土壤毛細管的作用，地下水無法通過 毛細管將鹽分帶上來，同時塑膜上有排鹽暗管，有利于臺田上部土體鹽分隨將雨及灌溉水排出，但上部耕作層土壤依 舊比較粘重，排鹽需要長期的降雨及有效的灌溉。而處理B采用底部鋪葦把

15、，并在葦把上部整體覆蓋棉花稈，葦把起到 了排鹽通道作用，棉花稈在臺田底部的土體內(nèi)部形成了較大孔隙，也起到了阻斷土壤毛細管的作用，因此也起到了比較好的 脫鹽效果。處理C為底部弧形覆膜+耕層底秸稈覆蓋，底部弧形覆膜同樣對地下咸水的毛細作用起到阻隔效果，由 于底部沒有順暢的排鹽通道，因此整個土體的脫鹽效果不及處理A和處理B,但是分析數(shù)據(jù)表明，處理C表層 土壤在整個生育期間土壤鹽分含量均在較低范圍內(nèi)波動，原因可能是耕層底部滲透性較好的碎秸稈層加速耕層土壤脫鹽，同時粗糙的秸稈孔隙又較好的破壞了土壤的毛細作用降低了蒸發(fā)引致的鹽分表聚。處理D為底部鋪設葦板處理，土 壤鹽分未降反增，且增加情況為耕層1m 土體

16、表層；原因可能是葦板整體鋪設，降雨、灌溉以及土壤水分下滲將土 壤細粒滲滿了整個葦板孔隙，導致后期 水分下滲受阻，降低了排鹽效果，而細密的土壤孔隙又增加了地下水的上移， 強烈蒸發(fā)條件下，土壤鹽分上移到1m 土體內(nèi)致鹽分不降反升。處理E 土壤鹽分增加情況與處理D 一致。處理 A、B、C均表現(xiàn)為脫鹽，且效果較好，初步證明修建臺田時，若想快速改良臺田土壤，降低土體鹽分含量，采取一些排 鹽的工程措施是有利于土體排鹽、土壤改良的。姓理圖5不同底部排鹽處理合田降鹽特訊卜Irj-iSil lc!.( l.i ffr-i i- it| i Ira111 iisir* I j i-ii 111iri 11 ill

17、 I lie- !) l.h un uf I Lnj pld.lGi-rEi:i fir IJ4討論上農(nóng)下漁、漁農(nóng)結合的“臺田-淺池”模式是開發(fā)利用濱海鹽堿地的有效途徑。但在濱 海鹽堿低洼荒地區(qū)采用挖魚塘、修臺田的立體生態(tài)工程措施治理鹽堿地時，應該采取一些底部排鹽措施，有效加快臺田土壤鹽分下降速度，并且一勞永逸的解決地下水位變化引起的次生鹽堿化問題。這樣在低鹽度的臺田上才有可能穩(wěn) 定高效的獲得種植效益，同時又能較好的徹底降低耕層土壤的鹽堿化程度，將鹽堿地永久性改造為高產(chǎn)田。本研究采 用鹽堿荒地工程改造為主、科學排鹽、阻鹽措施為輔，結合 春季作物生育關鍵期海冰水灌溉，建立鹽堿地立體農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)體系

18、，提出水土資源綜合開發(fā)利用新模 式，這對于解決環(huán)渤海地區(qū)農(nóng)業(yè)用水緊缺問題，提 升灘涂鹽堿地利用價值以 及有效增加區(qū)域耕地面積方面有著重要的科學應用價值。參考文獻(References)1 毛漢英，余丹林.環(huán)渤海地區(qū)區(qū)域承載力研究J.地理學報,2008,56(3):363-371.2 張洪業(yè)，黃榮金.黃淮海平原中低產(chǎn)地和荒地資源類型與開發(fā)潛力的研究J.資源 科學,1999,21(1):15-22.3 張建峰，張旭東,周金星，等.世界鹽堿地資源及其改良利用的基本措施J.水土保持 研究,2005,12(6):28-31.4 Hansen J C, Cade-Menun B J, Strawn D G. Phosphorus specia tion in manure amen