環(huán)渤海地區(qū)濱海鹽堿地不同排鹽處理下的臺(tái)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(tái)田降鹽效率2011-7-6資源科學(xué)Resource Science文章編號(hào)：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(tái)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(xué)地表過程與資源生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100875；北京師范大學(xué)地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院，北京100875；北京師范大學(xué)區(qū)域地理研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(duì)象，采用臺(tái)田-淺 池土地利用新模式，同時(shí)在臺(tái)田底部設(shè)計(jì)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(jié)論：不同 底部排鹽措施處理下，經(jīng)過兩年種植后的臺(tái)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(shè)排鹽暗管排鹽措 施最為明顯，1m 土體脫鹽率達(dá)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(shè)葦板處 理和對(duì)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(tái)田時(shí)，臺(tái)田底部采用弧形覆膜+埋 設(shè)排鹽暗管的排煙措施可有效加快臺(tái)田土壤排鹽速度，達(dá)到改良鹽堿荒地土壤的目的。關(guān)鍵詞：臺(tái)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(jì)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(duì)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(gè)方向。國內(nèi)外 對(duì)于鹽堿土的改良和利用進(jìn)行了大量的研究，有許多成熟的技術(shù)。沿海灘涂是十分敏感的海路交替復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，科學(xué)、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(jì)五六十年代， 國家工業(yè)經(jīng)濟(jì)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(zhì)量差，利用方式單一，生產(chǎn)力低下，農(nóng)民收入降低，進(jìn)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(kuò)大新水源，改造淡 水資源總量，構(gòu)造合理的鹽堿土地利用模式，開發(fā)以服務(wù)城市為核心、以水土資源高效利用為特點(diǎn)的環(huán)渤海沿岸城郊型農(nóng)業(yè) 和遠(yuǎn)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(wù)。近年來，渤海海水作為淡水資源的應(yīng)用研究與淡化技術(shù)取得了一系 列的

5、進(jìn)展。肖建國、張國明等對(duì)海冰水農(nóng)業(yè)利用進(jìn)行了前期研究探討，試驗(yàn)證明3k/L海冰水灌溉農(nóng)田不會(huì)對(duì)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(duì)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(jī)肥力，是解決環(huán)渤海地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)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(duì)象，通過利用海冰水在 作物春季干旱的關(guān)鍵期進(jìn)行灌溉，同時(shí)在臺(tái)田底部采用不同脫鹽工程處理模式，來研究對(duì)比臺(tái)田不同處理的排鹽效果。2

6、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與工程措施2008年修建試驗(yàn)臺(tái)田，高度1.5m,坡比1:1,呈東向西，設(shè)計(jì)4個(gè)底部排鹽措施以及 對(duì)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(shè)排鹽暗管。臺(tái)田底部1.2m處，采取底層襯膜隔鹽，襯膜厚度0.1mm，盡量設(shè)計(jì)成弧形，塑模上按照0.5m間距，加設(shè)瀝水排鹽暗管，見圖1.（2）處理B：底部葦把+棉花稈覆蓋。在臺(tái)田底部垂直與臺(tái)田長度方，由內(nèi)向外傾 斜鋪設(shè)直徑10-15cm左右的葦把；葦把間隔3m，想錯(cuò)排列，共6行。占臺(tái)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(shè)計(jì)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(tái)田底部1.2m處，采取底層襯膜 隔鹽，襯膜盡量設(shè)計(jì)成弧形，有利于鹽分隨水沿襯膜排除。臺(tái)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(shè)葦板處理。臺(tái)田修建前，首先利用挖掘臺(tái)田土的一部分鋪設(shè)成傾斜狀，上直接覆蓋厚度約8cm厚的葦板，葦板鋪設(shè)成斜坡形狀，利于快速排鹽，

8、然后上面覆蓋臺(tái)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(tái)田耕作層，見圖4。?|4底部節(jié)版排止隔斷處埋實(shí)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(duì)照。3結(jié)果與分析3.1各處理表層土壤排鹽效果分析對(duì)試驗(yàn)臺(tái)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(jìn)行 分析，并對(duì)比其排鹽效果（表1），可以看出，臺(tái)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(duì)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?yàn)樘幚鞟處理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(duì)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(tái)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(duì)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(tái)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(duì)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?yàn)樘幚鞟處理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(duì)比Iihlel DtsidijiLyaiioiL eflicincy Yiirioux 匚航鞏隊(duì)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(tái)田來改造重鹽堿地，降低整個(gè)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(guān)鍵。臺(tái)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(dá)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(dá)到4g/kg左右。各底部排鹽處理1m 土體脫鹽順序?yàn)樘幚鞟 處理B處理C。轟3各神處理土體lm排鹽效果對(duì)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(tái)田降鹽特征分析通過分析不同底部排鹽處理臺(tái)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(tái)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(xì)管的作用，地下水無法通過 毛細(xì)管將鹽分帶上來，同時(shí)塑膜上有排鹽暗管，有利于臺(tái)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(tái)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(xì)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(duì)地下咸水的毛細(xì)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(gè)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(gè)生育期間土壤鹽分含量均在較低范圍內(nèi)波動(dòng)，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(shí)粗糙的秸稈孔隙又較好的破壞了土壤的毛細(xì)作用降低了蒸發(fā)引致的鹽分表聚。處理D為底部鋪設(shè)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(shè)，降雨、灌溉以及土壤水分下滲將土 壤細(xì)粒滲滿了整個(gè)葦板孔隙，導(dǎo)致后期 水分下滲受阻，降低了排鹽效果，而細(xì)密的土壤孔隙又增加了地下水的上移， 強(qiáng)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(tái)田時(shí)，若想快速改良臺(tái)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(jié)合的“臺(tái)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(tái)田的立體生態(tài)工程措施治理鹽堿地時(shí)，應(yīng)該采取一些底部排鹽措施，有效加快臺(tái)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(tái)田上才有可能穩(wěn) 定高效的獲得種植效益，同時(shí)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(xué)排鹽、阻鹽措施為輔，結(jié)合 春季作物生育關(guān)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(duì)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(jià)值以 及有效增加區(qū)域耕地面積方面有著重要的科學(xué)應(yīng)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)(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(xué)報(bào),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(xué),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