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甘肃省盐碱耕地治理模式与实施路径

2024年01月15日 甘肃三农在线 郭世乾 崔增团 高 飞

摘 要:通过实地调查,本文初步摸清了甘肃省盐碱地现状及分布情况,并针对不同盐碱化程度的耕地提出了不同的治理与改良技术措施。同时,对全省近年来盐碱地改良项目成效进行了说明,并提出了存在的问题及建议,为进一步做好盐碱地治理工作打下了基础。

盐碱化土壤广泛分布于在全球100多个国家和地区的干旱与半干旱地区,已成为全世界的一个共性问题。盐碱化危害对我国而言也尤为严重,特别是在我国西北地区的宁夏、甘肃、内蒙古、新疆等省(区)均有不同程度的发生。当前甘肃省河西走廊及沿黄流域灌溉区,因受水资源不合理利用和过度开发影响,耕地土壤盐碱化呈现面积逐年增加、程度逐年加重的趋势,是甘肃省盐碱地分布的重点区域。土壤盐碱化问题已造成该地区耕地生产潜力减退,粮食产能大幅降低的危害。该地区群众通过应用土壤调理剂、膜下滴灌水肥一体化等技术对改良盐碱地也做了相关有益探索。土壤盐碱化程度若不断加剧会造成部分县(区)民房坍塌、庄稼绝收,移民和弃耕等现象,进而引起土壤荒漠化和沙漠化等严重的生态问题,灌溉区生态环境将会急剧恶化影响生态系统。土壤盐碱化现已成为制约全省经济社会发展的突出障碍因素。受甘肃省人口增长、经济发展的影响,对资源环境,特别是耕地、生态用地压力越来越大。而盐碱地又是甘肃省重要的后备耕地战略资源,利用潜力大。为此,治理和利用好盐碱地,对补充该省耕地资源、保障粮食安全和农产品有效供给、促进全省生态文明建设意义重大。

综合治理模式

依托有机资源合理利用技术、绿肥种植技术、高效农田节水技术、膜下滴灌水肥一体化技术等成熟先进技术,统筹推进盐碱耕地治理与综合利用,转变盐碱区域农业生产方式,走出一条具有甘肃特色盐碱耕地农业开发利用之路。根据甘肃省盐碱耕地现状及水资源特点,盐碱地治理改良的基本思路是“因地制宜、精准识别、分类施策”,达到“降盐减害、阻盐避害、控盐无害”的目标,根据不同盐碱地程度,集成了培肥“控”盐、节水“阻”盐、灌水“降”盐等三大关键技术模式。轻度盐碱地以培肥“控”盐为主,主要采取“增施有机肥+施用土壤改良剂”技术模式,达到“有盐无害”的目标;中度盐碱地以节水“阻”盐为主,主要采取“农田高效节水(膜下滴灌水肥一体化)+增施有机肥+施用土壤改良剂+绿肥种植”技术模式,达到“阻盐避害”的目标;重度盐碱地以灌水“降”盐为主,采取“冬泡地+增施有机肥+施用土壤改良剂+种植耐盐碱作物”技术模式,达到“降盐减害”的目标。重点以农艺、工程、生物、化学等技术方法为主,具体如下。

1.农艺改良技术

种植耐盐碱作物和选育耐盐碱作物品种。根据耐盐碱作物对盐碱耕地的适应能力不同,因地制宜种植耐盐碱作物,提升增产潜力,实现“适盐抗碱”的目标,如甜高粱、棉花、燕麦、大麦、油葵、洋葱、甜菜、玉米、水稻、枸杞、枣、甘草、麻黄、沙棘等为耐盐碱性较强的作物。同时,也要选育一些耐盐性较强的作

物品种。在甘肃省比较耐盐的棉花品种有:新海16号、新海17号、新海20号、中棉43号和豫棉15号;比较耐盐的小麦品种有:新冬34号、新冬26号、陇春26号、陇辐2号、宁春39号、武春3号、宁春4号。

地面覆盖抑盐技术。地面覆盖是改善农田小气候的重要耕作措施之一,具有保墒增温、抑盐的作用。因此,地面覆盖成为改良盐碱地的一个重要措施。通常采取地表覆膜、覆膜覆土、覆砂、覆秸秆、膜下秸秆覆盖等覆盖模式。在甘肃省目前比较成熟的地面覆盖抑盐技术主要有:垄膜沟灌(全膜覆盖、半膜覆盖,种植作物有制种玉米、玉米、马铃薯、加工番茄、甜椒、食用向日葵);小麦全膜覆土穴播栽培技术;双膜双拱节水抑盐技术;膜下滴灌节水抑盐技术;全膜垄上微沟节水躲盐技术;秸秆还田覆盖抑盐培肥技术;垄膜沟秸节水抑盐技术;铺沙压碱抑盐技术;玉米秸秆直立越冬套种小麦/油菜抑盐技术;小麦秸秆高留茬套种玉米覆盖抑盐技术。

深耕深松,平整土地。加深耕层厚度,能加速淋盐,防止返盐,提升土壤抗旱保墒能力,改良土壤的物理结构,深耕时要注意不能把暗碱翻到表土层。平整土地能够使灌水或降雨均匀地下渗至深层土壤,能够提高灌溉洗盐与降雨淋盐的效果,可有效地防止斑状土壤盐渍化。耙地可截断土壤毛细管水向地表输送盐分的通道,疏松表土层,起到防止土壤返盐的作用。耙地要在适宜时间,降雨后不宜耙地。

配方施肥,增施有机肥料。盐碱地一般有肥力瘠薄、土壤结构差的特点。有机肥料经过微生物分解,可转化形成腐殖质,能提高耕层土壤的缓冲能力,并可和盐离子相互作用形成腐殖酸盐,从而降低土壤的碱性。腐殖酸盐还能够促进作物生长,提升抗盐碱能力。腐殖质能够促进土壤团粒结构的形成,从而使土壤孔隙度增加,增强透水性,有助于土壤盐分淋洗出来,抑制土壤返盐。有机肥料中所含的土壤有机质发生分解时可产生腐殖酸、胡敏酸及富里酸等酸性物质,既能与土壤碱性中和,又能加快土壤养分分解速度,促进缓效土壤养分转化,提高磷素的有效活性。因此,改良治理盐碱地增施有机肥料是一项主要技术措施。

高效农田节水技术。在河西及沿黄灌区,要逐步改革区域用水制度,建立新的用水与节水机制,实行分区域、分作物、分时期合理轮灌,防止灌溉水渗漏。要大力推广以垄膜沟灌技术、垄作沟灌技术、水肥一体化技术、种植抗旱节水作物为核心的农田高效节水综合技术,引导农民科学用水,减少或杜绝大水漫灌,降低因灌溉对中下游地区发生次生盐渍化的几率。

种植绿肥,实施粮草轮作。利用粮草轮作不但可提高盐渍化土壤的生产潜力,促进畜牧业结构的调整,还能撑起一个新兴的生态产业。更重要的是,粮草轮作还有利于耗草型畜牧业的发展,促进畜牧结构的调整,将“人畜共粮”“人畜争粮”的农业系统引向“人畜分粮”。

2.工程改良技术

盐碱地治理的工程技术主要有:客土改良、暗管排水、竖井排水、挖排水沟排涝排盐、表土排盐法等,工程技术改良模式由于后期维护成本较高,且会造成下游次生盐渍化,治理效果差,治标不治本,故不提倡。因此,需要改良技术,以应对日渐复杂的盐碱地情况。
客土改良技术。客土改良即将盐碱土换为非盐碱土,起到压盐压碱,培肥地力的作用,能够达到土壤“有盐无害”的效果。

开挖沟槽铺秸秆回填技术。对于板结盐渍化土壤,例如瓜州县广至藏族乡的板结盐渍化土壤,可采取开挖沟槽铺秸秆回填技术。具体方法是:用挖掘机挖宽70~100 cm,深70~250 cm的沟槽,用一层秸秆,一层原土,一层沙子,一层有机肥回填,提高土壤水分的入渗能力,加速土壤盐分的淋洗。此种方法适合在回填沟中种植枸杞、西瓜等行间距较大的作物,也适合棉花、葵花等耐盐碱作物的种植。开挖沟的深度取决于种植作物根系的深度。

挖沟排盐排碱。顾名思义,即在地面挖沟渠道以排出过高的地下水、盐碱水和地表积水的工程技术措施。排碱沟渠断面通常为上大下小的梯形,沟底沿着排水方向不断降低,水自行流动。该系统由田间排水网、主干排水沟及容泄区等部分组成。一般明沟深度为1.5~3 m,在要求的地下水位一定时,沟深大则间距大,沟深小则间距小,农沟间距为150~400 m,毛沟间距为30~50 m。

暗管排水。暗管排水洗盐是一项重要的水利工程技术措施,这种改良技术遵循的是“盐分随水而来,盐分随水而走”的水盐基本运移规律。原理为将暗管铺设在地下,土壤盐分随水分逐渐渗出,从而达到土壤脱盐的目的。地下暗管铺设一般是水平封闭式。一级管与二级管结合,一级管的渗入水流入二级管内,最后流入污水管中排走。如果污水管道埋深较浅不能自行排水,可在二极管末端设置一个集水井,定期强行排水。地下暗管的埋深、纵坡、间距等相关参数主要取决于所种作物类别、气候、土壤结构及地下水位深度等具体情况,一般深度为1.5~2.3 m,间距为50~200 m,排水坡度为0.2%~0.3%。

铺设盐碱隔离层。对于高地下水位的地区,采取铺设盐碱隔离层的方法,防止底部的盐分上升。这种方法适用于地下水位较低且需回填抬高的地区。盐碱隔离层的位置要高于地下水位线,盐碱隔离层的基质垫层多采用粗砂、砾石或炉渣;在隔盐层之上要设计基质防渗层,重点对土壤颗粒进行过滤,保障隔离孔隙,一般过滤层厚度为5~10 cm;可根据种植土回填和植物的耐盐程度进行土层的厚度设计,节约资源和建设成本。

3.生物改良技术

盐碱地土壤一般结构性差、团聚体少、容易板结,从而阻止水分入渗和降低土壤蓄水保水能力。棉花、油葵、甜高粱、甜菜、野生抗盐植物、牧草、绿肥等可作为盐碱土改良的先锋植物,能够培肥地力和耐盐碱。紫花苜蓿根系特别发达,具有利用深层土壤水分,降低地下水位的作用;同时苜蓿春季发芽早,生长速度快,地面覆盖度大,有利于减少地表蒸发。绿肥作物的生物排水,既有助于地下水位的回降,又能够减轻地表土蒸发积盐;并且绿肥作物根系在生长过程中,穿插土壤,有利于提高土壤团粒结构占比,进而改变盐碱土壤的物理性状。

4.化学改良技术

化学改良技术的重点在于应用化学物质与土壤中盐碱成分相互作用,缓解或消除盐碱地土壤不良特性,从而达到改善土壤理化性状的目的。盐碱地化学改良措施具有投资小、见效快、配方灵活多样的突出特点,对中度、重度盐碱土壤改良优势十分明显,因而化学改良技术历来都是盐碱地治理改良领域的重点。目前化学改良技术主要有提高土壤团粒结构、中和酸碱、惰化及络合重金属离子、提升土壤肥力4大改良机理。随着化学改良机理的完善,化学改良技术必然在盐碱地改良中占有越来越重要的地位。最常用的是施用石膏(硫酸钙)、磷石膏、硫酸亚铁、硫磺、风化煤、腐殖酸、糠醛渣、泥碳、炉渣以及禾康、免深耕等土壤改良剂,这些改良剂一般和有机物料配合施用效果更佳。

实施效果

近五年来,依靠中央农业资源与生态保护专项资金,全省累计创建示范县49个,建立盐碱地改良示范区面积112万亩,示范区盐碱耕地土壤含盐量及酸碱度降低,实现了“有盐无害”目标。根据耕地质量调查评价结果,全省耕地质量等级由2017年的6.71等提升至2020年的6.35等,提升了0.36等,保障了甘肃省粮食安全。

存在问题

1.缺乏大规模的资金投入

高效治理和改良盐碱地是推进耕地数量、质量、生态“三位一体”保护,确保粮食安全,促进农业生态环境的良性循环和农业可持续发展的有效抓手。盐碱地改良与治理投入较大,近年来,甘肃盐碱地改良与治理重点采用了项目投资与农户个人投资相结合的方式,但因现阶段项目投资规模小,而农户个人投入又有限,导致盐碱地治理改良的速度缓慢,稳定性较差。为此,建议加大资金投入,扩大项目实施范围,全面普及盐碱地改良技术,发挥辐射带动效果。

2.缺乏因地制宜的技术规程

盐碱地治理是一个系统而复杂的工程。多年来,甘肃省盐碱地治理主要是采取挖排碱沟、机械深耕、灌溉洗盐等措施,但由于投资大、后期维护成本高,且造成了水资源浪费,对中下游地区易造成次生盐渍化。而该省盐碱地发生程度不一,盐碱发生原因多样,仅靠单一的措施治理效果欠佳,更需要盐碱地改良、工程建设与地力培肥相互配套“三位一体”的治理模式,才能达到较好的治理效果。目前该省尚未制订相关高效的技术标准,不能有效地指导盐碱地改良治理工作。

3.缺乏盐碱地改良的有效产品

当前盐碱耕地改良技术较为单一,传统盐碱地改良产品主要包括土壤调理剂、有机肥、绿肥等,有效的盐碱地改良新产品研发进度缓慢。建议科研单位和大专院校加大研发力度,加快新型产品应用步伐,探索施用肥料与改良盐碱地一体化产品利用途径,为盐碱地改良治理提供新的技术手段。

相关建议

1.加强组织管理,建立部门协调机制

盐碱耕地治理与综合利用是一项系统工程,建设内容涉及方方面面,要建立行政加技术的双轨领导小组,明确目标,落实措施,密切协作,切实抓出成效。要协调发展改革、财政、水利、自然资源、农业农村等部门,协作配合,整合资金,形成齐抓共建的工作机制。

2.分解任务目标,建立任务落实机制

在规划引领前提下,明确工作重点,分区域、分程度分解任务目标,创新盐碱地改良综合技术模式,抓点示范,建立标准示范区。组织农技人员深入田间地头,开展技术指导和培训,落实落细各项技术措施。

3.整合各方资金,建立资金投入机制

盐碱耕地治理与综合利用建设规模大,所需资金投入较多。按照“整合资源、集中投入、统一标准、连片建设”的原则,明确各项工作投资来源。除中央和省财政投资补助外,在落实好地方配套资金的同时,在明晰产权的基础上,积极创新制度,创造有利条件吸引社会资金投入,形成盐碱地治理多元化投融资渠道。

4.强化科学研究,建立技术支撑机制

构建以农技推广机构为主体、科研单位和大专院校广泛参与的盐碱耕地治理与综合利用技术研究、转化、推广体系,探索出盐碱耕地治理与综合利用的技术模式、利用途径,为盐碱耕地治理与综合利用提供支撑能力。

5.开展绩效评价,建立跟踪问效机制

制订以“问责问效、监督管理”为核心的绩效考评办法,建立严格的奖惩机制,并组建项目绩效考核专家组,定期或不定期对工作进行评价,跟踪建设成效,确保项目实施效果。

6.创新经营模式,建立利益联结机制

要推进经营模式的创新,正确处理经营、投资、管理和使用4个方面的关系。对重度盐碱地块,若无社会力量经营,则由当地政府开发治理。对盐碱化程度较轻的地块,采取乡、村、户以土地资源参股的形式,与社会第三方投资企业一同进行开发,实现利益共享。

来源:甘肃农业,2023(4):14-18

编辑:王月英