（上篇）

摘要：

土壤盐碱化防治，是世界性难题。目前，尚未见有一套完整的、成熟的土壤盐碱化防治理论和可行的实施办法，绝大多数治理工作，没能收到理想的效果，包括客土，过不了多长的时间又被盐化，终点又回到起点。

一般的土壤盐碱化防治技术，多停留在土壤耕作层治理，即使有些涉猎阻断返盐的技术，也存在阻断返盐材料的性能问题、治理技术指标问题及排除的水盐处理等问题。总之，目前的土壤盐碱化防治，还没有一套可信的、可行的、全面的、完整的、生态的、安全的、长期有效的防治系统。1979年10月的西德波恩会议至今，近半个世纪即将过去，波恩会议的话好像是昨天说的一样，还是那么耳熟，“世界大部分地区，土壤盐碱化的原因业已查明，但是合理的治理方法尚未确定，至今改良工作耗资巨大，在许多情况下收效甚微。”

要根治土壤盐碱化，阻断积盐层返盐、严控脱盐水外泄、确保耕作层生态，三位一体，缺一不可。否则，治盐、返盐，再治、再返……按下葫芦起来瓢，盐碱地治理将陷于永远也治不完的怪圈。

启培抗疏力土壤盐碱化治理，是一项以生态防渗为主体的土壤盐碱化防治技术体系，由阻断返盐保护耕地、脱盐造地改良土壤、输送水盐保障安全、依托自然分离水盐、密封盐碱防止外泄等五大部分组成，形成了治理闭环，并具有投资小、见效快、标本兼职、一劳永逸等特性。 

1.盐碱地概述

1.1盐碱地简介

盐碱地，又称盐碱土或盐渍土，是盐土与碱土以及各类盐化、碱化土壤的统称。盐土，土壤中含大量氯化钠和硫酸钠的土壤；碱土，土壤中含大量碳酸钠和碳酸氢纳的土壤，且土壤中可溶性盐含量相当于干土重的1%以上，有的可达3%以上。

一般情况下，当土壤含盐量在0.2%以下时，对植物生长不会有任何妨碍；土壤含盐量在0.2%～0.5%时，仅对幼苗有危害，在这样的土壤上，人们可以种植普通的庄稼；土壤含盐量在0.5%～1%时，大多数植物便不能生存了，只有少数耐盐植物，如棉花、苜蓿、番茄、西瓜、甜菜等，才能生存；当土壤含盐量超过1%时，农作物很难生长，只有少数耐盐性极强的野生植物才能存活。

根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成，大部分与土壤中碳酸盐的累积有关，因而碱化度普遍较高，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。如图所示：

         

图1—1 盐碱地A                          图1—2 盐碱地B

我国盐碱地主要分布于：西北内陆盐碱区，包括新疆的大部分地区，青海的柴达木盆地，甘肃的河西走廊和内蒙西部；黄河中上游半干旱盐碱区，包括青海，甘肃东部，宁夏，内蒙的河套地区以及陕西，山西的河谷平原；黄淮海平原干旱、半干旱洼地盐碱区，包括黄河下游，海河平原，黄淮平原，地跨京津冀鲁豫以及皖北苏北平原；东北半湿润、半干旱低洼盐碱区，包括松嫩平原，辽西盆地，三江平原和呼伦贝尔地区；沿海半湿润盐碱区，包括华东，华南及江北沿海地区。

1.2盐碱地的主要成因

盐碱地的成因极其复杂，主要有以下因素。

1.2.1气候条件

在不同的气候条件下，形成不同的水盐运动规律。年际间的和年内、季节间的降水量差异，是造成旱、涝、盐、碱、咸的重要气候因素。例如，黄淮海平原水均衡类型属降水蒸散型，水的支出形式主要是蒸散，约占全区水量支出的70%，土壤盐分随水分蒸发而累积。

在我国东北、西北、华北的干旱、半干旱地区，降水量小，蒸发量大，溶解在水中的盐分，容易在土壤表层积聚。夏季因雨水多而集中，大量可溶性盐随水渗透到土壤下层或流走，土壤中盐分减少，即“脱盐”，夏季是主要脱盐季节；春季大地回春，地表水分蒸发增加，地下水中的盐分，随毛细吸水上升而聚集在土壤表层，土壤中盐分增加，即“返盐”，春季是主要的返盐季节。东北、华北等半干旱地区，“脱盐”“返盐”季节变化明显，而西北地区，由于降水量很少，“脱盐”“返盐”季节变化不明显。

1.2.2 地理条件

盐碱地主要分布在内陆盆地、山间洼地和平坦排水不畅的平原区，如松辽平原等。从小地形（局部范围内）来看，土壤积盐情况与大地形正相反，盐分往往积聚在局部的小凸处。

以滨海平原区为例，就大地形而言，盐碱土多分布在地势低平的内陆盆地、山间洼地，和排水不畅的平原地区。但从小区地形而言，由于地面水集中于洼地，洼地积水补给坡地的地下水，因而缓坡地上的土壤盐碱化较为严重。此外，从微小地形上看，当降雨或灌水时，低外受水多，淋溶作用强；高外受水少，而且蒸发作用强，水由低处向高处不断的补给，盐分在高处积聚形成盐斑。而土壤在透水性不良的情况下，含一定盐分的水从高处流向低洼处，由于水分蒸发盐分便在低洼处积累，使土壤发生盐碱化

1.2.3土壤质地和土体构型

不同的土壤质地，有着不同的毛细管性状，因而，土壤质地决定了土壤毛细水上升高度和上升速度，以及水的入渗性能，从而直接影响潜水蒸发的速率和水盐动态特征。在土壤水分不断蒸发损失的条件下，地下水中的盐分将随土壤毛细水，源源不断地补给表层土壤，随着水分的蒸发，盐分逐渐积存。

研究表明，毛细水在有粘土夹层土壤中的上升速度，均比砂质土和粘壤质土低，毛细水在有粘土夹层的土壤剖面中，其上升速度随粘土夹层厚度的增加而减慢。相同厚度时，毛细水上升速度随粘土层位的升高而减慢。从表土积盐情况看，若粘土夹层厚度相同，层位愈高，即距地下水面愈远，离地表愈近，其隔盐作用愈大；若粘土层位相同，厚度愈大，隔盐效果愈明显。

1.2.4地下水位

在黄淮海平原，土壤的形成过程和土壤盐碱化的产生与演变，均受地下水位的重要影响和控制。地下水位又是一个在气候、地形，特别是灌溉和排水活动影响下，反映非常灵敏的因素，是人工调控水盐运动的主要方面，是水盐均衡的重要指标。研究表明，地下水埋深越大，潜水补给蒸发量越小。

同一种土质，地下水位越高，潜水补给蒸发量越大，盐分在土壤中积累的量也越多。地下水位的变化，主要受降雨量和蒸发量、灌水量、和排水量的影响，地下水位的升降和水的平衡状况是一致的。在一个地区，如果来水量大于去水量时，地下水位就要抬高；反之，如来水量小于去水量，则地下水位下降。在一年之间也是如此，雨季和灌溉期为高地下水位期，旱季和灌溉期为低地下水位期。在来水量与去水量相对平衡的条件下，地下水位也处在一种动态平衡之中。地下水位的这种动态变化，与土壤盐分的变化密切相关，却又并非同步升降。当降雨或灌溉时，地下水位被抬高，但土壤盐分却被淋溶，此后，随着排水和蒸发，地下水位开始回降，土壤因蒸发而开始积盐，即土壤因蒸发的积盐过程，发生在地下水位从高到低的回降过程中，直至水位降至临界深度以下。水位回降越慢，土壤积盐越多。因降雨或灌溉之后，迅速降低地下水位，缩短回落时间和减轻土壤蒸发的措施，是减小土壤积盐的关键。

1.2.5河流和海水

河流及渠道两旁的土地，因河水侧渗而使地下水位抬高，促使积盐。沿海地区因海水浸渍,可形成滨海盐碱土。

1.2.6地下水矿化度与化学性质

地下水易溶盐分是强电解质，对水分子有较强的亲和力。因此，在气、液界面发生负吸附，吸附后的盐离子属表面非活性物质，可使水的表面张力增大。地下水矿化度升高时，溶液浓度增大，水的表面张力增加，因而，溶液的密度也随之增大，但溶液密度的增加率，远远超过了毛细管表面张力的增加率。在毛细管半径相同的条件下，地下水矿化度的增加，会使毛细水上升高度降低，从而减小潜水蒸发量。但是，潜水蒸发减小的速率，常常小于因水溶液浓度增加而使土壤盐分增加的速率。在同一潜水埋深情况下，高矿化地下水的土壤积盐量，大于低矿化水土壤的积盐量。

在土壤质地基本相同的条件下，地下水影响土壤盐碱的关键问题，是地下水位的高低及地下水矿化度的大小,即地下水位高、矿化度大,土壤积盐就越多。

1.2.7土壤有机质

毛细水的上升速度，随有机质含量的增加而减慢，潜水蒸发量和表土积盐量则随之降低；有机质含量越高，其抑制水盐上移作用就越强。 

1.3盐碱土对植物的主要危害

盐碱土因土壤内的大量盐分，造成土壤结构粘滞、通气性差、容重高、土温上升慢、土壤中好气性微生物活动性差、养分释放慢、渗透系数低、毛细作用强等病害。盐碱土对植物的危害，主要是从物理、化学、生理等方面，影响植物正常发育和生长。

1.3.1土壤板结

盐碱可造成土壤板结，板结的土壤结构性差，灌溉后，土颗粒很容易自动分散，并形成土壤结皮，进而阻止水分渗入土壤和降低土壤贮水能力，使土壤的通气量和水分传导能力降低。

1.3.2生理干旱

土壤中高浓度的盐分，使土壤渗透压提高，造成植物吸水困难，甚至导致植物体内水分外渗。一般情况下，土壤含盐量达0.2～0.25%时，植物会出现吸水困难现象；当土壤含盐量高于0.4%时，植物就会向外渗出水分，发生脱水现象，使植物根部的渗透压调节功能丧失，给根系吸水造成很大的阻力，久而久之，植物就会渴死。这种危害与土壤缺乏有效水分一样，也是一种旱害。所以，一般受到盐碱危害的植物，都会表现出干旱症状，即植株矮、叶面小等。

1.3.3组织伤害

如果土壤中积累了过多的可溶性盐类，由于离子间存在竞争性吸收效应，使得植物体内离子平衡失调，导致某些离子在植物体内过度积累，进而造成植物出现一系列代谢失调情况，如光合作用受到干扰、呼吸作用受到抑制、蛋白质合成能力降低、促进蛋白质分解等。过多的盐分，还可能阻止植物气孔保卫细胞中淀粉的形成，进而影响到气孔关闭，使得植物体内水分急速散失，导致植物枯萎。

损害植物根系。过多的钠离子，会造成植物细胞膜受到破坏、酵素活性遭到抑制和植物正常代谢失常，最终导致植物根部受到严重损伤。

1.3.4营养失衡

由于钠离子的竞争，使植物对钾、磷和其他营养元素的吸收减少，磷的转移也会受到抑制，从而影响植物的营养状况。

综上所述，盐碱土对植物的危害是多方面的，包括物理性、化学性和生理机制上的损害，以及对作物吸收水分和养分能力的严重影响。因此，多数植物不宜生长在盐碱地。

1.4盐碱地的判定标准

由于盐碱地中的盐分和碱性成分过多，影响了土壤的肥力和植物的生长及发育。因此，盐碱地的判断标准，主要有以下几个方面：

1.4.1土壤的PH值

PH值是衡量土壤酸碱度的指标。一般来说，土壤的PH值在7左右为中性，PH值小于7为酸性，大于7为碱性。在盐碱地中，轻度盐碱地pH值为：7.1～8.5，中度盐碱地pH值为：8.5～9.5，重度盐碱地pH值为：9.5以上。

1.4.2土壤含盐量

土壤含盐量是盐碱地的另一重要指标。一般来说，土壤含盐量大于0.2%，就可以认为是盐碱地。在盐碱地中，土壤含盐量高达1%以上，甚至有的地方达到了10%以上，这对于植物的正常生长和发育是极为不利的。

1.4.3土壤结构

盐碱地中的土壤结构一般比较松散，且土颗粒之间的粘结力较弱。这是因为盐碱地中的盐分和碱性成分破坏了土壤的结构，使土层发生断裂和开裂。

1.4.4植被情况

盐碱地中的植被质量往往较差，而且种类比较单一。因为盐碱地中盐分含量高，而植物生长需要适宜的土壤、气候和光照，如果这些

条件得不到满足，植物就无法正常生长。

综上所述，判断盐碱地的标准，有土壤的PH值、土壤含盐量、土壤结构和植被情况等因素。对于种植农作物的人来说，要避免在盐碱地上种植作物，可以选择改良土壤、添加有机肥料等方式，来提高土壤质量。

2.土壤盐碱化防治概况

2.1国内外土壤盐碱化防治理论研究现状

事实上，人们普遍对土壤盐碱化治理持消极悲观的态度。据报道，1979年10月，在西德波恩召开的《农业生产80年代研究与发展战略》会议总结中曾指出：世界大部分地区，土壤盐碱化的原因业已查明，但是合理的治理方法尚未确定，至今改良工作耗资巨大，在许多情况下收效甚微。20世纪30～40年代，苏联学者B.A.萨乌缅认为，防治盐碱化的主要措施，应该是控制用水和草田轮作。而B.A.科夫达则建议，修建排水网作为防治的主要手段。经过长期的研究和实践，人们对排水防治土壤盐碱化的重要性，已有了较清楚的认识。世界各国开展了大规模的兴建水利工程，比较成功的案例，有巴基斯坦的管井排水措施、美国的防渗与排水措施等。

然而，排水冲洗等水利措施，要求具备充足的水源和良好的排水出路，建立及维护水利措施代价也很高。对于淡水资源有限，并且受财力限制的发展中国家来说，并不现实。因而，一些研究者主张，寻求生物学治理措施。A.J.Peck主张，在澳大利亚用恢复和建立植被来控制水盐平衡。以色列科学家HugoBoyKo提出，可以利用咸水灌溉作物或通过种植耐盐植物，来解决盐碱化问题。十年后，人们的观点逐步转向通过筛选耐盐品种、提高作物本身耐盐能力，来应对土壤盐碱化问题。

世界上不少国家开展了盐碱地改良利用研究工作，俄罗斯、美国、匈牙利、巴基斯坦、印度、埃及、以色列及澳大利亚等国，在植物耐盐性研究方面做了大量工作。美国科学家在盐害机理和耐盐机理方面，做了比较突出的工作，提出了原始盐害和次生盐害理论，并从分子生物学的角度，探讨了植物耐盐机制。美国、埃及国家研究中心，利用海水灌溉培育筛选耐盐品种。盐水灌溉需要考虑植物种类与土壤类型相适应，合理设计排灌系统。

随着对盐碱化问题研究的深入，人们逐渐认识到要彻底根治盐碱并不实际，因而，迫切需要寻求一种巩固防治效果的方法，来调控土体中水盐的平衡。

2.2 国内外土壤盐碱化防治实施现状

2.2.1 世界土壤盐碱化防治实施现状

20世纪初，人类就开始认识到盐渍土是一个世界性问题，一些国际组织逐步加入到盐渍土防治行列。在世界银行的援助下，巴基斯坦在印度河平原开展了SCAP计划(1960～1996)，治理面积7.3x10⁶hm²；埃及在联合国粮农组织(FAO)的资助下，对尼罗河三角洲地区2x10⁶hm²的盐渍土进行了治理；美国、加拿大、日本等国，开展了不同规模的盐渍化防治工作。尽管如此，目前世界上得到真正治理的盐渍土，还不到其总量的1%。

2.2.2 中国土壤盐碱化防治实施现状

从50年代到70年代中期，由于不合理的开垦荒地和发展灌溉农业，土地盐碱化面积增加，1958～1978年间，中国有660万hm²耕地，退化为次生盐碱土。中国在60～70年代，建设了很多大型灌溉工程，对提高灌区土地生产力和当地农业生产发展具有重要的作用。但是因各种原因，各灌区都发生了不同程度的次生盐碱化现象。

从70年代开始，国家和各省开始大力治理盐碱地，停止一些不合理灌溉，完善排灌配套工程，以及采取生物和农业技术措施等，使灌区地下水位得到控制。到80年代，华北平原和东北平原盐碱土面积，约减少一半左右，盐碱化程度也发生很大变化。河套和新疆等地区，尽管在一些老灌区的次生盐碱化得到控制,但总体上，土壤的盐碱化尚有不同程度的发展。

80年代后期，由于农村实行土地联产承包责任制，以及缺乏相应的管理措施，再加上干旱引起的地下水位下降，使人们对次生盐碱化发生的警惕性放松，导致排水设施破坏，华北和东北平原土地盐碱化的危险性增加。西北、东北西部和内蒙古等地区，由于人口压力，在大力发展生产的同时，不注意排灌工程的配套、用水的管理和调节，土地盐碱化面积仍在不断扩大。从中国土地盐碱化程度、发展趋势、次生盐碱化发生的危险性，以及对21世纪中国食物需求安全性和世界食物贸易的影响等方面，考虑中国土地盐碱化防治问题，远比其他国家迫切。

当前，我国农田土壤问题与安全放心农产品之间的矛盾日益凸现，且随着我国耕地总面积红线的一再“报警”，盐碱地农田的加强治理，逐步列入国家的重要议事日程。盐碱地是我国重要土地资源的一部分，据农业部组织的第二次全国土壤普查资料统计，我国盐渍土面积为5.2亿亩（不包括滨海滩涂），其中，盐土2.4亿亩，碱土1299.91万亩，各类盐化、碱化土壤2.7亿亩。从东海之滨到西部塔里木盆地，从海南岛到内蒙呼伦贝尔草原，都有盐碱地的分布。开发利用不完善，可利用前景广阔。我国有80%的盐碱地尚未得到开发，开发后的盐碱地存在返盐现象。

2.3 土壤盐碱化治理措施

土壤盐碱化治理主要措施，如表所示：

2.3.1耕作层治理

⑴ 客土类

① 客土改良

客土就是换土，即在盐碱土上铺设适应作物生长的土。

② 淤积改良

采用含有大量泥沙的淡水，如黄河水淋洗土壤，在原来土壤的表面，覆盖一层富含丰富营养的淤积新土层。黄河下游地区，以前常用此法改良盐碱地。近几年，春季黄河下游常缺水或断流，无水可用，此法随之消失。

③ 覆盖免耕

覆盖免耕，即秸秆覆盖与免耕之法相结合，改良盐碱土。在盐碱土上覆盖秸秆后，可明显减少土壤水分蒸发。国内学者研究发现，在盐碱地地表覆盖玉米秸秆，可以阻断土壤水分上行，增加光的反射，降低能量传递，从而降低土壤水分蒸发，抑制盐分在土壤表层聚集。有研究表明：最适覆盖量为9000kg/hm²左右。此法不仅免除土壤结构的破坏，而且土壤蒸发量减少49%～57%，土壤脱盐率达18%～44%，同时增加了地表水的入渗，保持了水分，提高肥力，促进了作物及自然植被的生长。

⑵ 工程类

① 灌水洗盐

“水来水去”，把水灌到地里的盐，再通过水灌洗出，从排水沟排出，从而降低土壤的含盐量。此法，在水源丰富的盐碱土地区，经常得到应用。

② 明沟排水

在盐碱较重、地下水位高、排水有出路的地区，可建立排水系统。如挖沟 、垫高地面等，用以降低地下水位，有利于脱盐和防止返盐。  

明排护坡技术，主要采取垫草皮、打桩、栽种乔灌木等方法，控制边沟滑坡、淤积。

③ 爆破盐斑

采取中层爆破的方法解决盐斑，即在秋季，根据盐斑位置、大小和深度，确定爆破点的区域、分布、深度和装药量进行爆破。一般2～5㎡设一爆破点，用药量为0.45～0.60千克。

④ 平整土地

平整土地改良土壤，主要有大凹穴状整地、沟垄整地、高台整地、全面整地等。因土地不平而出现的地面局部高洼，引起在同一地段内相邻地块水盐运动状况产生巨大差异，导致土壤盐分布不匀、形成盐斑。平整土地可破坏土壤毛细结构、改善因局部高洼引起的水分蒸发和下渗不均匀状况，对促使水盐均匀下渗、土壤均衡脱盐和消除盐斑有一定的作用，以提升降雨淋盐与灌溉洗盐效果，改善土壤盐碱化（盐渍化）程度。

⑤ 深耕细耙

通过深耕细耙，防止土壤板结，改善土壤团粒结构，增强透水透气性，改良土壤性状，保水保肥，降低盐分危害，以利土壤微生物的活动，从而提高土壤肥力，抑制盐分积累。

⑥ 台田治理

在盐碱土地区，挖沟为渠，堆土成台，其上耕种，其下养殖，盐碱下渗，改良土壤，此为“上农下渔”台田治理盐碱地模式。

⑶ 肥料类

① 绿肥改良

在盐碱土种植绿肥作物，既可建立地面覆盖，减少土壤蒸发,抑制地表返盐,又可改善土壤结构,促进土壤脱盐,还可增加土壤有机质,提高土壤肥力。

② 肥料改良

过磷酸钙泥浆\生根粉蘸根：春季裸根植树，使用过磷酸钙泥浆\生根粉蘸根，能刺激新根迅速增多，能使新植的树木生长叶盛。

采用有机物在树穴底部作隔盐层，把锯末和炉灰放在树穴底部，一方面能有效控制返盐，另一方面能增强上壤肥力。

⑷ 化学类

① 石膏

硬石膏最佳，可以直接粉碎施用。通过钙离子和土壤中的游离重碳酸钠作用，生成碳酸钙，重碳酸钙和硫酸钠，降低土壤碱性，消除碳酸钠及重碳酸钠对作物的毒害。钙离子可以换土壤胶体上的代换性钠离子，使钠粘土变为钙粘土。

② 黑矾

又叫皂矾。主要化学成分为硫酸亚铁。硫酸亚铁和水作用可生成硫酸，所生成的硫酸，可直接起中和作用。降低土壤的碱性，如果在石灰性土壤中，又可和土壤中的石灰起作用。生成石膏，起石膏的改良效果。

③ 纳米技术

“纳米碳液”盐碱地改良剂，兑水后喷洒在盐碱地上，通过纳米离子的有机活动，吸附土壤中的盐、碱离子，形成疏松透气、PH值为中性的隔离层，以期达到改良盐碱地的目的。

④ 煤矸石

因煤矸石中含有硫酸铁、硫磺、硫酸铝和游离的硫酸等物质，所以煤矸石具有改良盐碱土的作用。

⑤ 粉煤灰

采用粉煤灰、磷肥隔离层阻碱造林，对提高盐碱地的造林成活率，理论上有一定的作用。

⑥ 腐植酸

在盐碱土的改良中，腐殖酸通过吸附、交换、酸碱中和作用使盐碱土PH值降低，交换性钠离子降低，进而改善土壤的理化性状，提高有机质含量，达到在改良盐碱土、种植农作物的目的。

⑦ 草炭

草炭具有较大的离子交换容量，易促进土壤团聚体的形成，对土壤良好结构的形成具有积极的作用。

⑧ 风化煤泥炭

泥炭和风化煤，具有提高土壤孔隙度、降低pH值、激活离子、增加养分和增强酶生物学活性等效果。