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中图分类号:S158.3;X825文献标识码:A文章编号:0439-8114(2011)08-1548-03
Evaluation of Soil Fertility and Salinization under the Different Land Utilization Patterns in Xinxiang City
WU Da-fu,REN Xiu-juan,YAO Su-mei,LIU Hui-ping
(College of Resource and Environment,Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003,Henan,China)
Abstract: The soil samples that came from different utilization patterns of arable land were collected in the suburban of Xinxiang city. The analysis contents included soil organic matter, total nitrogen, alkali-hydrolyzable nitrogen, available phosphorus, available potassium, pH value, cation exchange capacity, total salt content, the composition of exchangeable cation. The results showed that different utilization patterns had different effect on the above-mention items. According to the evaluation standard of soil organic matter and soil fertility level, the soil organic matter and total nitrogen belonged to the state of the scarcity or moderate, but the alkali-hydrolyzable nitrogen was very scarcity, and available phosphorus was between very scarcity and scarcity, the rate of available potassium was between moderate and rich state, the Ca2+ and Na+ were the main contents of the exchangeable cation. However, the rate of exchangeable calcium was more than the value of threshold, on the contrary, the contents of exchangeable magnesium was less than the value of threshold. Most farm land was prone to light salinization under different utilization patterns, but the farm field near the highway had the trend of alkalization.
Key words: salinization; soil fertility; utilization pattern; alkalization; Xinxiang city
新乡市位于河南省北部黄灌区内,辖区内农业生产用水2000年以前主要为引黄灌溉,2000年后随部分引黄渠道的老化与供水不足,大部分农业用水由引黄灌溉改为地下水灌溉。气候干旱、排水不畅和地下水位过高,是引起土壤盐碱化的重要原因。河南省1981~2005年来的年平均气温呈明显的上升趋势,年平均气温以0.05℃的速度上升,其中春季和冬季的增温趋势极其明显,而年降水量的变化趋势不明显;土壤水分呈明显下降趋势,年平均重量含水率下降约0.08%,其中春季的土壤水分下降趋势最明显[1]。1987~2002年河南沿黄湿地面积减少了19.18%[2]。在这种大的环境背景下,农田土壤的次生盐碱化进程加快,大部分农田在早春地表可见明显白色盐斑,低洼积水地带农田无法耕种。为此,以新乡市郊区不同利用方式农田为研究对象,分析农田土壤总盐分含量、土壤阳离子交换总量、土壤交换性阳离子组成,研究其土壤次生盐碱化程度和土壤肥力变化,为合理利用土壤、减少盐碱化提供理论依据。
1材料与方法
1.1样品采集
采样区土壤类型为壤质潮土。2009年3月使用GPS定位技术,定采样点(表1),采用“S”形多点混合取样法,取耕层0~20 cm土样,并采集表层盐斑土壤样品1份,土样经登记编号后进行预处理,置于室内通风阴凉处风干,然后磨碎过2.00、1.00、0.50、0.25 mm土壤筛,分别保存用于测试分析。
1.2测定项目与方法
新鲜土样水分(烘干称量法)、风干土样水分(烘干称量法)、有机质(重铬酸钾容量法)、全氮(凯氏定氮法)、碱解氮(碱解扩散法)、速效磷(钼蓝比色法)、速效钾(火焰光度计法)、土壤pH值(电位法)、阳离子交换总量(火焰光度计法)、总盐分含量(残渣烘干法)、交换性钙镁含量(EDTA滴定法)、交换性钾钠含量(火焰光度法)。土壤各项目的测定方法均参考鲍士旦主编《土壤农化分析》[3]。
2 结果与分析
2.1 土壤基本肥力现状分析
根据《全国第二次土壤普查暂行技术规程》中土壤有机质及基本肥力分级标准[4],结合土壤分析结果,就不同利用方式下,农田土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾的实际状况做出评价。
土壤有机质与土壤肥力水平密切相关,土壤有机质含量对土壤性状、作物生长和化肥的施用影响很大(表2)。根据土壤有机质及基本肥力分级标准(表3)和分析结果,可以看出,1号和3号农田有机质较缺,2号、4号、5号、6号、7号农田有机质为中等肥力水平。全氮肥力水平与有机质肥力水平呈现相似规律,1号和3号农田土壤全氮较缺,其余农田均为中等肥力水平。
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因在早春采样,农田尚未追肥,7块农田土壤的碱解氮含量均低于30 mg/kg,表明碱解氮水平为极缺。1号农田土壤中速效磷<3 mg/kg,处于极缺状态;3号、4号农田土壤中速效磷介于3~5 mg/kg,评价等级为缺;其余地块的速效磷含量介于5~10 mg/kg,处于较缺状态,当地农田土壤磷含量较低是限制作物增产的因素之一。由于当地土壤为壤质潮土,土壤中含有丰富的含钾矿物,所有农田土壤中速效钾含量都在100 mg/kg以上。6号农田土壤中速效钾含量属于中等水平,1号、5号、7号农田土壤中速效钾评价等级为较丰,2号、3号、4号农田土壤中速效钾丰富。
以上分析结果与2008~2009年新乡市测土配方施肥分析结果一致,新乡市农田限制性基本肥力因子主要为有机质含量偏低,土壤全氮水平不高,90%以上农田磷素供应不足。
2.2土壤阳离子交换总量与阳离子组成分析
土壤水溶性盐是盐碱土的一个重要属性,是限制作物生长的障碍因素。盐土中含有大量的水溶性盐类,影响作物生长。土壤中水溶性盐类的分析,是研究盐碱土盐分动态的重要方法之一[1]。
由表4可知土壤阳离子交换总量变化不大,土壤交换性阳离子均以Ca2+、Na+为主,3号、5号、6号和7号农田土壤交换性钠离子含量大于交换性钙离子。3号农田位于农田排水沟旁边,而5号、6号和7号农田则位于乡村主要公路两边,由于公路建设两侧农田地势低于公路。交换性钾与土壤速效钾含量变化规律一致。钙、镁是植物生长所必需的中量元素,土壤交换性钙含量临界值为100 mg/kg,各农田土壤交换性钙含量均高于临界值;土壤交换性镁临界值为60 mg/kg,所有农田交换性镁含量均低于临界值。
2.3土壤次生盐碱化程度分析
盐碱土是一系列受土体中盐碱成分作用的,包括各种盐土和碱土以及其他不同程度盐化和碱化的各种类型土壤的统称[5]。在形成盐碱土的过程中,土壤盐碱化过程起主导或显著的作用,各种类型盐碱土的共同特性就是土壤中含有大量的盐碱成分,具有不良的物理化学性质,致使大多数植物的生长受到不同程度的抑制,甚至不能生长成活。当土壤表层或亚表层中(一般厚度为20~30 cm),水溶性盐积累超过0.1%或0.2%,或土壤碱化层的碱化度超过5%,就属盐碱土范畴[6]。
由表6看出,土样的pH值均在7.0以上,说明各农田土壤呈弱碱性。由表5分析结果和表6盐碱土分级标准看出,1号农田土壤属于非盐化土,2~7号农田土壤属于轻盐化土;1号、2号、4号农田属于非碱化土,3号、5号、6号、7号农田属于轻碱化土。表明新乡市郊区不同利用方式农田土壤盐碱化程度不高,3号、5号、6号、7号农田为轻盐碱化土,2号、4号土样为轻盐化土非碱化土,1号种植桃树的土壤为非盐碱化土壤。
3小结与讨论
新乡市郊区不同利用方式农田土壤肥力的主要限制因子为有机质、氮、磷、镁,农田盐碱化程度不高,大部分为轻盐碱化土壤,靠近公路农田有碱化现象。不同利用方式农田土壤有机质、全氮评价等级为较缺或者中等;碱解氮评价等级为极缺;速效磷评价等级为极缺、缺或者较缺;速效钾评价等级为中等、较丰或者丰富。土壤交换性阳离子以Ca2+、Na+为主,农田土壤中交换性钙的含量均在临界值之上,但交换性镁含量却在临界值之下。不同利用方式的农田土壤大多属于轻盐化土壤,但靠近公路的农田土壤有碱化现象,原因在于公路建设初期,农田表层土被取用于公路建设,导致地势低,易积水;同时,公路路基影响浅层地下水的流动,也会导致农田表层土壤水分上下运动频繁,盐分随水运动逐渐在表层富积。
土壤肥力分析结果与2008~2009年新乡市测土配方施肥分析结果一致,土壤交换性阳离子分析结果显示交换性镁临界值远低于其临界值60 mg/kg。因此,建议新乡市农田培肥应扩大秸秆还田面积,增加秸秆还田量,并增施有机肥,不仅可以提高土壤肥力,还可以延缓土壤次生盐碱化进程;改善土壤保水保肥能力,以产定氮和钾,增施磷肥,因缺补中微量肥料。
参考文献:
[1] 方文松,陈怀亮,刘荣花,等. 河南雨养农业区土壤水分与气候变化的关系[J].中国农业气象,2007,28(3):250-253.
[2] 丁圣彦,梁国付.近20年来河南沿黄湿地景观格局演化[J]. 地理学报,2004,59(5):653-661.
[3] 鲍士旦.土壤农化分析 [M]. 第三版.北京:中国农业出版社,2000.
[4] 全国土壤普查办公室.全国第二次土壤普查暂行技术规程[M].北京:农业出版社,1979.
[5] 王遵亲,祝寿泉,俞仁培, 等.中国盐碱土[M].北京:科学出版社,1993.1-6.
关键词:新疆地区;盐碱地;改良措施
引言:
由于新疆属内陆干旱地区,降水少,蒸发多,又多荒漠、植被稀少、灾害性天气多,而因为地处内陆封闭环境,丰富的盐类物质只能在区内循环,致使土壤残余积盐和现代积盐过程都十分强烈。据统计,新疆盐碱土地面积达11万平方公里,约占全国盐碱土地面积的1/3,现有耕地的32.6%已出现次生盐碱化。新疆除伊犁河谷、阿勒泰地区和塔城部分地区土壤盐碱化较轻之外,其他地区土壤均有不同程度盐碱化,天山南麓、塔里木盆地西部各灌区最为严重,一些耕地由于次生盐碱化加重而被迫成为弃耕地。如果土壤盐碱化蔓延得不到有效控制,势必会导致生态环境进一步恶化。而要想改善新疆绿洲生态环境,当务之急是加快盐碱地改良利用进程。
1新疆地区盐碱地成因及改良的重要性
新疆属于内陆干旱和半干旱地区,底层土和地下水中所含的盐分, 由于地面蒸发作用,随着土壤毛细管作用使所含盐分的水上升到地表层,水分蒸发后,使盐分停留在土壤表层,聚积而形成盐碱地;地形封闭,盐分无外泄条件,新疆地貌格局为 “三山夹两盆”,新疆的内陆河从山区淋溶盐分, 通过地表水和地下水径流, 不断向盆地输送、 累积而不能排出,形成盐碱地;不合理的灌溉等人为措施也能使地下水位上升,使易溶盐类在地表层积聚,从而形成次生盐渍化人为的形成盐碱地。
根据有关调查显示,在过去的50年时间里,新疆累计开垦盐碱荒地5100万亩,而实际保留面积仅有2800万亩,有47%的面积因次生盐碱化而弃耕。盐碱化制约农村经济发展,土壤盐碱化对农作物最直接的影响是导致产量降低,甚至颗粒无收。轻度盐碱化可减产10%左右,中度盐碱化减产15%―30%,重度盐碱化则减产30%―50%。同时土壤盐碱化造成土地产出率低下,农业综合生产能力严重不足,农民增收困难,农业发展矛盾进一步加剧,制约了我区优质高效农业发展。
盐碱地是新疆生态环境可持续发展面临的重要问题,更是影响农业生产、工业发展及基础设施安全、人类健康的重要因素。根据农业部门的调查,土壤盐碱化每年使新疆粮食减产约7.2亿公斤,约占全年粮食总产量的8.6%;使棉花减产13.05万担,约占全年棉花总产量的9%;造成经济损失约35亿元,占全年种植业总产值的8%左右。由此可见,盐碱地改良的重要性。
2盐碱地改良措施
国内外盐碱地改良一般采用的办法有:水利技术,即以水压盐;生物改良,即植树造林,秸秆还田;利用盐生植物降盐,抑制蒸腾;化学改良等。
2. 1 水利措施
2.1.1节水技术
使用先进的灌溉方法对于防止土壤盐渍化和合理利用水资源十分重要。实施畦灌、沟灌、地膜覆盖灌等常规节水技术和膜下滴灌、喷灌、 渗灌、低压管道灌等高效节水技术,制定合理的灌溉制度和采用较先进又切实可行的灌水技术,可以通过控制灌溉使作物只得到生长需水,而不补充地下水,使地下水位随土壤的不断蒸发而降低,可解决因灌溉引起地下水位上升形成土壤次生盐渍化的问题。因此,在新疆有条件的地区,因地制宜地推广常规节水和高效节水技术,加强以节水为核心的灌区配套建设,不仅可以节约农业用水,缓解水资源矛盾,带来经济效益, 还能减少耕地的次生盐渍化。
2.1.2 排水措施
在地势低洼的盐碱地块和地下水位较高的耕地, 通过开挖排水沟, 排出地面水可以带走部分土壤盐分。如果没有排水沟, 在蒸发强烈的耕地, 会使表层土壤积盐严重, 必须使排水系统配套。
2. 2 农业措施
农业措施能够对水利措施所取得的成果进行巩固和进一步的提升,水利措施虽然可以有效排盐,但同时也产生了土壤养分大量流失的问题,必须通过农业措施加以解决。
主要方法有平整地面、深耕晒垡、客土抬高地面、微区改土及大穴整地等方法。对于平整地面应当注意留一定的坡度, 挖排水沟, 以便灌水洗盐。凡质地粘重,透水性差的土地,特别是盐碱荒地,在雨季到来之前要进行翻耕,疏松表土,增强透水性,阻止水盐上升。四周不具备排水条件的小型绿地,采用客土抬高地面下设隔离层,利用高差排水淋盐,达到改土的目的。土壤临界深度减去地下水位深度即为抬高高度。还有就是事先将塑料薄膜隔离袋置入树穴中添以客土。有时在树穴内铺隔盐层,通过铺粗沙、炉灰沙及植物秸秆等,然后添以客土,有效控制土壤次生盐渍化,并通过采取适地适树、小苗密植、 适时栽植、合理灌溉、及时松土及多施有机肥等一系列栽培措施,改良土壤结构,减少盐碱和大风对树木的危害,有效的抑制客土发生次生盐渍化,从而保证栽培植物正常生长和发育。
2. 3 生物措施
在对盐碱地的改良工作中, 植树造林, 形成林网是生物措施的主要方式。林网的形成不仅能够改良田间小气候,而且因其耗水量远远高于普通作物,所以可以有效降低作物附近的地下水位,获得生物排水的效果。此外,通过种植耐盐作物,也是生物改良盐碱地的重要措施。
采用耐盐抗盐作物,通过实践对新疆盐生植物的物种多样性、盐生植物种子及耐盐性进行研究,最终证明在盐碱地种植盐地碱蓬、盐角草、野榆树菠菜等,每年可从土壤中带走大量盐分,连续3年左右即可大幅“淡化”土地,使其达到耕种标准。借助这一最新成果,新疆目前已有1000多亩盐碱地被改良。
同时,新疆拥有丰富的盐生植物资源,目前已发现的有305种。它们可修复盐碱土,有效治理土壤原油污染,吸收铬和铜等重金属,许多还可用于医药、绿化、饲用、食品加工、纤维和化工等领域,具有很大的开发潜力。
2. 4 化学措施
化学措施在盐碱地的改良中主要是各种化学试剂的使用,利用酸碱中和原理来改良土壤化学性质的方法。 化学改良剂有两方面的作用:一是改良土壤结构,加速洗盐排盐的过程;二是改变可溶性盐基成分,增加盐基代换容量,调节土壤酸碱度。化学改良包括施用石膏、 磷石膏、过磷酸钙、腐植酸、泥炭及醋渣等。例如:通过增施化学酸性肥料过磷酸钙,可降低 pH 值,提高树木的抗性。施入适当的矿物化肥,补充土壤中氮、磷、钾及铁元素含量,有明显的改土效果。 施用大量的有机质,如腐叶土、松针、木屑、树皮、马粪、泥炭、醋渣及有机垃圾等,可增加土壤有机物质,达到改良土壤的目的。
3结语
关键词:滴灌,漫灌,土壤盐分,灌溉制度,动态平衡
0.引言
水是生命之源,任何生物的生长生活都离不开水。水的使用主要分为:农业用水、工业用水、生活用水,而农业用水主要体现在灌溉方面。但地球上的水在时间和空间上的分布有明显的差异。对于有些缺水地区,在农作物生长发育期,天然降水已不能满足作物正常的需水要求,而传统的灌溉方式会降低水资源的利用效率。因此在考虑经济效益的前提下,为满足作物正常的生长需水要求,大力发展滴灌灌溉方式显得尤为重要。
水中含有多种盐,以Na+、K+、Ca2+、Mg2+、C1-、SO42-、HCO3-等为主,植物在生长过程中吸收大量的水和少量的盐,且不同植物吸收的矿质离子不同,植物在不同的生长期吸收的矿质离子也不同。随水进入土壤中的盐,一部分进入地下水系统,一部分滞留在土壤中。在持续的土面蒸发和植物蒸腾作用下,溶解在潜水中的盐分会源源不断的向上层移动、堆积,最终导致部分地区的土壤盐碱化或次生盐碱化。因此在推行节水灌溉的同时,防治土壤盐碱化才是可持续农业可发展的关键。研究表明旱作物适宜土壤含水量下限与上限的范围一般相当于田间持水量的55%-85%。在满足植物需水量的前提下,灌溉水量小时会使土壤中的盐分增加,甚至会出现局部盐碱化;水量大时对盐碱地有淋洗作用但会增加水量的消耗。因此在节水灌溉时,灌溉水量的多少尤为重要。
1.国内相关研究成果
1)宰松梅、仵峰等研究不同滴灌形式对棉田土壤理化性质的影响的试验结果表明:土壤盐分的累积与灌溉制度和当地气候条件有关。滴灌条件下,以毛管为中心,在一定范围内的土壤含盐量距毛管距离的增加而增加;地下滴灌土壤EC值变化主要发生在20-50cm的土层。但在靠近毛管处存在一个土壤盐分质量分数较低的区域,该区域正是根系活动的主要区域。而在表层(20cm以上)土壤的含盐量较高,不利于作物的出苗;膜下灌溉的EC值变化主要发生在20cm以上的土层,表层含盐量较低,但在20-100cm土层,土壤含盐量明显高于地下滴灌。因此长期使用膜下滴灌应加强土壤盐分的监测。
2)苏里坦等试验研究结果表明:膜下灌溉条件下,随时间的推移土壤盐分呈现出从深层到地表和膜下到膜间的双向迁移趋势,但灌溉结束后,在蒸发作用下,土壤水分和盐分同时向地表迁移,从而引起膜下土壤脱盐区和达标脱盐区的不断缩小。另外,随着灌水量的增加,土壤湿润峰位置下移,盐分峰值位置也呈现下移趋势,且一定范围内灌水量越大,土壤平均脱盐幅度越大,即淋洗作用越明显。
3)亓沛沛等试验研究结果表明:灌溉方式不仅影响土壤中的含盐量,更重要的是会对盐分在水平和垂直方向上的分布产生明显的影响。漫灌条件下土壤盐分虽然会出现表层盐分积聚,但是其盐分总量却少于滴灌条件下的含量;膜下滴灌条件下,盐分总量虽然较高,但在耕区的分布较均匀,并未出现表层积聚现象。
2.对于干旱区合理灌溉的建议
膜下滴灌可使根系土壤脱盐,脱盐土层仅限于浅根系,但无法将盐分从土体中淋洗去除。一旦灌溉水分短缺,下层的土壤盐分可随蒸发向上移动,产生土壤表层积盐。如果连续多年滴灌种植,土壤始终处于积盐状态。因此农田土壤盐分仅通过节水灌溉的方式淋洗和迁移是不够的,必须与一定的排水技术相结合。否则,农田盐分的危害是不会被消除的。在盐碱地上应用滴灌时,如何制定合理的灌溉制度使得灌溉水既能满足作物对水分的需求,又能保持一定的淋洗水量对土壤盐分进行淋洗是一个关键的问题。
东营区地处渤海之滨的黄河口三角州,土壤是由黄河水携带泥沙填海造陆发育而成。成陆时间较短,土层浅,且地下水位高(地下水平均埋深2.5米左右)。加之海潮倒灌侵袭,土壤盐碱化程度较高,一般表层含盐量在0.49-0.8%,最高可达2.2%以上。盐碱对植物绿化的影响主要通过影响植物生长表现出来。土壤中的盐分毒害植物的根系(以毛根为主),使植物根系组织受到破坏,失去吸收功能,使植物生长不良或致死。同时,由于地下水渗透压大于细胞液渗透压,从而使植物根系中的水分发生倒渗而脱水。树体越高,根系下潜越深,对树体的危害越大,轻者出现黄叶、枯梢等现象,严重的将导致树体死亡,所以在盐碱地地区很难见到参天大树,这也是树木更新换代频率较高的原因。
二、土壤盐碱化的成因
土壤的形成过程和土壤盐碱化的发生与演变,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。
1、地下水埋深与土壤积盐
当地下水矿化度基本相同的情况下,地下水埋深愈小,蒸发量越大,土壤积盐越严重。即使在地下水矿化度较低的情况下,如果地下水埋藏较浅时,由于地下水因蒸发进入表层土壤中的水分较多,也会携带较多的盐分,使土壤积盐。只有将地下水控制在不致因蒸发而使土壤积盐的深度,土壤才不会发生盐碱化。
2、地下水位变化对土壤积盐的影响
地下水位的变化主要受降水量和蒸发量(包括蒸腾作用)、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。一个地区,如果来水量(灌溉引水和降水)大于去水量(排水和蒸散)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。在来水量与去水量处于相对平衡的条件下,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。当降水或灌溉时,地下水位抬高,但土壤盐分却又被淋溶,此后随着排水和蒸发,地下水位开始回降,土壤因蒸发开始积盐,即土壤因蒸发而积盐的过程发生在地下水位从高到低的回降过程中,直到水位降至临界深度以下。水位回降越慢,土壤积盐越多。毛细管向地表输水是有一定高度能力的,超过了这个高度,它就无力将地下水输送到地表,地下水就不会被蒸发,地面土壤就不会积盐,也就不会产生土壤盐碱化。当毛细管向地表输水量是零时,地下水在地表的蒸发量也为零。人们把这个零蒸发的地下水埋藏深度叫做临界水深,相应的水位叫做临界水位。
3、地下水矿化度与土壤积盐
地下水中的可溶性盐是土壤盐分的重要来源,地下水矿化度的高低,直接影响土壤的含盐量。在地下水位和土壤质地基本相同的条件下,地下水矿化度越高,地下水向土壤中补给的盐分就越多,土壤积盐就越重。即使地下水埋藏较深,蒸发量较少,但因其矿化度高,随毛管水进入土壤的盐量也大。
三、当前东营区对土壤改良的几点做法
1、“筑台田”相对降低地下水位
地下水位高,矿化度大,是土壤返盐的主要症结所在,抑盐先控水,降低地下水位,就可减轻地表返盐。实验表明地下水位降至4m以后,土壤返盐速度明显减缓。相对降低地下水位一般采取挖土堆山的办法,充分利用现有地形所挖出的土方,抬高地面,经过改良熟化后,即可成为适宜的绿化地。起伏的地形,抬高了种植地面,也相对降低了地下水位,使盐碱地树木根系摆脱高矿化地下水的侵害,为盐碱良和树木生长创造条件。
此种做法的不利之处是土地资源浪费严重,每亩荒碱地筑完台田后可得良田0.4亩略多一点且动用土方量大。
2、“盐碱良剂”
中国农业科学院最近与山东省东营市合作,首次将纳米技术用于黄河口盐碱地的改良并取得较好效果。这项盐碱地改良技术主要是将以纳米技术制造的盐碱地改良剂“纳米碳液”兑水后,均匀地喷洒在盐碱地上,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,从而达到盐碱地有效改良的目的。专家认为,下一步随着这项技术的逐步成熟及更大面积的使用,在黄河三角洲的盐碱地改良将会有一条新的途径。
3、更换客土
在当前标准较高的园林绿化中,更换客土占相当大的比例,重点地段、重点工程、道路绿化实行客土种植,是迅速见成效的有效手段。但大规模客土则是对土地资源的严重浪费,具有明显的局限性,客土绿化成本巨大,客土费用约占绿地成本的2/3,客土挖运在破坏了外地土地资源地形地貌的同时,也破坏了客土地段的原土资源。
4、安装排碱管
近年来安装排碱管对土壤进行改良用于绿化工程建设也是常用的施工方法之一,将排碱管用无纺布或棕皮缠绕后按一定比降埋设于地下0.8-1.0米深处沟壑内,(排碱管间隔50-70米设排碱井,不同行、列的排碱井按一定比降串连相接)再用中砂将沟壑填平,后在绿化区域内铺设10CM厚碎石石屑隔离层,隔离层上铺10CM厚稻草层,最后将原土或客土回填即可。灌溉时含盐、碱水渗漏后,经排碱管汇集到排碱井后排出,它符合盐随水来、盐随水去的 水盐运动规律。铺设暗管把土壤中的盐分随水排走,并将地下水位控制在临界深度以下,达到土壤脱盐和防止生盐渍化的目的。此种做法优点在于可充分利用原有地形节约土地,但投资较大。
关键词:红提葡萄;土壤理化性质;葡萄品质
土壤是农业生产的基本生产资料,是果树栽培的生存基础。土壤质地和肥力、土层的深度、土壤温度、水分,以及理化特性等均直接影响果树根系的生长发育和吸收功能,良好的土壤能满足果树对水、肥、气、热的要求,从而使果树获得丰产[1]。红提以其粒大、色艳、风味甘甜、极耐储运,在新疆尤其是伊犁、博乐、昌吉已成为主栽品种,栽培面积已达数万hm2(仅昌吉州就达5000hm2以上),进入盛果期后每年产量可达10万t,它是极易丰产的品种,其果枝率,坐果率都相当高[2]。
本试验通过研究土壤机械组成、电导、pH值、有机质、速效氮、磷、钾对红提葡萄品质的影响,探索影响红提葡萄品质的土壤理化性质,对种植葡萄园的选址,以及判断葡萄园存在障碍因素的参考起到指导性的作用,以使葡萄的种植达到高产、优质的效果,从而促进我国的葡萄产业迅速发展。
1 材料与方法
1.1 试验地点
本试验分别采集昌吉六宫乡、83团万亩红提葡萄基地、伊犁霍城县和莫乎乡5个点的红提葡萄种植园中土壤和果实样品,同时收集施肥、管理资料。
1.2 试验方法
1.2.1 土壤样本的采集。按照 “随机”、“等量”和 “多点混合”原则分别对所选5个点进行 “S”形布点采样,采样深度为0~60cm。
1.2.2 土壤样品分析方法。①有机质:重铬酸钾容量――外加热法。②速效氮:碱解扩散法。③速效磷:NaHCO3浸提――钼锑抗比色法。④速效钾:醋酸铵浸提――火焰光度法。⑤机械组成:简易比重计法。
1.2.3 葡萄品质分析。果实采收时,随机采20粒浆果,用1%天平测单粒重;手持测糖仪测定含糖量;酸度:NaOH中和滴定法。
1.2.4 数据处理。采用Excell进行数据分析
2 试验结果与分析
样品采集时采样点的情况:83团万亩红提葡萄处于312国道旁,地处戈壁滩;伊犁霍城县葡萄园葡萄产量最高,大水漫灌;莫乎乡葡萄园有春季返盐现象。
2.1 土壤机械组成对果实品质影响
表1 土壤机械组成对果实品质影响数据
由表1可知:土壤中粘粒含量为3.21、砂粒含量在94.47时,红提葡萄的单粒重达到最大,粘砂比在0.052~0.065之间,随着粘砂比的增加,浆果的单粒重增加。当粘粒含量在5.8、砂粒含量在88.93时,浆果中的含糖量达到最大而酸度最小。相反,当粘粒含量在4、砂粒含量在75.12时,浆果中的含糖量达到最小而酸度最大。
2.2 土壤肥力对红提葡萄品质的影响
表2 土壤肥力对品质的影响数据
2.2.1 有机质对红提葡萄品质的影响。从表2中可以看出:随着土壤中有机质含量的增加,浆果的单粒重随之增加;浆果中的含糖量是随着有机质的增加逐渐增加。浆果中的酸度是随着有机质的含量增加先降低后升高;当土壤中的有机质含量逐渐增加,糖酸比是先增加后降低。这说明当有机质在18.1g/kg时,糖酸比达到最高,品质最好。但是,在特殊的土壤、气候环境条件下,比如,盐碱土、刚开垦的种植园、土壤的粘粒、砂粒含量高等情况下,即便有机质的含量高仍会影响单粒重。由于盐碱地含钾量高,使得其含糖量也相对较高。
2.2.2 速效氮对红提葡萄品质的影响。由表2可知:随着土壤中速效氮含量的增加,葡萄的单粒重有明显的增加,可见土壤中氮的含量对葡萄产量形成起着重要作用。速效氮的含量在58~91mg/kg,随着土壤中速效氮含量的增加,葡萄的含糖量急剧增加。速效氮的含量在91~106mg/kg之间时,糖酸比达到最大。但是,在特殊的土壤条件下,情况有所改变,在图中,可以看出在盐碱地,虽然速效氮的含量相对增加,但其单粒重确降低,由此可见,盐碱土影响红提葡萄的产量。
2.2.3 速效磷对红提葡萄品质的影响。根据表2可知:土壤中速效磷的含量增加时,果实的单粒重随着增加,速效磷的含量在144mg/kg时,单粒重最大。果实的含糖量在速效磷为7~9mg/kg时,随着速效磷的增加而增加,因为磷能促进葡萄糖分的运输和积累。但是,当速效磷的含量高于9mg/kg时,含糖量会降低,因为磷素过多,会强烈地增强植物体的呼吸作用,消耗大量的糖分,使浆果的含糖量下降。浆果的酸度随速效磷含量的增加而有所降低。浆果的糖酸比在速效磷达到144mg/kg时,糖酸比最大,果实风味最佳,可见,土壤中一定量的磷有提高浆果品质的作用。但是,在莫乎盐碱地,尽管其速效磷含量高,由于干旱的气候条件和土壤母质含盐量高,不合理的灌排系统和土地利用不当造成土壤盐碱化[3-4],使得其单粒重明显下降。
2.2.4 速效钾对红提葡萄品质的影响。由表2中可以看出:随着土壤中速效钾含量的增加,果实的单粒重随之增加;果实中含糖量随着土壤中速效钾的含量增加而急剧增加,因此,钾对葡萄最重要的作用是增加浆果中的含糖量。果实中的酸度是随着速效钾含量的增加,先升高后降低,在500mg/kg时达到最大,随着速效钾含量的增加,糖酸比先增加后降低。但是,在盐碱土的生长情况下,即使速效钾的含量在713mg/kg,也不能促进单粒重的增加,在盐碱地糖酸比有增加的趋势。
3 结论与讨论
3.1 粘砂比在0.052~0.065,随着粘砂比的增加,浆果的单粒重增加
对于特殊的土壤环境条件下,例如盐碱土,耕地盐碱化能导致农业生产力的严重衰退,甚至严重到足以使生产者弃耕,同时,盐碱化也是土地退化的主要原因之一[5]。从本试验可以看出,就是在其它条件不变的情况下,生长在盐碱土条件下的葡萄,不管是在单粒重,还是在品质方面都受到了严重的阻碍。
3.2 有机质在26.5g/kg时,糖酸比达到最高,品质最好
红提葡萄单粒重随着土壤中速效氮含量的增加而增加,当速效氮含量在58~91mg/kg时,对浆果的含糖量有促进作用。氮素有提高浆果中酸度的趋势,李建和等[6]已经证明了巨峰浆果的可滴定酸含量随供氮量的增加而增加。
3.3 单粒重随着速效钾含量的增加而明显增加
当土壤中速效钾的含量在347~600mg/kg时,可促进果实的单粒重形成,土壤中的速效钾可以增加浆果中的糖度,降低浆果中的酸度,因此,钾对葡萄最重要的作用是增加浆果中的糖度,此结果与林克强[7]、蒋爱丽等[8]研究结果相同。李建[6]试验证明提高钾水平,浆果中的糖分含量显著增加。本试验表明随着土壤中速效钾含量的增加,可滴定酸含量先增加后降低;小林章[9],秦嗣军[10]的研究结果为施钾肥可明显降低双优山葡萄的可滴定酸含量,而Conradie等[11]~[13]的研究结果为随着钾肥的施用增加,葡萄可滴定酸含量升高,各自研究结果的差异还需进一步讨论。
由盐碱化引起退化的土地弃耕地,可以先引种耐干旱、耐盐碱的绿肥先锋作物,再过渡到草田轮作,因地制宜地发展粮肥间作。对盐碱化严重的土地,可以种植经济价值较高的耐盐植物如大米草、碱茅草等。对碱化程度较高的土地在化学改良的基础上,进行生物改良[14]。
参考文献
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关 键 词: 盐碱土; 生物排盐; 水盐运移; 盐分均衡; 内陆干旱区
中图分类号: S155.2+93 文献标识码: A
1盐碱土壤利用概况
人类有计划地改良盐碱土壤已有100 年历史,大多采用工程措施,如修筑台田、淡水压盐、挖沟排盐等,这些措施虽然取得了一定效果,但是耗费了大量的大力、物力、财力和淡水资源。事实证明,改良盐碱地已成为大类扩大耕地而积的重要手段。灌溉是促进农业发展的一项重要方式,但是受气候、水文水资源、大为肆意灌溉等的影响,灌区土壤盐碱化问题目趋突显。因此,以水利为中心的土壤盐碱化综合改良方式已难以为继。
盐生植物作为盐碱化土壤改良的先锋,其耐旱、耐盐机理综述性研究成果较多,其排盐特征及应用已经获得许多专家的认同。农业生物原子能协会(NIAB)等组织正在全世界范围内对植物排盐进行宣传。新疆作为种类繁多的盐碱地改良示范区.已培育出优质耐盐植物品种,并已应用于实践。目前,对改良盐碱地的机理、方法、效果方而的研究较多,但需要进一步将理论应用于实践,因此开展生物排盐的研究为开发利用盐碱地提供了新的思路。
2生物排盐的研究进展
2. 1生物措施对土壤理化特性的影响
(1)对土壤化学特性的影响。土壤中的矿物质以化合物的形式存在,植物吸收所需要的化学物质,从而影响着土壤的化学特性,如土壤pH值、电导,Na的吸收率和土壤有机质含量等。在盐碱地上种植盐土草(Kallar grass) 5。后,土壤脱盐率最高可达87 %,土壤电导值由16.2ms/c;m降低到2. 1ms/cm,主要原因是深层土壤盐分的滤除[Czol。Shekhawat等c. i7
在试验田分别种植耐盐植物猪毛菜、梭梭、碱篷3个月,发现种植猪毛菜和梭梭的土壤中,土壤层pH值明显降低,只有碱篷0-10。二和30 - 50。二土壤层pH值升高。当然,不同盐生植物及种植年限影响土壤化学成分或某个指标是有所差别的,但一般情况下改良后的土壤环境更适合植物的生长。
(2)对土壤物理特性的影响。植物一般都会改变土壤的物理特性,如土壤孔隙、土壤水力渗透性、空间密度、土壤结构的稳定性。例如,在巴基斯坦生物盐化研究站种植多年生深根系豆科或牧草后发现,植物根系既可以抵抗不同盐分水平,也可改善盐碱地的渗透性及水力性能。在新疆主要以硫酸盐为主的盐碱环境中,蒸发强度大,长期微咸水灌溉致使土壤盐分表聚,造成土壤板结,影响作物出苗率。这些不利影响都会通过耐盐植物不同的根系生理活动得到改善,浅根系植物既可以维持土壤结构,还可以有效改善土壤总孔隙度和毛管孔隙度,形成土壤气孔通道,有利于根系正常的生理活动。
(3)对土壤肥力的影响。利用生物措施改良盐碱地后,通过植物根系及体内生理活动调竹土壤矿物营养,可有效提高土壤肥力。例如,种植豆科类植物可起到生物固氮的作用;土
壤中微生物的代谢作用可以为植物提供矿物质营养,增加土壤肥力,促进植物生长,利用脱氢酶活性(DHA)可检测微生物群落Czsl。土壤有机质积累过程中,植物根系残留物也起着重要的作用。一些研究表明,在作物根、茎、叶等的生物量构成中,根茬的腐殖化系数最高,为45%-53%,由于植物根系总量的85%一95%分布于耕层土壤,因此其对于土壤有机质累积,提供可利用的营养物质,提高作物产量具有重要意义。
(4)对土壤覆盖度的影响。土壤表层覆盖包括秸秆覆盖、地膜覆盖、沙砾覆盖、生物覆盖等,而生物覆盖取决于植物种植密度。在干旱半干旱区,降水稀少,蒸发强度大,增加生物覆盖有利于减少土壤水分蒸发损失,可有效阻隔大气与水分接触,以植物蒸腾代替土壤蒸发,保持环境湿度,形成农田小气候,取得维护生态平衡的环境效益和节水效益;还可有效抑制土壤盐分表聚,对土壤水盐环境产生影响,利于根系的生长发育,保证植物苗期的正常生长。
2. 2植物耐盐与改良原理
对不同植物种类或品种的耐盐性比较和植物耐盐性差异的生理机制的研究都有报道。在新疆地区,盐生植物而临着多变的生境胁迫,生存受到挑战,其耐盐性受环境温度、土壤盐分、蒸发强度等因素影响,具有一定的适应机制。盐生植物耐盐最弱的时期是种子萌发和幼苗阶段,为避免盐害,幼苗会复水萌发、根系会迅速扎根,并在干旱和盐胁迫急剧加重前成株,随之耐盐能力也会增强。例如,盐角草在巧℃时萌发率最高,旱春低温速萌是该草适应环境的一种对策。
目前,国内主要致力于研究豆科牧草耐盐的临界值、极限值,以及粮草兼用型作物和草坪草种萌发期的耐盐性。耐盐性是植株在忍耐NaCI浓度为 200 mmol/L或更高土壤盐环境下完成整个生命周期的能力,即植物具有的调控盐分的能力,包括对渗透胁迫和离子胁迫的忍耐。抗渗透胁迫最好的方式就是渗透调节主要是从外界吸收和积累大量无机盐离子(Na' ,K' ,Car' ,C1' ),积累在液泡中从而提高液泡浓度以降低细胞水势,从外界吸水保持膨压防比细胞失水形成生理干旱Csal。细胞膜与液泡膜之间通过质子运动力(PMF)支撑离子运输,双膜上的H+一ATPases给Na' /H+逆向转运蛋自提供能量,保证细胞质中高Na'/K',维持细胞的内稳态盐生植物都有共同的需要,依据外部的水盐环境调竹细胞内部Na' ,C1+和K'等离子浓度,实现植物体离子平衡,避免因盐分胁迫而抑制生长。
大们根据植物耐盐机制,通过转基因等方法,已经培育出具有较高生物量及自身组织积累含高K+和低Na+的耐盐植物,可通过有机渗透调节降低区域盐分胁迫,为植物根区营造
无盐环境,为生物排盐改良盐碱地提供了基础。
2. 3植物的排盐特征
植物排盐是从土壤中苯取盐分回收后将其带离或转移。目前,国外对该领域已进行了较深入研究,但国内相关研究还较少。研究表明,不同植物体内积累盐分的量不同,其与植物的控盐机制、生物量大小以及盐分选择性差别等有关。国内对于生物措施改良盐碱地的研究主要是建立在土壤脱盐基础上的,但对各种盐生植物自身的吸收和积累盐分的特征研究还不深入。另外,依据盐碱土水盐运移“盐随水来、盐随水去”的特点,一定年限的灌溉条件下更有利于植物对盐分和Na+的吸收,但不同植物在不同生境下的耐盐适应范围等问题还有待深入探索。
2. 4土壤盐分均衡原理
灌区耕地根层盐分均衡耕作层盐量平衡方程为
式中: .分别为灌水总盐量、灌溉水量和灌溉水平均浓度;M,i. Qim C,i.分别为排盐量、排水量和排水平均浓度;M,为从土壤矿化物中溶出的盐量;Mp为在土壤中沉积的盐}:;Mc为植物吸收的盐量。
3应用前景展望
目前,植物排盐的应用已十分广泛泛,但其发生机理研究并不成熟。盐生植物排除盐分的过程在根区,其驱动过程:①通过根区活动产生C0,形成局部压力;②固氮植物根围释放H';
③促进根区Na‘及盐分的吸收,植物收获后排除盐分。而对未来干旱区农业需求,应选择适应咸水灌溉或者具有高度排盐能力和经济价值的盐生作物。植物排盐发生机理十分复杂,
可从植物耐盐性机理的角度进行研究。
结束语
生物排盐对盐碱地利用及盐碱化改良具有重要意义,但该领域基础性研究还较薄弱。基于植物盐分吸收的耕(根)层水盐平衡原理、不同植(作)物的盐分吸收特征、耐盐经济植物的
选择、高效竹水灌溉条件下防比土壤盐碱化和盐碱地改良利用方法等是今后的重点研究方向,生物排盐与水利改良相结合的综合模式是实现内陆干旱区.灌溉农业可持续发展的新模式。
参考文献:
【1】王遵亲中国盐碱土〔M].,比京:科学出版社,1993
【2】赵可夫,李法曾中国盐生植物〔M].,比京:科学出版社,1999
关键词:中原油田;土地污染;现状;成因;存在问题;治理对策
中原油田地处于黄河冲积平原,横跨河南、山东省3个市(濮阳、聊城、菏泽),全局共征用土地6 881 hm2,占用土地以耕地为主。自投入开发到目前为止已钻油、水井5 500余口。油区面积约为5 300 km2。在油区,由于油田开发对周围的生态环境造成了较为突出的破坏,油田区井场、计量站、注水站、联合站、管道周围,大片农田区域内已无完好的生态植被覆盖,因落地原油、井喷和集输油管线的泄露及因油田盗抢等造成农田污染,有的长满青草,有的一片盐碱,与周围庄稼繁茂的农田形成了强烈的反差[1]。2009年对中原油田采油区土地污染进行调查,现将其结果总结如下。
1中原油田土地污染的现状
1.1地表水
以《地表水环境质量标准》为评价标准,通过样品测试分析,结果如下:采油井场附近的废水、污水样品的石油类超标项目是V类水的23.69倍;采油井场雨水堆积后的积水样品,石油类超标项目是V类水的1.91倍;采油井场附近排污渠的污水样品,超标项目是V类水的7.19倍;开发前的钻井废水到采油废水、洗井废水等污水样品,超标项目是V类水的15.72倍。
1.2土壤
落地原油对土壤的破坏性最大,其原油多属轻质油,地面原油低比重(一般为0.820~0.859 g/cm2),高凝固点(25~30 ℃),低含硫(0.1%~1.5%),高含蜡(15%~30%),高烷烃(50%~75%),奇偶优势比较近,多属于成熟度较高的环烷烃一烷烃族石油。落地原油在重力、表面张力和毛细现象的作用下,向地下渗透和沿地表扩散,侵蚀土层,使土地盐碱化、沥青化、板结化,改变了土壤的正常结构和成分,严重影响植物的生长。
1.3地下水
根据已有的资料文献,在中原油田采油区采取的地下水样品中,石油类含量为0.05~0.15 mg/L,在调查的25个数据中,检测出18个挥发性有机物,其中以甲苯的检出量最高[2]。初步统计,目前中原油田因石油开采污染的土地高达2 666.67 hm2以上,而油田因污染给农民支付的青苗赔偿款每年高达5 000万元以上。而且每年因污染新增加的污染土地约133.33 hm2,每年新增加给农民的青苗赔偿费高达260多万元。因此,治理油田土地污染迫在眉睫。
2成因
2.1废水
油田开发建设中,井场的废水为主要的废水污染源,在开发前期以钻井废水为主要废水类型,以后逐步过渡到以采油废水、洗井废水为主要废水类型。前期的钻井废水排放在泥浆池中,在实际生产中土油池内往往同时包含大量未回收的泥浆及落地油成分,这可能会因入渗而导致对地下水污染,因地表径流带入水体形成对地表水及下游水质污染,对土壤、植被特别是农业生态造成污染影响,其泥浆的有毒成分可能形成长期潜在污染。后期的采油废水、洗井废水一般经处理达标回注,但若不能完全实现含油污水处理及回注措施而外排,会渗透污染土壤,危及地下水,或形成漫流,从而污染土壤、植被(或农作物)、地表水等[3]。
2.2落地原油和固体废弃物
在油田勘探和打井采油过程中,有可能会出现油井溅泄、管道溢漏以及井喷事故等造成原油喷洒到地面。回收后剩余的将会造成土壤、植被(或农作物)、地下水、地表水的污染。固体废弃物主要为钻井废弃泥浆,钻井废弃泥浆是油田钻井过程产生的副产物,其中含重晶石粉、各种有机或无机类化学助剂,使得其中的重金属、COD、石油类、表面活性剂等有害物质浓度较高[4]。
现在油田是在废泥浆中添加固化料使其有害成分固化,避免其向周围水中的渗透与溶解,以达到无害化处理的目的。但是,土壤中的有害成分一直存在于固化的泥浆中,其含量远远高于地区本底值,虽然泥浆坑中铺有防渗层,但在实际中却不一定能达到理想防渗效果,一旦破损就会出现渗漏。由于其含有大量的水聚合物、有机化合物和金属化合物,会造成堆放场地土壤盐碱化、板结,其渗漏会危及地下水及周边土壤,尤其是重金属和石油烃类的有害毒理作用不容忽视,许多研究表明,重金属和石油烃类进入动物体内后,对哺乳类动物及人类有致癌、致畸、致突变的作用。土壤的严重污染会导致某些成分在粮食中积累,影响粮食的品质,并通过食物链危害人类健康[5]。
2.3其他方面
油田的土地污染严重原因不单单只有废水与落地原油的破坏,还有许多其他方面的原因导致土地污染严重。一是随着采油工艺的广泛实施,输油注水管线不断老化、腐蚀,致使注水管线穿孔频繁,甚至突然破裂造成的土地污染;二是各油气生产单位放空火把污染土地;三是违法分子在输油管线打孔窃油等不可抗拒因素,使管线中的油、水泄漏,造成了污染土地的现象发生;四是油田钻井泥浆池、作业施工污染,联合站、计量站排油水污染等都对土地造成了极大的破坏。
3治理中存在的问题
3.1油田部分领导干部不重视,存在旧观念
作为能源支柱性企业,部分领导干部“油老大”思想依然严重,保护耕地、节约用地的意识淡薄,没有从社会效益、经济效益和环境效益的高度出发来开展工作,乱占滥压耕地的现象时有发生;仍然存在“为完成生产任务,污染了土地就赔偿”的旧思想观念,大大加重了企业的经济负担,激化了油地矛盾。
3.2油区管理松散,缺乏土地污染管理制度
由于油田部分单位的管理松懈,某些干部职工在生产流程中遇到的一些隐患不能及时发现和改正,致使导致大量的土地受到污染而缺乏管理,给油田的土地和农民造成巨大的伤害和经济损失,造成土地的盐碱化、荒漠化。在土地污染的管理工作中,奖罚不分明,没有形成一套可行性、有效的制度。任何一项工作的成功都离不开一套有效的、可操作性强的管理制度,油田污染的管理制度更加不例外。多年来油田土地污染问题无人问津,致使大量土地污染严重,相关部门应该在研究调查的基础上,出台一套奖罚严明、可操作性强的管理制度。
3.3油地欠缺沟通,宣传力度不够
油田污染土地主要是油田的废水、废液、污油、泥浆等污染井、站、管网周围的农民的耕地,因此油田污染土地的治理没有当地政府和农民的大力支持和配合只能是纸上谈兵。但是长期以来,地方政府有关部门制定的污染土地赔偿价格过高,农民不用耕作、施肥、浇水等任何劳作投入,就可以获得比劳动1年还要高2倍以上的收入,其地方政府还可以得到数量可观的管理费,这是造成地方政府对污染土地复垦治理不重视和农民复垦的积极性不高甚至抛荒的主要的和直接的原因[6]。因此,目前的首要课题之一,便是加强与地方政府的沟通,加强对农民宣传土地保护和改造的政策形势法规的力度和深度。
4治理对策
关键词:膜下滴灌存在问题
中图分类号:S275.6文献标识码:A
洮南市地处吉林省西北部,幅员5 103km2。现有耕地17.33万hm2,年降水量370mm,是一个以农业为主的县级市。这里气候干燥,特别是春季降水少,风沙大,有“十年九旱”的说法。农业生产中主要以大水漫灌为主,水资源相对匮乏,已成为制约我市经济可持续发展的主要因素。
1影响作物出苗
洮南市位于吉林省西部地区,春季降雨少,气候干燥,风大风多,土壤失水较多,一般年份播种期耕层内土壤含水量都低于种籽发芽对水分的要求,解决种子从萌发到出苗阶段的土壤水分问题是能否抓全苗,达到苗齐、苗壮的关键。而膜下滴灌毛管埋地下有一定的深度,又由于土质差别使保水保肥能力不同或人工原因,铺设管道的深浅不一致,使地表干湿不同,影响了种子萌芽和出苗,缺苗、断苗现象时有发生。
2滴灌带布置存在问题
滴灌带布置要根据土壤质地的不同,根据作物的不同,根据栽培模式的不同而间距也不同。这不仅影响作物根系对水分吸收的问题,而且影响着投资问题。比如说,玉米、辣椒、西瓜等不同作物,其滴灌带铺设的间距就应不同。沙性土壤和粘性土壤滴灌带铺设间距也应不同。而我们在铺设滴灌带过程中没有充分认识到这点,这也无形中制约了膜下滴灌栽培技术优势的发挥。
3土壤盐碱化问题
我市土壤盐碱化面积比较大,而且由于治理效果不好,面积正逐步扩大。我市以往的灌水方式是大水漫灌,在大水的冲刷下,地表土壤的一部分盐分被水冲走,因此有一定的洗盐作用。但膜下滴灌只是在作物的根系周围形成灌溉区域,有一定的排盐功能,而在这个灌溉区域以外,盐分会随着水分的蒸发而移居地表,从而使地表土壤的盐分增加,长年累月下去就会使土壤盐碱化程度提高,影响下茬作物的生长发育。
4过滤设施堵塞
我市农业灌溉主要以井水为主,水质相对来说较好,虽然我们肉眼看着水很清亮,但其中也避免不了存在泥沙等杂质,加之滴灌设施的过滤设备较为单一,因此水在流经管道进入滴灌管后泥沙或杂物就会堵塞滴头,使水无法流出来;另外随着作物的生长,根系不断伸长,而作物的根系又都具有向水向肥性,同时膜下滴灌设施又具有灌水和施肥同步的最大优点,因此作物的根系就会向着滴灌孔生长,从而造成滴灌孔的堵塞;第三方面原因就是有些地方为了省钱使用不合格的滴灌设备,滴灌带上没有孔或者孔少,这样造成灌水不均。
5农民掌握膜下滴灌制度不到位
膜下滴灌制度是结合当地的自然情况,根据不同作物,不同土壤质地以及不同的栽培模式而不同,在充分总结当地生产灌溉经验,参考灌溉试验资料,遵循水量平衡原理进行制定的。因此要求农民灵活掌握好灌溉制度才能最大限度地发挥膜下滴灌栽培技术的优势。我市农民文化程度较低,接受新技术的能力有限,在灌溉过程中仍然凭经验,随意延长灌溉时间,不能因地因作物正确操作。多开分流孔人为泄压。另外受传统大水漫灌方式的影响,农民的节水意识也淡薄,这样降低了水的利用率,达不到节水增效的目的。膜下滴灌管理体制,管理制度的不完善,也影响了滴灌制度的贯彻。
6农民的科学种田水平有待提高
6.1农民在选择品种上比较盲目
只听经销商的一面之词,而不能很好地根据自家土地气候条件和肥力水平来选择品种,为安全起见一般选用露地栽培能安全成熟的品种,而膜下滴灌可增加150~200℃的有效积温,正常年份比露地栽培提前5~7天播种,生育进程加快,提早7~15天成熟,为夺高产在水肥充足的情况下应选择耐密品种。所以,在选择品种时应遵循高产、耐密、抗病、抗逆性强,生育期适当较长的品种。
6.2农民不能做到合理施肥
膜下滴灌是一种高投入高产出的栽培模式,选择的品种也是喜水喜肥的高产品种,因此较常规栽培要加大施肥量。但有些农民是因为资金问题还是存在侥幸心理,依然根据露地栽培的习惯施肥方式来施肥,这就制约了膜下滴灌栽培模式优势的发挥。
7膜下滴灌受栽培模式的制约
我市膜下滴灌主要应用在粮食作物(如玉米)和经济作物(如辣椒、西瓜、香瓜等),栽培模式主要采用大垄种植,一般起垄高10~12cm,垄底宽120~130cm,垄顶宽85cm,即将原来60~65cm的两条垄合并成一条垄。膜下滴灌管铺设完以后,只能按这一种模式种植,如果要改变种植方式,则滴灌管的行距也应作适当的调整,这样很难做到滴灌和种植作物相适应,非常被动,使用利用率不高。
8投资成本高
膜下滴灌与地面灌溉相比投资成本高,滴灌每公顷一次性投资在5 000元左右,而农民的承受能力有限,顾虑很多。所以降低滴灌器械的价格或给予一定的补贴是膜下滴灌大面积推广的关键。
9残膜回收困难
谈到沙地,人们常常想起滚滚黄沙、呼啸的龙卷风、枯萎的孤树……而位于我国东北部松嫩平原之中的松嫩沙地,历史上记载,曾生长着郁郁葱葱的森林,沙地周围是优质的羊草草原,是蒙古族及其他游牧民族重要的活动区。
松嫩平原位于东北的中西部,西接大兴安岭,东临长白山地,具有相对的封闭性。大兴安岭有效地阻止了内陆沙漠化的东扩,保证了松嫩沙地的演变只受本地自身因素影响,与蒙古高原联系甚微。气候较为湿润,具有从半湿润区向半干旱区过渡的特点。沙地位于亚欧大陆温带内陆沙漠化土地的最东部,是水分最为充足的沙地。沙地并不连片,多呈条带状或斑块状分布于松嫩平原之中。沙地上发育着黑钙土型风沙土,钙集层胶结紧密,抗沙化能力很强。
近百年来,在超载放牧和放垦开荒的破坏下,松嫩沙地沙化严重,秀美的大草原植被已经有所退化,沙地上仅剩残存的天然森林,加之许多人工种植的杨树也郁闭成林,因此形成景致奇特的“森林岛”。
特殊的沙地形成过程
沙漠是干旱气候的产物。在沙漠周边,由于干旱少雨且植被稀疏,通过风力吹扬搬运,沙漠中的沙质物质向周边逐渐扩散,形成沙漠化地区。松嫩沙地远离沙漠,受西部大兴安岭的阻隔,蒙古高原的风沙是难以抵达松嫩平原的。那么,松嫩沙地的沙源物质来源到底是什么呢?它又是运用了怎样独特的搬运方式呢?
松嫩平原地势低平,海拔高度自西北部的大兴安岭、南部的松辽分水岭和东部的伏龙泉高地向内部逐渐降低。区内汇集了霍林河、洮儿河、嫩江、松花江等多条河流。
通过对沙丘和沙垄的粒度分析、矿物组合和石英砂颗粒表面结构特征的分析与研究,人们才知道,沙地的物质来源是古代河流和现代河流搬运来的碎屑物质。区内各河流源源不断地把大兴安岭山区及周边地区的碎屑物质搬运到低平原上,为沙地的形成提供了丰富的物质来源。之后这部分物质又经风的改造作用,形成沙地,但由于风力相对较弱,加之植被发育较好,碎屑物质搬运距离很近,即行原地堆积,于是沙丘和沙垄沿河流分布,形成条带状沙带。水成风改造,是松嫩沙地形成过程的独特性所在,也是沙地底部地下水丰富的重要原因。
生长森林的沙地
松嫩沙地大部形成于全新世早期,随着气候转湿,沙丘固定,植被繁茂,土壤逐步发育起来。随后,气候多次干湿变化,加之人类农耕活动时强时弱,导致了沙地曾多次流动又多次固定。沙地中埋藏的多层古土壤,证实了这一点。沙丘上覆着发育良好的土壤,说明沙地近期处于固定状态。土壤中钙胶结充分,保证了沙地具有良好的固定性,适度利用和开发,仍可保持其稳定性。即使过度开发,引起沙地流动,只要停止人类的干扰,良好的水分条件确保沙地很快重新固定。与我国干旱地区的沙漠及亚干旱地区的沙地相比,松嫩沙地的水分条件要好得多,是我国自然生产潜力最高的沙地,也是难得一见的生长森林的沙地。
在松嫩沙地上,生长的自然植被为蒙古黄榆――山杏――羊草群落。蒙古黄榆是珍稀植物物种,它顽强地抵御着风力的侵袭,是沙地重要的生态屏障。蒙古黄榆林还是国家一级保护珍禽――东方白鹳的栖息、繁衍场所,每年都有白鹳在蒙古黄榆上筑巢繁衍,生儿育女。目前保存较好的蒙古黄榆――山杏――羊草群落分布在通榆县的向海乡及包勒温都乡。其他地方大部分被开垦为耕地或营造为杨树林,一部为耕后撂荒形成的次生稀疏的榆树――杂类草植被。
蒙古黄榆依靠种子繁殖,能够适应相对恶劣的环境,优先生长,当榆树成长到一定规模,改善了土壤条件,灌木、草本植物开始侵入。羊草可营养繁殖,其大量繁殖能够抑制蒙古黄榆种子的着床与繁殖,所以在一片羊草生长良好的沙地上,蒙古黄榆的树龄普遍偏大且稀疏,土壤呈草原土壤的性质。榆树疏林和其下的灌木、草本形成了松嫩沙地独特的植被景观,错落有致,别有一番韵味。
沙地里能够生长树木,而在周边地区却只能生长草本植物。为什么会出现这种自然奇观呢?
首先,沙地的水分条件比平地优越,年降水量400~500毫米,降水在渗水良好的沙地上,大部分成为壤中水,而极少形成地表径流;周围的黑钙土及盐土、碱土平地上,土壤渗透性差,降水多转化为径流流失,土壤获得的水分少于沙地。
其次,沙地毛管微弱,土壤蒸发耗水少,即使是气候干旱少雨,也只是表面土层的水分蒸发,而下层土壤的水分由于缺少毛管力并不易蒸发;沙地周边的土地则不然,由于土壤质地粘重,毛管发育充分,表层水分蒸发后,下部水分沿毛管上升至表面,继续蒸发。因而,亚湿润地区的沙地比平地保存水分更强。
再次,沙地水分淋溶使土壤中不含有钾离子、钠离子等一价盐,不受盐碱化的威胁,而周边地区更容易盐碱化。土壤一旦盐碱化,土壤水浓度较大,有效性下降,植物难以吸收。
所以,在沙地上常生长森林,而平地和洼地只能生长草本植物、盐生植物,甚至。
玄妙的利用方式
松嫩沙地自然生产潜力高,长期处于固定状态,沙地的水分条件好,风力相对较弱,有一定的森林植被保护……这些有利条件确保了沙地的资源性,沙地的开发利用再所难免。
近百年来,人们采用开垦方式利用沙地。开垦初期,粮食产量较高,但随着沙地植被破坏,沙地上覆土壤受到风蚀,既形成了沙尘暴,还降低了土壤肥力,粮食产量不断下降,加之沙地由固定转为流动,危害周边。因此,沙地开垦方式被逐步放弃。