1、探究盐碱地的土壤改良与利用技术摘 要: 鉴于目前我国内陆干旱地区气候环境的特征、盐碱种类的多样化、灌区土壤盐碱化的成因、节水灌溉条件等，利用生物措施改良该盐盐碱地是优化节水灌溉、达到最佳排盐效果的方式之一，即在盐碱地上种植一些强抗盐性树木或牧草，利用植物避盐、泌盐和体内藏盐等生物特性达到改良盐碱土的目的。本文结合新疆地区盐碱地改良利用的实践，从植物的耐盐与排盐特征和改良原理，灌区土壤盐分平衡，盐碱地耐盐植物种植与利用等方面评述了国内外的研究进展与存在的问题。以供参考 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
2、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
3、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
4、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
5、。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
6、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
7、，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
8、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
9、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
10、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:通过根区活动产生 C0,形成局
11、部压力;固氮植物根围释放 H; 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 【3】熊豪，李庆违中国土壤M_比京:科学出版社，1990 【4】沙可夫 A A.植物抗盐性M_比京:科学出版社，1958
