山东德州市陵城区盐碱障碍耕地改良与治理

2018-05-14 16:55李建华,李宝国,张新盟
农业工程技术·综合版 2018年1期
关键词:盐碱

摘要:陵城区地处鲁西北,有史以来,屡遭旱涝盐碱的威胁。久旱聚涝,旱涝交替,涝碱相随,是制约农业生产的主要障碍因素。该文通过对陵城去盐渍土的分布情况以及成因及水盐运动规律进行分析,提出一系列改良技术对盐碱地进行治理,并简单介绍了其改良后的成效。

关键词:盐碱;耕地改良;耕地治理;改良措施;田间持水率

李建华,李宝国,张新盟. 山东德州市陵城区盐碱障碍耕地改良与治理[J]. 农业工程技术,2018,38(2):25-26.

一、山东德州陵城区盐渍土的分布

1、盐化潮土

1979年第二次土壤普查数据,盐化潮土面积为15048 hm2,占土地总面积的12.41%,按盐碱程度分为轻、中、重三级。盐化潮土耕层含盐量1.27-5.05 g/kg,作物生长不同程度的受害,缺苗1-5成。有机质含量为8.4 g/kg,全氮0.53%,碱解氮46 mg/kg,有效磷10.1 mg/kg,容重1.36-1.4 g/cm3,总孔隙度47.1%,田间持水率在28%左右,适耕性在18.8%左右。通过30年来的盐碱化改良工作,目前陵城区盐碱状况得到了极大地改善。

2015年,陵城区现在盐化潮土面积为1805 hm2,占土地总面积的1.49%,按盐碱程度分为轻、中两级。选择有代表性的典型地块73个,进行了取样检测化验,检测化验结果:耕层含盐量0.09-3.39 g/kg,其中化验结果小于1 g/kg的点位有64个。有机质含量为12.7 g/kg,全氮0.79 g/kg,碱解氮69 mg/kg,速效钾115.0 mg/kg,有效磷28.9 mg/kg,容重1.37-1.45 g/cm3,总孔隙度46.1%。田间持水率在26%左右,适耕性在16%-23%左右。

2、潮盐土

指地表或接近地表的土层含有大量的可溶性盐类的土壤,缺苗大于五成。盐结皮含盐量在10 mg/kg左右,高者可达17.3 mg/kg,100 cm土体含盐量7 mg/kg以上。一般以斑状分布于中盐化潮土或重盐化潮土区内,或成大片盐荒地分布,多处在地面高程13 m左右的地形低洼的河间洼地、背河槽状洼地、蝶形洼地的边缘和缓平坡地上。1979年第二次土壤普查面积5240 hm2,占土地总面积的4.32%。2015年面积缩小为905 hm2,占土地总面积的0.75%。

二、陵城区盐碱土成因及水盐运动规律分析

1、气候

陵城区属暖温带半湿润季风气候区,年平均气温12.5℃,有效积温4300-4500℃,年平均降水600 mm左右。春季多西南大风,气温上升快,蒸发量大,降水少,3-5月降雨总量在60 mm上下,而蒸发量高达700 mm以上,有“十年九旱”之说。夏季受东南季风控制,湿润多雨,降雨量占全年降雨量的70%左右,在洼涝盐碱区又有“十年九涝”之论。这是造成“旱碱相伴、涝碱相随”的外动力因素。

2、土壤

主要为黄河冲积母质发育而成的盐渍土和潮土,其质地以轻壤为主,在剖面中也有层次不等、厚薄不一的胶泥层,毛管水上行性能强烈,而渗透性很差。土壤瘠薄,有機质含量一般为6.0 g/kg左右,普遍缺氮(全氮含量0.4-0.5 g/kg),严重缺磷(有效磷一般在5 mg/kg以下),这也是造成土壤理化性质不良的主要原因。

3、盐渍土类型

主要为硫酸盐-氯化物和氯化物-硫酸盐盐渍土类型,此外,还有零星的重碳酸盐氯化物盐渍土及碳酸盐-重碳酸盐盐渍土,潜水矿化度一般为4-5 g/L,高者可达19 g/L,其化学组成为SO42--Cl--Na+-Mg2+型。

4、水盐运动特征

通过多年水盐动态观测,土壤水盐动态以垂直运动为主。在季风气候的影响下,周年内形成积盐和脱盐相互交替的规律,表现为蒸发积盐、淋溶脱盐和相对稳定三种形式;土壤盐分变化过程分为强烈积盐期(3-5月),脱盐期(6-8月),第二积盐期(9-11月),稳定期(12-2月)四个阶段。这种季节性运动主要决定于气候因素,它是不易改变的,但通过灌排、培肥、耕作等改良措施可以使其强度和时空得以调节。

三、陵城区盐碱耕地综合改良技术体系

1、深沟扬排扬灌水利改良利用措施

陵城区在治理原则上,主要掌握治理涝碱相随、旱碱相伴的自然状况,必须改变原有的水盐运行状况,建立新的治涝改碱的水盐平衡。在治理途径上,采取了简单易行、见效快的机械扬排措施,开挖深沟,使深沟与扬排扬灌结合。修建农田排水系统,实行支、斗、农、毛四级配套,全面调控地面水、土壤水和地下水,加速雨季地面及地下径流的排除,调控地下水位,除涝排盐。

该农田工程建成后,使旱季的潜水埋深下降并稳定在2.0-2.5 m以下,在雨季也能调控到1.5 m左右,基本上解决了农作物的沥涝灾害。潜水矿化度由4-5 g/L下降到2-3 g/L,局部区域还下降到1 g/L左右。为解决干旱问题,在浅层地下水质较好的地域打多眼浅机井。经过运行,土壤耕层含盐量显著减少,在春季土壤返盐高峰期能控制在2.0 g/kg以下。

2、农业耕作改良利用措施

(1)平整土地

据测定,盐碱地畦埂的盐分是畦面耕层盐分的10-20倍,在半径5-10 m范围内,微地形高出四周2.5 cm时,高处比低处0-5 cm土层的含盐量高一倍多,经平整灌水后,同土层盐分则相差甚微。结合农田基本建设,大规模进行了土地平整,在灌排工程配套的基础上,土地经过平整并种植一年后,耕层土壤盐分下降到1.8 g/kg,100 cm土体盐分下降到0.8 g/kg,加速了土壤均衡淋盐。

(2)深耕晒垡

采取深耕结合增施有机肥和晒垡是改善土壤理化性质的有效措施,特别是适当深耕,打破犁底层,对增强渗透性有着明显作用。

(3)开沟躲盐

根据盐往高处爬的水盐运动特点,利用开沟起垄,在沟内播种,形成垄台和垄沟相间的种植方式。2006年在丁庄乡佟家寨村模拟试验表明:5 cm和15 cm土层的土壤水分蒸发量,垄台要比垄沟分别高出25.53%和21.96%,土壤温度也分别高2.3℃和1.7℃。在春季返盐期,垄沟比垄台同土层含盐量低96%-141%,比平播土地减少138%-167%,结合灌水压盐,其保苗效果更佳。

3、土壤培肥改良利用措施

(1)利用秸秆还田培肥土壤

1999-2004年在丁庄乡孙家洼村对麦秸、玉米秸耕翻还田连续五年的观测,麦秸还田7.5吨/hm2,耕层(0-20 cm)土壤盐分下降到1.72 g/kg,脱盐率79.7%;玉米秸还田7.5吨/hm2,耕层(0-20 cm)土壤盐分下降到2.12 g/kg,脱盐率75.8%;不进行秸秆还田(对照)地脱盐率仅46.3%。0-100 cm和0-200 cm土体盐分变化也具有相同趋势。

(2)增施各种有机肥改良土壤

1999-2004年在丁庄乡时楼村通过施用麦秸(7.5吨/hm2)、厩肥(牛粪7.8吨/hm2)、化肥(常规)、对照(耕种不施肥)不同处理6年定位试验结果表明:耕层(0-20 cm)土壤有机质含量有不同程度增加,但施用麦秸和厩肥的土壤有机质含量明显高于化肥和对照。

(3)利用冬季绿肥改良土壤

中度以上盐碱地一般用来种植棉花,棉田缺乏有机物质的大量投入,使得改良历程漫长,套种一季耐盐冬绿肥,起到冬春裸露地生物覆盖的作用。春季结合整地翻压还田,可产绿肥鲜草20吨/hm2以上,是一项扩大有机肥源,培肥改土的有效途径。适宜种植的冬绿肥种类有:二月兰、毛叶苕子、油菜、冬牧70黑麦等。

四、改良成效

1、控制涝灾

由于完善了灌排农田工程措施,在7-8月降雨量达500 mm的丰水年,雨后2-3天能很快排完地表水,消除沥涝,达到了十年一遇的除涝标准。

2、提高土壤肥力,改善土壤结构

土壤有机质提高到1.2 g/kg以上,有效磷提高到25 mg/kg以上,全氮提高到0.8 g/kg以上,土壤容重降低到1.32 g/cm3以下,土壤总孔隙度增加到52%,为作物创造了高产稳产的土壤条件。

3、减少土壤盐分

改良后土壤耕层(0-20 cm)土壤盐分降低1 g/kg左右,中度以上盐碱地面积减少60%左右。

4、大幅度增加糧食产量

1981年盐碱地小麦亩产100 kg左右;到2015年小麦亩产达552 kg左右,是1981年的4.7倍;1981年玉米亩产120 kg左右;到2015年达到628 kg左右,增长了4.8倍。

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