农业土壤盐碱化修复治理研究进展.pdf
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1、Hans Journal of Soil Science 土壤科学土壤科学,2023,11(3),122-126 Published Online July 2023 in Hans.https:/www.hanspub.org/journal/hjss https:/doi.org/10.12677/hjss.2023.113016 文章引用文章引用:刘婧怡,李雪玲,金前.农业土壤盐碱化修复治理研究进展J.土壤科学,2023,11(3):122-126.DOI:10.12677/hjss.2023.113016 农业土壤盐碱化修复治理农业土壤盐碱化修复治理研究研究进展进展 刘婧怡刘婧怡1,2
2、,李雪玲,李雪玲1,金,金 前前1,2*1伊犁师范大学生物与地理科学学院,新疆 伊宁 2伊犁师范大学资源与生态研究所,新疆 伊宁 收稿日期:2023年6月9日;录用日期:2023年7月10日;发布日期:2023年7月18日 摘摘 要要 农业土壤的盐碱化农业土壤的盐碱化已经成为已经成为影响农业可持续发展的重要因素之一,本文综述了农业土壤盐碱化的主要因影响农业可持续发展的重要因素之一,本文综述了农业土壤盐碱化的主要因素,并为延缓农业土壤盐碱化的关键的治理技术进行简介。许多修复技术已经被应用于降低土壤盐度和素,并为延缓农业土壤盐碱化的关键的治理技术进行简介。许多修复技术已经被应用于降低土壤盐度和碱度
3、,包括上覆下隔阻隔控盐碱、暗管排盐脱盐碱、土壤改良增强脱盐碱、耕地土壤破粘降盐碱、灌溉碱度,包括上覆下隔阻隔控盐碱、暗管排盐脱盐碱、土壤改良增强脱盐碱、耕地土壤破粘降盐碱、灌溉调控、生物修复、酸碱平衡调控、土壤堆肥抑制盐碱、作物抗盐碱栽培等农田土壤盐碱化修复治理技术。调控、生物修复、酸碱平衡调控、土壤堆肥抑制盐碱、作物抗盐碱栽培等农田土壤盐碱化修复治理技术。农业土壤盐碱化修复需要根据土壤条件对其进行多技术综合应用,才能达到成本可控、绿色环保的修复农业土壤盐碱化修复需要根据土壤条件对其进行多技术综合应用,才能达到成本可控、绿色环保的修复治理需求。治理需求。关键词关键词 农业农业土壤,盐碱化,修复
4、治理土壤,盐碱化,修复治理 Research Progress in Saline-Alkali Remediation of Agricultural Soil Jingyi Liu1,2,Xueling Li1,Qian Jin1,2*1College of Biological and Geographical Sciences,Yili Normal University,Yining Xinjiang 2Institute of Resources and Ecology,Yili Normal University,Yining Xinjiang Received:Jun.9th,
5、2023;accepted:Jul.10th,2023;published:Jul.18th,2023 Abstract The salinization of agricultural soil has become one of the most obstructive factors for the sus-tainable development of agriculture.This paper reviews the main factors of the salinization of agricultural soil,and introduces the key techno
6、logies to remediate the salinization of agricultural *通讯作者。刘婧怡 等 DOI:10.12677/hjss.2023.113016 123 土壤科学 soil.Many remediation technologies have been applied to reduce soil salinity and alkalinity,in-cluding over covering and underlying barrier,hidden pipe salt elimination,soil improvement,soil visco
7、sity breaking,irrigation regulation,biological remediation,acid-base balance regulation,soil composting,crop saline-alkali resistant cultivation.The remediation of agricultural soil with sali-nization-alkaline need the comprehensive application of multiple technologies according to soil conditions f
8、or the requirements of cost controllable,green and environmental protection.Keywords Agricultural Soil,Salinization,Remediation and Management Copyright 2023 by author(s)and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License(CC BY 4.0).http:/creati
9、vecommons.org/licenses/by/4.0/1.引言引言 土壤和淡水盐碱化的影响越来越严峻,尤其是农业土壤的盐碱化,其修复治理已经成为最重要的研究难题。自 2004 年以来,关于土壤盐碱化修复的文献增加了 5 倍,盐碱胁迫是造成全球作物损失的最重要因素之一1。1970 年至 1980 年期间,粮农组织估计世界上约 6.5%的可耕地和边缘土壤为盐碱土壤,在 21 世纪内,预估超过 50%的现有农田可能会因土壤盐碱化而丧失农业生产能力2。农业土壤盐碱化会降低作物生产力,大农业的发展和农业集约化实践可能是土壤盐碱化不断蔓延的原因3。此外,如石油开采和水泥制造,以及通过盐析进行的道路维
10、护,也与土壤盐碱化有关。因此,土壤盐碱化已经成为农业可持续发展的最重要的阻碍因素之一。目前国内外对土壤盐碱化治理主要依据土壤盐碱的成因进行不同治理方法的综合运用,例如:盐碱化耕地治理主要集中于土壤盐碱成分降低,提升盐碱耕地的生产力,保障粮食安全,避免耕地缩减;盐碱生态园区治理主要立足于生态功能的恢复与植物多样性保护。因此,本文分析土壤盐碱化成因,并归纳目前在农业土壤盐碱化治理方面的研究进展,以期为探索农业土壤盐碱化综合治理提供理论基础。2.土壤盐碱化土壤盐碱化 土壤盐碱化是指土壤中含有过量易溶解的盐碱成分,这些盐碱成分可以影响土壤的理化性质和生物学特性,从而降低土壤质量,对作物生长、土壤生产能
11、力和生态功能产生负面作用。自然盐碱土壤主要分布于蒸发强烈、降水量少、地形低洼平坦、土壤母质含盐碱或受海水浸渍和地下水浅矿化程度高的地区,而农业土壤的返盐碱化主要为人为因素产生4。农业土壤盐碱修复治理对国家的粮食安全、耕地保护、生态建设和环境治理都有重要的作用。我国的盐碱地主要分为 5 大区域,分别为滨海盐碱区、黄淮平原盐碱区、东北苏打盐碱区、黄河上中游盐碱区和西北自然高盐碱区5。滨海盐碱区主要分布于东部沿海地区,主要为高盐分危害,对作物生长抑制作用明显,盐分主要以氯化钠为主6;黄淮平原盐碱区主要位于江苏、安徽、河南、山东的华北平原区,主要成因与微地形部位和地下水位浅有关,常常在耕地中成点状分布
12、7;东北苏打盐碱区主要位于东北三省和内蒙古省份,土壤中碳酸盐和碳酸氢盐含量高,土壤苏打化程度高,土壤盐分不算高,但是碳酸根和碳酸氢根含量高,导致土壤 pH 偏高,土壤碱化严重8;黄河上中游盐碱区主要位于甘肃、陕西和内蒙古省份,主要归应于引黄河水灌溉的农业生产和较浅的地下水位有关9;西北自然高盐碱区Open AccessOpen Access刘婧怡 等 DOI:10.12677/hjss.2023.113016 124 土壤科学 主要分布于新疆、青海和甘肃等省份,主要由于降水量少、蒸发量大,地形平坦,径流不畅等,高盐碱化严重10。各种因素导致的土壤盐碱成分的升高,土壤原本的理化和生物等性质有恶性
13、改变,导致各种各样的土壤退化问题。农业土壤盐碱的人为因素有远距离输水、设施农业、盐碱类物质排放、水产养殖、畜牧养殖排放和水库及灌溉工程等11,这些人类活动虽然给经济和农业带来发展,同时也潜在地引起了土壤盐碱化,因此,亟需经济有效的治理手段进行农业土壤盐碱化修复利用,降低土壤退化程度,保障我国 18 亿亩的耕地红线。3.农业土壤盐碱修复治理农业土壤盐碱修复治理 农业土壤盐碱化是目前土壤退化的主要因素之一,通过修复治理土壤的盐碱问题,可以提升盐碱耕地的生产力,保障国家的粮食安全,避免耕地的缩减;开荒盐碱荒地可以补充耕地不足的现状,同时将原本盐碱的建设用地修复治理后进行农业应用,实现建设用地占用和农
14、业耕地补充之间的平衡;城市景观盐碱地修复治理构建园区景观绿化植物,改善生态功能和保护了植物的多样性。因此,土壤盐碱化治理不仅保障我国的农业的可持续性发展,也关系着我国公民生活区域的环境修复和生活质量的提高。3.1.物理修复物理修复 上覆下隔阻隔控盐碱技术主要原理为在地表降低水分的蒸发,抑制返盐作用,在土层中间设置材料添加层,阻隔土壤的毛管虹吸作用,降低深层盐分的上行12。常见的方法有,降秸秆材料、绿肥植物、薄膜等在农业生产过程中进行单用或组合优化使用,不仅在作物生长前期对作物具有保温和促土壤墒情作用,而且作物生长后期也不会影响控水降盐的作用,对轻度的盐碱农田有较好的治理修复效果。具体而言,将秸
15、秆材料或其他材料设置在土层 3050 cm 处,形成疏松结构,并在地表覆盖上秸秆或者薄膜,从而形成上控下隔的控盐碱的修复治理方法,例如,卢闯等利用秸秆隔层降低土壤盐分达到 18.9%和13.9%,提高土壤微生物种群数量,并增加食葵产量13。这种修复治理方法是以降低土壤表层盐碱程度为核心,通过植株或薄膜覆盖降低表层土壤的蒸发作用控制表层土壤的积累盐碱量,在耕作层底部建立起阻隔层,切断土壤毛管连续性,达到降低返盐碱的效果。暗管排盐和脱盐碱技术主要通过铺设暗管排水设备增强农田土壤的蓄水能力达到压制土壤盐分返到表层的作用,同时在灌溉过程中暗管可以加速排水效率,达到流水淋洗的效果,从而起到脱盐碱的目的,
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