盐碱地严重制约农业生产,影响生态环境。全世界盐碱地面积近10亿hm2,约占陆地面积的7.6%。我国是世界盐碱地大国,各类盐碱地面积0.346亿h㎡,仅海涂土壤就占海岸带土壤总面积的17.35%。而且随着化肥的使用和灌溉农业的发展,次生盐碱地面积还在不断扩大。

一、盐碱地的形成及分布

盐碱土也叫盐渍土,包含盐土、碱土和盐化土、碱化土。只有当土壤含盐量、碱化度达到一定量时,才称之为盐土和碱土。

土壤中盐类物质的来源有:含盐地下水的上移、海水浸渍、岩石风化、火山活动、含盐地层的风化和再循环、随风带来的盐类、生物(植物)累积盐分等,这是盐碱地形成的物质条件。物质条件使盐碱地的形成具有了可能性,但真正形成盐碱地还需要盐分的富集条件,即适宜的气候条件和地形条件。气候条件对水分运动具有决定性的影响,大气降水是地表水和地下水的主要来源,它补给土壤水,使土壤盐分发生自然淋洗,但大气蒸发又使土壤水分汽化,成为土壤水盐向表层运动的一个加速动力,使土壤表层发生积盐。

因此,从盐渍土发生和分布的范围来看,盐渍土通常是与干旱和半干旱的气候带相一致。因为这种地区蒸发量大于降水量数倍至数十倍,土壤淋洗差,具有富集盐分的气候条件。从大范围来说,盐碱地的形成受气候条件影响。例如,我国南方湿润多雨,虽有一定的盐分来源,但由于雨水多,淋洗运移过程强烈,缺乏富集积聚盐分的干旱气候条件,所以在南方湿润地区(除沿海一带外)就不会形成盐渍土。

然而,盐渍土的发生和形成的具体地区又常常在小区域内,与地形、母质、水文地质甚至地质构造等具体条件有着密切的关系。地形高低的差异反映土壤沉积母质的粗细及其排列厚薄的不同。同时,地形的高低又使大气降水所形成的地面和地下径流发生通畅或滞缓的差异,对水盐的重新分配起着决定性的影响,直接关系到土壤盐渍化发生的条件。

我国自然条件复杂多样,盐分来源途径多,由于形成条件和形成过程不同,盐渍土的发生类型多样。从盐渍土的化学组成来说,有氯化物盐土、硫酸盐—氯化物盐渍土或氯化物—硫酸盐盐渍土、苏打盐土、硫酸盐盐渍土、硝酸盐盐渍土等。

就现在积盐过程而论,有由于海水浸渍而形成的滨海盐渍土,有由于暴雨洪流淋洗露出含盐地层形成的洪积盐渍土,有由于地表积水和地下水的作用而发生的沼泽盐渍土、草甸盐渍土以及普通盐渍土等等。土壤盐渍化类型不同,对作物的为害程度存在差异,一般碳酸盐和重碳酸盐对作物的为害比氯化物盐和硫酸盐大,而氯化物盐对作物的为害又比硫酸盐重。

我国盐渍土分布比较集中的地区有:滨海地带、黄淮海平原、松辽平原、晋陕山间河谷盆地、宁夏与内蒙古河套平原、甘肃河西走廊、新疆准噶尔盆地和塔里木盆地、青海柴达木盆地以及青藏的羌塘高原等地。

二、盐碱地的改良

盐碱地改良是世界性的难题,人们一方面通过种稻洗盐、水利排盐、施用土壤脱盐剂等方法降低局部地区盐浓度,实现农业生产;另一方面,研究耐盐碱植物的耐盐碱机理,试图在此基础上用转基因、突变体育种等方法培育耐盐碱植物品种。前者耗资巨大,且效果难以持久;后者虽然在很多方面均取得一定进展,但是,要培育出能直接在盐碱地上栽培甚至用海水浇灌能正常生长发育的优良植物品种,恐怕近期内还难以实现。

我国从古代就开始盐碱地改良和利用的尝试,至今用常规方法选育出很多有一定耐盐碱能力的植物品种,并且发现植物对盐碱地具有很好的改良作用。植物覆盖地面,减少水分蒸发,减少地下水上移;植物枯落物分解后可增加土壤有机质,提高土壤肥力,促进土壤团粒结构的形成,改善土壤理化性状,使土壤疏松,通透性和保水性提高;土壤容重减少,孔隙度增加,蒸发量降低,提高了灌溉水和降水的洗盐作用。

各种耐盐植物在生长量和对土壤的覆盖率上存在差异,因而对盐分的抑制效果也有较大的差别。班乃荣等对几种耐盐植物的脱盐效果做出比较,认为:苜蓿(脱盐率60%)>红豆草(43.5%)>苇状羊茅(39.4%)>聚合草(37.5%)>细茎披碱草(25%)>小冠花(25%)。

不同类型植物对不同类型盐碱地的作用不同。例如,盐碱地上种植高大的乔木,能增加空气湿度,降低地表温度,因而能减少地面蒸发。并且树木根系深远,能吸收深层地下水,从而降低地下水位,减少盐分上移。这对于地下水位较浅的滨海盐碱地来说是非常有效的。但对于干旱的内陆盐碱地来说,对生态的负面效应也是不容忽视的,它使本来就很深的地下水位降得更低,使得根系分布较浅的草本植物在自然条件下无法生存,使生物的多样性受到威胁,生态环境进一步恶化,反过来又威胁到树木本身的生存。因此说,植树造林牧草要先行,然后再是灌木和乔木,要符合生态自然进化规律。

三、不同种牧草的耐盐性

随着生活水平的提高,人们的食品卫生意识逐渐加强,崇尚绿色食品,在肉食品消费中,开始把眼光由原来的用饲料育肥为主的猪、鸡肉投向以草料为主育肥的牛羊肉上,因此以天然的草料为主要食物的畜产品具有广阔的发展前景。但是,我国人口众多,而耕地面积不足,若想发展畜牧业,且“不与粮棉争地”,那么选育耐盐碱牧草,开发广阔的盐碱地势在必行。

在长期的物种进化和自然选择过程中,分化出适应各种生态类型的植物群落。例如在羊茅的分布区,常可以见到灰绿型和黄绿型两种株型、颜色明显不同的羊茅成小斑块状镶嵌分布,分类学上两个类型的羊草为一个种,也不曾有人将其划分为变种或变形,但在驯化栽培过程中这两个类型是稳定的,并在生产性能上有一定差异。一些科学家对21种豆科牧草、42种禾本科牧草进行耐盐和引种栽培试验表明,仅长穗冰草、无芒雀麦、苇状羊茅、稗草和多花黑麦草等5种禾本科牧草在海河流域黑龙港低平原区生长良好。保定苜蓿、猎人河苜蓿、红豆草等3种牧草的耐盐性较强,草木樨、沙打旺次。

科学家对几种牧草研究表明,植物在幼苗期对盐分敏感,如幼苗期无芒雀麦的耐盐性最强,老芒麦、野大麦居中,碱茅、蒙古冰草次之。星星草的耐盐性优于朝鲜碱茅。赖草的耐盐性强于碱茅。吐尔逊娜依等对9种牧草进行综合评价,得出这9种牧草的耐盐性由强到弱的顺序为:驼绒藜、草原绢蒿、美国赖草、苇状羊茅、羊茅、黑麦草、白花草木樨、新麦草、冰草。

科学家还对几种牧草进行不同盐碱地上不同播期苗木生长状况的研究表明,在中度盐碱地(pH8.25,全盐量0.47%)上,供试的苜蓿品种生长良好;在重度盐碱地(pH9.5,全盐量0.77%)上,狗牙根C121表现突出,耐盐、耐瘠薄,最终成坪。耐盐性不同的植物具有不同的组织、生理基础,这种差异在种苗阶段已表现出来。

一些植物学家研究了牧草种子不同耐盐性与细胞组织的关系,认为耐盐牧草有自身调节渗透压的能力,在质壁分离之间出现水液或在表皮细胞中间出现液泡,以保证胞质不失水和不进入盐分,在高的盐溶液中气孔的严闭现象也是对盐分的一种抵抗作用,这是防止高渗溶液进入叶表皮的保护功能之一。驼绒藜属牧草种苗的耐盐能力与种子的活力呈正相关,在恶劣生境条件下形成的种子活力较低,种苗的耐盐力也较低;种子耐盐性的指标与种子含氮量呈极显著正相关,与种子含磷量呈正相关,与含糖量相关性较小。

耐盐性状由于受主基因控制,通过遗传改良在实践上是完全可行的。必须明确,不同地区的气候条件不同,耐盐碱牧草的栽培还受地理分布的影响。在我国“三北”地区,用碱茅属植物建植了较大面积的草地,它对盐渍化土壤有较强的适应力,能降低耕作层土壤全盐量,改善土壤物理性状。辽宁省在中盐碱地上栽培细叶藜取得较好效果,为发展养猪提供了优质饲料。星星草是一种耐盐性较强的禾本科牧草,经人工筛选后,在黑龙江等地的盐碱地上有一定的种植面积。羊草是多年生根茎型禾草,具有生产力高、抗逆性强、营养丰富、适口性强等优点,适应性强,具有广泛的生态可塑性,能适应多种复杂的生境条件,是松嫩江平原上的优质牧草,能与獐毛、星星草、碱蓬等混合种植。苜蓿中蛋白质含量达80%,营养丰富,再生性强,是改良土壤的绿肥,更是畜牧业的高效饲料,在我国已广泛应用于滨海盐碱地的改良。

四、提高盐碱地牧草栽培成功的方法

人们通过在盐碱地上种植牧草或其他植物的实践,取得很多宝贵的经验。如播种或栽植时施用有机肥、施用土壤脱盐剂,台田种植等均可提高栽培效果。在干旱的内陆盐碱地采用滴灌、喷灌等节水工程,效果更为明显。

有研究表明,幼苗期采用低盐锻炼的方法,可以增强水稻的耐盐能力,这与低盐锻炼可在一定程度上增强地上部组织内清除活性氧的防护系统能力,使其在随后的盐胁迫过程中由活性氧诱导脂质过氧化作用产生的盐渍伤害减轻有关。对种子进行预处理也可以提高幼苗的耐

盐性。一些植物学家用0.3%CaCl2对湿地松、用250μg/gH3BO3对侧柏种子浸种处理,能显著提高种子发芽率、平均高、根茎比和简易活力指数,降低幼苗Na+吸收量和Na+/K+,缓解盐胁迫逆境。模仿生物自然进化规律,逐代加大盐胁迫程度育种,也可培育出耐盐品种[15]。这些方法对于牧草同样适用。

胜伟集团首创了“盐碱地产业生态综合体”模式，首先对盐碱地进行保护性开发，进而在开发后的盐碱地上打造一、二、三产协同发展的盐碱地产业生态综合体，由此创造了巨大的生态、经济和社会效益。

1. 全机械化立体式波纹管排盐（井）网络体系

包括波管排盐技术，明沟排盐技术、明沟-暗管相结合的排水降盐技术等。波管排盐施工实现全机械化作业，使用GPS定位系统及激光精平系统控制埋管深度及坡降比，无需开挖碱土即可一次性实现从开沟到埋管再到集料铺设，从而降低土壤含盐量，隔离并排出土壤中的可溶性盐。

2. 原土调理增肥降盐改碱模型

包括各类基于堆肥、有机肥和绿肥的有机废弃物资源化利用技术；以物理掺伴型结构调理制剂和化学物料优化配比的撒施型化学改良调理剂；研发出适合滴灌水肥一体化应用的液体改良调理剂。通过原土调理肥改善土壤基本结构，进一步降低土壤含盐量，平衡土壤PH值，增加土壤有有机质含量。

3. 多层次植物吸盐控盐体系

包括吸盐植物土壤改良作用； 抗、耐盐碱植物品种应用。吸盐植物土壤改良技术：盐生植物生长过程中，可将土壤中的盐碱离子吸收于体内，成熟后将植物地上枝叶取走，即等于取走了一定量的盐分离子，这样可较大程度地降低土壤中的盐分离子浓度；耐盐碱植物选育，保证新优植物品种不断更新，将抗、耐盐碱植物品种推广与应用。

4. 全自动水肥一体化痕量滴灌技术体系

基于滴管、喷灌、痕灌、分根交替灌等灌溉方式的节水控盐技术，创建局部的淡化“水肥保蓄层”；基于微地形构造的耕作避盐节水技术，通过垄、沟等微地形引盐和躲盐已达到节水目标；基于生物/薄膜覆盖的蒸发抑制技术，减缓盐分的上行表聚，实现根区控盐节水。

5. 苦咸水自动膜分离及微咸水安全利用技术

咸水淡化灌溉洗盐技术，利用咸水淡化设备对盐碱区浅层地下咸水进行淡化，并用淡化后的水对植物进行灌溉洗盐；基于咸水-微咸水直灌或轮次灌溉的劣质水安全利用技术，保障区域水盐平衡及植物健康增长；基于淡水-咸水交替灌溉的劣质水安全利用技术，控制根区水盐平衡。

6. 多尺度信息化与标准化管理控制体系

在盐碱地整理与利用的管理及工程施工中采用现代化的管理模式，运用信息技术对工程造价控制、采购、施工、资料、结算等进行科学管控，通过物联网时时监测，收集数据，建立标准、规范体系。