关键词:盐碱地;技术措施;水稻种植
中图分类号:S511文献标识码:ADOI:10.11974/nyyjs.20170133046
1粮食生产持续增长,水稻单产持续再增难度较大
根据《国家统计局关于2015年粮食产量的公告》,2015年全国粮食总产量62143.5万t,同比增长2.4%。其中谷物产量57225.3万t,同比增长2.7%。全国谷物单位面积产量5982.9kg/hm2,同比增长1.5%。2004年以来,国内稻谷种植面积和产量持续增长,实现了“十二连丰”。
不能否认的是,“超级稻计划”为实现粮食产量连增贡献了极大的力量。1996年,农业部提出实施超级杂交水稻培育计划,由“杂交水稻之父”袁隆平主持。2000年,超级杂交水稻品种达到了每公顷产量超过了10.5t,完成第1阶段单次水稻产量标准任务;2004年超级杂交水稻达到第2期产量指标;2012年9月24日,超级杂交稻第3期大面积每667m2产900kg攻关圆满实现。
2013年,“安徽万亩袁隆平超级稻减产绝收”事件发生后,超级稻是否已真正实现稳产1000kg/667m2再无消息。国内外其他水稻研究组织也未报道单产再增的新闻。
2国内耕地资源紧缺,盐碱地改良利用或成为新途径
中国地大物博,历史悠久,领土辽阔广大,总面积约960万km2,仅次于俄罗斯、加拿大,居世界第3位。《2015年中国国土资源公报》显示,依据全国土地利用数据预报结果,截至2015年末,全国耕地面积为1.35亿hm2,全国因建设占用、灾毁、生态退耕、农业结构调整等原因减少耕地面积30万hm2,通过土地整治、农业结构调整等增加耕地面积23.4万hm2,年内净减少耕地面积6.6万hm2。2013年中央农村工作会议提出要确保粮食安全,坚守1.2亿hm2耕地红线。在坚守耕地红线的同时,越来越多的科技工作者正以满腔的热情投入到改良品种和改善种植环境的工作中去。
根据不完全统计,全世界盐碱地的面积为9.5438亿hm2,其中我国为9913万hm2。根据气候条件、地理条件、土壤地质和地下水、河流和海水影、耕作习惯等因素,盐碱地在利用过程中分为轻盐碱地、中度盐碱地和重盐碱地。随着科学技术的发展,可以看到盐碱地也是很珍贵的土地资源,因为有许多生物包括植物,包括微生物,都可以适应这一环境。
盐碱地资源可持续利用不只是纸上谈兵,贾敬敬等[1]通过分析其现状和成因、潜在利用价值、国内外利用实例、存在的问题和利用建议几方面详细论述了盐碱地利用的可行性。王佳丽等[2]等从技术研发、排盐水环境安全处理及技术配套管理、农户技术选择行为等方面深层研究利用方法发出,探讨出立足多学科综合、多视角研究,突出微观主体农户在盐碱地利用中的作用,采取经济学、统计学专业分析方法,同时兼顾地理学行为决策因素的统筹兼顾之法。
盐碱地区具有重要的盐生植物资源。赵可夫等[3]研究发现,中国大约有盐生植物500余种,藜科、禾本科、菊科和斗科居多,种数占中国盐生植物种类总数的47%。有相当一部分中国盐生植物可作为食品、饲料、医药原料、纤维原料和鞣料等。
盐碱地区可开发重要的现代农业产业资源。东部沿海地区盐碱地可因地制宜发展农林牧渔、特种种植业、制盐业及观光旅游业等。华北平原盐碱地经改良可用来发展粮食作物和经济作物种植。
3科技发展迅速,多领域技术整合实现精准改良
最早开始盐碱地改良是俄国在150a前营造农田防护林时,其中有一部分就营造盐碱地。苏联、匈牙利、美国等多国科学家也陆续有意识的开始探索盐碱地改良技术。我国盐碱地改良工作起步较晚,大规模的盐碱地改良利用是从解放后开始的。
目前,我国盐碱地改良常用的有3种方法:水利改良技术,包括暗管排盐和节水控盐2种方法。地下暗管排盐是目前采用比较多,也是防止土壤盐化的最有效措施。节水控盐则能节省大量的人力、物力和财力,同时,该方法没有排水问题,也防止了环境污染;物理与农业改良技术。物理改良主要是对土层进行整改,方便灌水洗盐,阻断雨季水盐上升,明显减少土壤水分蒸发,有效控制土壤次生盐化等。农业改良主要通过采取密植、适时栽植、种植地被植物、合理灌溉、及时松土、多施有机肥等栽培措施实现,对改良土壤结构、减少盐碱对作物的危害着手,保证栽培作物正常生长和发育;化学、生物改良技术。化学改良主要施用石膏、磷石膏、过磷酸钙、腐殖酸泥炭和醋渣等改良盐碱地。生物改良主要包括选择耐盐作物、有效微生物或施用生物有机肥料等。王淑芳等[4]和宋玉珍等[5]也尝试了生物与化学综合改良的方法,研究发现这些技术能够带来显著的经济效益和生态效益。阿吉艾克拜尔等[6]研究对比了上述3种盐碱地改良方法发现,排水洗盐技术应用较为广泛,但在大面积应用中,单纯使用排水洗盐技术,存在消耗水资源过多,工程规模大、占用土地多、投资大,养护工作量较大、运行维护费用较高等问题。周和平等[7]提出的采取以水肥为中心,包括水利工程措施、农业技术措施、种树种草等综合治理方法仍旧是改良治理盐碱地的主要方向。
各学科充分发展,各领域技术不断提升的今天,人们已不满足于这种粗放式的盐碱地改良方法,跨领域研究成果层出不穷,不断为盐碱地改良开辟新径。
杨佳佳等[8]以松辽盆地为例,根据环境减灾卫星高光谱数据,对比曲线回归、最小二乘支持向量机回归2种非线性回归模型在含盐率反演中的预测效果,探索了大庆市土壤盐碱化指标定量反演的最佳模型,采用最小二乘支持向量机回归预测的方法进行了多种盐碱地指标反演,并采用决策二叉树方法对试验区盐碱地进行了等级划分,实现了对盐碱地信息的快读提取和精准防治盐碱地。胡凤伟选取盐碱地分布较为集中的吉林西部10个区(县)为研究区,制作了覆盖研究区范围的遥感影像图,建立盐碱地解译标志,从面积、分布、盐碱化程度等方面分析出盐碱地治理方案,并提出适宜的整治规划措施。
4改良意愿受多因素影响,实际推广难度较大
马奔等对江苏省滨海盐碱区部分地区农户进行了抽样调查,分析数据显示农户盐碱地改良技术行为受多种因素影响,包括农户特征、家庭特征、政策导向和社会环境等。
徐慧以黄河三角洲、松嫩平原西部、伊犁河谷地区为例,以盐碱地产权安排为切入点,从农户决策行为入手,探讨了盐碱地产权制度安排、农户行为响应与盐碱农用地持续利用三者之间的关系。研究发现土壤条件、水资源条件、耕作习惯、家庭劳动力及农业收入占家庭收入比重等均会影响农户行为响应,对于产权制度安排和盐碱农用地持续利用起着较为重要的作用。
要充分调动农户盐碱地改良意愿,在提高农户改良技术的同时,政府要实施积极的政策推动,进一步完善农业技术推广风险防范机制。
总体来说,虽然新技术层出,但耗时耗力,完全由政府出资进行农村基础设施建设对中央财政是一项较大的考验,农户自行改良意愿受多方影响,盐碱地土壤改良对于目前快速满足守住1.2亿hm2耕地红线、实现水稻产量再提升的迫切需求效用有限。
5耐盐研究不断深入,土壤改良和水稻增产有望双赢
新中国成立后,我国水稻籼稻品种占比从70%下降到27%,杂交稻升至40%,且水稻品种替代率呈稳定上升趋势。育种目标从单纯的高产,转为高产、耐性、品质等。
目前,在耐盐水稻种质资源创造方面,有几种不同的途径:传统育种技术,如杂交、组织培养、远缘杂交等;花粉管通道技术,在利用远缘物种的耐盐性创造新种质时能发挥加大作用;分子生物学技术,定向改造植物的z传形状,可以打破物种之间的生殖障碍。至2014年,已累计筛选出了70多份耐盐水稻种质。这些种质资源可以作为育种亲本选育耐盐水稻新品种,育成的耐盐新品种在生产上也取得了较好的成绩。
1940年,斯里兰卡开始选育耐盐水稻品种,第一例报道的世界耐盐水稻品种Pokkali于1945年推广。20世纪80年代,我国引种试验80-85。2007年顾艳红培育出的“津原85”在3.5%咸水灌溉条件下,平均每667m2产量达450kg,适合在京津冀地区作中稻栽培,山东沿黄稻区作麦茬稻种植,辽宁、新疆作一季春稻种植。2013年,秀水134、秀水321和浙粳88等在浙江慈溪市试种,平均产量达6750kg/hm2。2014年,海南大学与湖南农科院水稻所合作,将高耐盐野生植物DNA通过花粉管通道导入优良受体水稻,获得18个耐盐株系,其中,“海湘030”在盐分为0.3%~0.4%的沿海滩涂上种植,耐盐表现最好,长势均匀。
研究发现,利用耐盐碱植物对土壤进行改良,可以通过根系的扩展改善土壤的持水力和通气性;作物覆盖土壤表层减少水分蒸发,限制盐分在表层积累;可以构建植物群落改善小气候。
参考文献
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[4]王淑芳,李艳敏,王耀虹.盐碱地园林绿化优良树种――紫穗槐[J].河北林业,2008(4):20.
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[6]阿吉艾克拜尔,邵孝侯,常婷婷,等.我国盐碱地改良技术和方法综述[J].安徽农业科学,2013(16):7269-7271.
[关键词]盐碱地水利农艺化学
一、地理位置
衡水市位于河北省东南部,界于东经115°10′~116°34′,北纬37°03′~38°23′之间。东部与沧州市的东光县、吴桥县和山东省德州市毗邻,西部与石家庄市的深泽县、辛集市接壤,南部与邢台市的新河县、南宫市、清河县以及山东省武城县相连,北部同保定市的安国市、博野县、蠡县和沧州市的肃宁县、献县、泊头市交界。南北长125.25km,东西宽98.13km。总面积8815km2。全市有3个辖区,2个县级市,8个县。共设57个镇,57个乡,4个街道办事处,下辖4994个村委会。
二、盐碱地资源
据统计,全市总土地面积为1266万亩。现有耕地面积857.98万亩,占全市总土地面积的67.8%。在耕地面积中盐碱地面积为32.56万亩,其中轻度盐碱地面积25.804万亩,占盐碱地总面积的79.2%,中度盐碱地面积6.571万亩,占盐碱地总面积的20.1%,重度盐碱地面积0.73万亩,占盐碱地总面积的0.7%,主要分布在桃城区、冀州市、武邑县、深州市、武强县、饶阳县、故城县、阜城县。
三、盐碱地及形成原因
盐碱地是指土壤含盐量太高(超过0.3%),而使农作物低产或不能生长。形成盐碱土要有两个条件:一是气候干旱和地下水位高(高于临界水位);另一个是地势低洼,没有排水出路。地下水都含有一定的盐份,如其水面接近地面,而该地区又比较干旱,由于毛细作用上升到地表的水蒸发后,便留下盐分:日积月累,土壤含盐量逐渐增加,形成盐碱土。如是洼地,且没有排水出路,则洼地水份蒸发后,留下盐份,即形成盐碱地。
四、土壤盐碱化的不利影响
1.土壤板结与肥力下降。
2.不利于农作物吸收养分,阻碍作物生长。
五、盐碱地的治理
1.水利措施
频繁的旱涝气候变化强烈地影响着水盐运动,因此科学地调控土壤中的水盐运动,使土壤脱盐是治理盐碱地的关键;治理以治水为中心,完善排灌系统,是调控水盐运动的基本方法。在水利改良措施上,搞好排水工程的配套,是水利改造盐碱地的首要条件。有了健全的排水系统,在排的基础上进行灌溉,既可防旱又可压盐。
2.农艺措施
(1)平整土地。土地不平是形成土壤盐渍化的重要原因之一,在高洼不平的地面上,稍高处由于暴露面积大积盐就多。平整土地,可以改善微地形土壤中水盐的运行状况,使土壤蒸发趋于一致,不会产生局部积盐,并有利于盐斑改良。
(2)精耕细作保墒防盐。盐碱地耕作主要掌握一个“干”字,具体说就是“干耕、干耙出坷垃,干锄养坷垃”。在盐碱地面培养出一层大小适当的坷垃覆盖层,这层坷垃可以阻断土壤毛细管,抑制土壤盐分向上运行,起到保墒防盐作用。
(3)增施有机肥改土治碱。增施有机肥料,除提高土壤肥力外,又是土壤改良剂,可以促进土壤钙素活化,置换钠离子起改盐作用,有利于土壤形成团粒结构,提高土壤保水保肥能力,减少土壤蒸发,抑制返盐,促进淋盐,加速脱盐。
(4)开沟播种是盐碱地防盐保苗的一项重要措施。其作用是:①能防盐、躲盐、借墒、保苗。②集中施肥,肥料效益高。
(5)植树造林,发展绿肥。在90年代,我市大部分的盐碱地是次生盐碱地。有的盐碱地拿苗2~6成,有的光板,尤其重度盐碱地无法耕种,任其发展,更加重盐碱。20几年来,我市在盐碱土区,老盐河道大种田菁、紫穗槐等绿肥。大种树木,增加地面覆盖率,减少地面蒸发,然后把绿色植物做压绿肥,改良了大部分盐碱地。
3.化学措施
施用石膏、硫酸、硫磺、腐植酸肥料等改良碱土和碱化土。
六、存在问题
2000年以后由于盐碱地已经不是农业部门的工作重点,所以越来越被忽视,加上盐碱地的农作物产量较低,人们对盐碱地的开发利用未引起足够的重视,开发利用以农民自主开发为主,投入低,开发利用的进度比较缓慢;农田道路、灌溉设施、排灌设施遭到了不同程度的破坏,制约了对盐碱地的有效改造;缺乏鼓励企业和农民改良盐碱地的优惠政策;盐碱地的利用与改造,没有国家和地方政府加大投入力度,完善田间基础设施,充分发掘盐碱地的生产潜力。
七、几点建议
1.多方努力,协同配合,推动盐碱良工作。各级政府要提高认识,加强领导,制定优惠政策,调动技术部门提供技术指导和农户积极参与改土的积极性。
2.加大盐碱地改良培训力度。把农业技术人员作为教师来培训,再由这些教师进一步培训农民,实现改良土壤项目区每村至少有一名既掌握改土技术原理、又会实际操作的技术人员,提高改良土壤工作效率。
3.政府加大投入,支持盐碱良事业。政府拨专款支持盐碱地改良,把改良盐碱土壤的项目作为省级和部级土地开发整理项目单独立项,并加强项目管理。
关键词:新疆盐碱地;形成原因;综合治疗措施
1新疆盐碱地的形成原因
1.1自然原因
造成新疆出现大量盐碱地的原因,其中气候是一部分的因素,新疆的气候类型属于内陆性干旱气候,荒漠和山地较多,植被和水源较少,而且日照较强,对水分的蒸发量较大,并且新疆地区的降雨量少,所以在蒸发的时候将水分蒸发了,但是土壤中的盐分却被带到了地表,使得土壤表面累积了盐分。
1.2灌溉原因
在农业灌溉区,也有大量的盐碱地,这是因为土壤中的盐分随着灌溉的水流进入到了下游,但因为排水不畅,导致盐分停留在土壤表层,通过长时间的积累,形成了盐渍土,对土壤造成了盐碱化的危害。
1.3土地不平整
土地的高低差异过大,地面不平整,导致在对土地进行水源灌溉的时候,水源不均匀,使得局部地区出现了积盐的现象,又由于当地的农民经常无计划地开垦一些耕地,这些耕地经常会成为周围耕地进行旱排的区域,使这种积盐的现象加重。
2盐碱地的危害性
盐碱地会严重地抑制当地的农业发展,当土壤中的盐碱度过高时,一些植物就不能从土壤中吸收大量的水分,导致种子不发芽;还对植物的根部系统造成严重的损害,使植物的根部不能吸收土壤中的养分和水分,同时也会造成土壤的贫瘠,使土壤中的肥力下降,导致植物的发育过缓。盐碱地不仅对植物造成影响,而且还会对木材和钢铁造成腐蚀,使一些道路和建筑物出现损坏。又因为该种土壤使得植被下降,该地区的降雨量少和蒸发量大,极易出现干旱和风沙的自然灾害,对该地的生态环境造成了严重的破坏。
3盐碱地的治疗措施
3.1改善灌溉的方式
在新疆,灌溉水源的浪费现象非常的严重,因为灌溉的方式不正确,使地下水出现水位升高的现象。所以要对灌溉水源的方式进行改善,实施节水灌溉的技术,既能提高水源灌溉的效率又可以节约水源,保证水源灌溉的均匀性,这样可以有利于农作物的生长还能够减少水流的渗透,出现地下水位升高的现象,从而减少土壤盐碱化的现象。还可以采取地膜的栽培技术,这种技术可以有效地减少水分的蒸发,尤其在棉花的种植上,利用该技术还能对大地有一定的保温作用,使农作物得到较好的生长,减少盐碱的危害。灌溉地区的地下水质较好,可以采取竖井的方式进行排灌,采用这种灌溉方式,既能使农作物吸收大量的水分,又可以使地下水位得到合理的降低。
3.2增加种植物
盐碱地的生态环境差、风沙大,为改善这一现象就要种植大量的防护林,选择耐旱、生长顽强的树木进行种植,有一定的防风固沙的功效,而且由于树叶的蒸腾作用,还可以增加空气中的湿度,减少光照对地面的蒸发作用,从而减少土壤的盐碱程度。由于树木的根部较为发达,它可以使树木对地下水进行吸收。由于在树旁会有许多的枯枝落叶,这些输液腐化后,可以增加土壤的养分和渗水性。在种植树木的同时还可以种植适量的牧草,比如像苜蓿和草木栖等这种牧草对于土壤来说是一种短期的绿肥,该种植物的根系较为发达可以吸收地下水,降低水位。又因为牧草可以将土地覆盖,减少了日照的蒸发作用,使土壤中的水分更多。
3.3平整土地
经过研究调查,如果土地的高低差异过大会比平整土地的盐碱程度更为严重,所以要对土地进行平整,在平整的土地上进行灌溉时,水在经过土壤表面时能够使盐分在水中均匀的进行浸泡,能够在灌溉的时候进行脱盐,避免出现局部地区积盐的现象,因为土地平整,进行适量的浇水,就可以使地面均匀得到灌溉的水分,从而节约了灌水的水量。对于水旱轮作的土地,纵坡在0.05%~0.1%之间,横坡可以等于纵坡也可以略小于纵坡。对于旱作的耕地,将纵坡设为0.1%~0.3%,横坡可以等于纵坡也可以稍大于纵坡。
4结语
由于新疆土地盐碱化的原因过于复杂,所以在进行治理的时候,首先要改变灌溉的方式,再种植大量的树木和牧草,同时对土地进行平整,只有综合的实施这些措施,经过一段时间后才能对盐碱的土地进行一定程度的改良,使新疆的土地能够得到可持续的发展。
参考文献
关键词:新疆;土壤盐碱化;特征;对策
1新疆土壤盐碱化特征与区域分布
新疆除山地和沙漠外,在平原地区普遍都有盐碱土的分布。干旱气候和地质历史条件下促使新疆平原地区的盐碱化普遍发展。无论是积盐类型还是盐分组成都极为复杂多样。全疆土壤积盐具有以下几个显著特点:①土壤盐碱化普遍、积盐程度高、分布面积广;②盐土的组成复杂,主要有氯化物、硫酸盐、苏打和硝酸盐;③盐分的聚集速度快、积累的强度大,在南疆地区呈现出较强的表聚性;④积盐时间长,除现代积盐外,还大面积的存在残余的盐碱化土壤;⑤受土壤母质普遍含盐和灌区地下水含有不同程度盐碱的影响,一旦灌排失调,就很容易引起次生盐碱化,即使治理好的土地,也易导致重新返盐。盐碱土所特有的不稳定性和易反复性在本区得到了充分体现。
2新疆土壤盐碱化的调控对策
2.1以流域为单元优化水土资源利用布局,强化生物治理措施
农业-水资源-环境系统是客观存在的不可分割的整体,是一种自然-人工复合系统,农业的发展必然受到区域自然地理、水资源与环境条件的制约。在流域尺度上,陆地地域可依地貌类型、自然和人工植被,划分为山地、人工绿洲、自然绿洲和荒漠等类型。新疆是一个典型的荒漠-绿洲生态系统,必须注重对自然绿洲生态系统的维护与注重绿洲灌区内部结构的优化。有限的水资源及其时空分布的不均匀性是灌溉农业发展和生态环境保护的关键因子。今后的流域水资源规划要以区域水盐平衡为依据,对水土资源进行综合平衡,合理安排地表水和地下水的开发利用,建立流域完整的排水、排盐系统,贯彻上下游兼顾,既要考虑农田用水、又要兼顾林牧业和生态用水的指导思想。在现有生产技术条件下,严禁垦荒,耕地的面
积宜稳定在400万hm2,应把改良低产田、提高现有耕地的生产潜力作为主要突破口,节水灌溉余出来的水应留给生态用水。绿洲-荒漠过渡带不仅是绿洲的生态屏障,还适合于发展人工饲草基地,实现农牧结合,作为平原畜牧业基地。
在新疆705.9万hm2绿洲农田中,经常保留有沙漠、农田防护林、夹荒地、弃耕地、沼泽等多样性,可供发展农区畜牧业辅助放牧之用。因此,绿洲灌区土地的利用必须予以优化,具体可归结为农、林、牧、草混合农业体系以及种植制度结构的优化。推行草田轮作既可有效地培肥土壤,也可为发展灌区畜牧业提供原料。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。生物治理措施在易次生盐碱化地区决不是一时的权宜之计,而应该作为一项长期的战略来坚定不移地有计划地在水资源合理利用的基础上逐步推进和实施。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。
2.2加强农田水利基本建设,建立节水农业体系
2.2.1提高灌区储水与输水环节的效率对平原水库引起的地下水位抬升,可在坝外开挖必要的排水沟,并植树造林。从长远看,随着各地水源地的建设,并大量开采地下水后,灌区及其临界平原水库的地下水位都会降低,次生盐碱化的程度也将降低。并且随着山区水库的建设,平原水库也将逐渐废弃。渠道防渗可以有效提高水资源利用效率,防止地下水位的上升,是防止土壤次生盐碱化的治本手段。当前的渠道防渗率还不到总长的1/3,提高的潜力还很大。通过渠道防渗和发展管道输水技术,将渠系水利用系数提高到0.65是完全有可能实现的。
2.2.2灌排结合,完善节水灌溉技术排水不仅是改良与利用新垦盐碱地的先决条件,也是防止灌区土壤次生盐碱化的基本条件。根据各区的水文地质条件,不同的灌区可具体选择明排、暗管排水与竖井排水模式。
田间灌溉是节水的关键环节,但田间用水效率是否能无限提高?在干旱区,灌溉水一般都含有较高的盐分,长期灌溉所引入的盐分也是可观的,在没有排水的条件下,盐分主要累积在土壤1m剖面内。全生育期的滴溉只能将盐分淋洗至作物主要根系层以下(地表40~50cm下)。随着灌溉时间的延续,积累的盐分就在地表某一深度越积越多。因此,通过滴溉来调节盐分在剖面上的分布,从而为作物创造一个良好的生长环境的难度越来越大,有可能在某一天造成“爆发性积盐”。虽然在本区的节水灌区该现象尚无发生,但同类地区的教训不可不引起高度重视。以色列伊兹里勒平原就是在运用滴灌技术不断提高水资源的效率后,发生了大规模的盐碱化。世界各国的灌溉史业已证明:要使灌溉获得成功,就必须进行排水。根据国内外干旱区的经验,为了维持土壤的水盐平衡,必须考虑将15%~20%左右的灌溉水量用于土壤洗盐排水,4~6年一个轮回对所控制的灌区进行压盐和洗盐,对荒地、弃耕地选择种植适合的耐盐植物,为作物的生长创造一个良好的环境。
2.3加强基础研究,积极引进和研制盐碱土评估和预测模型
电磁感应土壤盐分测量技术(EM-38)与地理信息系统支持下的制图技术,在国外已广泛用于田间调查和盐碱土评估与管理研究,在国内一些地方也得到初步应用。但在本区,这些先进技术的应用基本还是空白。新疆灌区绿洲地势平坦、面积辽阔,比较适合也非常需要能快速确定盐碱土壤盐分空间分布状况与盐分来源、进行土壤盐碱程度判定及趋势评估的电磁感应技术。
加强水盐运动的过程与机理研究,特别是覆膜滴灌点源入渗的水盐运动研究还不充分,基础理论研究的不足给应用研究的深入带来不利影响,导致一些工作仍局限于黑箱式研究,以致研究结果趋于表面化和一般化,无法对生产实践提供有效的指导。
3结语
土壤盐碱化与次生盐碱化是长期困扰新疆灌溉农业发展与生态环境保护的关键问题,其改良与治理是一个复杂的系统工程,需要决策者、科学家和生产者共同协作努力,才有可能得到较好的解决。
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关键词:大豆粉;家蚕;摄食抑制物质;去除方法
中图分类号:S883.9文献标识号:A文章编号:1001-4942(2017)05-0129-05
StudyonRemovalMethodsofFeedingInhibitionMaterialsin
SoybeanMealforSilkworm
GuYinyu,LiHuaxiu,ShiXinqin,QiaoPeng,WangAnjie,ZhangFenglin,LouQinian,GuoGuang
(SericulturalResearchInstituteofShandongProvince,Yantai264002,China)
AbstractThedefattedsoybeanmeal,animportantrawmaterialforartificialdiet,containssilkwormfeedinginhibitionmaterials,andtheycanberemovedbyethanolandhotwaterextractingmethod.Theethanolextractingconditionswereusing75%~95%ethanol,extractingatover50℃for4hourswiththeratioofsoybeanmealtoethanolof1∶10,andtreatedbymicrowaveovenorstirring.Forthehotwater,theconditionwasover50℃.Extractingbybothethanolandhotwaterwasbetterthanbyethanolorhotwateronly.Theconditionswerefirstlyextractingwithethanolaccordingtotheaboveconditionsandthenfilterpressing,dryingunderlowtemperature,andthenextractingwith50℃hotwater,afterthat,centrifuging,gettingridofthesupernatant,anddryingunderlowtemperatureintheend.Usingtheartificialdietpreparedwiththesoybeanmealextractedbythismethodcouldimprovethesetaedispersionrateofthesilkwormlarvaeafterhatchingfor24hours,theraiseamplitudewassmallerforbetterfeedingsilkworm,andcontinuefeedingbythisdietcoulddecreasethesilkwormweight;theraiseamplitudewasgreaterforworsefeedingsilkworm,andtheweightof3rdinstarlarvaewasverysignificantlyhigherthanthatofcontrol.
KeywordsSoybeanmeal;Bombyxmori;Feedinginhibitionmaterial;Removalmethod
家蚕人工饲料育是养蚕历史上一项划时代的新技术,日本在1990年稚蚕人工饲料工厂化饲育已占45%以上,但我国至今没有形成规模化的人工饲料稚蚕饲育,原因是多方面的,其中饲料配方是主要原因之一。家蚕一代杂交种和日系品种对人工饲料的摄食性普遍优于中系品种已成为业内共识。中系品种的摄食性差直接导致了蚕种场不能应用人工饲料,而且国内现有的饲料配方不能适应多数现行品种,影响了人工饲料育的推广。研究认为,人工饲料中的重要原料脱脂大豆粉中含有家蚕摄食的抑制物质,但经甲醇、乙醇或水浸提后,可提高家蚕的摄食性,促进蚕体生长发育[1-5]。但对于浸提的温度、时间、方法等没有相关报道,本试验对采用乙醇和热水浸提大豆粉进行研究,以期获得高疏毛率家蚕人工饲料。
1材料与方法
1.1蚕品种
一代杂交种菁松×皓月及中系原种菁松A、荆研和鲁七的秋制浸酸冷藏种。
1.2人工饲料配方
桑叶粉45%、大豆粉30%、淀粉14.8%、绿枝粉5%、VB1.5%、VC1.5%、柠檬酸2%、氯化胆碱0.2%。其中,除桑叶粉和大豆粉外,其它原料分别为化学试剂级、食品级或饲料级。
1.3大豆粉处理
1.3.1乙醇浸提处理①乙醇浸提温度试验:浸提温度设为30、50、70℃,其它浸提条件为75%乙醇,大豆粉和乙醇1∶10,搅拌,浸提4h,浸提1次。
②乙醇浸提时间试验:浸提时间设为1、2、4、24h,其余浸提条件为75%乙醇,大豆粉和乙醇1∶10,搅拌,30℃,浸提1次。
③大豆粉和乙醇比例试验:大豆粉和乙醇的比例设为1∶2、1∶5、1∶10、1∶20,其余浸提条件为75%乙醇,搅拌,30℃,4h,浸提1次。
④乙醇浓度试验:乙醇浓度设为55%、75%、95%,其余浸提条件为大豆粉和乙醇1∶10,搅拌,30℃,4h,浸提1次。
⑤浸提方法试验:浸提方法设为搅拌、超声、微波炉,其余浸提条件为75%乙醇,大豆粉和乙醇1∶10,30℃,4h,浸提1次。
⑥浸提次数试验:浸提次数设为1、2、3次,其余浸提条件为75%乙醇,大豆粉和乙醇1∶10,搅拌,30℃,4h。
1.3.2热水浸提处理温度设为30、50、70、90℃,大豆粉和热水比例为1∶20,搅拌,浸提5min。
1.3.3乙醇和热水两次浸提处理先用75%乙醇、50℃、1∶20、2h,搅拌,浸提后压滤,50℃低温烘干,再用50℃热水、1∶20、搅拌后离心,去上清液,50℃低温烘干。
均以未浸提大豆粉配制的人工饲料为对照。
1.4人工饲料制作方法
分别将大豆粉经浸提处理和不做处理的人工饲料干粉加2倍清水,经搅拌调和均匀后装入25cm×17cm聚乙烯塑料保鲜袋,饲料厚度约为3~4mm,压成平板状后用封口机封口,再采用蒸锅100℃熟化灭菌50min,冷却后待用。
1.5饲养方法
采用9cm培养皿饲养。收蚁与1龄采用平板育,将已熟化的两种饲料分别放入培养皿内压平消除缝隙后收蚁。每个蚕品种每种饲料重复3皿。黑暗饲育,温度30℃,湿度≥70%。
1.6调查内容
24h疏毛率,在收蚁后24h计数疏毛蚕头数与收蚁蚕头数,然后计算二者的百分比;3龄蚕体重,在3龄盛食期随机选取10头称重,计算平均值。
2结果与分析
2.1乙醇浸提温度对家蚕的影响
从图1可以看出,在30℃温度下浸提,菁松×皓月24h疏毛率与对照差异不显著,菁松A24h疏毛率极显著高于对照;在50~70℃温度下浸提,菁松×皓月极显著高于对照。可见,实际操作中乙醇浸提选择50℃即可。
2.2乙醇浸提时间对家蚕的影响
由图2可知,无论是杂交种菁松×皓月还是中系原种菁松A,浸提1~24h处理24h疏毛率均极显著高于对照;并且,菁松×皓月24h疏毛率在浸泡4h和24h处理之间差异不显著,但显著高于浸泡1h和2h处理;菁松A24h疏毛率在浸泡2、4h和24h处理之间差异不显著,但显著高于浸泡1h处理。可见,实际操作中乙醇浸提时间采用4h左右即可。
2.3乙醇浸提比例对家蚕的影响
由图3可知,大豆粉和乙醇1∶2浸提处理,菁松×皓月24h疏毛率和对照差异不显著,菁松A24h疏毛率极显著高于对照,大豆粉和乙醇其他比例浸提处理,菁松×皓月和菁松A24h疏毛率均极显著高于对照。其中,1∶10和1∶20处理较好,但1∶20乙醇用量较多,成本较高所以实际操作中乙醇用量在1∶10以上范围内进行选择。
2.4乙醇浸提浓度对家蚕的影响
由图4可知,乙醇浓度在75%和95%时两个家蚕品种24h疏毛率之间未达到极显著差异水平,但均极显著高于对照,所以乙醇浓度在75%~95%即可。
2.5乙醇浸提方法对家蚕的影响
由图5可以看出,两品种家蚕24h疏毛率均以微波炉处理效果好,优于搅拌,超声处理效果最差,所以实际操作中有条件可采用微波炉,没有条件可采用搅拌。
2.6乙醇浸提次数对家蚕的影响
由图6可以看出,浸提次数之间差异不显著,可能由于浸提次数太多导致其它营养成分过度流失造成,所以实际操作中浸提1次即可。
2.7热水浸提温度对家蚕的影响
从图7可以看出,50~90℃热水浸提处理两品种24h疏毛率均极显著高于对照,70~90℃效果更好。所以实际操作时热水浸提温度可依据试验要求及成本承受力在50~90℃的范围内进行选择。
2.8乙醇和热水两次浸提对家蚕的影响
从图8可以看出,采用热水和乙醇两次浸提的24h疏毛率普遍要高于单独采用乙醇或热水浸提的效果。其中对杂交种,三种浸提效果之间没有显著差异,但对中系原种的效果就比较明显,乙醇和热水两次浸提极显著优于热水浸提,热水浸提优于乙醇浸提。
2.9乙醇和热水两次浸提大豆粉对其他家蚕品种的影响
本试验还采用2.8中乙醇和热水两次浸提的大豆粉配制的人工饲料进行其他中系品种如鲁七和荆研的24h疏毛率和3龄蚕体重试验,从收蚁至调查采用1次育,试验结果见图9和图10。可以看出两个品种24h疏毛率均为两次浸提处理高于对照,对于人工饲料摄食性差的品种如荆研来说,提高幅度较大,可以从4%提高至80%以上,对于人工饲料摄食性好的品种如鲁七来说,24h疏毛率提高并不大。而如果继续采用该饲料饲育,荆研3龄蚕体重极显著高于对照,但明显低于鲁七,但鲁七3龄蚕体重极显著低于对照。
3讨论与结论
在以往相关报道中,有采用70%乙醇[7],也有采用90%、95%乙醇[1,6],本试验中75%和95%都可以,试验结果的不同可能与浸提操作、试验品种等不同有关。在所有条件中,浸提比例影响较大,所以在具体操作中,浸提比例至少要在1∶10以上,最好能达到1∶20。乙醇用量较大,成本也相对较高,但是生产中,可以采用该大豆粉配制收蚁和1龄用饲料,2龄以后可更换为普通饲料,因为随着蚕的生长大豆粉中忌避因素的影响减少[2],这样可以减少成本。另外对于摄食性好的品种,长期采用这种饲料会影响蚕体重,所以更换饲料也可以避免这种损失。
文I中还有采用甲醇浸提的,因为甲醇对人体有伤害,可操作性差,所以生产上建议采用乙醇和热水。大豆粉中的家蚕摄食抑制物质有醇溶性的,也有水溶性的,所以采用乙醇和热水两次浸提效果较好。两次浸提的顺序建议先乙醇后热水,因为采用乙醇浸提后,很容易出现乙醇挥发不彻底的情况,这样会极大地影响疏毛率,而采用先乙醇后热水浸提,可以避免上述情况。采用乙醇浸提,大豆粉和乙醇很容易分离,但是采用热水浸提,如果浸泡时间较长就很难分离,如果有条件可以采用离心机,没有条件可以减少浸泡时间,10min后就沉淀倒掉上清液,然后低温烘干。
虽然采用该大豆粉可将荆研的24h疏毛率提高到80%,而且3龄蚕体重也极显著高于对照,但是仍然低于其他摄食性优良的品种,说明大豆粉中的摄食抑制物质仍有残留,该方法可使部分摄食性较好的品种接近生产水平,但对于摄食性差的品种若想使其达到生产水平仍需继续研究。
影响家蚕对人工饲料摄食性的因素众多,如品种、个体,蚕种的滞育性、性别、发育阶段、龄期、饱食或饥饿程度、转青卵和蚁蚕冷藏处理,人工饲料的硬度、粘度、脆度、酸碱度、成熟度、含水率等理化性状,饲料的加工、调制、贮存,给饵后放置时间、给饵方法、给饵次数、给饵量,及饲养密度、眠起处理、饲料保质措施、养蚕容器等[8],这些因素也可能会影响浸提后的效果。
参考文献:
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山东省盐碱地分布、改良利用现状与治理成效潜力分析
董红云1,朱振林1,李新华1,杨丽萍1,张正2
(1.山东省农业可持续发展研究所,山东济南250100;2.山东省农业科学院,山东济南250100)
摘要:
对山东省11个地级市40个县的盐碱地分布面积以及利用现状进行全面系统的调查,结果显示,山东省盐碱地广泛分布,可分为滨海盐碱地和内陆盐碱地两种类型,总面积为5926.73km2,主要集中分布在东营、滨州、潍坊和德州市。其中轻度盐碱地2655.07km2,占44.80%,中度盐碱地1718.13km2,占28.99%,而重度盐碱地面积达1553.53km2,占26.21%。全省盐碱耕地3863.80km2,盐碱荒地2062.93km2,盐碱地利用率高达65.19%。除东营市河口区外,山东省各县市盐碱地改良利用率普遍较高,2000―2010年间山东省累计投入31.80亿元,治理改良盐碱地2532.67km2,新增粮食生产能力132.39×104t。本研究还对山东省较成熟的盐碱改良模式以及治理过程中存在的问题进行了介绍与分析,可为今后盐碱地改良利用和农业可持续发展提供科学理论依据。
关键词:山东省;盐碱地;分布;改良;利用潜力
中图分类号:S156.4(252)文献标识号:A文章编号:1001-4942(2017)05-0134-06
AnalysisonDistribution,UtilizationStatusand
GovernanceEffectofSaline-AlkaliSoilinShandongProvince
DongHongyun1,ZhuZhenlin1,LiXinhua1,YangLiping1,ZhangZheng2
(1.ShandongInstituteofAgriculturalSustainableDevelopment,Jinan250100,China;
2.ShandongAcademyofAgriculturalSciences,Jinan250100,China)
AbstractThedistributionareaandutilizationstatusofsaline-alkalisoilwereconductedsystemicinvestigationin40countiesof11citiesinShandongProvince.Itturnedoutthatsaline-alkalisoilwaswidespreadinShandongProvince,whichcouldbedividedintocoastalandinlandsaline-alkalisoil.Thetotalareawas5926.73km2,anditwasmainlydistributedinDongying,Binzhou,WeifangandDezhou.Themild,moderateandseveresaline-alkalisoilareawere2655.07,1718.13km2and1553.53km2accountingfor44.80%,28.99%and26.21%,respectively.Theareaofsaline-alkaliarablelandandsaline-alkalibarrenlandwere3863.80km2and2062.93km2respectively,whichindicatedthattheutilizationrateofsaline-alkalisoilreachedupto65.19%.ExceptforHekouRegioninDongyingCity,theutilizationrateofsaline-alkalisoilinallcitiesofShandongProvinceweregenerallyhigher.During2000-2010,3180millionyuanhadbeeninvestedinShandongProvincetomanagethesaline-alkalisoil,andithadaddedtheimprovedsaline-alkalilandof2532.67km2andthegrainproductioncapacityof132.39×104tons.Inaddition,weintroducedtherelativelyeffectivemodelforimprovementofsaline-alkalisoilandanalyzedsomeproblemsintheprocessofimprovement,soastoprovideascientificbasisfortheimprovementofsaline-alkalisoilandagriculturalsustainabledevelopment.
KeywordsShandongProvince;Saline-alkalisoil;Distribution;Improvement;Utilizationpotential
盐碱土是土壤经过盐化和碱化过程形成的盐化土和碱化土,因其含有较多的盐碱成分,导致土壤的物理化学性质发生显著改变,表现为土壤板结、结构差、土壤pH值增高和有效养分缺乏等现象,土壤盐碱化过程严重影响了土壤质量、土壤生态过程以及动植物的生长[1,2]。盐碱土在世界100多个国家普遍存在,面积达9.55×108hm2,占全球总面积的10%,且以每年100.0×104~150.0×104hm2的速度递增,土壤盐碱化已经成为备受瞩目的世界性问题[3,4]。
我国是受土壤盐碱化危害最严重的国家之一,总面积达9913×104hm2,约占国土面积的10.3%。全国各省份均有分布,主要分布在西北、华北、东北以及沿海地区[5,6]。分为东部滨海盐土及滩涂、黄淮海平原盐碱土、东北平原盐碱土、半漠境内陆盐土和青新极端干旱漠境盐土,受地理和气候等环境因素差异的影响,各地盐碱土面积、盐化程度和盐分组成存在显著差异,具有明显的季节性和强烈的表聚性[7]。
山东省盐碱土主要包括黄淮海平原盐碱土和滨海盐碱土。黄淮海平原内陆盐碱土多呈斑块状插花分布,盐分表聚性强,经过长时间的农业开发投入和不断改良,盐碱土面积逐渐缩小,盐碱化程度也明显减轻[6,8]。近百年来黄河不断淤积形成新陆地――黄河三角洲,黄河河口以年平均2.2km的速度向浅海推进,滩涂面积和滨海盐土则不断增加[9]。滨海盐碱土向海岸线方向延伸,逐渐由非盐碱土变为弱盐碱土、中盐碱土和强盐碱土,含盐量和盐碱化程度越来越高,盐碱荒地广泛分布[10]。
我国耕作历史悠久,农田资源已被充分开发利用,随着人口的增长,耕地资源和粮食安全问题日益突出。改良利用盐碱地资源,提高盐碱地利用率,使其成为我国重要的耕地后备资源,是解决我国耕地资源锐减、保证粮食生产安全的重要途径之一。为此国土资源部在《全国土地利用总体规划纲要(2006―2022)》中提出“优先开发缓坡丘陵地、盐碱地、荒草地、裸土地等未利用地和废弃地”和“综合运用水利、农业、生物以及化学措施,集中连片改良盐碱化土地”等政策部署。为推进山东省盐碱地治理利用,亟需对山东地区盐碱地资源和改良利用现状进行全面系统的调查与分析,以期为山东省盐碱地改良利用和农业可持续发展提供科学依据。
1调查区域与方法
针对山东省盐碱面积分布较大的县(市)进行调查,主要包括东营市、滨州市、潍坊市、德州市、淄博市、烟台市、青岛市等11个地级市40县(区),调查面积达11.40×104km2。调查形式采用实地考察、发放调查表,访谈和咨询地区相关人员。共发放调查问卷1500多份,L问人员达6000多人。调查主要内容为被调查地区盐碱地的面积、分布、改良利用情况和改良的成功经验及存在的问题。同时收集2000年以来的资源投入、盐碱治理成效与粮食增产相关统计资料和数据。
2盐碱地现状与治理
2.1盐碱地分布与利用现状
2.1.1盐碱地分布现状根据第二次全国土壤普查数据显示,山东的盐碱土主要类型包括滨海盐土、沼泽盐土和潮盐土[11]。本次调查结果(表1)显示,山东省共有盐碱地5926.73km2,占山东总面积3.78%。山东省的盐碱地根据其成因和分布规律,可分为滨海盐碱地和内陆盐碱地两种类型。滨海盐碱地主要集中分布在东营、滨州和潍坊市,其面积和所占盐碱地总面积的比例分别为:东营市2263.33km2,占比38.19%,滨州市1619.33km2,占比27.32%,潍坊市688.67km2,占比11.62%,三市盐碱地的全省占比超过75%。少部分滨海盐碱地还分布在烟台市(主要在莱州)和青岛市(主要在胶州)。内陆盐碱地主要分布在滨州市部分区域和德州、聊城和菏泽市等黄河冲积平原地区。其中德州市555.0km2,占比9.36%,聊城市244.0km2,占比4.12%,菏泽市319.34km2,占比5.39%。中部济南、济宁和淄博市(主要在高青县)亦有小面积盐碱地分布,面积分别为34.67km2、114.00km2和17.34km2,分别占0.59%、1.92%和0.29%。
山东省盐碱地中轻度盐碱地2655.07km2,占44.80%,中度盐碱地1718.13km2,占28.99%,而重度盐碱地面积高达1553.53km2,占26.21%。重度盐碱地主要是滨海盐碱土,集中分布在东营、滨州和潍坊,占重度盐碱地总面积的92.35%。其中东营市961.33km2、滨州市324.87km2、潍坊市146.67km2,分别占山东省重度盐碱地总面积61.88%、20.91%、9.44%。内陆盐碱地以轻度、中度为主,德州轻度盐碱地453.6km2、中度盐碱地79.87km2、重度盐碱地21.47km2,分别占德州市盐碱地比例81.72%、14.39%、3.87%。聊城市轻度盐碱地144.00km2、中度盐碱地58.66km2、重度盐碱地41.33km2,分别占聊城市盐碱地比例59.02%、24.04%、16.94%。菏泽市轻度盐碱地215.34km2、中度盐碱地65.33km2、重度盐碱地38.67km2,分别占菏泽市盐碱地比例66.06%、20.04%、11.86%。济南、济宁、淄博、青岛和烟台地区盐碱地面积较小,盐碱度较低,其中青岛和淄博没有重度盐碱地分布。
2.1.2盐碱地利用现状我国尤其是黄淮海平原盐碱土治理改良工作开始较早,于20世纪80年代便在旱涝盐碱综合治理、盐碱农业发展战略以及水盐运动等科学研究方面取得重大进展。黄河三角洲形成较晚,近几年滨海盐碱良利用才得以全面系统开展,但成效卓著,形成一系列成熟的盐碱地改良技术和方法,实现了山东省生态和经济协同健康发展。
本次调查结果显示,山东省盐碱耕地3863.80km2,盐碱地的利用率高达65.19%。盐碱荒地2069.93km2,其中未开垦利用过的盐碱荒地1601.8km2,开垦过后撂荒的盐碱荒地338.87km2,无利用价值的盐碱荒地仅为117.47km2(表2)。即山东省共有5809.26km2的盐碱耕地和盐碱荒地需要持续进行改良治理和利用。盐碱耕地的开发利用多基于轻度盐碱地,其中轻度盐碱耕地占盐碱耕地的61.06%,中度盐碱耕地占27.75%,而重度盐碱地改良利用仅占11.19%。相反盐碱荒地中轻度盐碱地仅占14.35%,中度盐碱地占31.31%,重度盐碱地达54.34%,未利用的比例较高。滨海重度盐碱地比例较高,盐碱地利用率较低,平均利用率为59.81%,而内陆盐碱地平均利用率高达84.06%。
2.1.3主要县市盐碱地分布与利用现状针对盐碱面积分布较大的地区进行详细调查,主要包括东营市、滨州市、潍坊市、德州市等11个市40县(区)。结果显示不同地市盐碱地分布情况不同,治理利用模式和成效存在很大差异(图1)。
东营市位于黄河三角洲,共有盐碱地2263.33km2,以滨海盐碱地为主,在各辖区均有分布。其中河口区盐碱地面积最大,占比57.15%,其次是垦利占17.21%,利津占9.36%,广饶占8.53%,东营区占7.80%。盐碱耕地占东营市盐碱地总面积比例为46.95%,各县区盐碱耕地占该县市(区)盐碱地面积比例差异较大,河口区占28.39%,垦利占65.81%,利津占60.06%,广饶占74.83%,东营区占94.34%。除河口区以重度盐碱地为主、利用率较低且主要以盐碱荒地形式存在外,东营市盐碱地利用率普遍较高。
滨州市地貌类型包括黄泛平原、滨海平原和渤海湾滩涂。盐碱地主要分布在沿海地区和黄河冲积平原,共有1619.33km2。滨城、惠民、阳信、无棣、沾化、博兴和邹平县(区)均有分布,其中无棣、沾化、惠民和邹平县(区)盐碱地面积较大,分别占滨州市盐碱总面积的20.58%、11.94%、19.63%和16.47%。无棣和沾化分布有大面积盐碱荒地,而惠民和邹平的盐碱地以盐碱耕地为主,其次滨城、博兴和阳信的盐碱地面积较小,分别占6.71%、6.33%、4.32%。盐碱耕地占滨州市盐碱地总面积的69.53%,各县区盐碱耕地占该地盐碱地面积的比例均大于50%,分别是惠民占100.0%,邹平占100.0%,滨城占83.67%,博兴占78.39%,阳信占61.40%,无棣占60.24%,沾化占51.79。滨州市盐碱地利用率普遍较高。
潍坊市共有盐碱地688.67km2,主要分布在寿光、寒亭和昌邑3市(区)。其中寿光盐碱地面积较大,占潍坊市盐碱地总面积54%,其次是昌邑占37%,寒亭占9%。寿光、昌邑和寒亭的盐碱地均分布有盐碱荒地,盐碱耕地面积占潍坊市盐碱地总面积比例为76%。各县市(区)盐碱耕地面积占该县市盐碱地面积比例分别为寒亭84%、寿光80%、昌邑69%。盐碱地利用率较高。
德州市地貌类型为缓平坡地、封闭型洼地及洼地边沿,土壤含盐量均在0.3%以上。共有盐碱地555.0km2,在乐陵、宁津、夏津、禹城、陵城、庆云、临邑、武城、平原和齐河共10县市(区)均有分布。各县市(区)盐碱地面积占德州市盐碱地总面积比例分别为:齐河40.79%、禹城12.44%、夏津9.95%、乐陵7.12%、平原12.88%、武城5.59%、陵城4.89%、庆云4.42%、宁津1.03%、临邑0.89%。其中盐碱耕地占盐碱地总面积比例为96.72%,各县市(区)盐碱耕地在该地盐碱地中所占比例均在90%以上,表明德州市盐碱地主要以盐碱耕地的形式存在,大量盐碱地都得到有效治理与利用。
2.2盐碱地治理成效与潜力
2.2.1主要盐碱地成功改良模式近年来,山东省在盐碱地改良治理中投入大量人力和物力,经过长期的实践和探索,取得了大量治理盐碱地的技术和经验,尤其在滨海盐碱地治理方面成效更为显著。
2009年东营市从荷兰引进暗管排碱技术,改良黄河三角洲盐碱地。暗管排碱根据“盐随水来、盐随水去”的水盐运动规律,将淋洗土壤而渗入地下的含盐水排走[12]。利用专业埋管机将具有滤水、排盐功能的PVC管道埋于地下1.7~2.0m深处,把碱水引到暗管,然后集中排到明渠,从而控制地下水位,降低土壤的毛上升,抑制返碱降低土壤的碱性。
“台田-浅池”型综合土地利用模式(挖土成池,筑土为台,台田种植,浅池养殖)基于广泛分布黄河沿岸盐碱地的台田耕作,是一种滨海盐碱地综合改良模式。在盐碱地上筑台田,抬高土地耕种层,拉大与地下水的距离,避免地下水通过蒸发把盐分带到土壤表层,通过引水和降雨灌溉,使台田中的盐分下降,并随排水沟排走,达到永久性排碱效果。通过“池塘-台田-排碱沟”生态良性循环,形成台田种植农作物、坑塘养殖水产品的“上农下渔”立体生态体系。
在重度盐碱地区,还成功开发出稻田养鱼模式。地势低洼、地下水位较高、水源充足、无排水出路、土质较粘、土壤含盐量0.5%~0.8%的重度盐渍土适宜发展稻田养鱼模式。不仅有利于土壤有机质的积累、提高土壤养分含量和氮素利用率,而且能改善土壤理化性质,提高土壤生物活性。鱼在稻田中能活水松土,吃掉杂草、浮游动物、底栖动物和部分害虫,直接或间接起到增施肥料的作用[13]。
此外种植耐盐碱林木和牧草也是重要的改良盐碱地措施。造林可改善土壤结构,降低造林地土壤密度、孔隙度、含盐量和土壤生态[14,15]。黄河三角洲地区和菏泽、聊城等黄河冲积地区均开展了一系列造林抑制土壤返盐的治理措施,并构建了抑制土壤返盐效果显著的农林复合模式。
2.2.2盐碱地治理成效调查显示2000―2010年间,山东省各级政府及相关单位累计投入31.80亿元,与当地群众相结合,通过兴修水利工程、修筑台田、开展配套栽培措施等,累计治理盐碱地2532.67km2。大部分盐碱荒地变成了盐碱耕地、中产田和稳产高产田,改良后的盐碱地一般种植粮食、棉花、水稻及经济作物,根据调查的产量和改良面积,2000―2010年间新增粮食生产能力132.39×104t。其中东营市累计投入6.38亿元,累计治理改良盐碱地387.33km2,新增粮食生产能力13.86×104t。德州市累计投入8.90亿元,累计治理盐碱荒地311.80km2,新增粮食生产能力35×104t。滨州市累计投入3.75亿元,累计治理盐碱荒地555.20km2,新增粮食生产能力24.79×104t。潍坊市累计投入2.50亿元,累计治理盐碱荒地67.67km2,新增粮食生产能力3.69×104t。盐碱地治理后,提高了土地利用率和粮棉生产能力,增加了农民收入,改善了生态环境,使山东省获得了显著的经济、生态和社会效益。
2.2.3盐碱荒地利用潜力山东省尚有2062.93km2盐碱荒地,但各地区因地制宜,均已探索出较成熟的盐碱改良模式。基于治理现状,调查当地农民和政府对现有盐碱荒地的未来利用情况(表2)发现,无利用价值的盐碱荒地面积仅为117.47km2。
东营市盐碱地面积最大,但东营市台田-浅池模式发展成熟,台田种植粮棉与果蔬,浅池种植稻藕,养殖禽鱼与虾蟹等,现在水产养殖已经成为东营市的支柱产业。调查显示,农民普遍认为所有盐碱荒地具有利用价值,未来均可得到高效开发利用,发展规模化水产养殖。
滨州市可利用盐碱荒地占盐碱荒地总面积89.77%,无利用价值的盐碱荒地占10.23%,其中盐碱面积较大的无棣可利用盐碱荒地213.33km2,尚有6.67km2盐碱荒地难以利用。而沾化地处渤海湾南岸,土壤含盐量高,作物产量很低,但近年来积极引进作物高产新品种以及耐盐苗木,建设“渤海粮仓”现代农业示范园和耐盐碱树种育苗产业园区,成功改良利用盐碱土地资源,提高地区粮食生产和优化区域生态环境。当地农民普遍认为沾化虽盐碱面积达180km2,但均具有利用价值。
潍坊市可利用盐碱荒地128.67km2,占盐碱荒地总面积82.48%。德州市可利用盐碱荒地14.67km2,占盐碱荒地总面积81.48%,聊城市可利用盐碱荒地52.67km2,占盐碱荒地总面积85.87%,菏泽市可利用盐碱荒地71.33km2,占盐碱荒地总面积76.43%。对于滨海经济较为发达地区,盐碱地资源精细经营,可用其发展水产养殖及观光旅游业等。内陆盐碱地可采取农水结合、农林牧结合,运用综合措施,因地制宜地发展农林牧业、特种种植(果蔬、花卉等),以提高土壤肥力和利用率。由此可知山东省具有较大的盐碱地治理潜力。
3山东省盐碱地治理中存在的问题
土壤盐碱化地区生态环境十分脆弱,开发利用不当极易造成当地生态环境的恶化,因此,应加大盐碱地资源可持续利用研究力度,探索盐碱地资源利用的多种途径,以推动盐碱化地区生态环境改善和社可持续发展。山东省的盐碱地治理工作虽然取得一定成绩,但还存在一些困难和问题。
首先盐碱地开发利用缺乏统一、长远的规划,开发无序,经营粗放,重治理轻保护,导致已经治理改良的盐碱地重新发生盐渍化,引起生态环境恶化。具体表现在盐碱地治理投资力度不够,导致一些高标准、高资金工程无法实施。由于成本太高,即使一些比较成熟的排碱技术也没有得到大面积推广。农业灌排体系不完善,存在标准低、老化失修现象。调查发现山东省盐碱地集中分布地区,农田灌溉普遍采用土渠输水、大水漫灌等方式,浪费有限的淡水资源,并导致地下水位埋深浅,土壤次生及原生盐碱化严重,从而导致盐碱化―引水压碱―盐碱化的恶性循环。
再者受传统观念的影响,对咸水(微咸水)资源和盐生植物资源的开发和利用不够。传统的盐碱地利用主要是采用水利工程措施改良,通过抽提地下水,淡水压盐,降低地下水位,实现盐碱地改良。在思想观念上,过分强调盐碱地治理与改造,研究发现,采用适宜的微咸水灌溉,虽会降低粮食产量,但可节约淡水资源,充分发挥盐碱地的利用价值[16]。
耐盐植物可在盐碱地上正常生长,能在改善土壤质量、维持生态平衡方面起到重要作用,具有不可低估的生态和经济价值[17,18]。白刺、柽柳和碱蓬等均是重盐碱地上生长的重要植物种类,研究显示具有很好的生态修复功能[19,20]。在东营市、滨州市等地调研发现,当地广泛种植刺槐、白蜡等纯林或混交林或枣树和梨树等经济林,以及苜蓿和柳枝稷等牧草,但对碱蓬和柽柳等重盐碱地植物资源利用较少,人们普遍没有重视其生态价值,严重影响了盐碱地的开发和利用。加强耐盐植物开发利用,对推进盐碱地区农业调整、改善生态环境、促进区域农业可持续发展具有重要作用。
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关键词盐碱地;资源利用;现状;改良对策;甘肃金塔
中图分类号S156.4文献标识码A文章编号1007-5739(2013)03-0275-01
金塔县地处内陆盐区,降雨少蒸发大,土壤中有害盐类淋溶弱,地下水、地表径流缺少排泄外流出路,洗盐效果差,盐分屯积低洼下游区域,造成1.56万hm2中、重度盐碱耕地作物受不同程度危害而减产,若不采取持续、科学的改良措施,仍会加剧其次生盐碱危害。2011年根据甘肃省土肥总站《关于开展甘肃省盐碱地整理调查摸底的通知》精神,金塔县农技中心抽调12名技术人员分赴各乡镇村组,对全县盐碱耕地取样1700个,测定全盐量、CEC值等21项理化指标,同时对全县盐碱地资源利用现状、改良利用的成功对策进行了调研和总结。
1盐碱地资源现状
1.1分布及资源状况
金塔县现有盐碱耕地4.044万hm2,占耕地的89.2%,其中轻度2.484万hm2,占54.8%;中度1.13万hm2,占24.9%;重度0.43万hm2,占9.5%。耕层平均全盐量2.81g/kg,主要有盐化灌淤土、盐化潮土两大类。中度以上盐化灌淤盐碱土有0.444万hm2,主要分布在西坝乡晨光、西移村,东坝镇三上、西盛村,大庄子乡双桥村。土壤各层普遍含有可溶性有害盐类,1m土体内平均含盐量为4~20g/kg,此种土壤对作物生长影响差别大,轻者作物生长受到抑制,重者出苗不齐,保苗不易,甚至死苗、不出苗。土壤盐分来源主要为原生盐渍化,其次为次生盐渍化,后者是因大水漫灌或局部地形较低,盐随地表径流带入低处和人为的拉碱土、碱砂等造成土壤次生盐渍化。盐分以硫酸盐为主,其次是碳酸盐、氯化物、重碳酸盐;中度以上盐化潮土类盐碱土处灌区下游最低洼的部位,是金塔县典型的盐碱地,由于作物受着潮和盐的双重影响,土壤生产性能差,产量低下,全县共有该类土壤1.06万hm2,主要分布在大庄子乡、西坝乡、东坝镇、古城乡、中东镇。盐化潮土多在盐土的基础上开垦利用的,虽经洗盐,但脱盐不彻底,如利用不当或不加以改良,盐分含量仍会因地下水位的升高等原因而增加,严重者演变返成盐土,成为难利用地,亟待改良。
1.2盐碱荒地状况
金塔县有盐碱荒地4.804万hm2,其中有利用价值的2.195万hm2。主要分布在西坝、中东下游地段、古城乡、大庄子、东坝、鼎新片各乡村夹片荒滩上,主要为盐土类,包括旱盐土和草甸盐土2个亚类,其剖面特征是中下部有锈纹锈斑层、潜育层及胶泥层,层次明显,自然植被以红柳、碱蓬、花花柴、白刺、盐爪爪、芦草等为主,覆盖率为10%~43%,土层厚为0~89cm。
2治理开况
经过“七五”、“八五”中低产田改造,使0.533万hm2的重度盐碱耕地得到有效改良。2002―2012年期间,通过国家农综开发、耕地整理、有机质提升等项目驱动,全县各级政府广泛宣传,技术部门积极总结探索,广大农户多措并施,累计治理盐碱耕地1.721万hm2,平均投入渠道修筑、土地整理等工程、机械和人工费1.2万元/hm2;累计治理投入20648万元,年新增产粮食9033t。
3盐碱地改良对策
针对金塔县盐碱地的理化特征和地下水质,生产中改良主要采取以下对策。
(1)挖排阴沟排碱。就是根据水渠地面排列和流向,挖1.0~1.5m深的排阴沟,将耕地积水排出的同时将盐碱带出。主要对分布在黑河堤岸或水库边地势较低的耕地而采取的降盐碱措施。
(2)加强渠系建设,减少渠系渗漏,以避免土壤次生盐碱的形成。目前,全县共有各类砖混渠道24269条,长4134.3km,呈“树型”贯穿全县各乡镇、村、组。
(3)合理灌溉。合理安排灌水次数、灌水量,实行薄灌、浅灌,避免大水漫灌、串灌,在盐碱大的区域尽量用含盐低的河水或深井水灌溉。
(4)秸秆还田。增加农田秸秆还田量,利用腐熟过程中产生有机酸,中和固定一些碱性物质来降低水溶性全盐量,同时增加土壤的有机质含量,改善土壤的理化性状,如小麦高茬收割、棉花秸秆粉碎还田等。一般一次性秸秆施入量不超过3.0~4.5t/hm2,以防有机酸过多而影响下季作物出苗[1-2]。
(5)广辟肥源,重施农家肥,扩大绿肥种植面积。通过重施农家肥、广种绿肥,提高土壤肥力、增强土壤保墒保肥能力的同时可有效降低土壤盐碱度,一般年施入腐熟农家肥37.5t/hm2,夏季作物收后套、复种绿肥。
(6)种植抗盐、耐盐作物[3]。如甜菜、向日葵、大麦、蚕豆、高粱等,通过作物生长吸取土壤中大量的碱性离子,达到降盐目的。
(7)秋泡冬灌,用水洗盐[4]。秋、冬泡水应先浅后深,以降低盐分在土壤中的位置,通过排水使土壤脱盐[5]。
(8)采用铺沙压碱、挖碱窟窿、扫盐结皮、垫换客土等方法来治理盐碱。
(9)地膜覆盖。地面覆盖地膜可以抑制地表水分蒸发,减缓盐分向地表聚集,降低耕层土壤全盐含量,目前全县年地膜覆盖面积达3.68万hm2,占耕地的81.2%。
(10)施用免申耕、禾康等土壤调理剂改良重度盐碱地。近2年,全县推广应用0.28万hm2。
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