阿克陶县盐碱地开发项目治理措施效果
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摘要 为保障阿克陶县搬迁牧民的生活，采用平整土地、修筑灌排水系统等治理措施将未利用的盐碱地逐步开发成为耕地，对项目区原始地貌、工程完工后及第1次灌水洗盐后的土样进行采集，并测定土壤全盐的含量，作为实施效果的分析。结果表明，治理措施实施后，0～60 cm土壤层含盐量可减少58.4%，但第1次灌水洗盐效果不明显，后期需要水利、农业等多种措施的有效配合，才能逐步达到理想的种植要求，本研究为盐碱地的开发治理提供了借鉴。
关键词 盐碱地;开发;治理;应用;新疆阿克陶
中图分类号 F301.24 文献标识码 A
文章编号 1007-5739（2020）03-0199-02 开放科学（资源服务）标识码（OSID）
Effect of Treatment Measure for Saline-alkali Land Development Project in Akto County
ZHANG Peng-hui 1 HOU Xian-dong 1 MA Zeng-hui 1 HUA Dong-wen 2 ZHANG En-ji 3
（1 Northwest Branch of Shaanxi Land Engineering Construction Group Co.，Ltd.，Yulin Shaanxi 719000; 2 Technology Research Institute of Shaanxi Land Engineering Construction Group Co.，Ltd.; 3 Land Survey Planning and Design Institute of Shaanxi Land Engineering Construction Group Co.，Ltd.）
Abstract In order to guarantee the living of the herdsmen in Akto County，the unutilized saline-alkali land was developed into cultivated land by measures such as leveling the land and constructing irrigation and drainage systems.The soil samples of the original landform of the project area，the completion of the project and after the first irrigation and salt washing were collected，and the total salt content of the soil was measured to analyze the treatment effect.The results showed that after the implementation of the treatment measures，the salt content of 0-60 cm soil layer reduced by 58.4%，but the effect of the first irrigation and salt washing was not obvious.It′s necessary to effectively cooperate with various measures such as water conservancy and agriculture to meet the ideal planting requirements.This study provided reference for the development of the saline-alkali land.
Key words saline-alkali land;development;treatment;application;Akto Xinjiang
鹽碱地是在一定的土壤、盐分、水分、气候等因素相互作用下形成的，土壤和盐分是构成盐碱地的基础因素。在气候作用下，水分蒸发使土壤中的盐分随着水分同时运动并在土壤表层富集，形成盐碱地[1]。盐碱地对作物的影响主要集中在2个方面：一是影响作物水分的吸收，盐碱土中的渗透压一般较高，容易使作物产生生理干旱;二是影响作物养分的吸收，盐碱土中大量的非营养离子（Na+、Mg+等阳离子和Cl-等阴离子）容易进入植物体内，破坏植物组织和器官，造成养分流失[2]。目前对盐碱地的治理采取水利、农业、生物、化学等措施[3-7]，主要通过大水洗盐、减少水分蒸发、培养耐盐碱农作物、中和土壤中盐碱含量等进行治理。 盐碱地在我国分布范围广，尤以新疆地区最为严重，约占全国盐碱地面积的1/3。阿克陶县位于新疆南疆地区，土壤蒸发强烈，降水稀少，土壤盐碱化非常严重。同时，阿克陶县属于国家级贫困县，致贫人口主要集中在高寒牧区。为打赢脱贫攻坚战、保护牧区生态环境，对牧民整体搬迁，将盐碱地开发成为耕地、饲草料基地等作为牧民的生活保障。本次盐碱地开发项目治理措施效果研究以阿克陶县玉麦乡为例，由于项目周期较长，本次治理措施效果研究仅作为阶段性的研究成果。
1 项目概况
1.1 土壤盐渍化现状
项目区地理坐标介于东经76°04′23″～76°06′44″、北纬39°04′02″～39°05′58″，建设规模为670.64 hm2，新增耕地550.69 hm2，新增耕地率82.11%。项目区属于未利用的荒地，未进行任何开发，地表零散分布骆驼刺、芦苇和红柳等盐生植物。土壤pH值范围在7～8之间，盐渍化类型主要为硫酸盐-氯化物型。土壤盐分在水平空间尺度上呈插画状的分布，由西南向东北递减，在垂直空间尺度上呈现“胖T”型分布。土壤表层形成5～15 cm不等的盐壳，质地坚硬，盐分含量高达244.4 g/kg以上;0～60 cm土层易溶盐的平均含量为107.1 g/kg。根据《新疆土壤》盐碱化程度分级标准，项目区土壤属于重盐土，且土层中不同深度处存在着不透水层，对于洗盐、压盐有障碍。土壤含盐量水平空间和垂直空间分布分别见图1、图2。
1.2 盐渍化成因
一是项目区蒸发强烈，多年年平均蒸发量为1 971.21 mm[8]，平均降水量75.7 mm，蒸发量远大于降水量，为土壤盐渍化的发生提供动力条件。二是项目区处于库山河洪积平原上，山区成土母质中普遍含有可溶性盐分，这些盐分可随河流、农业灌溉水等地表水运移至项目区，为土壤盐渍化的发展创造物质条件。三是地下水埋深较浅，一般 <5 m[9]，土壤质地为沙土，淋溶作用微弱，水分上升占绝对优势，土壤中的盐分随着水分蒸发在土壤表层富集，发生次生盐碱化。因此，盐碱地开发治理既要剔除现存的含盐量，又要遏制和防止新的次生盐渍化。
2 治理措施
2.1 盐壳剥离
项目区局部含盐量严重，形成了具有一定厚度的盐结壳，对积盐严重的区域采取机械剥离方式，剥离深度平均约为10 cm。将剥离盐碱统一拉运至指定区域，且埋深在距离地面2 m以下处，覆盖黏土，阻止水分蒸发带出盐碱。需剥离区域面积约占项目区总面积的15%。通过盐碱层的剥离，有效降低了土壤表层的盐分含量，减少了后期盐分冲洗定额，节省了水资源。盐壳层剥离土方量为10.06万m3。
2.2 土地平整
根据研究，平坦的田面比高差超过8～15 cm的田面脱盐率高15%～52%，灌水时间减少46%～60%[10]。因为平整的田块中盐分均匀泡在水里，使盐分脱盐均匀，同时使毛细管受力均匀，从而防止局部积盐。项目区地势高低不平，海拔在1 273～1 291 m之间，局部微地形起伏较大，严重影响洗盐排盐效果，且不利于耕作。按照满足挖填平衡、耕作要求等条件，总共将项目区划分为70个田块，每个田块为1个单元，进行平整。田块长度为400～1 000 m、宽度为200 m，平整田面高差控制在±3 cm。項目区共推移土方231.33万m3。
2.3 土壤质量改良
通过前期的调查分析可知，项目区局部区域存在坚硬的不透水层，主要是一些石膏凝结物，影响水分的下渗和土壤的洗盐效果。在项目土地平整结束后，用探地雷达对项目区不透水层进行探测，查清其位置、厚度等分布状况。若埋藏较浅，采用深翻技术打破该土层;若埋藏较深，采用打孔法穿透该障碍层，再在孔中用回填砂石的方式打通水分和盐分向深层迁移的通道，增强上部土层的脱盐速率与效率。土壤质量改良的面积为407 hm2。
2.4 灌排系统
水分既是导致土壤盐渍化产生的重要原因，也是减少土壤盐渍化的有效媒介，水利措施是盐碱地治理的一种有效措施。对于重度盐碱地，一般采用大水漫灌方式对盐分进行淋洗，可以取得很好的治理效果。项目区周边有季节性洪水冲刷，会带来盐分，故采用截水-排水灌排系统。在项目区垂直洪水冲刷区域设置截水沟，可有效阻挡季节性洪水的冲刷，避免盐分带入。同时，设置排水沟，一是可以改良初期移送洗盐的盐分;二是控制地下水位的的上升，防止次生盐渍化。项目区共布设截水沟12.42 km。排水沟采用两级系统，其中，农沟28.84 km、斗沟12.82 km。在灌溉排水系统实施完成后，对项目区进行了第1次灌水洗盐，灌水定额为3 000 m3/hm2左右。
3 治理效果分析
土地开发项目治理措施效果分析以土壤中全盐含量测定值作为标准，对土地平整前原始地貌、土地平整完工后及第1次灌水洗盐后的土样进行采集，综合分析实施的效果。新疆维吾尔自治区水利厅农牧水利处下发的关于《新疆县级盐碱地改良利用规划工作大纲》补充说明中明确规定，土壤盐碱化的分级标准要根据《新疆土壤》标准确定，取土土样为0～60 cm的分层样或混合样，以土壤平均的总盐量含量为主要分级指标，取上限值（轻盐化为3～6 g/kg、中盐化为6～10 g/kg、重盐化为10～20 g/kg、盐土为>20 g/kg）。本次治理效果以0～60 cm的混合土样平均含盐总量作为标准。项目区土样样点布设采用“S”法，每隔2个田块选1个田块作为采样田块，每个田块取3个点，取样深度为60 cm，将0～20、20～40、40～60 cm每层土样混匀后留250 g左右装入自封袋。在实验室进行风干，研磨并过2 mm尼龙筛，测定其水溶性总盐含量等指标。项目区土地平整前原始地貌、土地平整完工后及第1次灌水洗盐后的土壤全盐含量见表1。 通过表1可以看出，对于0～60 cm土壤的平均全盐含量，在土地未平整前，土壤平均含盐量相对较高，达到107.03 g/kg，远远超过《新疆土壤》中确定的盐土标准。通过盐壳剥离、土地平整等工程措施，快速地改变了全盐含量，达到44.52 g/kg，减少了58.40%。在进行第1次大水洗盐后，全盐含量反而有所增加。通过分析认为，翻耕后土壤孔隙更加发达，大水漫灌初期能有效降低土壤含盐量，但随后未进行土壤翻耕，破坏了土壤的毛管，田块在经过2个月的强烈蒸发，将底层盐分带出，全盐含量较高。
对0～20、20～40、40～60 cm的分层土壤平均含盐量进行分析，平整前土壤的全盐含量从表到里逐渐减小，原因是在未扰动的情况下，项目区地下水埋深较浅，水分不断蒸发将盐分带出并在土壤表层聚集。在土地平整后，其中0～20 cm土壤盐碱含量减少最为明显，减少了73.08%;20～40 cm土壤含盐量减少了59.11%;40～60 cm含盐量增加。但是土壤各层的含盐量相对均匀，原因是通过一系列工程措施后，打乱了土壤各层的含盐量，使其相对均匀。在第1次灌水后，0～20、20～40 cm土壤全盐含量较刚平整完的地块小幅上升。40～60 cm土壤的全盐含量有小幅下降，其主要原因是在水分蒸发的作用下，土壤下层的盐分进一步向上层进行了转移。
4 结语
盐碱地的开发是一个复杂的工程，尤其是对有盐分流入、降水稀少、蒸发强烈而且地下水埋深较浅的区域。本项目处于这种区域且表层盐壳富集，开发难度较大，但进行大水洗盐时，通过土壤毛细管的作用，反而造成盐分重新积聚。对项目区周边已种植多年的地块取样分析，发现0～60 cm土壤中的全盐含量不超过8%，这些地块灌排系统相对完善，农民每年不断增施有机肥，土壤中的团聚体、有机质等含量非常丰富。本次治理措施效果的研究仅是阶段性研究成果。通过这些措施的实施，暂时未达到盐碱地的治理效果。在项目后期需通过多次灌水洗盐、及时松土、抑制蒸发等来不断降低盐碱含量，同时采取项目区周边类似的种植模式、增施有机肥、引进并培植耐盐碱的作物，逐步改善土壤中盐碱的含量，以达到作物的种植要求，将荒地变成良田，为实现脱贫攻坚贡献力量。
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