【甘肃会】赵财：西北旱区盐碱地改良利用技术

甘肃农业大学研究员赵财

一、西北旱区盐碱地现状

土壤盐碱化是引起土地退化、荒漠化的主要诱导因素之一，已成为制约干旱半干旱地区生态环境与农业高效利用的一个全球性问题（Current Climate Change Reports，2019）。

全球大约有8.31亿hm²的土壤受到盐渍化威胁，而次生盐渍化面积约7700万hm²，其中58%发生在灌溉农业区，接近20%的灌溉土壤受到盐渍化的威胁（Physiologia Plantarum， 2022）。

我国盐碱地面积居世界前三，总面积达0.37亿hm²(5.5亿亩)，占总耕地20%以上；主要分布在东部沿海地区、西北地区、东北地区以及华北平原等。

西北地区，内陆干旱生态环境的稳定屏障、我国最重要的棉花生产基地、我国最大的玉米制种基地、国家重要的西菜东调基地、国家草食畜牧业重点建设基地、北粮南运基地……

西北绿洲光热足降水少，依赖雪山融水和地下水灌溉——“干旱区粮仓”

问题挑战：1.资源型缺水严重，农田用水效率偏低；2.耕地荒漠化、盐碱化面积大；3.粮食产能提升的政策保障体系滞后；4.对现代农业科技的认知与应用能力不足；5.农产品输出成本过高、产业链短板突出。

河套灌区：主要分布于总干、总排干两侧和乌梁素海周边、地势低洼地带.

甘肃：主要分布在疏勒河、黑河、石羊河及沿黄灌区的中东部地区

宁夏：主要分布在北部引黄灌区和清水河川局部灌区，以银川平原北部尤为严重

新疆：主要分布于天山南麓山前平原、叶尔羌河流域冲积平原、喀什噶尔河三角洲、

阿尔泰山两河流域平原、天山北麓山前平原、博尔塔拉河谷等地区

成因：自然盐分含量较高的土壤主要分布在干旱和半干旱地区，其主要原因是区域内灌水质量欠佳、灌溉方式单一，且缺少深根系植物的存在；

目前，农业对土地资源掠夺性开发致使区域内水盐平衡演变模式及原生驱动过程受到了潜在破坏，进一步推进了区域内土壤盐碱化及次生盐碱化的演变进程；

组成：主要以硫酸盐盐化土、氯化物盐化土、苏打盐化土、碱化土为主，多以复合形式存在。

二、盐胁迫对作物的影响

1.渗透胁迫：指植物因环境与细胞间渗透势失衡引发的生理胁迫现象，主要表现为细胞脱水、膜系统损伤及代谢紊乱。

对植物生长的危害：叶片迅速失水萎蔫；气孔关闭，光合作用下降；细胞伸长受阻，生长停滞；根系吸水能力下降。

2.离子毒害：盐胁迫下，植物对离子吸收的选择性下降,大量Na⁺和Cl-进入植物细胞后，破坏了植物体内原有的离子平衡，干扰酶活性和代谢过程，破坏细胞功能。

对植物生长的危害：Na⁺和Cl^-过量积累，分布：Na⁺主要积累在老叶和茎中，Cl^-则在整个植物体内分布。

对蛋白质的影响：高浓度Na⁺改变蛋白质的静电相互作用，干扰酶的活性中心，抑制多种酶的活性；对细胞器的损伤：Na⁺和Cl^-过量积累破坏细胞膜结构,损伤线粒体和叶绿体，导致能量代谢和光合作用受阻。

3.营养失衡：Na⁺与K⁺、Ca²⁺等离子竞争，破坏细胞内离子平衡，抑制其他必需矿质元素的吸收；Cl^-与NO₃^-、SO₄^2-的吸收通道都是由相同非选择性的阴离子转运体介导来吸收，过量的Cl-会导致关键的大量营养素氮和硫的缺乏。

4.生长抑制：

盐胁迫对植物生长的影响：种子萌发率降低，萌发延迟，胚芽和胚根发育异常；苗根冠比增大，下胚轴伸长受阻，子叶展开不完全；营养生长叶面积减小、节间距缩短、生物量显著降低。

盐胁迫对植物形态的影响：盐胁迫导致植物叶片变小，数量减少，颜色变暗；根系变短，侧根减少，但根冠比增大；茎秆粗短，节间距缩短，生物量显著降低。

盐胁迫对水分关系的影响：土壤水势降低，植物根系吸水能力下降。离子毒害破坏根系结构和功能，进一步阻碍水分吸收；气孔关闭，蒸腾速率降低。蒸腾拉力减弱，影响水分运输和矿质元素吸收；光合作用下降幅度大于蒸腾作用，导致水分利用效率降低。植物需消耗更多能量维持水分平衡。

三、盐碱地改良与利用技术

1.水利改良技术

1）暗管排盐技术

使土壤中的盐分随水排走，并将地下水位控制在临界深度以下，达到土壤脱盐和防止次生盐渍化；

暗管的选材主要为波纹塑料管，外包材料则多选择；

暗管管径大小的确定，应考虑灌水量、汛期排涝、土壤特性等因素后确定。

2）膜下滴灌技术

膜下滴灌不断滴入土体的水分对土壤中的盐分有淋洗作用；

将土体中过多的盐分带出主根区范围，在作物主根系生长区形成一个淡化脱盐区，为作物的生长提供了一个良好的水盐环境；

覆膜使土壤蒸发率大大减少，盐分上行受到抑制，土壤返盐率也随之大大降低。

2.施用含钙离子物质改良技术（如，石膏、脱硫石膏）

钙、镁离子的含量在不同层次表现出上升的趋势，有利于代换出土壤中交换性钠，从而降低钠危害。

施入磷石膏后碳酸氢根离子在不同的时期与对照相比，均呈现出下降的趋势，而且下降的幅度与磷石膏用量呈负相关。说明磷石膏调理剂的加入使得土壤的碱化度降低。

3.有机肥

有机肥-碱土和有机肥-盐土分别占比3.0％和1.5％（左图）。因此，有机肥在盐碱地中的应用已成为绿色农业与环境保护领域的前沿性研究。

有机肥可以为盐碱地微生物提供反应底物，改善土壤微生物群落组成，促进微生物产生有机酸，增强土壤酶活性；增加K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等营养元素和有机质含量，增加土壤养分；增加大粒径土壤团聚体、土壤孔隙度与透水性，增大表层盐分与水分的接触面积，从而减少盐分、降低土壤pH，实现改良盐碱地的目标。

4.绿肥（毛叶苕子、田菁、紫云英等）

绿肥能有效改良盐碱土壤，提升土壤肥力，促进作物增产，是较好的盐碱地综合改良利用技术模式。

5.盐生植物（碱蓬、盐爪爪、碱茅、盐角草等）

盐生草（Halogetonglomeratus）为西北旱区盐生植物，抗旱、耐盐、耐重金属胁迫性极强，集抗旱、耐盐、耐重金属于一身。根系盐分限制性吸收和盐分、重金属区隔化是其最主要特征。

6.栽培措施（垄作、深翻等）。

7.秸秆还田技术：对土壤的影响主要包括改善土壤结构、调节土壤化学性质、激活土壤微生物等。对作物的影响主要包括种子萌发与幼苗生长、增强根系发育、提升抗盐碱能力等。

8.耐盐作物品种的选育：发展耐盐作物种植，由“改土适种”向“以种适地”转变是根本路径。

针对轻、中度盐碱地，宜重点开展小麦、玉米、油菜、大豆、苜蓿等作物的耐盐碱种质筛选，培育耐盐碱、高产、优质新品种。包括耐盐小麦品种如“陇春28号”“宁春4号”等；耐盐玉米品种如“中玉303”“京科968”等；耐盐油菜品种如“宁油10号”等。

针对重度盐碱地，宜开展土著原生境植物耐盐碱能力、经济价值评价，筛选一批耐盐碱性好、经济价值高的特色耐盐碱植物，宜草则草、宜果则果、宜林则林，如“碱蓬、红豆草、毛苕子、沙枣、榆树、胡杨、红柳等”

耐盐适应性作物新品种的选育及配套栽培技术的研发是盐碱地治理利用的有效途径，优质种质资源的选育是盐碱地产能提升的重要保障。

9.作物多样化配置技术：主要包括作物轮作、间作套种、混作、覆盖作物、立体种植等。

科学搭配不同种类作物种植，以提高土地利用率、增加生物多样性、提升土壤肥力、提高农业系统的稳定性和产出效率。

作物多样化配置等气候智慧型农业正成为应对气候变化和减缓土壤盐渍化的重要措施

10.生物刺激素：

聚谷氨酸可以增加土壤孔隙度，降低土壤容重，改善土壤的通气性和透水性；具有很强的吸水性，能够显著提高土壤的持水能力，减少灌溉水的深层渗漏，提高水分利用效率；通过吸附和交换土壤中的离子，帮助调节土壤的酸碱度，从而提高土壤中养分的有效性；为土壤微生物提供碳源和氮源，从而促进微生物的生长和繁殖，进一步促进土壤结构的稳定和养分循环。

γ-氨基丁酸可作为微生物的碳氮源，促进有益微生物的增殖，改善土壤微生态，缓解盐碱胁迫对土壤生物活性的抑制。氨基丁酸可能通过间接调控根系分泌物（如有机酸）的分泌，促进土壤中Na⁺的淋溶或固定，减少作物对Na⁺的吸收。

聚乳肽在农业中可作为生物刺激素或抗逆剂发挥作用。

改良利用技术集成：良种-良法-良地融合提升盐碱耕地产能。