古浪县盐碱耕地综合治理实践与成效分析
刘学武 胡永泽 刘旭东 胡旭阳
古浪县良种繁殖场 甘肃古浪 733100

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摘要:

盐碱化是制约农业可持续发展的全球性难题。根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计,全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷[1],近年来,每2~3年就召开一次国际盐渍化论坛讨论土壤盐渍化、灌溉、气候等相关问题及对策。2005年在美国加利福尼亚州召开了第一届国际盐渍化论坛,2008年在澳大利亚阿德莱德召开了第二届国际盐渍化论坛,2010年在西班牙瓦伦西亚召开全球盐渍化与气候变化论坛,可见土壤盐渍化的严重性及开发利用盐碱地的紧迫性。中国是世界盐碱地分布面积最广的国家之一,盐碱地面积约为 9.913×10 7 hm2[2],主要分布于西北干旱区(如新疆、甘肃)、黄淮海平原、东北松嫩平原及滨海地区(如江苏、山东)。学术界与实际应用之间的沟通不畅也制约盐碱地治理技术的研究进展[3] 。古浪县地处腾格里沙漠以南,地处干旱半干旱地区,土壤盐渍化问题尤为突出,全县现有盐碱耕地15766公顷,主要分布在新堡、干城、海子滩、黄花滩、直滩等黄灌区,尤其是黄花滩移民区 7600公顷耕地 pH 值检测数据为 8.0-9.6,盐碱化程度较高。古浪县为破解这一困境,制定并开展古浪县盐碱耕地综合治理项目。开展实施,按照盐碱化程度,分为轻度、中度、重度三类试点区域,建立以增施有机肥、冲施调理剂和化学调理肥料、绿肥还田、秸秆还田、大水洗盐为主的盐碱耕地综合治理试点,通过科学规划、多元技术集成和严格管理,探索盐碱地改良新模式。


关键词: 盐碱地绿肥还田多元技术集成
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基金资助:

一、综合治理及新技术引用

1.项目背景与目标

盐碱地是土壤盐渍化和碱化的统称,指土壤中可溶性盐分或交换性钠离子含量过高,导致土地生产力下降或丧失的一种退化土地类型。中国的盐碱地面积约1亿公顷,主要分布于西北干旱区(如新疆、甘肃)、黄淮海平原、东北松嫩平原及滨海地区(如江苏、山东)。古浪县地处腾格里沙漠以南,地处干旱半干旱地区,土壤盐渍化问题尤为突出,全县现有盐碱耕地15766公顷,主要分布在新堡、干城、海子滩、直滩等黄灌区,尤其是黄花滩移民区 7600公顷耕地 pH 值检测数据为 8.0-9.6,盐碱化程度较高。

2024年,甘肃省农业农村厅立项试点项目,投资1000万元,针对轻、中、重度盐碱耕地分类施策,完成综合治理667公顷,并建立核心示范区200公顷,旨在提升耕地质量、筛选适种作物、提炼可推广技术模式。按照盐碱化程度,分为轻度、中度、重度三类试点区域(轻度盐碱耕地区集中在新堡乡富源新村;中度集中在兴民新村和富源新村;重度集中在新堡乡兴民新村),建立以增施有机肥、冲施调理剂和化学调理肥料、绿肥还田、秸秆还田、大水洗盐为主的盐碱耕地综合治理试点面积共667公顷,其中轻度盐碱耕地试点面积334公顷、中度200公顷、重度134公顷,并在轻、中、重度盐碱耕地上各建立核心示范区67公顷。示范推广盐碱耕地治理新模式、新技术、新材料、新产品技术示范推广,配套盐碱耕地综合治理试验27项次。

2、技术路径与管理体系

该项目采用“水肥一体化+生物化学协同改良”的综合技术路径:轻度盐碱地:以有机肥和调理剂为主,配套种植玉米、马铃薯粮食作物;中度盐碱地:在以水肥一体化和有机肥料的基础上,引入微生物菌剂对土壤进行改良,同时种植油葵、茴香和油菜等耐盐碱经济作物;在盐碱胁迫下,燕麦、油菜和甜高粱的株高、茎粗和生物量仍能维持较高水平,可能与其分泌的抗氧化酶、渗透调节物质和根系分泌的有机酸有关[4]

重度盐碱地:采用“大定额灌水压盐+绿肥还田”技术,配套种植箭舌豌豆、苦豆子、毛苕子等绿肥作物,作物中生物量最大、株高最高的为毛苕子,这可能是由于毛苕子根系发达,侧根较多,不但可以吸收土壤深层次的养分,还能产生和释放大量有机酸等根系分泌物。盐碱环境下有机酸既可作为渗透调节物质维持细胞膨压,还能有效提高土壤速效磷和速效钾的转化,促进植株的养分吸收[5], 在节约水资源的同时降低土壤盐分,逐步恢复土壤生态。

在轻、中、重度盐碱耕地核心试验示范区各选取7公顷,组织9家院校和科研院所开展盐碱耕地综合治理试验验证。针对轻、中、重度盐碱耕地情况,开展农艺措施、工程措施、生物措施、化学措施、物理工程措施、节水灌溉等措施,分别设计9种不同技术模式+对照,每项技术试验0.7公顷,探索盐碱耕地治理技术模式和农作物适宜品种选择试验研究。其中以植被修复为主的生物改良措施具有成本低、收益快、环境友好等优点,已成为盐碱地改良的重要手段。其修复作用主要体现在耐受高盐环境的植物通过直接吸收带走土壤盐分,或者通过根系穿插和释放根系分泌物改善土壤结构和土壤理化性质来促进盐分向土壤深层淋洗[6].

二、实施成效与经验总结

1、耕地质量显著提升

通过综合治理,项目区耕地质量平均提升0.25个等级。轻度盐碱地等级由9.0升至8.7,马铃薯每公顷增产5%,节本增效4170元;中度盐碱地改良后甜菜每公顷效益增加3255元。重度盐碱地虽未明显升级,但绿肥生物量增长9%,为后续治理奠定基础。燕麦的生物量较高,且种植后土壤全盐含量显著下降,这可能与其较大的地下生物量有关,大量且致密的根系对土壤的穿插和挤压作用,改善了土壤结构,促进表土大团聚体的形成,渗透性增强,促进盐分离子向下运移,一定程度上抑制了土壤盐渍化[7]。开展改良治理试验及品种筛选,有效降低古浪县盐碱耕地的有机质、有效磷等土壤养分含量,有效扩展耕地面积和质量,筛选出最适宜本县盐碱耕地种植的作物品种,总结出盐碱地治理新模式,以实现盐碱耕地的高效利用和生态修复,推动古浪县农业的可持续发展。通过科学合理的管理和技术应用,期望在提升耕地质量的同时,促进古浪县经济的整体发展。从经济方面角度看,盐碱地的有效 治理可以促进农业密集区域的经济发展,其创造的 土地资源可以吸引更多的投资,进而为当地直接或 间接创造就业机会[8]

2、技术创新与示范效应

引入27项试验研究,筛选出雪育36号马铃薯、谷子等适种作物,形成9类技术模式。例如,在重度盐碱区探索的“滴灌压盐+绿肥深翻”技术,为河西地区沙质土壤改良提供了新思路。此外,通过培训70余名基层干部和科研人员,为农业科技推广储备了人才。

轻度盐碱耕地:耕层土壤pH值为8.16,含盐量3.1 g/kg,有机质3.28 g/kg,全氮1.41 g/kg,有效磷1.43 g/kg,速效钾17.5 g/kg,土壤容重1.34 g/m³, 有效土层厚度90 cm,质地构型为轻壤,地形部位为河谷阶地,无障碍因素,排水能力满足,清洁程度清洁,主要粮食作物生产能力以玉米为主每公顷产量在9000 kg左右。

中度盐碱耕地:耕层土壤pH值为8.50,含盐量4.2 g/kg,有机质2.12 g/kg,全氮 1.03 g/kg,有效磷1.19g/kg,速效钾13.3 g/kg,土壤容重1.41 g/m³,有效土层厚度80 cm,质地构型为轻壤,地形部位为河谷阶地,障碍因素为盐碱,排水能力基本满足,生物多样性一般丰富,农田林网化一般,清洁程度清洁,主要粮食作物生产能力以玉米为主每公顷产量在7500 kg左右。

重度盐碱耕地:耕层土壤pH值为9.5,含盐量4.9 g/kg,有机质0.93 g/kg,全氮 0.84 g/kg,有效磷0.7g/kg,速效钾10.5 g/kg,土壤容重1.66 g/m³ , 有效土层厚度60 cm,质地构型为轻壤,地形部位为河谷阶地,障碍类型为盐碱化,部分地块排水能力不满足,生物多样性指数低,农田林网化一般,清洁程度清洁,主要粮食作物生产能力以玉米为主每公顷产量在 200 kg左右,大部分重度盐碱耕地入不敷出,农民失去种植积极性,出现部分地块闲置;长期以来伴随着水土流失,区域内部分地面坑洼不平,低处集水反盐,高处风蚀退化。

3、社会经济效益凸显

项目区交通便利,地理位置优越,综合考虑市场需求状况和土地的适宜性,将项目区建设成一个以生产粮食、经济作物为主的农业生产基地。通过对盐碱耕地的改良,提高土地产出,轻度盐碱耕地较改良前产量增长5%以上,马铃薯每公顷基准年节本增效约4170元,中度盐碱耕地较改良前产量增长7%以上,甜菜每公顷基准年节本增效约3255元,重度盐碱耕地较改良前作物生物量增长9%以上。盐碱耕地改良后按照30%种植其它作物、70%种植粮食作物,直接带动农民增收117万元(按10年计算),并通过土地流转和耐盐作物推广,促进农村产业结构升级。群众满意度达94%,反映出政策与民需的高度契合。

三、 一般示范试验区治理模式研究

1、试验设计

本项目实施过程中将采取“11339”模式,投资1000万、综合治理利用盐碱耕地667公顷,第一个“3”代表“轻度、中度、重度”三种盐碱耕地示范区,第二个“3”代表每个示范片建立3个核心区,“9”表示每个核心区设置9个盐碱耕地配套试验研究。

1.1轻度盐碱耕地治理

轻度盐碱耕地盐碱化程度轻,地下水位正常,农作物能正常生长,但产量和品质受到一定影响。以培肥稳产、防止盐碱化程度加剧为重点。采用“水肥一体化+有机肥+土壤调理剂”、“水肥一体化+有机肥+土壤修复剂”两种模式。主要种植作物马铃薯。

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1.2中度盐碱耕地治理

按照深翻晒垡+深松耕治理盐碱地,采用“水肥一体化+有机肥+微生物菌剂+土壤调理剂” “水肥一体化+有机肥+土壤修复剂”两种模式。

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1.3重度盐碱耕地治理

重度盐碱地采用“大定额灌水压盐(软管灌溉压盐、微喷灌压盐、滴灌压盐)+水肥一体化+有机肥+微生物菌剂+土壤调理剂”三种模式。按照亩均增施有机肥2.7 t、微生物菌剂4 L、土壤调理剂3 kg施用。

2、样品的采集

2.1取样时期

2024年分别在4月10日(播前)、6月10日(拔节期)、8月20日(花期)、10月1日(成熟期)四个时间段采集土样。

2.2取样方法

采用五点采样法采集混合土样,耕层采集0-20 cm、土层土样,自然风干并标记土样。

3、测定项目与方法

3.1土壤样品测定项目和方法

1)pH值:水土比2.5:1,DELTA-320型pH计测定

2)电导率:水土比5:1,雷 磁DDS-307型电导仪

3)全氮:凯氏定氮法

4)水溶性钠离子:火焰光度法

5)容重:环刀法

6)碱解氮:碱解扩散法

7)水溶性盐:电导法

8)速效钾:火焰光度计

9)有机质:重铬酸钾容量法

10)有效磷:分光光度法

11)阳离子交换量:乙胺酸交换法

3.2出苗率的测定

出苗率测定:出苗以叶片露出表土2 cm为准,播种后10天后开始观测出苗率,两周后结束。

3.3干物质的测定

干物质测定:用烘干法,分别于2024年6月12日、8月20日、10月1日采集不同时期玉米地上新鲜植物样品(每个小区采集3株)用于地上干物质量的测定。

3.4生长状况指标及产量

收获期,在每个小区随机选取5株进行考种,主要包括株高、茎粗及收获后每小区产量。

4、试验数据处理

试验数据分析采用Office 2010 Excel和SPSS 22.0统计分析软件进行处理,采用单因素方差分析(one-way ANOVA)进行显著分析(P<0.05)。

四、轻度盐碱地一般示范试验区

古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区轻度试验区项目实施 pH 含量在 9.10~9.25 之间,效果对比pH 含量 在 8.59~9.08 之间。平均 pH 从 9.19降低至 8.95。

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图4-1轻度盐碱地一般示范试验区pH值

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区轻度试验区项目实施电导率在 61.4us/cm~79.8us/cm 之间,处理后电导率在 56.2us/cm~63.9us/cm 之间。电导率平均值从 71.4us/cm 降低到 59.2us/cm。

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图4-2 轻度盐碱地一般示范试验区电导率(μs/cm

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古浪县2024年盐碱耕地综合治理利用试点项目区轻度试验区项目容重在1.47g/cm3~1.59g/cm3之间,各项处理容重在1.48g/cm3~1.55g/cm3之间。容重从1.52g/cm3降低到1.51g/cm3。

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图4-3轻度盐碱地一般示范试验区容重(g/cm3)

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古浪县2024年盐碱耕地综合治理利用试点项目区轻度试验区项目全氮含量在0.068g/kg~0.140g/kg之间,经过处理全氮含量在0.114g/kg~0.163g/kg之间。全氮含量从0.094g/kg增加到0.142g/kg。

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图4-4轻度盐碱地一般示范试验区全氮(g/kg)

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古浪县2024年盐碱耕地综合治理利用试点项目区轻度试验区项目水解性氮含量在1.9g/kg ~ 3.5g/kg之间,处理后水水解性氮含量在3.0g/kg ~ 3.9g/kg之间。水解性氮含量从2.6g/kg增加到3.44g/kg。

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图4-5 轻度盐碱地一般示范试验区水解性氮(g/kg)

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古浪县2024年盐碱耕地综合治理利用试点项目区轻度试验区项目水溶性盐在0.15g/kg~0.22g/kg之间,改良数据对比水溶性盐在0.13g/kg~0.16g/kg之间。水溶性盐从0.19g/kg降低到0.14g/kg。

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图4-6轻度盐碱地一般示范试验区水溶性盐(g/kg)

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古浪县2024年盐碱耕地综合治理利用试点项目区轻度试验区项目速效钾含量在9.4g/kg~11.7g/kg之间,经过各项处理速效钾含量在11.8g/kg~16.4g/kg之间。速效钾含量从11.09g/kg增加到14.93g/kg。

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图4-7 轻度盐碱地一般示范试验区速效钾(g/kg)

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古浪县2024年盐碱耕地综合治理利用试点项目区轻度试验区项目有机质含量在2.23g/kg~2.99g/kg之间,处理有机质含量在2.64g/kg~3.22g/kg之间。有机质含量从2.74增加到2.84g/kg。

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图4-8轻度盐碱地一般示范试验区有机质(g/kg)

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古浪县2024年盐碱耕地综合治理利用试点项目区轻度试验区项目有效磷含量在10.4g/kg~21.1g/kg之间,处理有效磷含量在17.8g/kg~24.2g/kg之间。有效磷含量从15.2g/kg增加到20.5g/kg。

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图4-9轻度盐碱地一般示范试验区有效磷(g/kg)

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古浪县2024年盐碱耕地综合治理利用试点项目区轻度试验区项目阳离子交换量在2.92cmol/kg~3.23cmol/kg之间,通过改良处理阳离子交换量在3.33cmol/kg~3.94cmol/kg之间。阳离子交换量从3.05cmol/kg增加到3.50cmol/kg。

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图4-10轻度盐碱地一般示范试验区阳离子交换量(cmol/kg)

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古浪县2024年盐碱耕地综合治理利用试点项目区轻度试验区项目实施数据对比交换性钠含量在0.52g/kg~0.65g/kg之间,处理交换性钠含量在0.72g/kg~0.80g/kg之间。交换性钠含量从0.58g/kg增加到0.75g/kg。

表4-11轻度盐碱地一般示范试验区交换性钠(g/kg)

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图4-11轻度盐碱地一般示范试验区交换性钠(g/kg)

25.png结果表明轻度盐碱地采用“水肥一体化+有机肥+土壤调理剂”模式,能够有效降低古浪县盐碱耕地的水溶性盐含量和交换性钠离子的含量,有效提高土壤有机质、有效磷等土壤养分含量。

五、中度盐碱地一般示范试验区

古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区中度试验区项目实施数据对比 pH 含量在 8.96~9.17 之间,处理 pH 含量在 8.59~9.11 之间。平均 pH 从 9.06降低至 8.59。

表5-1中度盐碱地一般示范试验区pH值

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图5-1中度盐碱地一般示范试验区pH值

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古浪县2024年盐碱耕地综合治理利用试点项目区中度试验区项目实施电导率在82.6us/cm~124.7us/cm之间,处理电导率在68.1us/cm~82.4us/cm之间。电导率从98.4us/cm降低到75.4us/cm。

表5-2中度盐碱地一般示范试验区电导率(μs/cm)

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图5-2中度盐碱地一般示范试验区电导率(μs/cm)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区中度试验区项目实施容重在 1.45g/cm3~1.59g/cm3 之间,处理容重在 1.44g/cm3~1.55g/cm3之间。容重从 1.54g/cm3降低到1.49g/cm3 

表5-3中度盐碱地一般示范试验区容重(g/cm3)

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图5-3中度盐碱地一般示范试验区容重(g/cm3)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区中度试验区项目实施全氮含量在 0.07g/kg~0.13g/kg 之间处理全氮含量在 0.14g/kg~0.15g/kg 之间。全氮含量从 0.11g/kg 增加到 0.14g/kg。

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图5-4中度盐碱地一般示范试验区全氮(g/kg)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区中度试验区项目实施数据对比水解性氮含量 1.8g/kg~2.3g/kg 之间,处理水解性氮含量在 3.1g/kg~3.3g/kg 之间。水解性氮含量从 2.1g/kg 增加到 3.2g/kg、

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图5-5中度盐碱地一般示范试验区水解性氮(g/kg)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区中度试验区项目实施数据对比水溶性盐在 0.24g/kg~0.40g/kg 之间,处理水溶性盐在 0.18g/kg~0.23g/kg 之间。水溶性盐从 0.29g/kg 降低到 0.20g/kg。

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图5-6中度盐碱地一般示范试验区水溶性盐(g/kg)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区中度试验区项目实施过程数据对比速效钾含量在 0.0104g/kg~0.0157g/kg 之间,各处 理 速 效 钾 含 量 在 0.123g/kg~0.0135g/kg 之 间 。 速 效 钾 含 量 从0.0 120g/kg 增加到 0.0127g/kg。

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图5-7中度盐碱地一般示范试验区速效钾(g/kg)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区中度试验区项目实施过程数据对比有机质含量在 1.43g/kg~2.17g/kg 之间,各处理有机质含量在 2.48g/kg~2.84g/kg 之间。有机质含量 1.74g/kg 增加到 2.71g/kg。

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图5-8中度盐碱地一般示范试验区有机质(g/kg)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区中度试验区项目实施过程数据对比有效磷含量在0.0148g/kg~0.0199g/kg 之间,各处 理 有 效 磷 含 量 在 0.0162g/kg~0.0227g/kg 之 间 。 有 效 磷 含 量 从 0.0179g/kg 增加到 0.0196g/kg。

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图5-9中度盐碱地一般示范试验区有效磷(g/kg)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区中度试验区项目实施阳离子交换量在 2.83cmol/kg~3.00cmol/kg 之间,各处理阳离子交换量在 3.17cmol/kg~3.49cmol/kg 之间。阳离子交 换量从 2.90cmol/kg 增加到 34cmol/kg。

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图5-10中度盐碱地一般示范试验区阳离子交换量(cmol/kg)

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项目实施交换性钠含量在0.8~1.1 g/kg之间,各处理有效磷含量在0.7~0.8 g/kg之间。其平均减少了0.14 g/kg。

表5-11中度盐碱地一般示范试验区交换性钠(g/kg)

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图5-11中度盐碱地一般示范试验区交换性钠(g/kg)

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结果表明中度盐碱地采用“水肥一体化+有机肥+微生物菌剂+土壤调理剂”模式,能够有效降低古浪县盐碱耕地的电导率和水溶性盐的含量,有效提高土壤有机质、速效钾等土壤养分含量。

六、重度盐碱地一般示范试验区

古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区重度试验区项目实施过程数据对比 pH 含量在 8.91~9.10 之间,各处理 pH 含量 在 8.96~9.20 之间。平均 pH 从 9.00 增加至 9.08。

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区重度试验区项目实施电导率在 119.8us/cm~134.7us/cm 之间,处理电导率在 100.9us/cm~106.6us/cm 之间。电导率从 127.4us/cm 降低到 103.8us/cm。

表6-2重度盐碱地一般示范试验区电导率(μs/cm)

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图6-2重度盐碱地一般示范试验区电导率(μs/cm)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区重度试验区项目实施容重在 1.52g/cm3~1.59g/cm3 之间,处理容重在 1.48g/cm3~1.52g/cm3 之间。容重从 1.56g/cm3 降低到 1.50g/cm3。

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图6-3中度盐碱地一般示范试验区容重(g/cm3)

52.png古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区重度试验区项目实施全氮含量在 0137g/kg~0.282g/kg 之间,各处理全氮含量在 0.125g/kg~0.139g/kg 之间。全氮含量从 0.207g/kg 降低到 0.131g/kg。

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图6-4重度盐碱地一般示范试验区全氮(g/kg)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区重度试验区项目实施水解性氮含量在 0.038g/kg~0.046g/kg 之间,各处理水水解性氮含量在 0.021g/kg~0.027g/kg 之间。水解性氮含量从 0.041g/kg 减少到 0.0243g/kg。

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图6-5重度盐碱地一般示范试验区水解性氮(g/kg)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区重度试验区项目实施水溶性盐在 0.38g/kg~0.44g/kg 之间,处理水溶性盐在 0.30g/kg~0.33g/kg 之间。水溶性盐从 0.41g/kg 降低到 0.32g/kg。

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图6-6重度盐碱地一般示范试验区水溶性盐(g/kg)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区重度试验区项目实施速效钾含量在 0.097g/kg~0.0104g/kg 之间,处理速效钾含量在 0.0119g/kg~0.0124g/kg 之间。速效钾含量从0.0100g/kg 增加到 0.0218g/kg。

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图6-7重度盐碱地一般示范试验区速效钾(g/kg)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区重度试验区项目实施有机质含量在 1.52g/kg~2.20g/kg 之间,处理有机质含量在 2.33g/kg~2.48g/kg 之间。有机质含量 1.82g/kg 增加到 2.38g/kg。

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图6-8重度盐碱地一般示范试验区有机质(g/kg)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区重度试验区项目实施有效磷含量在 11.3g/kg~13.1g/kg 之间,各处 理 有 效 磷 含 量 在 12.8g/kg~19.1g/kg 之 间 。 有 效 磷 含 量 从 12.2g/kg 增加到 15.1g/kg。

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图6-9重度盐碱地一般示范试验区有效磷(g/kg)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区重度试验区项目实施阳离子交换量在 2.86cmol/kg~2.97cmol/kg 之间,各处理阳离子交换量在 2.33cmol/kg~2.97cmol/kg 之间。阳离子交换量从2.91cmol/kg 降低到 2.56cmol/kg。

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图6-10重度盐碱地一般示范试验区阳离子交换量(cmol/kg)

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古浪县 2024 年盐碱耕地综合治理利用试点项目区重度试验区项目实施交换性钠含量在 043cmol/kg~51cmol/kg 之间, 各处理交换性钠含量在 0.49cmol/kg~0.58cmol/kg 之间。交换性钠含量 从 0.47cmol/kg 增加到 0.54cmol/kg。

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图6-11重度盐碱地一般示范试验区交换性钠(cmol/kg)

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结果表明中度盐碱地采用“大定额灌水压盐(滴灌压盐)+水肥一体化+有机肥+微生物菌剂+土壤调理剂”模式,能够有效降低古浪县盐碱耕地水溶性盐的含量,有效提高土壤交换性阳离子含量。

七、 盐碱地治理和耐盐碱作物筛选总结

1、轻度盐碱耕地治理模式

治理模式:采用“水肥一体化+有机肥+土壤调理剂”“水肥一体化+有机肥+土壤修复剂”两种模式,武威市农技中心试验田物理和化学措施中效果最好的分别是磷石膏+羊粪和重过磷酸钙,生物措施中微生物土壤修复剂和凹凸棒土复合微生物这两种参试肥料使用效果较好,而有机酸措施中治理效果较好的为矿源黄腐酸钾和聚谷氨酸;上海绿乐试验田施用生物源土壤修复菌剂12 kg/公顷效果较好,产量达0.39 t/公顷;兰州富强农业试验田施用抗盐碱生物有机肥8 kg/公顷效果最佳,产量为0.38 t/公顷;而甘肃绿锦试验田施用炭基盐碱耕地改良剂2型2.66 kg/公顷效果最佳,产量为0.37 t/公顷。

轻度盐碱耕地的最佳治理模式为:“水肥一体化+有机肥+土壤修复剂(矿源黄腐酸钾)”,其施用量分别为有机肥1.7t,土壤修复剂0.13 kg/公顷。

增施有机肥:是增加土壤有机质的最优方式。

耕作方式:深松耕,整地前将有机肥作为底肥一次性均匀撒入后用机械进行翻耕,深松深度以30-40 cm为宜。

种植作物:适合种植马铃薯,其中雪育36号产量提高幅度最大(达16%)。

播种:机械化播种,播种量为20 kg公顷。马铃薯间距20 cm,行距90 cm;播种时间:4月中旬。

田间管理:滴灌,因项目区地表温度高,晴天气温最高时可达50℃,容易发生“烧苗”现象,故采取轻灌,少灌措施,每天灌溉0.5~1h,阴天间隔2~3天;土壤调理剂或修复剂随水冲施,土壤调理剂0.06kg/公顷、土壤修复剂0.13 kg/公顷。冲施次数以3~4次为宜,生育期供水量为17.3-18.6 m3/公顷,定期除草。

作物收获:样点测产和小区机械收获。

2、中度盐碱耕地治理模式

治理模式:采用“水肥一体化+有机肥+微生物菌剂+土壤调理剂+耐盐碱作物”“水肥一体化+有机肥+微生物菌剂+耐盐碱作物”等技术模式,种植作物为马铃薯和耐盐碱作物。甘肃农业大学试验田综合有机质、水溶性盐和产量,在8 kg/公顷的试验梯度上,磷石膏+羊粪与硫酸亚铁效果最佳,重过磷酸钙和碱无踪试验效果最好的梯度分别是12 kg/公顷、0.4 kg/公顷,青乐丰和黑金在0.26kg/公顷这个处理下效果最佳;成都华宏试验田施用有机整合钙肥0.2 kg/公顷和氮素高分子氮肥1 kg/公顷的效果较好,产量分别为0.37-0.38 t/公顷;武威农业研究院试验田施用腐殖酸(6.67 kg/公顷)+微肥(1.66kg/公顷)效果较好,产量为0.39 t/公顷。

结合经济效益,中度盐碱地的最佳治理模式为“水肥一体化+有机肥+土壤改良剂(青乐丰+腐殖酸)”,其施用量分别是有机肥2.2 t,青乐丰0.26 kg/公顷和腐殖酸6.67 kg/公顷。

耕作方式:深松耕。整地前将有机肥作为底肥一次性均匀撒入后用机械进行翻耕,深松深度以30-40cm为宜。

种植作物:马铃薯、甜高粱、甜菜、向日葵、辣椒、茄子、蓖麻等作物。

播种:机械化播种,播种量为21.33kg/公顷。马铃薯间距20 cm,行距90 cm;播种时间:4月中旬。

田间管理:滴灌,晴天轻灌少灌,每天灌溉1-2 h,阴天间隔2-3天;土壤调理剂、微生物菌剂随水冲施,土壤调理剂0.16 kg/公顷、微生物菌剂0.1kg/公顷。冲施次数以3-4次为宜,生育期供水量20-22 m3/公顷,定期除草。

作物收获:样点测产和小区机械收获。

3、重度盐碱耕地治理模式

治理模式:治理重度盐碱耕地的最佳模式为“滴灌压盐+有机肥+土壤调理剂+微生物菌剂+绿肥还田”,有机肥施入量0.18 t/公顷,土壤调理剂0.26 kg/公顷,微生物菌剂0.3kg/公顷。

耕作方式:翻耕。整地前将有机肥作为底肥一次性均匀撒入后用机械进行翻耕,,翻耕深度以20-30 cm为宜。

绿肥作物:最佳种植绿肥作物为燕麦草+箭筈豌豆。公顷均推荐播种量为燕麦草0.4-0.46公斤、箭筈豌豆0.36-0.4公斤。播种时间:4月中下旬。

田间管理:滴灌,间隔5-8天;土壤调理剂、微生物菌剂随水冲施,土壤调理剂0.2 kg/公顷、微生物菌剂0.26 L/公顷。冲施次数以3-4次为宜,按照公顷均10 m3灌水量开展滴灌灌溉压盐。

绿肥还田:盛花期前翻压还田。翻压深度15-20 cm。

4、耐盐碱作物筛选总结

根据轻、中度马铃薯品种筛选,适宜于古浪县盐碱耕地种植的马铃薯品种有:雪育36号、希森6号和陇薯7号;重点推广雪育36号在古浪县大面积种植。

适宜于中度盐碱耕地生长的作物有:大豆、谷子、油葵、甜高粱、萝卜、甜菜、西瓜、南瓜、蓖麻等,特别是大豆、谷子、甜高粱和瓜类出苗整齐,生长旺盛,推荐在中度盐碱耕地种植。不适宜在风沙盐碱土区域种植蚕豆、油菜。

适宜于重度盐碱地的绿肥品种有燕麦草、箭筈豌豆、田箐和毛苕子,燕麦草+箭筈豌豆的组合效果最佳。有效改良盐碱地需要因地制宜,开展针对性的治理工作[9]

八、效益分析

1、社会效益分析

1.1推动农业科技进步

项目的实施,使大量闲置盐碱地得到充分利用,提高了土地利用效率,通过引进和研发先进的改良技术和方法,如合理的水资源管理体系、耐盐碱作物等,不仅提高了改良效率,还推动了农业科技的整体进步。这些创新成果不仅应用于盐碱地改良,也为其他农业领域提供了宝贵的经验和借鉴。

1.2提升农业队伍综合素质与管理能力

根据古浪县实际情况,拟定多项试验示范,在667公顷试验点安排试验示范41项,不同技术模式、技术团队综合治理模式展示32项次以上。项目的实施,为70余名基层农业干部和科研人员提供了宝贵的实践机会和培训平台。通过参与项目规划、实施和管理,掌握先进的农业技术和管理体系,提升解决实际问题的能力。不仅增强了干部队伍的综合素质,也为后续农业项目的顺利开展奠定了坚实基础。

1.3促农增收助力产业升级

有效缓解土地盐碱化导致的农业减产、农民贫困等问题,促进了农村地区的经济发展和社会稳定,为农民提供了更多的就业机会和收入来源。带动相关产业的发展,为种业种植企业提供广阔的实践机会和技术积累,成功培育耐盐碱作物新品种,提高了市场竞争力,促进了农业产业链的延伸和升级,为企业的可持续发展奠定了坚实基础。

1.4强化宣传培训与成效展示

组织了多次项目区农村干部、农户、种植主体开展盐碱地改良技术培训,取得基层一线的支持。在项目实施关键时期,召开了“2024年盐碱耕地综合治理会议”,辐射带动各参与单位、种植主体和社会各界共同参与盐碱耕地综合治理利用的积极性和主动性,在总结提炼、真实记录盐碱治理成效的基础上进一步强化宣传效果。

图8-1 成果推广及宣传培训

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2、经济效益分析

项目区总投资1000万元,建设规模667公顷,全部为盐碱程度不同的盐碱耕地。其中,轻度盐碱地占333.33公顷,中度盐碱地占200公顷,重度盐碱地占133.33公顷。经改良后,使得项目区农作物收益大幅提高。结合该区域未来农业发展趋势,将项目区建设成一个以生产粮食、经济作物为主的农业生产基地。通过对盐碱耕地的改良,提高土地产出,轻度盐碱耕地较改良前马铃薯产量4840kg产值为5552元,改良后马铃薯产量5082kg产值为5844元增长5%以上,马铃薯公顷基准年节本增效约4170元,中度盐碱耕地较改良前甜菜产量为3100kg产值为24800元,改良后甜菜产量3317kg产值为26536元增长7%以上,甜菜公顷基准年节本增效约3255元,重度盐碱耕地较改良前作物生物量增长9%以上,进行绿肥还田。盐碱耕地改良后按照30%种植其它作物、70%种植粮食作物,计算公顷基准年节本增效按照10年计算,总计节本增效20055元。

3、生态效益分析

3.1提升耕地生产力与生态健康

土地翻耕是改善生态环境的首要措施。它将有效增加降水的蓄积能力,减少水土流失。结合土壤培肥和绿肥种植,能够显著提高土壤的有机质含量,增强肥水藕合效应,最终促进农作物产量的提升。耕地的综合生产能力将有显著提高。绿肥还田和测土配方施肥的运用,把养地与用地的合理结合,对持续利用土地提供了良好的保障,促进了土壤的健康循环。

3.2节水节肥促进资源高效利用

项目的实施显著提高了水资源的利用效率,每公顷均节水达2m3,1万公顷可年节约用水2万m3,有效的缓解了区域水资源的供需矛盾。通过合理的水资源管理,极大改善了项目区生态环境的用水需求。此外,通过种植耐盐碱植物、施用菌肥等方式,可以减少化肥的使用量,实现节肥效果。

3.3提升耕地地力,增产防风固沙

可以显著改善土壤的理化性质。土地翻耕可以增加土壤耕层深度,改善土壤容重,提高土壤的通透性和保水能力。增施有机肥和种植绿肥等可以增加土壤有机质含量,提高土壤肥力。通过施加改良剂,可以降低土壤碱分,调节土壤pH值,还可以增加土壤中的氮、磷、钾等营养元素含量,提高土壤养分供应能力,使耕地地力得到显著提升,不仅有助于增加农作物的产量和品质,还可以增强农田的防风固沙能力,减少水土流失和土壤侵蚀现象。

3.4固碳护土,缓解生态压力

在施用基肥的基础上种植草木樨、三叶草、燕麦草等绿肥产品,并在成熟后将其翻耕还田,可以增加土壤中的有机质和养分含量,改善土壤结构,提高土壤固碳能力,有助于减少大气中的CO2浓度,对缓解全球气候变化具有重要意义。绿肥作物的根系还可以固定土壤中的养分和水分,减少水土流失现象。此外,绿肥作物的种植还可以减少农业生产活动对土地的过度开发利用问题,缓解生态环境的压力。

九、 不足与展望

尽管古浪县在盐碱耕地综合治理方面高度重视,全力推进盐碱耕地综合治理利用试点工作,取得了一定成效,但工作中仍存在一些困难和问题,总结如下:

1、缺乏盐碱耕地的长期试验研究基地

今年,甘肃农业大学和武威市农技中心等高校及科研院所开展了盐碱地治理的试验研究,在盐碱地治理措施筛选上采用“四同一不同”思路,制定了化学修复、微生物修复措施,在适宜品种筛选上采用“一同一不同”思路,设置了27种作物,虽然基本确定了盐碱地改良的模式和适宜作物,但结果不稳定,特别是土壤改良的效果,在短期内是无法见效的,急需长期试验观测。同时,针对古浪水资源的现状,如何在盐碱地治理中进一步节水,未开展相关试验。

另外,长期盐碱地试验监测可深入分析项目区盐碱含量现状及变化趋势、作物产量现状及变化趋势,土壤环境的变化趋势,进一步提出盐碱耕地改良技术和耐盐碱作物推广应用的对策和建议等内容,为盐碱耕地综合治理利用试点工作评价提供科学依据。

2、宣传培训和技术指导不够

今年的盐碱地治理过程中,一是群众主体作用发挥不充分,盐碱耕地配套综合治理技术向群众传授帮带作用发挥不够。二是项目实施过程中的数据监测分析和科学依据的制定还有待进一步加强。建议进一步把群众参与作为试点的关键,全力营造学知识、懂技术的社会氛围,让广大群众充分认识盐碱耕地综合治理利用的长远效益,提高群众主动参与监督试点工作的积极性。组织技术人员进村入户,采取集中办班培训、入户到田讲解、一对一传授等多种方式开展技术服务和指导,提高技术到位率。

3、对自然灾害的应对能力不强

由于今年天气干旱、有效降雨量偏少,蒸发量加大,盐碱耕地综合治理受水资源短缺限制,对项目区种植作物保水保墒有一定影响;同时,受移民区风沙天气较多影响,种植作物覆用地膜经常性被大风刮走,近期地面温度高,幼苗出土后有灼烧现象,对种植作物管护存在一定困难。应该进一步加强与气象部门的合作,结合当地实际,提高对自然灾害的应对能力。

2024年盐碱耕地综合治理项目全面按期完成了任务书制定的所有内容,取得了显著的成绩。下一步,我们将进一步认真按照省上要求,加快落实盐碱耕地综合治理利用各项工作措施,进一步转变工作思路、创新工作方式,促进农业转型升级和可持续发展。同时进一步加强宣传培训和技术指导力度,制定自然灾害的风险评价预案,提高自然环境变化的应对能力。

4、总结推广古浪县盐碱地治理经验

根据古浪县盐碱地治理经验,总结古浪县在轻度、中度和重度示范试验区的治理模式,在工作中发现问题,找出问题并解决问题。通过在轻度、中度、重度盐碱耕地分别建立核心示范区,比较不同修复措施下土壤理化性质、产量的变化,努力探索极度缺水条件下,沙漠化区域盐碱耕地综合治理利用的治理模式和可推广、可复制的治理经验,为后续全县乃至全市全省其他同类区域盐碱耕地综合治理利用提供科学规范和示范样板。

5、建立“以地适种,以种适地”的新思路

推行耐盐碱作物的分级分类种植,因地制宜地推进“地种互补”策略。在此基础上,将开展针对不同区域和盐碱程度的改良技术和农作物适应性技术研究。同时,扎实开展改良治理试验及品种筛选,有效增加了古浪县盐碱耕地的有机质、有效磷等土壤养分含量,有效扩展了耕地面积和质量,筛选出最适宜本县盐碱耕地种植的作物品种,引入“齐黄34号”“中黄13号”“荷豆33号”和“齐鲁35号”等黄豆大豆新品种,从“以地适种”逐步向“以种适地”推进。而人为方面,缺乏系统的灌溉和排水规划,处于 “重治轻防、局部治理”模式[10]

6、推进古浪县产业融合发展

盐碱耕地综合治理利用试点项目全部由雪川公司统一流转土地并精心组织实施,确保盐碱耕地综合治理作物种植整齐划一、治理措施保质保量、试验数据准确可靠。形成“以农促农,以工促农”的品牌效应,提高经济效益,进一步带动全县的经济发展。

7、推广“水肥一体化”,进行智慧农业管理

建立水肥一体化示范基地,广泛应用于粮食作物、经济作物等农业生产领域,展示技术优势,引导农民转变传统农业生产方式,进行智慧农业管理,达到节水节肥、绿色防控、全程机械化、增产增收的目的。

8、达到“两降一提,两增一改善”目标

古浪县盐碱耕地综合治理模式,有效降低了古浪县盐碱地盐分和pH,提高了土壤有机质;有效改良盐碱地需要因地制宜,开展针对性的治理工作总结推广古浪县盐碱耕地综合治理利用经验,以达到作物增产增收,提高当地农户的经济收入目标,改善古浪县盐碱耕地现状,保障粮食安全,提高经济效益。

参考文献:

[1] 顾立峰. 盐碱地农林复合系统燕麦与苜蓿混播对饲草生长、生理、产量和品质的影响[D]. 扬州大学, 2022.

[2] 江杰, 王胜. 我国盐碱地成因及改良利用现状[J]. 安徽农业科学, 2020, 48(13):85-87.

[3] 王娜,黄丹,张莹,等. 盐碱地综合治理利用关键技术专 利现状[J]. 中国科技信息,2024(9):31 34.

[4] 吴鹏博, 李立军, 张艳丽. 油菜苗期耐盐碱性综合评价与根际土壤有机酸含量比较[J]. 作物杂志, 2022(1): 110-115.

[5] 万何平, 张浩, 余忆, 等. 油菜耐盐碱研究与应用[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(12): 59-67

[6] 周杰, 王志春, 杨帆. 盐碱土壤植物修复机制研究进展[J/OL]. 生态学杂志, 2024, 43(5): 1453-1462.

[7] 李俊伟, 刘景辉, 王俊英, 等. 盐与碱胁迫对燕麦离子平衡和有机酸含量的影响[J]. 西北植物学报, 2022, 42(10): 1700-1710.

[8] 吕宁,石磊,戴昱余,等. 新疆盐碱地治理利用研究回顾 与启示[J]. 灌溉排水学报,2024,43(12):1 10.

[9] 冯保清,崔静,吴迪.浅谈西北灌区耕地盐碱化 成因及对策 [J].中国水利2019.(9):43-46.

[10]张凤荣. 分区分类因地制宜综合改造利用盐碱地 [J]. 中国土地,2023(8):30 − 32. 

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