设施土壤次生盐渍化的改良措施

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设施土壤次生盐渍化的改良措施

国外如欧洲的一些低地国家像荷兰,沿海地区自然水体的盐份过高,也使土壤造成严重的盐渍化问题,其温室产业的发展则是基于避开这些土壤而大量采用人工基质栽培,特别是利用岩棉进行园艺植物栽培。而在美洲,如巴哈马岛、加拿大大部分地区,由于广域的国土和较少的人口,盐渍化区域则大量被闲置,并不需要进行治理。

设施地土壤因农户种植习惯、施肥量及方式、灌溉等不同,而使主要盐分离子含量不同,因此设施地盐害修复应因时因地制宜。目前,国内主要通过工程措施、生物措施、农艺措施等方面防治设施土壤的次生盐渍化。

工程措施

工程措施主要包括开沟或暗管排水洗盐、客土、换土和深耕翻土等。

(1) 建立和完善排灌系统。排水可分为水平排水和垂直排水。水平排水主要以明沟、暗管等形式进行,既能降低地下水位,又可排除土壤中的盐分;垂直排水主要是用竖井排水,竖井排水不仅有价格低、不占地、水量大、水质好,同时又可以和灌溉相结合的优点。研究发现,有排水沟的大棚,100-200cm 的灌水量即可将积累的盐类排去,无排水沟的大棚要加大灌水量,反复几次,使盐分充分溶解于水中,并集中于排水沟排出。

(2) 通过客土、换土和深耕翻土与污土混合,可以降低土壤中盐分含量,减少对土壤-植物系统产生的毒害。深耕翻土用于轻度盐渍化的土壤,而客土和换土则是用于盐渍化程度高的土壤。

生物措施

(1) 栽培耐盐品种

不同作物的耐盐程度不同。一般来说,蔬菜的耐盐能力为:番茄>茄子>芹菜>甜椒>黄瓜。

(2) 轮作换茬和间套作

由于设施栽培土壤连作障碍严重,直接导致土壤中养分元素的不均衡,一些元素严重缺乏,另一些元素严重积累,加剧了土壤次生盐渍化的程度。进行合理轮作和田间套作是解决连作障碍最简单和有效的方法,对减缓土壤盐害有所助益

(3) 生物除盐

选择某些耐盐、吸肥能力强的植物(如苏丹草、玉米和田菁等),在夏季温室休闲期栽培,进行生物洗盐。不仅可以有效地减轻土壤盐害,也可减缓土壤连作障碍。

(4) 有益细菌除盐

存在于植物根系的有益自生细菌(PGPR)可通过直接或间接方式抑制有害病原菌繁殖,增强植物代谢功能,缓解土壤酸化和次生盐渍化等问题,如EM原露等。

EM是英文(Effective Microorganisms)的缩写语,中文译为:“有效微生物群”。它是日本琉球大学比嘉照夫教授发明的新型复合微生物菌剂,只要使用恰当,它就会与所到之处的良性力量迅速结合,产生抗氧化物质,消除氧化物质,消除腐败,抑制病原菌,形成良好的生态环境。

农艺措施

(1) 合理施肥和平衡施肥

合理施肥和平衡施肥是预防土壤次生盐渍化的有效手段。具体措施主要有:施用有机肥,合理配施N、P、K肥,基肥深施,根外追肥;科学选肥,注意生理酸性肥料与生理碱性肥料的交替搭配;使用长效或可控缓释肥料;施用半腐熟有机肥或秸秆,在进一步腐熟过程中使微生物吸收氮素,即“以肥压盐”。

(2) 覆盖地膜,强化中耕

地膜覆盖,既具有保温、保肥、保水和驱芽作用外,又可减少土表水分蒸发;强化中耕,及时切断毛细管。两种措施均可减缓在蒸腾作用下盐分的大量聚集。

(3) 调控水分

调控水分主要有两种措施。①选好水源,合理灌溉。对于NO3-为主的盐害土壤,浇水时浇足浇透,将表面聚集的盐分稀释下淋,以供作物根系吸收。对于SO42-、Cl-为主的次生盐渍化土壤,可以利用滴灌措施,将有害离子排出根群,避免直接危害作物根系。②撤膜洗盐。利用换茬空隙,撤膜淋雨溶盐或灌水洗盐,洗盐前先翻耕土壤,然后灌水,灌水量一般在以20cm上。灌水后2天,盐分可减少30%-40%。

(4) 施用土壤改良剂

土壤改良剂可以显著促进土壤团粒的形成,有效改善土壤结构,保护土壤耕层,提高土壤肥力,增加土壤保水、保土、保肥性能,提高作物产量。

设施土壤盐害改良材料

(1) y-聚谷氨酸

y-聚谷氨酸(y-PGA)是一种阴离子型氨基酸高分子聚合物(图1-1),其结构与聚天冬氨酸类似,只在主链上多了一个亚甲基,具有水溶性、超强的螯合能力、生物降解性和环境友好等特点。

农业方面,y-PGA具有促进作物生长、提髙作物产量和抗逆性功能,可被用作植物养分吸收的促进剂、保水剂和农药缓释剂;将y-PGA与栽培土按一定比例混合,既可减少灌概次数和费用,又可改善±壤团粒结构,提高止壤的保水性、透水性和透气性,减小土壤的昼夜温差变化,法到改良劣质土壤、促进作物増产丰收的目的;作为肥料和肥料增效剂,可提高营养元素利用率、农作物的产量和质量,使用y-PGA可缓和过度施用的肥料,从而减轻环境污染。修复Ca2+-Mg2+-NO3-型次生盐渍土的最佳组合为100mg/L y-PGA和景天三七(J3),总盐分的最终去除率达到%。

(2)壳聚糖

壳聚糖是一种高分子阳离子多聚糖,是甲壳素脱乙酞基的衍生物。甲壳素是世界上第二大可再生资源,每年的生物合成量约为1×1010t。甲壳素氮素含量较高,可以被土壤中微生物降解,作为作物的氮源。壳聚糖作为改良剂可以提高传统肥料的利用效率,可以促进土壤有益菌群的生长,调节土壤中有益酶的活性,改善土壤的理化性质。

壳聚糖是一种高分子聚合物,其分子链上分布着经基、氨基、酞胺基、梭基等活性基团,这些基团可以与土壤中的离子发生鳌合和吸附作用,形成稳定的鳌合物,阳离子很难再释放出来,从而降低土壤盐分。壳聚糖溶液施入土壤后,壳

聚糖通过分子上的氨基和羟基与土壤中的Ca2+、Mg2+等阳离子形成稳定的配位化合物,使用于交换的Ca2+、Mg2+等离子减少。壳聚糖最佳用量66 t/hm2。

(3)秸秆(水稻、小麦)

秸秆是农作物收获后的废弃物,秸秆中含有大量有机质,富含各类矿质元素。我国是一个农业大国,每年秸秆产量约在7×108t左右,居世界之首。其中养分含量超过我国每年化肥用量的2/5。

Na+、Ca2+、Mg2+含量均随秸秆用量的增加而降低,这可能是由于一部分被植物吸收利用,一部分在秸秆分解过程中被土壤微生物利用或转化为难溶形态。

Cl-、NO3-离子随着秸秆用量增加而降低,经过秸秆处理后土壤肥力得到改善,延缓了土壤中铵态氮的硝化过程。秸秆腐熟过程中微生物固氮是秸秆处理组中NO3-下降的主要原因。秸秆最佳用量9t/hm2。

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