农业灌区盐碱地综合治理与开...析——以甘肃省景电灌区为例_杨佑斌.pdf

2023 年 5 月下59Agricultural Machinery and Agronomy农机与农艺农业灌区盐碱地综合治理与开发措施分析*以甘肃省景电灌区为例杨佑斌，刘斌（甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心，甘肃 白银 730400）摘要：【目的】景电灌区工程具有覆盖面广、覆盖面积大、流量大、阶梯多、扬程高等特点，由于灌区内降水量少、蒸发量大等原因，导致土壤盐分积聚不规律，盐碱地范围逐渐扩大，一方面严重浪费了土地资源，另一方面影响了生态环境，因此治理盐碱地刻不容缓。【方法】课题组以甘肃省景电灌区为例，阐述了景电灌区工程概况，从自然原因、人为因素、农田灌溉因素三方面分析了景电灌区盐碱地的成因，探讨了景电灌区盐碱地治理过程中存在的问题，提出了景电灌区盐碱地综合治理的举措。首先，要结合化学治碱、生物治碱、农业治碱，从生态领域改善土壤的根源问题。其次，要综合工程防治，加快产业转型，做到产业融合，将一二三产业与盐碱地资源利用结合起来，创造更高的经济效益、生态效益。【结果】经过综合整治，景电灌区土壤盐碱化得到了有效遏制，治理成效十分显著，既提高了农作物的产量和质量，又增加了农户收入，形成了一套切实可行、简单易懂的景电治理模式。【结论】以可持续发展理念为前提，贯彻因地制宜的治理理念，进行农业灌区盐碱地综合治理，可以有效改善土壤盐碱地问题，实现人与自然的和谐统一。关键词：景电灌区；盐碱地成因；盐碱地改良；农业可持续发展中图分类号：S156.4 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-3872.2023.10.0180 引言随着我国农业基础设施逐渐完善，农业发展速度逐步加快，为适应我国地域辽阔及气候多样的基本情况，我国兴建了不少电力提灌工程，其具有流量大、阶梯多、扬程高等特点。甘肃省景泰川电力提灌工程（以下简称景电灌区）就是其中的代表，景电工程建成后，由于其较大的覆盖面积，为灌区内农作物的灌溉提供了保障，为灌区内农业产业注入了新的活力。景电灌区地处腾格里沙漠向黄土高原的过渡地带，是我国黄河中上游重要的高扬程灌溉农业区，属于典型的荒漠区，该地自然环境先天脆弱，灌区内土壤属于荒漠灰钙土，含盐量高。工程自建成运行50多年来，由于大量灌溉水的渗入，地下水原有的状态被改变，在灌区地形较低地区造成地下水位不断抬升，土壤盐分表聚，导致了严重的次生盐渍化。盐碱地可持续开发利用是公认的世界性难题，土壤盐碱化已造成土壤生产能力衰退，盐碱地区粮食产量大幅度降低。随着盐渍化程度的加剧，伴随的土壤沙化和荒漠化等生态问题也日益突出，农业生态环境急剧恶化，已成为限制农业可持续发展的重要因素。自古以来，世界各国人民积累了不少开发利用盐碱地的方法和经验，但都无法大规模推广应用。因此，加强修复技术体系的研究和推广应用，防控和修复土壤盐碱化，提高土壤环境质量，保障生态环境与食物安全，已成为国家重大现实需求。然而，盐碱地问题日益严峻，对灌区的可持续发展造成了严重影响。为此，治理盐碱地刻不容缓，治理盐碱地要以可持续发展理念为前提，贯彻因地制宜的治理理念，做到人与自然的和谐统一。1 景电灌区提灌工程概况景泰川电力提灌工程位于河西走廊东段，横跨了甘蒙两省区的景泰、民勤、古浪、阿拉善左旗四县。整个工程分为景电一期工程、景电二期工程、景电二期民调工程，其中一期作为一个独立的供水系统。景电工程整体设计提水流量 28.56 m3/s，加大流量33 m3/s，兴建泵站43座，装机容量270 kW，最高扬程710 m，设计年提水量4.75亿m3；建成干、支、斗渠1 391条，长2 422 km；灌区总面积1 496 km2，总土地面积197万亩，宜农地面积142.4万亩，控制灌溉面积100万亩。灌区干旱、少雨、风沙多，属于干旱型大陆性气候。灌区范围内地表径流和地下水都极度匮乏，灌溉水源来自黄河提水1。基金项目：甘肃省水利重点科研计划项目（甘水科外发201870号）作者简介：杨佑斌（1985），男，甘肃景泰人，本科，工程师，研究方向为农业灌区管理与建设。通信作者：刘斌（1989），男，甘肃景泰人，硕士研究生，工程师，研究方向为水利工程建设管理与灌区土壤改良。602023 年 5 月下Agricultural Machinery and Agronomy农机与农艺2 景电灌区盐碱地的成因景电灌区工程覆盖面广、覆盖面积大，为灌区提供了丰富的农业用水资源，促进了当地农业经济的发展。但由于自然条件和人为因素，导致景电灌区内土地盐碱化比例攀升，严重阻碍了灌区内生态农业的可持续发展，不利于灌区内经济稳定增长。土地盐碱化过程是随着人类活动，由一定的自然条件作用形成的，本质上是土壤对易溶性的盐类在水平、垂直两个方向的重新分配，使盐分在某一区域集中，从而形成盐碱地。它与人类的活动、农业产业的发展密切相关，同时又反作用于人类社会的经济发展。综合分析其成因，一般有以下几点。2.1 自然原因自然盐碱地是地区土壤环境中的一部分，是基于一定自然条件而发展壮大的。气候、水文、地质及生物对自然盐碱地的形成影响尤为突出，景电灌区地处西北，蒸发量大，降水量少且集中在夏季，大量可溶性盐在夏季下沉，造成“脱盐”现象，又在其他干旱季节随水分蒸发造成“返盐”现象。同时，西部地带多原生岩和次生岩，由于风化对岩石的搬运作用，加剧了土壤的盐碱化2。2.2 人为因素人类在改造自然的过程中，对土壤资源产生了不同程度的影响。为了满足自身需要，大量开发利用土地，对自然生态环境造成了巨大影响，使得土壤盐碱化程度增加3。人为活动因素相对于自然因素而言，破坏发生速度较快，比如大规模土地开发利用，在短时间内导致土壤情况恶化，从而使得土壤出现盐碱化问题，是形成盐碱地的主要因素。2.3 农田灌溉因素由于部分农户耕作观念落后，采用漫灌等不合理的灌溉方式，导致在灌溉过程中没有因地制宜，地下水位快速升高，蒸发量急剧扩大，盐分不断随水汽升高堆积，造成土壤次生盐碱化。在严重的盐碱土壤地区，作物几乎无法生长。因此，盐碱地改良治理刻不容缓4。3 景电灌区盐碱地治理过程中存在的问题灌区盐碱地治理过程中存在诸多困难，部分地区的盐碱地治理工作成效不足，使得盐碱地问题无法有效改善，主要原因如下：1）施工难度较大，专项资金不足。灌区盐碱地治理覆盖面广，施工量大，即使是资金配套齐全，在气候条件不适宜的环境开展作业难度系数也较大，加之漫长的维护工作，其投入资金整体数额较大，相比于开凿抗碱渠，维护水渠通畅的任务更加艰巨。2）欠缺整体规划。盐碱地改良治理方法多种多样，但技术配套设施不完善，缺乏整体规划。综合考量、因地制宜是解决灌区盐碱地问题的关键。3）当前盐碱地治理技术不够成熟，相关治理技术缺乏创新，依然采用传统的治理方式，能够取得的效果不明显，在盐碱地治理技术创新方面投入的资源不够充足，导致治理技术缺乏创新性。4）相关治理政策不够完善，国家以及各地区对于盐碱地的治理尚未达成统一规划与认识，没有出台相关保障性政策，对于盐碱地的治理工作力度不足是导致盐碱地治理实效性不足的主要因素。4 景电灌区盐碱地综合治理举措4.1 化学治碱化学治理手段作为常用手段，通常分为扬撒石膏粉和喷洒化学改良剂，常用的化学改良剂有有机肥或无机肥、亚硫酸钙、矿质化钙、脱硫石膏等，化学手段能够较快地改善土壤盐碱化环境，使土地重新焕发生机，但化学手段成本较高，不适用于大面积及盐碱化程度较深的土地5。随着相关化学技术的不断创新，化学治碱的优势将会日益明显，通过优化治理手段，相信未来化学治碱的成本将会不断下降，从而扩大其应用范围。4.2 生物治碱生物治碱与化学治碱均为常用手段，在治碱上得到了广泛的应用。通常是在盐碱地上种植适应盐碱的树木或作物，植物地上生长部分具有遮蔽作用，能够有效降低土壤水分蒸发，减缓地表积盐速度，植物也能吸收土壤中的部分盐分，可以在改善土壤的同时保障农民的收入6。因此，在盐碱程度合适的地区大面积种植沙枣、枸杞等植物是最为理想的治理手段之一，有助于减缓景电灌区盐碱地的继续深化。4.3 农业治碱农业既受制于土壤又反作用于土壤，合理的灌溉理念及耕作方式能够减缓土壤盐碱化。在耕地时，要做到平整土地，深耕深翻。一方面，平整土地可以增加水分均匀下渗的比例，提高降雨对灌溉洗盐的功效；另一方面，深耕深翻可以人为控制土壤盐分的流动，使表层盐分扣入深耕藏层中，将深处土壤置换到2023 年 5 月下61Agricultural Machinery and Agronomy农机与农艺耕作层来。有效的翻耕要把握好季节，尤其是春、秋返盐较重的季节，需要投入更多的时间和精力。转变灌溉理念也有助于灌区盐碱地的治理，从传统的大水漫灌转变为滴灌、浇灌，深翻后再灌溉，使水分尽可能地均匀分布，既符合了可持续发展的绿色农业理念，又有效预防了盐碱性的加剧7。4.4 工程防治盐碱地综合治理工作中，工程防治是重中之重。治碱工程作为治理面积最广、持续效果最稳定的手段，需要从各方面综合考量。要以水利工程项目为基础，发挥水利工程的先导作用，通过规划合适的排水方案，解决排水不畅的同时实现盐碱地可溶性盐的流动。最常用的方法是建造盐碱渠，既能提升排水功能，又能对地下水位进行实时控制。针对部分灌溉设施年久失修、在灌溉过程中易发生灌溉水泄露的问题，需及时对其进行改造，减少水分渗透，从而减少土壤盐分析出8。4.5 原位工程化根治盐碱地原位工程化根治治理技术利用优势特色资源凹凸棒石，研制了盐碱地透气防渗阻隔材料。该材料具有透气不透水的特性，铺设于盐碱地耕作下层，能有效切断土壤盐碱迁移毛细通道，阻隔地下水中可溶性盐类通过毛细管作用在土壤表面积聚，对深层可溶性盐类在土壤耕作层积聚有明显阻隔作用。结合地表下渗水阻隔材料、改造后土地“熟化”和“肥化”等材料，利用先进的原位工程化根治技术，采用“上层土壤开挖、深层基础处理、凹晶材料铺设、阻隔材料铺设、土壤回填、上层土壤盐分清除、上层土壤地力恢复”的施工技术工艺，从而实现盐碱地土壤的改良和治理。该技术已在景电灌区主要农作物上推广应用，土壤盐碱化治理和农作物增产效果明显，有效改善了灌区土壤的理化性状，并促进了农作物增产提质。4.6 产业转型防治盐碱地治理不仅要注意盐碱地的改良，更要注重盐碱地的利用问题。在改善土壤环境的同时，提高对盐碱地土壤的利用率，促进灌区及附近地区的产业结构融合升级。在排出盐碱水后，将盐碱水投入到渔业的发展中，在渔业大力发展的过程中结合第三产业发展农家乐旅游，实现经济效益、社会效益、生态效益的相辅相成，真正实现景电盐碱化灌区的可持续发展，为景电灌区盐碱地治理提供了新理念、新思路9。4.7 政策防治我国目前土地资源存量不容乐观，对盐碱地的认识依旧停留在促进生态环境改善以及种植业、畜牧业发展上，忽视了国家耕地红线、粮食安全目标，保障耕地面积是维护社会稳定、优化生态环境的重中之重10。因此，国家可以将盐碱地定义为后备耕地，开展盐碱地向耕地定向转变工作的实践与研究，将本来对盐碱地改良中的“草地化”过程延伸为“粮食化”过程，加大对科技研究中薄弱环节的投入。盐碱地治理是一项立足长远的工作，在初期投入大、利益少、周期长，需要国家立法统筹地方和农民个人的效益问题，从整体治理易操作的角度考虑，将盐碱地纳入国家管理范畴，由公益性事业单位管理、维护，并建立相关制度体系作为保障。5 结束语综上所述，首先，要结合化学治碱、生物治碱、农业治碱，从生态领域改善土壤的根源问题。其次，要综合工程防治，加快产业转型，做到产业融合，将一二三产业与盐碱地资源利用结合起来，创造更高的经济效益、生态效益。最后，要从政策防治角度出发，巩固改良成果，总结改良经验，将经验推广到各地盐碱化治理当中去，使之成为一套切实可行、简单易懂的景电治理模式。参考文献：1 杨志成.浅谈景电灌区盐碱地的治理与开发利用J.农业科技与信息，2022(4)：34-36.2 张龙.近二十年新疆灌区盐碱地变化情况分析和对策研究J.水资源开发与管理，2020(6)：72-76.3 王娜，何俐蓉.盐渍化土壤的成因及改良材料的应用J.南方农机，2021，52(5)：72-73.4 任婷婷.泉头镇2018年农业综合开发侵蚀沟综合治理措施分析J.陕西水利，2020(1)：114-116.5 曹怡俊.盐碱地绿化的土壤改良措施分析J.工程建设与设计，2021(9)：93-95+99.6 厉晓飞，王凯莹，李小华.天津市大港区盐碱地现状及改良措施适用性分析J.环境保护与循环经济，2021，41(4)：62-64.7 高倩，卢楠.盐碱地综合治理开发研究现状及展望J.南方农机，2021，52(16)：153-155.8 魏婷婷，马延东，郑飞敏.新疆土壤盐碱化现状及其综合治理对策J.安徽农学通报，2020，26(10)：107-110.9 许坤鹏，刘喜兵.河套灌区盐碱地改良方案总结与探索J.甘肃科技，2021，37(1)：41-42+24.10 史小梅.景电灌区节水灌溉现状及可持续发展策略J.数字农业与智能农机，2022(4)：27-29.