盐碱地改良

盐碱⼟改良的意义

1、盐碱⼟改良的意义

⼟壤盐碱化问题是解决全球粮⾷⽣产和环境问题主要决定因素之⼀，也是⼟地资源利⽤和开发最主要的障碍，因⽽盐碱⼟的改

良成为了⼀项最紧迫的任务。中国盐碱化⼟壤分布极其⼴泛，从热带到寒温带、从内陆带到滨海、从湿润地区到⼲旱、半⼲旱

的荒漠化地区，都存在⼤量盐碱化⼟壤的分布。我国盐碱化⼟壤⾯积初步统计约3600万hm2，占全国可利⽤⼟地⾯积的

4.88%，⼟壤盐碱化问题和灌溉引起的次⽣盐渍化已经成为制约⼲旱区农业发展的主要因素之⼀，也是⼲旱区农业可持续发展

的战略问题。随着⼈⼝、经济、资源共同作⽤，对⽣态和环境问题的关注，部分⽔资源已转移⾄市政、⼯业、农业等⽤⽔，同

时在⽔资源⽇益紧缺态势下，已不⾜以满⾜农业灌溉需求。早期⼟壤盐碱化及治理阶段分析，灌区⼟壤盐碱化程度⽇益严重，

与⽔资源开发利⽤⽅式及其灌溉⽅式是密切相关的，是灌区盐分不平衡所致，⽽以⽔利为中⼼的⼟壤盐碱化综合改良⽅式已难

以为继。⽬前利⽤盐⽣植物及耐盐作物等改良盐碱地国内外已经⼴泛应⽤，⽽开展⽣物排盐的研究为改良和开发利⽤盐碱地提

供新的理念，其廉价、简单、有效和具有⼀定可⾏性等优点，也改善了⼟壤改良条件，提⾼⽔资源利⽤效率，维持农业可持续

发展。

我国盐碱⼟改良现状

2、国内外研究进展

2.1我国盐碱⼟改良现状

2.1.1我国盐碱⼟的分布

盐碱⼟是民间对盐⼟和碱⼟的统称。⼟壤中含盐量在0．1％－0．2％以上，或者⼟壤胶体吸附⼀定数量的交换性钠，碱化度

在15％－20％以上，有害于作物正常⽣长的⼟可以称为盐碱⼟，或称盐渍⼟。盐⼟⼀般呈碱性反应（部分滨海酸性硫酸盐盐

⼟有酸化现象），盐基呈饱和状态，腐殖质含量低，⽽碱⼟顾名思义就是碱性较强,即当⼟壤碱化度达到20％以上，pH⼤于9,

表层含盐量不及0.5％时，我们⼀般可称之为碱⼟。

我国盐碱⼟分布总结如下：

(1)我国的盐碱⼟⼤多出现在以下⼏个地区:宁夏银川,⼭西的草甸盐⼟,上海的盐⼟.由此得出结论可知,我国盐碱化⼟地主要分

布在华北平原,东北平原,西北内陆地区及滨海地区.

(2)由这些地区的特征可以看出盐碱地⼤都出现⽓候⼲旱或半⼲旱地区（如宁夏银川等地），还有出现在沿海盐分含量较⾼的

地区（如上海地区的滨海盐⼟），和地势低洼的地区（如华北，东北平原）

(3)通过分析盐碱地出现的地区，我们还可以知道盐碱地形成的条件：⼀是⽓候⼲旱和地下⽔位⾼（⾼于临界⽔位）；另⼀是

地势低洼，没有排⽔出路。地下⽔都含有⼀定的盐份，如其⽔⾯接近地⾯，⽽该地区⼜⽐较⼲旱，由于⽑细作⽤上升到地表的

⽔蒸发后，便留下盐分，这样⽇积⽉累，⼟壤含盐量逐渐增加，形成盐碱⼟；如是洼地，且没有排⽔出路，则洼地⽔份蒸发

后，即留下盐份，也形成盐碱地。

2.1.2我国盐碱⼟形成的主要原因

(1)⼟壤盐分的来源

⼟壤中的盐分包括不同的离⼦，如Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等。通常情况下，它们在⼟壤

溶液中作为营养成分。当这些离⼦的浓度达到⾜以对⼟壤性状和植物⽣长产⽣不良影响时，就成为盐分。主要来源有:（1）海

洋，如风暴潮、海雾、海⽔⼊侵等。（2）⼟壤母质，如离⼦含量⾼的岩⽯、⽕⼭灰和矿质分解等。（3）成⼟运动，如⾃然

条件下离⼦变化。（4）过量施肥，肥料中的⼀些离⼦残留在⼟壤中。（5）动植物分解物，⼀部分⽆机离⼦如不能全部被植

物吸收利⽤，则进⼊⼟壤。

(2)⼟壤盐碱化地成因

⼟壤盐碱化是指⼟壤中的盐分离⼦增加或是可溶性盐分离，然后不断地向⼟壤的表层聚集，从⽽改变了⼟壤的理化性状，并对

⽣长的植物有⼀定危害作⽤的⼀种⼟壤演化过程。通常情况下，地下⽔与表层⼟壤⽔处于⼀定的动态平衡状态，地下⽔位与表

层⼟壤中的离⼦都相对稳定。但当⽓候⼲旱时，⼟壤蒸发量增⼤，引起下部⼟壤⽔分沿⼟壤⽑细管上移，同时⼟壤中的盐分也

随着⼟壤⽔分向上运动。⽔分到达⼟壤表层后发⽣蒸发损失，⽽盐分则在⼟壤表层累积，如此过程长期反复进⾏，当表层⼟壤

盐分离⼦达到⼀定浓度时，就会造成⼟壤盐碱化，这正是绝⼤部分盐碱⼟分布在⼲旱、半⼲旱地区的主要原因。⼟壤盐碱化分

为原⽣盐渍化和次⽣盐碱化两类。其中不受⼈为影响，⾃然发⽣的⼟壤盐碱化为原⽣盐渍化；⽽由于⼈类活动引发的⼟壤盐碱

化为次⽣盐渍化。⼟壤盐碱化不仅是限制农业⽣产发展的⼀个主要因⼦，也是制约滨海地区盐碱地改良绿化、沿海防护林营造

等林业项⽬的重要影响因⼦。

2.1.3盐碱⼟多我国带来的危害

⼟地盐碱化不但造成了资源的破坏，农业⽣产的巨⼤损失，⽽且还对⽣物圈和⽣态环境构成威胁，表现出环境和经济两⽅⾯的

危害。⼀些环境问题的出现与发展也引发或加重了盐碱化问题，其中较为突出的是温室效应引起的全球⽓候变化，造成旱象增

加，海平⾯上升，直接或间接地加剧了积盐过程和潜在盐碱化的威胁。另外，盐碱化过程常与荒漠化过程相伴⽣，甚⾄相互促

进相互转化。在本世纪，⼟地盐碱化还将伴随着灌溉的发展⽽继续扩展，带来⼀系列的环境问题，影响农业的持续发展，并最

终影响⼈类的⽣活和健康。在2002年9⽉约翰内斯堡召开的第⼆次国际可持续发展会议指出，继第⼀次国际可持续发展会议

(1992⾥约热内卢)10年之后，全球⾯临的⼈⼝⼀环境⼀资源问题更加严重，其中⼟地沙漠化，⽔⼟流失和盐碱化呈现逐步加加

重的趋势。

2.1.4我国改良盐碱⼟的措施

(1)⾮⽣物措施

⼀、耕作施肥

许多研究认为：整地深翻、适时耕耙、增施有机肥、合理施⽤化肥、躲盐巧种以及耕作层下铺设隔盐层等，都是盐碱⼟改良利

⽤的有效措施。

特别是畜禽粪和枯枝落叶等有机物料，来源⼴数量⼤，可以通过坑沤和堆制等腐熟后施⼊⼟壤，增加⼟壤有机质，也可通过机

械粉碎直接还⽥，增加⼟壤有机质，提⾼肥⼒和缓冲性能，降低含盐量，调节pH值，减轻盐害。通过进⼀步分析施肥量和作

物产量间的关系，建⽴数学模型，确定最佳经济施肥量，在改良利⽤同时获得⾼产稳产。

⼆、覆盖技术

地膜覆盖及其他⽣物质材料覆盖技术均能减少⼟壤⽔分蒸发，减缓或防⽌⼟壤盐分表聚，在加拿⼤草原区实施残茬覆盖，能增

加⼟壤有机质，提⾼⼟壤蓄⽔保墒能⼒。在吉林省西部采⽤地膜覆盖，既减缓⼟壤盐碱危害，⼜增加作物产量。但是覆盖技术

只是暂时把盐分控制在⼟壤深层，未能从根本上排除，从⽽存在返盐的潜在危险，需继续加强后期科学管理。

三、⽔利措施

研究表明沟灌沟排和井灌井排等措施对盐碱⼟改良均有⼀定效果。由于⼈⼝增加和淡⽔资源匮乏，利⽤盐碱⽔进⾏灌溉势在必

⾏，但同时须减⼩盐碱⽔灌溉对环境造成的负⾯影响。盐碱⽔的灌溉⽅式主要有：循环灌溉混合灌溉和顺序灌溉。

循环灌溉，先在⼟表施⽤⽯膏，然后种植作物，作物幼苗⽣长初期，⽤淡⽔浇灌，幼苗建成后，再⽤盐碱⽔灌溉。该⽅法的优

点是在幼苗阶段，⼟壤盐分，尤其是表⼟含盐量保持在较低⽔平，有利于苗⽊的⽣长。

混合灌溉，即海⽔和淡⽔按⼀定⽐例混合后进⾏灌溉，在灌溉⽔或浅层地下⽔的盐渍度不⾼，且淡⽔缺乏的地区，混合灌溉意

义重⼤，混合灌溉在印度和美国已普遍实施，效果显著。但有研究表明，盐渍度⾼的⽔和盐渍度低的⽔进⾏混合灌溉能导致⼟

表盐渍度上升，作

物产量下降。为此，根据不同作物的耐盐性进⼀步研究了海⽔和淡⽔混合后灌溉⽔的含盐标准，及混合的最佳配⽐。

顺序灌溉，即先⽤⽔质较好的⽔灌溉耐盐性低的作物，后⽤收集到的含盐量较⾼的排⽔再灌溉耐盐性⾼的作物。灌溉⽔可被利

⽤的顺序次数取决于灌溉⽔的盐碱度，有毒微量元素的浓度和作物的耐盐性，该⽅法能够充分利⽤灌溉⽔，宜在区域范围采⽤

⽽不适于⼩范围内使⽤。

四、化学措施

施⽤⽯膏等化学改良剂增加可溶性钙Ca2+，通过离⼦代换作⽤把⼟壤中有害的钠Na+代换出来，结合灌溉使之淋洗，达到盐

碱⼟改良⽬的，⼀般⽤于重度盐碱⼟改良。

化学改良剂可直接向⽯灰性苏打⼟中提供Ca2+，或通过提⾼⼟中难溶性碳酸钙的溶解度，间接增加Ca2+置换Na+，例如，盐

碱丰、康地宝、⽲康盐碱清除剂等，都在近年取得⼀定改良效果。但使⽤化学改良剂⼀般成本较⾼，因此利⽤⼯业副产品硫酸

改良盐碱⼟，获得明显成效。张万钧等利⽤天津经济开发区⼤量存在的海湾泥碱渣和粉煤灰等固体废弃物，作为⼟壤资源，很

适宜植物⽣长，不仅解决了⼤量固体废弃物污染滨海⽣态系统的问题，也为盐碱⼟改造提供了新的技术途径。

五、电磁改良

使⽤间歇电流处理⾼盐度的海成黏⼟，辅以预加压固结处理，改变了⼟壤物理性质，结果表明：该综合处理与单纯的预加压固

结措施相⽐，⼟壤抗剪性增加45%，⼟壤含⽔量减少约25%，降低了⼟壤含盐量。⽤磁化⽔灌溉盐碱⼟，与普通灌溉⽔相⽐，

可提⾼⼟壤脱盐率，节省灌溉⽔量。

(2)⽣物措施

⼟壤⽣物活动有利于改善⼟壤有机质，增加有效养分，改良⼟壤结构，此外种植植物可增强植被蒸腾，降低地下⽔位，加速盐

分淋洗，延缓或防⽌积盐返盐。

⽣物措施适⽤于中等质地、粗质地及中度盐碱⼟改良，⽣物措施改良过程中灌溉⽔量需超过作物需⽔量，利于根际，CO2分

压达到峰值，促进Ca2+代换Na+，也有利于⼟壤充分淋溶和排除Na+。

⽣物措施优点在于对较深的根区盐碱⼟的改良作⽤较好⽽⼟壤改良的深度是判断改良效应的重要参数，⽣物改良措施主要有⼏

种：利⽤现有种质资源筛选耐盐品种、利⽤远缘杂交培育耐盐品种、利⽤基因⼯程培育耐盐品种以及利⽤微⽣物提⾼植物的耐

盐性。

⼀、利⽤现有种质资源筛选耐盐品种

该⽅法简便、经济，能较快筛选耐盐植物，⼀般⽣物量⼤，耐盐碱和耐渍⽔的植物，都具有较好的盐碱⼟改良效应。研究表

明：碱蓬、⽺草、⽥菁、苜蓿、杨树、柽柳、刺槐等具有较强抗盐能⼒。结合植物耐盐⽣态阈值研究，能更好地筛选耐盐品

种。

⼆、利⽤远缘杂交培育耐盐品种

育种⼯作中，发现许多作物的栽培品种遗传变异资源已严重枯竭，这种现象普遍存在于种植于起源地以外的⾃花授粉作物中，

⽽起源地的栽培品种及野⽣种的遗传变异资源则较为丰富，例如，在番茄，起源地的原始品种中发现了⾼⽔平的变异，野⽣种

的变异则更为丰富。秘鲁番茄中可以区分的⾄少有35个⽣理⼩种，它们在单株、种和群体⽔平上都存在很⼤的变异。所以，

利⽤远缘杂交育种，可解决⽬前耐盐基因转移后表达困难、成功率⼩的问题，有着⼴阔的市场前景。

三、利⽤基因⼯程培育耐盐品种

渗透调节⼩分⼦有机物基因，离⼦区隔化基因和保护酶基因均能提⾼植物抗盐性。甜菜碱醛脱氢酶BADH基因能被盐碱胁迫

诱导和表达。BADH活性加强，植物对逆境的适应性也增强，通过⽣物技术，BADH基因能被转⼊到其他植物体，获得耐盐

碱性⾼的转基因物种，

加速盐碱⼟改良。对缅甸红树的研究表明，光合基因上调有利于恢复光合能⼒，也有研究发现光合基因下调在盐胁迫调节中也

占重要地位，虽然基因⼯程技术还存在⽣物安全问题，但是随着对植物耐盐遗传机理深⼊研究，转基因技术会更⼴泛地应⽤于

植物育种。

四、利⽤微⽣物提⾼植物的耐盐性

有机磷细菌、硅酸盐细菌及光合细菌，都是盐碱⼟改良利⽤的重要功能菌。在麦秆上接种分解纤维素真菌，施于盐碱⼟，提⾼

了⾖科植物的固氮能⼒和抗盐性。研究表明：丛枝菌根真菌在盐性环境中能够增加植物对矿质营养吸收，提⾼植物耐盐性，促

进⽣长。此外，酵母菌类低等真核⽣物，其细胞简单，培养容易，遗传背景清楚，因此，从盐碱⼟壤中分离耐盐酵母菌，有利

于接种⽽提⾼农作物耐盐性。

2.2国外盐碱⼟改良现状

2.2.1世界盐碱⼟的分布

盐碱地在世界各地分布很⼴，遍及六⼤洲的30多个国家，总⾯积约9.56亿公顷。在各地区的具体分布见表1。

表1盐碱⼟在全球各⼤地区的分布

由于所处地理位置不同，⽓候条件各异,盐碱地在不同国家和地区的分布也有很⼤差别。

主要分布在澳⼤利亚、俄罗斯、中国等国家，世界分布前⼗名的国家和地区见表2。

表2世界上盐碱⼟分布最多的国家和地区

2.2.2世界盐碱⼟的改良措施

⽬前,全球盐碱地⾯积已达9.5亿hm2。⼟壤盐碱化已成为重要的环境问题之⼀。究其原因主要是不适当灌溉,植被破坏和海⽔内

侵。在⼈⼝不断增长,耕地逐渐减少的情况下,改良利⽤盐碱地具有重要意义。采取的基本⽅法包括⼯程措施、耕作措施和综合

措施。植树造林是改良盐碱地的⽣物措施之⼀,不但可以改善环境,抑制⼟壤盐碱化,⽽且可以直接利⽤盐碱地⽣产林⽊果品,提⾼

盐碱地的⽣产能⼒和经济效益。

盐碱⼟的改良利⽤是⼀项艰巨⽽复杂的⽣态⼯程,其不仅受技术发展的限制,还受到社会及经济因素的制约。多年来,许多科学家

对盐碱地的改良与利⽤进⾏了多⽅⾯的研讨。20世纪初,科学家们主要对盐碱⼟的分布、形成过程及发⽣特性等⽅⾯进⾏研

究,20世纪30年代建⽴了以⽔利⼯程、⼟壤改良为中⼼的灌溉、⽔质、防渗以及相应的基础理论研究。⽔利改良是最早的改良

措施,通过排灌防盐⼯程系统(如挖渠、明沟、暗管、打井),淋溶⼟壤盐分,排除盐碱⽔,降低地下⽔位,保持⼟壤含⽔量在⼀定范围

内。如巴基斯坦在印度平原,实施规模宏⼤的以⽔井、管道为主的⽔利⼯程,⽤36年时间治理4000万hm2⼟地,耗资⼗分巨⼤。

盐碱地改良除⽔利措施外,前苏联、美国及欧洲⼀些国家,提出⽤物理(压沙、施矿渣)、化学(⽯膏)和农业综合措施(轮作、施有

机肥、种植耐盐碱作物)来改良盐碱地,但这些措施均有其局限性,如费⽤⾼或⼯作量⼤⽽未被⼴泛应⽤。

世界各国的农业科学⼯作者,根据各国具体⾃然环境条件和农业实践,因地制宜地开展了

草⽥论作、种树种草、筛选和培育耐盐碱农作物品种及牧草种类等,均取得了良好的经济效益。如美国采⽤狗⽛根、⿊麦、罗

得草、⽩⾹草⽊樨及三叶草等植物混播改良碱⼟,取得⼀定效果,⼜⽤⼤⽶草、⾼冰草、阴翅滨藜改良盐渍⼟,也获得成功;阿根廷

利⽤⽺茅、⾼冰草、⽩⾹草、⽊樨改良盐碱试验也取得有益经验;澳⼤利亚在盐⼟上种植地肤属、滨藜属植物及⽔⽜草取得良

好效益;印度在碱⼟上种植⽥菁获得成功,尤其盐⼟上种植灌⽊滨藜成功解决了奶⽜的饲草问题。2008年世界草地与草原⼤会⽂

献报道,中亚地区的伊朗、吉尔吉斯坦等国家利⽤驼绒藜属植物治理盐渍⼟取得良好成效。

有关⽯膏改良碱⼟的理论和实践，早在⼗九世纪后期，美国⼟壤学家Hilgad[14]开始指导农民利⽤⽯膏改良苏打盐碱化⼟壤，

并为之建⽴两个化学⽅程式。1912年以后，俄国⼟壤学家盖得罗依兹肯定了⽯膏改良苏打盐碱化与碱化⼟壤的重要作⽤，并

建⽴⽯膏改良碱化⼟壤的第三个化学⽅程式。这三个反应式成为后⼈和⽤⽯膏改良碱化⼟壤的理论基础和定量施⽤⽯膏的依

据。1990年美国盐⼟实验室的Rhoades和澳⼤利亚CSIRO的Loveday专门评述碱化⼟壤(SodicSoil)的改良指出,碱化⼟壤的改

良需加⼊含钙物质来置换⼟壤胶体表⾯吸附的钠或采⽤加酸或酸性物质的⽅法改良。化学改良⽅法的研究与应⽤从20世纪20

年代开始就受到了⾼度重视。前苏联利⽤制碱⼯业副产品氯化钙,橡胶⼯业副产品硫酸等改良苏打盐化碱⼟和碱⼟都有明显效

果[17]

1990年美国盐⼟实验室Rhoodeske和澳⼤利亚CSIROLoveday专门评述碱化⼟壤的改良。评价植物耐盐性强弱的⽣理指标⽬

前主要有细胞脂膜透性，K+/Na+值、净光和速率的⼤⼩、叶绿素⽐值、细胞内⽆毒有机物质(脯氨酸、可溶性糖等)的积累。作

物，在盐胁迫下，其叶绿素含量越⾼，则其耐盐性越强。盐胁迫使细胞内Na+增加和K+外渗，Na+/K+增⼤，当Na+/K+值增⼤

到⼀定范围时植物即受伤害(Corham.F，1985)。

2.3盐碱⼟改良利⽤展望

⽔利⼯程措施、农业技术措施、⽣物措施、化学改良等盐碱地改良的多种技术和措施具有不同的改良效果。但由于盐碱地的改

良是⼀个较为复杂综合治理系统⼯程，所以对于改良盐碱⼟多采取以⽔肥为中⼼，包括⽔利⼯程措施、农业技术措施、种树种

草等综合治理⽅法，这是改良治理盐碱地的主要⽅向。

在改良盐碱⼟的各项措施中，从盐碱地的整治⼒度、排盐效果和推⼴使⽤范围来看，在多种盐碱地改良技术⽅法中，利⽤⼯程

排⽔洗盐是⼀项重要的⽔利技术措施，只有健全排⽔设施，其他措施才能充分发挥作⽤。但是，从⽔利改良技术的运⽤和发展

来看，这种改良技术所遵循的是⼀种延续了上千年没有改变的原理和⽅法，这就是“盐随⽔来，盐随⽔去；盐随⽔来，⽔散盐

留”的⽔盐运⾏基本规律，并利⽤这种规律由耕地⼟壤表层向下实施“⼤⽔压盐、洗盐，地下排⽔”的⽅法，将下渗的⼟壤盐分通

过地下排⽔的⽅法排⽔洗盐。所采取的措施多为农⽥布置较多且较深的明渠或地下暗渠或竖井排灌等⼯程技术措施，这些传统

的灌排⼯程技术客观的存在以下问题：①洗盐排⽔消耗过多⽔资源，⼀般需要4500~7500m3/hm2的⼤灌溉定额，灌溉⽤⽔量

⾼，不利于节⽔；②灌溉排⽔⼯程量⼤，排⽔⼯程投⼊量较⾼，⼀般0.9—1.2万元/hm2,不经济，⽽且灌排⼯程施⼯烦琐；③众

多排⽔沟渠和⼤量⼯程⼟⽯⽅占⽤农⽥，使得农⽥⼟地利⽤率损失6%~10%;④灌排⼯程维修养护⼯作量和难度较⼤,尤其是地

下暗管排盐系统的维修养护和运⾏管理费⽤较⾼,⼀般年均维修养护费⽤900~1500元/hm2.

基于上述，随着我国盐碱地改良技术的发展和新材料新⽅法新技术在治盐碱技术领域的研究应⽤，在新的条件下对于⼟壤盐碱

的⼯程性排⽔在技术理论创新、灌排技术⽅法等⽅⾯提出了新的更⾼的要求，需要以新的灌排⽅式和技术理论创新，着眼探索

盐碱地改良新⽅法和新技术。