第３２卷第３期 ２０１０年３月 人民黄河 Ｖｏ１．３２．Ｎｏ．３ ＭＲｒ．．２０１０ ＹＥＬＬＯＷ ＲＩＶＥＲ 【灌溉・供水】 引黄灌区土壤次生盐碱化防治对策研究 宰松梅 ２，仵峰 ，丁铁山。，温 季 （１．水利部农田灌溉研究所，河南新乡４５３００３；２．西北农林科技大学，陕西杨凌７１２１００； ３．黑山县农业综合开发办公室，辽宁黑山１２１４００；４．西安理工大学，陕西西安７１００４８） 摘要：对引黄灌区盐碱地的成因、现状、危害进行了分析。在水资源紧缺的形势下，盐碱土治理必须采用水利、农业、生 物、化学等综合技术措施。在次生盐碱化土地和潜在盐碱化地区发展节水灌溉，还应建立长期监测制度，并适时地对改 良措施加以调整和完善。应从节水灌溉技术、节水防盐灌溉制度、劣质水在盐碱地的应用、生物措施等方面，加强盐碱地 灌溉管理的研究。 关键词：引黄灌区；土壤次生盐碱化；节水灌溉；组合排水 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—１３７９．２０１０．０３．０３０ 中图分类号：Ｓ１５６．４ 在干旱和半干旱地区，发展灌溉面临的主要问题之一是土 壤次生盐碱化。美国西部受灌溉土地盐渍化的影响，一度导致 胁的面积约有１．３万ｈｍ 。总体上看，甘肃和宁夏约３５％的灌 溉耕地、内蒙河套地区５０％的灌溉耕地受到土壤盐渍化的威 胁。灌区土壤次生盐渍化的主要原因是灌溉制度、灌溉方式不 合理 一 。 农作物减产将近３０％；印度的次生盐碱化面积占农田总面积的 ２０％；巴基斯坦土壤盐碱化面积占灌溉面积的５０％。２１世纪， 土地盐碱化还将带来一系列环境问题，影响农业的可持续发 展，并最终影响人类的生活 。我国长江以北的干旱、半干旱 和半湿润区，包括西北内陆地区、黄河中游半干旱区、黄淮海平 原、东北半湿润半干旱低洼地区，以及沿海的滨海沉积平原等 １．２土壤次生盐碱化的特点 近年来，黄河水资源Ｅｔ趋紧缺，黄河水已成为可利用但不 可靠的水源，土壤盐碱化的问题又有新的发展，主要有以下几 个特点。 （１）表现形式由明变暗、由重变轻。经过多年的治理，大面 地区 ，分布着大面积的盐碱地，其严重影响了土壤生产力的 发挥等 Ｊ。黄河流域灌溉面积约有６５０万ｈｍ ，８０％分布在宁 蒙河套平原、汾渭盆地和黄河下游平原，土壤次生盐碱化问题 比较突出。防治引黄灌区土壤次生盐碱化，开发治理盐碱地， 积成片的盐碱地不多了，表现为零碎分布于各地；昔日盐碱地 土壤全层含盐，最明显的特点是盐分表聚，表土可见白色的盐 碱斑，现在盐分被压到了作物根层以下，变成了暗碱；盐碱地的 面积在不断缩减，盐碱土的含盐量也可能不如以往高。 提高土地利用率，对于保障我国粮食安全具有重要的战略意义 和现实意义。 （２）土体分布由整体变为局部。实际上，盐碱地改良的结 果，土壤盐分只是被控制在作物根系层以下或者是改善植物根 系分布层的微环境，传统的洗盐、压盐改良措施，也只是将土壤 １ 引黄灌区土壤次生盐碱化的现状及特点 １．１土壤次生盐碱化的现状 近５０年来，引黄灌溉大致经历了初办（１９５２－－１９５７年）、大 盐分向下淋洗到灌水能达到的土层，其下的土体，始终存在着 大量的盐分，盐分很难移动。在盐碱土地区推广节水灌溉技 办（１９５８－－１９６２年）、停灌（１９６３－－１９６４年）、复灌（１９６５－－１９７２ 年）、稳固发展（１９７３－－１９８０年）和科学发展（１９８０年以后）等 术，土体中存在着明显的积盐区和脱盐区。近年来，在新疆等 地大面积推广棉花大田膜下滴灌、地下滴灌技术，在土壤的水 平和垂直剖面上已不同程度地出现了集盐层。 几个阶段。１９６０年前后，黄河下游地区盲目发展引黄灌区，实 行“大引大灌”、有灌无排，加上工程不配套，管理不善，致使地 下水位上升，盐分向地表聚集，出现了大面积的内涝和次生盐 （３）对农业危害由“绝收”向“减产”转变。随着灌溉技术 和农业耕作等水平的提高，土壤盐碱化对农业生产的危害，从 最初的颗粒无收，到现在的作物产量减少。研究表明，即使在 含盐量达２０．０ ｇ／ｋｇ的重盐碱土上进行棉花膜下滴灌试验，皮 棉产量也可达１ ３６６．５ ｋ ｈｍ 。 收稿日期：２００９—０８－２２ 基金项目：国家“８６３”计划项目（２００６ＡＡ１００２１３）。 碱化。１９６２年后，河南、山东两省大多数引黄灌区停灌，１９６５ 年后沿黄地区严重干旱，引黄灌区开始陆续复灌。目前，引黄 灌区排涝能力普遍下降，土壤耕作层的含盐量呈逐年上升趋 势，大面积土壤次生盐碱化的威胁依然存在。宁夏青铜峡灌区 实灌面积３３万ｈｒｎ ，受盐渍化威胁的面积约有１３．３万ｈｍ ；内 蒙古河套灌区实灌面积超５３万ｈｍ ，受盐渍化威胁的面积约有 ３３万ｈｍ ＿４ｊ。３０年来，河套地区盐渍化面积每年增长１％～ ３％。河南省人民胜利渠灌区灌溉面积６．３万ｈｍ ，受盐渍化威 ・作者简介：宰松梅（１９７Ｏ～），女，河南南阳人，副研究员，博士研究生，主要从事 节水灌溉与中低产田综合治理研究工作。 Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｅｎｊｉ６０＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｒｎ．Ｃｒｌ ６６・ 人民黄河２０１０年第３期 合理的开发利用，而且可以有效地防治对作物产生的渍害和土 ２灌区次生盐碱化的防治 在水资源紧缺的形势下，盐碱土治理必须采用水利、农业、 壤次生盐碱化。 （３）灌区地下水动态调控。方生等提出地下水动态调控的 盐改思路，即以开发利用浅层淡水和微咸水为重点，调控土壤 生物、化学等综合技术措施。在次生盐碱化土地和潜在盐碱化 地区发展节水灌溉，还应建立长期监测制度，并适时地对改良 措施加以调整和完善。 根系层盐渍度在作物耐盐度临界值以内，调控地下水埋深不超 过动态临界深度为指标，把浅层水的地层空间作为调节大气降 水、地表水、土壤水、地下水的地下水库，最大限度地把天然降 水转化为可利用的水资源，促使淋洗脱盐的过程强于蒸发积盐 ２．１传统的盐碱地改良措施 土地盐碱化的原因是土壤和地下水含盐量过高，在强烈的 地表蒸发情况下，土壤盐分通过毛细管作用上升并积聚于土壤 表层，使农作物生长发育受到抑制。其形成的实质是各种易溶 性盐类在土壤剖面水平方向与垂直方向的重新分配。所以，土 壤盐碱化防治途径不外乎是排除土壤中过多的盐分，调节盐分 在土壤剖面中的分布，防止盐分在土壤中的重新累积。目前， 治理盐碱地的措施主要有物理、生物和化学三大技术措施。物 理措施包括水利改良、平整土地、客土改良、压沙改良、种稻改 良等。生物措施主要有培肥土壤，增施有机肥，实行秸秆还田 和种植耐盐碱植物或绿肥等。化学改良主要是施用石膏等改 良剂。施用化学改良剂、客土压碱等方法治理盐碱地，投人大， 推广困难。农业及耕作措施如培肥土壤、深耕深松、地面覆盖 减少土壤水分蒸发等，大面积的推广还存在一定的困难。排除 土壤中过多盐分最有效的方法仍然是排水、洗盐、压盐。洗盐 通常在有排水的条件下进行，若排水系统不健全，洗盐不但起 不到应有的效果，反而会加重盐碱化程度。压盐是一种无排水 条件下的缓解土壤盐分危害的措施，即用大定额的灌溉水将盐 分压入深层或压入侧区，这样的治理技术须以大水漫灌为前 提，灌溉用水量甚至超过１５ ０００ ｍ ／ｈｍ ，不仅浪费了宝贵的水 资源，增加土壤盐分输入量，而且容易抬高地下水位，进一步加 重土壤次生盐碱化的隐性危害。 ２．２ 防治土壤盐渍化的组合排水技术 采取明水明排、渍水暗排的组合排水方式，能够达到除涝 渍防盐碱的目的。组合排水形式包括明沟排水、暗管排水（含 鼠洞排水）和竖井排水。不同的排水方式各有利弊。实践表 明，在涝渍严重的黏质土地区，可选用明沟、暗管和鼠洞组合排 水。在利用浅层淡水灌溉的地区，可采用井灌、井排与明沟相 结合的排水系统。 （１）沟管结合形式。沟管结合组合排水，是以大、中沟构成 骨干排水系统，小沟和暗管构成田间排水系统。骨干排水系统 大、中沟按照传统方法，根据区域排水规划统一布置。田间排 水系统小沟与暗管的布置则要通过试验研究确定，既要满足除 涝防渍要求，又要经济合理。排水暗管一般采用一级排水管， 垂直小沟布置。 （２）沟井结合形式。沟井结合组合排水，是以大、中沟构成 骨干排水系统，竖井构成田间排水系统。井灌与井排相结合的 技术，使地下水动态由“补给一蒸发”型变为“补给一开采”型， 既可有效地降低地下水位，解决旱季灌溉问题，又可创造土壤 盐分淋洗条件，避免过多的潜水蒸发，控制土壤返盐，同时还可 为汛期腾空土壤蓄水库容，蓄存大量的水为以后灌溉使用，从 而减少因上游灌溉排水对下游造成的危害。实践证明，井灌与 井排相结合的技术，不仅能灵活调控地下水位，对水资源进行 的过程，实现旱涝盐碱的综合治理。不同季节的地下水埋深临 界动态调控：旱季防治盐碱化的地下水临界深度为２—３ ｍ；雨 季前防涝蓄雨深度为４～６ ｍ；雨季作物的抗湿深度为０．５～ １．０ ｍ。水盐调控的内容及其标准，应根据不同地区的气候、土 壤、作物等条件来拟订，须有利于改善灌区生态环境，有利于灌 区农业增产和可持续发展，有利于灌区减轻盐渍化程度和最终 消除盐渍土。 ３盐碱地灌溉管理研究 控制和调节土壤中水的运动是防治土壤盐碱化或次生盐 碱化的关键。除了一部分盐分含量很高的盐土需要采用冲洗、 压盐的方法进行改良外，大部分盐碱化土壤都可以通过水盐动 态的合理调控得到治理，即采取水利措施和各种农业措施，调 控土壤剖面中的盐分分布状况，使之不致过分集中于表土而危 害作物的生长。 （１）节水灌溉技术研究。节水灌溉可以有效地降低地下水 位，从而起到了节水抑盐的作用，防止排放盐碱水对环境的污 染。但节水灌溉只是调控了盐分在土壤中的分布 ｊ。例 如，采用膜下滴灌、地下滴灌，受水分的驱盐作用影响，土壤盐 分积聚在湿润区（湿润锋）的边缘，暂时不影响作物根系生长， 在半干旱地区，下小雨时这些盐分又可能被带进作物根区，引 起“小雨死苗”问题；在降雨量极小的地区，湿润区（湿润锋）的 边缘积聚的盐分会给第二年作物的播种出苗造成危害。因此， 在盐碱土地区发展节水灌溉，需要与其他改良措施结合起来。 土壤的初始含水量、灌溉量和滴头流量大小影响着滴灌条件下 土壤的盐分运移 。目前，国内对滴灌条件下盐渍土盐分运 动规律的研究主要集中于膜下滴灌、地下滴灌，对灌溉结束后 盐分运移的研究较少；在滴灌条件下，不同质地、不同土壤类型 的盐渍化分布和迁移规律研究也较少，应加强这方面的研究。 （２）开展节水防盐灌溉制度研究。农业节水和盐碱地改良 利用是一项长期而艰巨的任务，必须制定统一的节水和盐碱地 治理规划，统筹考虑节水和盐碱地改良的相互关系。在发展节 水灌溉的同时，考虑盐碱地改良所需水量，采用适宜的节水措 施，对含盐量高的灌溉水源，应采用严格的灌溉制度；对盐碱化 较轻和治理后的灌区，建立灌区地下水位和土壤监测系统，及 时掌握地下水和土壤的动态，防止发生土壤次生盐碱化。 （３）开展劣质水在盐碱地的应用研究。在地下水位较高的 盐碱土地区，开发利用地下水进行灌溉，可以减小农业生产对 淡水的需求，也可减小排水系统的压力，更重要的是可以降低 地下水位，减少或最终消除土壤的次生盐碱化，从根本上起到 治理盐碱化的作用 。在易盐碱化地区发展微咸水灌溉，需 ・６７・ 人民黄河２０１０年第３期 ［２］ 张建锋，张旭东，周金星，等．世界盐碱地资源及其改良利用的基本措施 ［Ｊ］．水土保持研究，２００５，１２（６）：２８—３０． 要适当的灌溉管理方法，要根据淋洗需水量要求，调节和控制 灌入水量和盐量，既保持耕层土壤盐分不超过规定值，又避免 过量灌溉引起地下水位上升。加强劣质水灌溉技术研究，确保 土壤适宜耕作及适当的土壤渗透性，选择适当的耐盐作物，控 ［３］李谦，浅谈灌区盐碱地治理［Ｊ］．中国科技信息，２００７（１８）：２６—２７． ［４］冯广志．灌区节水改造规划［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社，２００４． ［５ 中国国家灌排委员会．中国灌溉与排水［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社， ２００５． 制灌溉规模等 。 （４）加强生物措施的研究。研究表明：植物根系在土壤中 ［６］温季，李修印，王立正，等．人民胜利渠灌区节水改造技术研究［Ｍ］．郑州： 黄河水利出版社，２００２． 的比重，直接影响灌溉水下渗的速度和深度，以及土壤中盐分 向下移动的深度；种植须根系植物，灌水下渗速度快，盐分向下 移动较浅；种植根较多的深根系植物，盐分向下移动深。目前， 关于生物措施治理盐碱土在各地试验成功的实例不少，但大多 处于试验阶段，还达不到生产规模。加强耐盐植物种植资源的 ［７］ 尚二林，贾树宝，余海洋，等．人民胜利渠灌区盐碱地治理实践［Ｊ］．人民黄 河，２０００，２２（１２）：２１—２２． ［８］杨林同，周万银，张锡林．人民胜利渠灌区引黄灌溉５０年成就回顾［Ｊ］．人 民黄河，２００２，２４（３）：２３—２４． ［９］李毅，王文焰，王全九．论膜下滴灌技术在干旱一半干旱地区节水抑盐灌 溉中的应用［Ｊ］．灌溉排水，２００１，２０（２）：４２—４６． 选育、引进和区域试验，增加盐碱土地区植物多样性，仍是今后 研究的重要课题。 ［１０］郑东峰，高贤彪，张玉兰，等．滴灌淋洗土壤盐分效果的研究初报［Ｊ］．山 东农业科学，１９９９（４）：３２—３３，４０． ［１１］王永增．农业节水灌溉与盐碱地治理的关系［Ｊ］．水利学报，２００５（ＳＩ）： ３８４—３８７． ４结语 引黄灌区盐碱地面积分布范围广，盐碱化程度不一。同 ［１２］郑金丰，陈永新．干旱地区发展节水农业与土壤盐碱化防治［Ｊ］．中国农 村水利水电，２０００（１０）：２６—２７． 时，盐碱地所在地区气候、水资源等各种自然条件和社会经济 条件也不相同，应该根据当地实际情况，综合考虑土壤、植物、 水等各种条件，因地制宜地治理。为防治土壤次生盐碱化，必 须加强灌排结合和灌区的防盐抑盐综合管理技术的研究工作。 ［１３］张建新，王丽玲，王爱云滴灌技术在重盐碱地』二种植棉花的试验［Ｊ］． 干旱区研究，２００１，ｌ８（１）：４３—４５． ［１４］刘春阳，何文寿，何进智，等．盐碱地改良利用研究进展［Ｊ］农业科学研 究，２００７，２８（２）：６８—７１． 参考文献： ［１］牛东玲，王启基４４９—４５４． ［１５］唐于银，乔海龙．我国盐渍土资源及其综合利用研究进展［Ｊ］．安徽农学 通报，２００８，１４（８）：１９—２１． 盐碱地治理研究进展【ｊ］．土壤通报，２００２，３３（６） 【责任编辑赵宏伟】 （上接第６５页） 系统投入运行时基本不 （５）安装调试简单，建设周期短。 需要调试，安装简捷。 ３ 建 议 （１）ＧＰＲＳ技术在乌鲁木齐河供水信息传输中的应用，不是 （６）覆盖范围广。采用ＧＰＲＳ方式，理论上在天线ＧＳＭ／ 统一规划设计、统一建设的，即红一电、红二电、城市供水、灌区 供水共分４次设计，使用的ＧＰＲＳ设备的型号不同，传输到监控 中心的设备各自成一个系统，给管理带来了诸多不便，应尽快 统一到一个监控平台中。 ＧＰＲＳ网络的覆盖范围之内，都可以实现监控。 （７）数据传输速率高。ＧＰＲＳ网络传送速率理论上可达 １７１．２ ｋｂｉｔ／ｓ，实际应用时数据传输速率为４０ ｋｂｐｓ左右，而目前 的超短波数据电台传送速率多为２．４ ｋｂｉｔ／ｓ。 （８）系统的传输容量大。供水监测点数量众多，系统要求 能满足突发性数据传输的需要，而ＧＰＲＳ技术能很好地满足传 输突发性数据的需要。 （２）给监测站配备ＵＰＳ备用电池组，使其在断电后可维持 ８ ｈ的供电或使用掉电模块。 （３）应对ＧＰＲＳ通信传输的数据，与实地二次仪表所显示 的数据进行对比核对，以消除误差。 （４）开发出统一的应用软件等。 （９）通信费用低。ＧＰＲＳ采用包月计费的方式，运营维护成 本低，通信费用在２００元之内。 （１０）快速登陆。全新的分组服务，无需长时间的拨号建立 连接过程，不易被雷击。 参考文献： ［１］周宜军，张业春，陈丹．ＧＰＲＳ技术在水情信息传输中的应用［Ｊ］．水利水文 自动化，２００７（３）：４２—４４． ２．２．２应用缺点 （１）ＧＰＲＳ技术对供水监测点的供电要求较高，建议配备的 通信模块具有自动掉电功能。 （２）网络能否组网由供水监测点信号强度决定。 ［２］张润杰．乌鲁木齐河综合自动化系统工程综述［Ｊ］．水利水文自动化，２００７ （３）：２０—２５． 【责任编辑赵宏伟】 ・６８・