天津滨海新区盐碱土改良技术报告

1、天津滨海新区盐碱土改良技术报告1、立项的背景、目的、意义1.1立项的背景盐碱土是一系列受土体中盐碱成分作用的、包括各种盐土和碱土以及其它不同程度盐化和碱化的各种类型土壤的通称（或总称），盐碱土又称为盐渍土。1.1.1广度上：盐碱土面积大世界上存在着大面积的盐渍土和次生盐渍化土壤，严重危害植物生长，限制农、林业生产，影响生态环境。我国盐渍土壤分布也十分广泛，面积约有6.67106ha。天津市土地总面积11917.3km2，其中耕地面积为46万ha。由于历史、气候、地理、水文等自然条件以及人为不合理开发等原因，导致盐碱土大面积分布。主要分布在滨海地区和内陆低洼地区，总面积为49.3万ha，占天津市

2、土地总面积的41.4%，已经超过耕地面积。据国家地质测试中心和天津市地质调查研究院2004年的调查，滨海新区总面积2 270 km2，其中盐土面积996.5 km2，强度盐化土面积217.5 km2，合计占新区总面积的53.5。碱土虽然很少，但盐土在脱盐过程中易伴生碱化土壤，近几年园林土壤已发现有碱化趋势。由此可见滨海盐碱土面积之广，比重之大。而这些土壤是滨海新区建设和农业、生态用地的重要土壤资源，但是其上植被稀少，生态环境脆弱，农业产量低而不稳，极大地影响了农、林、牧业生产和城乡协调发展战略的顺利实施、严重制约着新区滨海生态农业科技园等特色农业园区的建设和区域都市型现代农业的发展。因此，有必

3、要对该类盐碱土壤进行有针对性的改良。1.1.2深度上：盐碱土增产的潜力大一方面：据统计天津市的盐碱土总面积从20世纪80年代初的493347 ha ，减少到90年代初242707 ha，减少了一半多，10年间平均每年减少2.5万ha，且土壤盐渍化程度大为减，其中轻度盐化土面积减少最多，近15万ha，盐土面积减少比例最大，达93.2%，这与多年来兴修水利、改土治碱、种稻淋盐有密切关系，也和80年代后期降水量较多有关。可见通过一定的技术改良措施和合理规划等措施是可以实现盐碱土的大面积改良的。另一方面该盐碱化土地上含盐量较高，多为中低产田，粮食产量易于提高，农业增产潜力巨大。 1.1.3社会、经济方

4、面“十二五”期间，滨海新区将以农业产业园区和科技园区为主要组织方式，大力发展高端、高效农业，建成知识、技术、资本密集型的沿海都市型现代农业领航区，打造我国北方都市现代农业的窗口。按照“十二五”的农业经济发展指标，到“十二五”末期，滨海新区农业总产值将达到100亿元以上，增加值达到30亿元以上。种植业与养殖业的产值结构调整为3：7，渔业产值占农业总产值的50%以上；果品、蔬菜、花卉、种苗等产值占种植业产值的80%以上。观光农业收入与农业总产值的比重达到10%以上。这一目标为盐碱土的改良提供了重要的机遇和可实施的广阔空间。综上所述，有必要也有可能对滨海新区盐碱土进行有组织有步骤针对性地进行改良。1

5、.2立项的目的与意义 在滨海气候、水文地质和地形地貌等自然条件的限制条件下有针对性地改良治理、开发利用盐碱土，对于充分发掘土地生产力、扩大可耕地面积、提高单位土地面积的经济效益，发展优质高产高效农业、加速农业现代化、改善滨海新区生态环境、实现沿海都市型现代农业领航区的目标、打造我国北方都市现代农业的窗口具有重大的意义。2、委托单位 天津市滨海新区农业局农业与农机管理处和环保市容局自然生态处。3、前期调研3.1地理位置：天津滨海新区(38403900N, 11720 11800E)位于华北平原北部、山东半岛与辽东半岛交汇点上、海河流域下游,天津市中心城区的东侧，渤海湾顶端，濒临渤海，北与河北省丰

6、南县为邻，南与河北省黄骅市为界，滨海新区拥有海岸线153km，陆域面积2270km2，海域面积3000km2。3.2地质地貌：该区地质构造复杂，大部分被新生代沉积物覆盖。地势以平原和洼地为主，北部有低山丘陵，海拔由北向南逐渐下降，约60%的麓原在海拔2.5m以下，坡降1/60001/10000左右。地貌主要有滨海平原、泻湖和滩涂等，属冲击-海积平原地貌。植被大致可分为：针叶林、针阔叶混交林、落叶阔叶林、盐生植被、沼泽植被、水生植被、人工林、农田种植植物等。3.3气候该区属北温带大陆性季风气候，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季湿热多雨。年平均气温在11.7，年均降雨量 622.0mm，但是降水分布不

7、均匀，6月至8月降水量占全年降水总量的70%左右。年蒸发量在1538.6mm2507.9mm之间，以5月份蒸发量最大。3.4水文该区是海洋生态系统与陆地生态系统相互交汇的复合地带，湿地类型多样化程度较高，并有海河、蓟运河、永定新河、独流减河等主要河流穿流入海,并有大面积的盐田和众多坑塘。大部分地区属于地下水微淡化区，水位埋深在11.5m之间，矿化度高达l035g/L，含盐量很大。3.5农业生产状况本区作物绝大部分为2年3熟耕作制，小部分地区为一年一熟，粮食以小麦、玉米为主，东南部则多水稻、兼有高粱、棉花等；能够提供服务功能的林地分布很少，只有官港森林公园和黄岗旅游风景区有少数森林分布；草地面积

8、少，零星分布，主要分布在湿地周边。3.6土壤状况土壤发育于陆-海相沉积母质，质地主要是粘壤土和粘土，土体结构差。土壤类型主要有褐土、潮土、沼泽土、水稻土、盐土等。盐分周年变化呈春季强烈上升、夏季稳定下行、秋季上行及冬季冻结稳定四个阶段。特别地，由于海水的侧渗补给，地下水位难以下降，使得蒸发季节盐分表聚性更强，降雨季节淋洗不充分。高矿化度和较高的含盐量使得地表水在蒸发过程中盐分通过毛细水作用不断向地表聚集，部分在地表形成盐霜或盐壳，并形成相当程度的盐渍土层。3.7盐碱土成因及特征3.7.1盐分离子类型 按盐碱成分的种类及其毒性，滨海盐土主要属于强氯化物型，总面积843.6 km2，占全区盐碱土总

9、面积的69.5%；其次是氯化物型（以氯化物为主的盐渍土，包括氯化物、硫酸盐氯化物、苏打氯化物）总面积208.5km2，占17.2%。由此可见，滨海新区盐碱土的盐分种类86.7%以上属于氯化物型，对作物的毒性较大，而硫酸盐型和苏打盐土仅占13.3%，比重最小。可以认为，滨海新市盐碱土的形成与发展主要受渤海的影响，氯离子是主要的土壤盐害离子。3.7.2盐化程度分级 土壤盐渍化程度通常按轻度、中度、强度和盐土四个等级划分。（1）从分布来看，全区各地均有大面积分布。（2）从盐化程度来看，轻度盐土和中度盐土共为161.5km2，占13.3%，比重最小；强度盐土为208.5km2 ，占17.2%；盐土面积

10、最大，为843.6 km2，占69.5%。由此可见，滨海新区的盐碱土大多为强度盐土和盐土。3.7.3盐碱土的成因 该区的盐碱土一种是由“海退”而成的海积平原土层中的残留盐分及海潮倒灌致使地下水矿化度高所致；第二种是由河流泛滥、冲积、沥涝和暖温带半湿润大陆性气候季风，干旱、沥涝等影响地下水位和矿化度变化所致；第三种是由盐土改良中脱盐碱化、深井碱性水、污水灌溉次生碱化而形成盐渍化碱土。三种土的分布呈相对集中、交错斑状插花分布等复杂状况。3.7.4盐碱土的一般特征 （1）地下水位高。耕怍地一般埋深也只在1.01.5m之间，临界水位85cm左右。 （2）残留盐分和地下水矿化度高。耕怍地中含盐量一般在0

11、.4%1.0%之间；地下水矿化度在1035g/L，而且，土壤中含盐量上下层比较接近，组成成分以氯化物为主，硫酸盐较少，土壤pH7.58.5，因此，土壤质地差、肥力低、粘重、板结、有机质含量低、氮和磷缺乏，地下水临界水位以上土壤中水盐含量及矿化度，受气候与地面蒸发影响大，变化多，变化快情况复杂。（3）盐碱土脱盐碱化现象极易产生，比较普遍，后果严重。天津滨海盐碱土经过长期治理收到明显成效，盐碱地面积减少，土壤含盐量降低。但随着土壤脱盐，加之碱性水灌溉，有机质不足等原因而出现了脱盐碱化，并已开始表现出对农业生产的危害。4、 改良技术措施的主要内容： 总的对策应采取“全面规划，因地制宜，综合治理，科学

12、利用，合理开发”的方针；从农业、林业、水利业、渔牧业、盐业及环保等方面，进行全面合理规划，采取综合治理与专项改良措施，科学利用，合理开发，使各业互养、互保、互促，共同发展，现就以治理改良盐碱土，扩大耕地为主，提出以下改良对策： 4.1水利工程改良暗管（沟）排水在田间埋设透水的管材或填充材料或用机械在地下打洞来排除和降低地下水，是土地排水、防止灌溉盐渍化、改良中低产田的有效措施。（1）暗管主要类型：瓦管（陶土管）、薄壁混凝土管、砾石水泥滤水管、PVC塑料管等。 （2）主要组成部分：排盐管、集水管、集水井（泵站）、排水管和出水口。 （3）排盐管一般平行道路，与集水管垂直或人字斜交。排盐管采用60P

13、VC 双螺纹渗管，外包 25g/m2无纺布两层，起始端用 UPVC管堵封口，管道弯曲半径不小于 600mm，集水管采用120PVC 双壁波纹管，接口处用无纺布缠紧。集水井用于监测和检修，排水管将汇集的盐水排出土体。排盐管多采取“浅而密”铺设方式。（4）暗管（指排盐管）埋深：一般按如下公式计算D =hP +h+h0 ，式中D为暗管埋深；hP为地下水位埋藏深度（一般取11.5m）；h为两排水暗管中间点地下水位与暗管中水位之差（该值大小与土壤质地和暗管间距相关，一般取0.2m）；h0为排水暗管中水深，通常取管径的一半（暗管设计内径较小，一般取0.09 m）。故暗管埋深应为1.21.7m。绿化乔灌木根

14、系一般主要分布在 01 m土层范围内，草坪、地被植物根系一般主要分布在 00.4 m 土层范围内。滨海新区盐碱地绿化栽植乔灌木时暗管埋深应不小于 1.2 m，栽植草坪、地被植物时暗管埋深应不小于 0.6 m。（5）暗管间距L：当t=30d时，L/2 =0.0272 m/d，L=3.78 m；当 t=45d时，L/2 =0.0181 m/d，L=5.01 m；当t=60d时， L/2 =0.0136 m/d，L=5.99 m。t为冲洗改良时间，L/2为两暗管中间地段（L/2）田面入渗强度。（6）淋洗定额 I= L/2*t/(tanh*D/L) ,式中，I 为灌溉淋洗定额，m。当 t=30d时，I

15、=1.07 m；当 t=45d时，I=1.28 m；当 t=60d时，I=1.46 m（7）暗管设计坡降，一般为 0.0010.003，暗管埋设方式采用中间高，向两端排水。 （8）施工步骤：开沟沟底铺好裹料铺管接缝包扎回填暗管两侧及顶部裹滤料回填埋土分层夯实。 （9）为检修方便，在暗管上每隔200300m，设一检查井。 （10）在集水管末端设集水区，用泵站抽水。 （11）排盐管周围设置 1020cm 厚的裹料，减小泥沙堵塞，可就地取材，如建筑砂、炉渣等，节约成本。 （12）要定期检修，注意每年两次灌水洗盐和土壤普查，掌握土壤水盐、养分的动态变化规律，有效防止脱盐碱化。4.2放淤改良首先修建灌排

16、水系统和配套工程，筑田埂围堰，田块一般以3060ha为宜。 （1）放淤方法：动水浸灌放淤、围堰静水放淤、动水静水结合的放淤。以动水静水结合放淤为最好，即是：先进行动水漫灌放淤，到接近完成计划淤层厚度时，再倒灌回淤，静水沉淀数次。 （2）放淤时间：一般以68月为宜，此段降雨量大、泥沙含量大、粘粒含量多。 （3）放淤标准：粘粒放淤土层厚度不低于30cm，地下水位不浅于1.5m。 （4）放淤定额：计划总放淤量可以用以下公式计算，M=1000H/S，其中：M为放淤定额；H为计划放淤层厚度；为淤泥容重；S为放淤用水含泥沙量。 （5）放淤后的土壤管理：适当选择先锋作物，脱盐后，效果好的可先种小麦，差的种水

17、稻压盐。对于耐盐能力强的先锋作物可以密植、掩盖地面、减少蒸发。 4.3生物技术改良 4.3.1生物排水：通过建立农田和海岸防护林带，利用树木叶面蒸腾作用，把地下水排到空气中，从而降低地下水位。造林种草技术： （1）选择具有经济价值、药用价值或观赏性耐盐树种草种，如金叶国槐、金枝白蜡、滩涂红树、红柳、柽柳、北海道黄杨、假龙头、盐篙等； （2）确定移栽时间：建议秋栽；可在林地上盖草，防止植树移栽初期返盐返碱； （3）改土培肥，客土植树、有机质、化学物质改土、深耕改土； （4）隔盐层植树，即在树穴底层铺设隔盐层。坑底铺设20cm厚 的炉渣或者5cm厚的麦糠再或者10cm厚的锯末树皮； （5）修建花坛

18、等抬高地面植树； （6）隔盐袋植树； （7）草灌乔相结合，合理密植； （8）适当浅栽； （9）控水管理及开穴透气，每株开穴25个，穴深2040cm，穴径20cm，穴中填大粒炉渣；4.3.2种稻洗盐 （1）保障充足水源；采用工程富集雨水，如修集水面、水窖、小型水库集水。（2）建立完善的灌排系统，稻田田格要平整，每个田格大小为13亩；（3）掌握好灌溉制度和灌溉方法。采用淹灌水层淡水灌溉，返青期深水23寸、分蘖期浅水0.51寸、拔节至开花期深水23寸、灌浆期12寸、黄熟中期可开始落干，但不要一次落干太久，防止返盐；（4）稻田集中连片种植；（5）稻田与稻田之间用截水沟隔开；（6）稻田的规划最好布置在地

19、势比较低洼的地方或灌区下游。4.3.3种植豆科作物：如苜蓿、红豆草等牧草，抗盐好，发展畜牧业。4.3.4 提高作物抗盐性 提高作物抗盐性的途径：（1）驯化：种子在一定浓度盐溶液中吸水膨胀、然后再播种萌发；（2）用激素处理，如喷施IAA或用IAA浸种；（3）在培养基中逐步加入Nacl的方法，获得耐盐性细胞。（4）通过转基因等繁殖技术培育新的更好的耐盐新品种。 4.4农艺改良措施4.4.1平整土地；还要结合其他养管措施，包括定期除草松土、冬季防寒防冻等。 4.4.2地面覆盖：用地膜、麦草/糠、秸秆，低幂覆盖； 4.4.3铲刮表土：铲起表土运走，尽量深挖些，然后填入好土。利用刮、挖、扫的方法除去地表

20、的盐霜、盐结皮等，降低表土含盐量。 4.4.4改善栽培制度：滨海沼泽地、滩涂地可先种苇子，再种草、种绿肥，逐步改良到种水稻、种旱田、种蔬菜等。 4.4.5 渔稻互养，改良水质应对水面养殖、水稻田、旱田地合理规划布局，形成养渔池和水稻田地互养、互保、互通的整体系统，使水、肥良性循环，不断改良水质、改良土质。 4.5化学改良措施 施用化学改良剂，如草炭土、含Ca物质，多施用石膏还可施用复合改良剂。4.5.1石膏的施用技术、方法、时期技术：（1）石膏粒度要细，越细越好，粒度越细，溶解度越大；（2）施用量，主要取决于被改良土壤的盐基交换总量和交换性Na的相对量和绝对量。W=M*5*A*0.02*4.3

21、*10-3 其中：W为每亩石膏用量（Kg）；M为一亩耕层土壤重；A为耕层土壤所含的代换性Na+的毫克当量方法：（1） 石膏以富集施用为好，可结合播种，集中沟施或穴施；（2） 随灌溉水一起施用；（3） 同厩肥混施，厩肥含有机酸，可提高石膏的溶解度。时期：7月份高温多雨期施用效果较好。4.5.2复合改良剂含钙物料和有机物料为主要材料的复合改良剂，能明显降低盐碱土的pH、Cl-和Na+。施用时，复合改良剂应与土壤充分混匀，并配合适当灌溉，一般施用量为3000060000kg/ha。复合改良剂原料：有机肥、脱硫石膏、磷石膏、褐煤、过磷酸钙、硫酸铵。有机物质和无机物质按一定比例制成该复合改良剂。4.5.

22、3其他Ca质改良剂如过磷酸钙、石灰等均可，还可使用风化煤（煤矸石）、炉渣等。4.6改良施肥措施通过平衡施肥减少单盐毒害现象。4.6.1增施有机肥 多积肥、堆肥、沤肥，广泛利用坑泥、淤泥、秸杆还田，种植绿肥，也可以施用活性微生物菌肥；4.6.2配方施肥 进行优化配方施肥、复合(混合)施肥，有计划地、针对性地施用氮磷等化肥，也可以施用0.2%KH2PO4改良水质；4.6.3改进施肥方法 合理采取深、浅、埋、灌、喷、撒等方法进行施肥，尽量在根系附近施肥。5、 可行性分析 5.1水利工程改良暗管排水措施的可行性本地区地势平坦、地下水流不畅，土地资源紧张，限制了明沟排水的推广，暗管排水正好解决了这一矛盾

23、，是相对较理想的方法。盐碱土类型主要为氯化物型，易溶于水，淋洗效果显著。再者由于质地较粘，不需要外包料或很少外包料即可。另外本地区有大面积湿地，芦苇等草本植物较多，是生产暗管和外包料的天然原材料，可就地取材，节约成本。汇集的盐水通过晒盐，发展制盐工业，变废为宝。 5.2放淤改良的可行性 因为每年68月该区降雨量大，海河水量丰富、含水量大，且地形平坦，质地较粘，易于实施。还可以利用引黄济津的水进行放淤改良。 5.3生物技术改良的可行性 5.3.1生物排水 （1）利用耐盐树木叶面蒸腾降低地下水位；（2）调节小气候，减少地面蒸发、抑制土壤返盐；（3）隔盐层以土换土，利用优质土保证生根发芽，同时隔盐层

24、分解产生有机质、降低pH，提高肥力；（4）秋季移栽是因为秋季土壤脱盐后，盐分比春季低，水分条件好，栽种后土壤即封冻不至于产生返盐；（5）依托“天津滨海耐盐碱植物科技园区”进行耐盐新品种繁育、推广，使树木在耐盐害的基础上同时具有一定的经济价值、生态效益；（6）滨海新区有大量发电厂、电镀厂等排放的污染物，如粉煤灰、碱土渣、电石渣等，按一定比例掺和到土中，不但可以改良其粘重堵水，淋溶脱盐难的不足，又可消除了环境污染，改善了生态环境。（7）这些树木不但极具观赏性、美化绿化环境，还是很好的木材来源，可发展林业和造纸业，具有很好的经济效益和社会效益。5.3.2种稻洗盐在丰水年、雨量较大时采用，可种植一年一

25、熟水稻，可适度面积种植。如果南水北调东线工程能顺利引水入津，则水稻的面积将进一步扩大，再加上引黄济津的水量，相信滨海新区定能会呈现“江南水乡”的美景。5.3.3种植豆科作物豆科作物能根瘤固氮、增加土壤N素，在盐碱贫瘠低产土壤上能很好生存，不但可以做饲草，发展畜牧业，还可以肥用，直接压青作绿肥和堆积沤制堆肥，还能作保土、蜜源、观赏之用。实行草田轮作可大大提高作物产量。 5.4农艺改良的可行性地面平整是影响盐分重新分配的主要因素，可使用机械进行土地平整；地面覆盖物分解后可以增加土壤有机质，利于作物生长；虽然此方法工作量大，但是其改良效果显著，可操作性强，易于实施。 5.5化学改良的可行性5.5.1石膏：改良效果好，价格便宜、易得，可以降低土壤碱性、消除CO3-和HCO3-对作物的危害，还可以改善土壤结构。7月份高温多月增加石膏的溶解度，提高改良效果。5.5.2复合改良剂：含有丰富的有机质、腐殖酸和Ca2+矿。因此，施用盐碱土复合改良剂主要增加了土壤中S042-、Ca