盐碱地,粮食增产的“潜力粮仓”

盐碱地在全球分布广泛,我国的盐碱地面积位居世界第三,总面积约100万平方公里(15亿亩),其中可利用盐碱地资源5亿多亩,具有农业利用前景的盐碱地近2亿亩。如果把盐碱地变成粮田,那将是一个非常巨大的“潜力粮仓”。

什么是盐碱地?盐碱地是怎么来的?

盐碱地是包括盐土和碱土的总称。在我国主要为盐土,碱土只是零星分布。盐碱土的表层聚集过多的盐碱成分,影响到作物的正常生长。盐碱土以含盐量3 ‰和6 ‰分为三个档次:3 ‰以下的为轻盐碱地,6‰以上的为重盐碱地。两者之间为中度盐碱地。

盐碱地是怎样形成的呢?这主要与成土母质和水有很大的关系。我国北方土壤偏碱性,所以盐碱地主要分布在北方广大地区,而我国南方土壤偏酸性,且雨水较多,则很少有盐碱地。与水有什么关系呢?举个例子,一杯水中加入一勺盐,盐很快溶解到水中,但放置一段时间后,水就会蒸发了,剩下了白花花的盐,盐碱地的形成跟这个原理相同,在我国东北、西北、华北干旱或半干旱地区由于降水量少于蒸发量,溶解在水中的盐分就会在土壤表层积聚,造成土壤盐渍化。此外,我国东部沿海滩涂也有大量的盐碱地,这种靠近大海的滨海盐碱土主要是海水浸渍形成的。同一地块也会因气候的变化而变化,比如在我国夏季雨水多的时候,盐分会随雨水渗透到土壤底下,而春冬季节雨水稀少,蒸发强烈,地下水中的盐分就会上升,聚集到土壤的表层,出现白花花的盐层。

其实,即使是正常的耕地,如果操作不当,也会造成人为土壤返盐,比如我们的设施大棚,由于有大棚罩着,土壤成年没有雨淋,地下水被蒸发,极容易造成土壤返盐,影响作物生长,这就是我们常见的设施大棚连作障碍。所以对于设施栽培,要特别强调在多雨的夏季及时揭膜淋雨,以降低田间的盐分,避免连作障碍的发生。而露地耕作的田块只要不过量施用化肥,及时排水,就没有这种状况的发生。

庄稼为什么在盐碱地上难以生长,或生长不好?主要是盐碱会使土壤板结,影响土壤的通透性,影响土壤微生物的活动,从而影响作物的根系生长,高盐碱的土壤,还会影响水分的渗透压,造成作物根系吸水困难,出现生理失水的现象,这就像人饮食过咸,吃盐过多,就总是感到口渴一样难受。但是也不是所有的植物都不能在盐碱地生长,不同的植物对盐碱的忍耐性是不一样的,不过普通农作物由于多是从农区选育的品种,其耐盐碱的能力很弱,一般不适合在盐碱地种植。


如何把盐碱地变成粮田?

由于盐碱土形成的根本原因在于水分状况不良,所以以前开发利用盐碱地的工作重点放在盐碱地的改造上面,努力改善土壤的水分状况。一般分几步进行,首先是兴修水利,筑坝蓄水,以水排盐、洗盐,降低土壤盐分含量;再种植耐盐碱的植物,培肥土壤;最后种植作物。具体的改良措施是:排水,灌溉洗盐,放淤改良,种植水稻,培肥改良,平整土地和化学改良。

农学界对此有两派观点:一派是强调“先治理盐碱地,以适应作物生长”,另一派则更强调“选育耐盐碱作物,以适应盐碱地”。简言之,就是“以地适种”还是“以种适地”,种子与土地,究竟谁适应谁更重要?其实,只有将两方面合理结合,协同推进,才更接近于最优解。

为什么这样说呢?过去盐碱地的开发利用重点放在“以地适种”上,但是盐碱地改造主要靠以水洗盐,以及化学中和反应,需要大量的淡水资源,开发成本高、维护难,一些地方治理刚刚取得成果,不久盐碱化卷土重来,导致前期的投入打了水漂,治碱成果昙花一现。这无疑是对资源和财力的巨大浪费。专家说,传统的“以地适种”模式如同在沙漠中强行栽种绿洲,需要耗费巨量的淡水资源,在我国淡水资源日益紧张的地区,难度越来越大。

近年来,一种全新的理念悄然兴起——“以种适地”。它不再试图强行改变土地的属性,而是致力于培育能够适应盐碱环境的优良品种。这就好比,我们不再试图改变沙漠的气候,而是培育能够在沙漠中生存繁衍的特殊植物。这种策略的转变,是理念上的突破,更是技术上的革新。

针对轻、中度盐碱地,我国重点开展水稻、小麦、玉米、油菜、大豆、苜蓿等作物的耐盐碱种质筛选,培育耐盐碱、高产、优质新品种。袁隆平院士的团队曾育成多个高耐盐“海水稻”新品种。针对重度盐碱地,开展土著原生境植物耐盐碱能力、经济价值评价,筛选一批耐盐碱性好、经济价值高的特色耐盐碱植物,做到宜草则草、宜果则果、宜林则林。

现如今,我国把“以种适地”与“以地适种”协同推进,写进盐碱地开发的工作指南,指导各地实践,并取得显著成果,盐碱地变粮田的梦想正一步步实现。

江苏盐碱地的治理开发实践

江苏地处东南沿海,海岸线长。全省盐碱地主要分布在沿海滩涂区域及周边,涉及连云港、盐城、南通三市,为典型的滨海盐碱土类型,绝大多数为泥质海岸带,结合第三次全国土壤普查和卫星遥感数据,初步测定我省盐碱地范围约1000多万亩。如按照含盐量1‰以上计为盐碱地,全省盐碱耕地约300多万亩,盐碱荒草地20多万亩,其它为沿海滩涂盐碱地。

历史上,苏北沿海海岸线不断东迁,海水浸渍的盐淤泥发育成了滨海盐碱地。这里原本是晒盐的好地方,有全国最大的盐场,盐城就是在盐碱地上建设起来的城市。作为江苏的农业大市,盐城拥有1160万亩农田,其中近500万亩由盐碱地开发而来。

滨海盐碱地受海水影响形成,盐分高、养分低、危害大。但江苏沿海夏季雨水多,这是最大的优势。为了挖掘后备耕地资源,1952年,江苏在盐城设立新洋农业试验站(隶属于江苏省农业科学院、江苏沿海地区农业科学研究所),从盐城市亭湖区东部8000多亩的盐碱地起步,开始了盐碱地综合利用的探索之路。

早先治理盐碱地,犹如给病人治病,需要做手术、吃药和调理。所谓做手术,就是开挖水渠,用雨水来冲洗排盐,也叫“旱改”。现今我们看到这里的田块之间仍有一条条大沟,便是那时“做手术”留下的痕迹。

为了在改良的同时增加经济效益,上世纪50年代开始,这里的盐碱地上第一次种上了耐盐的经济作物——棉花。棉花的根系可以涵养水分,叶片覆盖能减少蒸发返盐,棉花还能卖出好价钱,这里逐渐发展成商品棉种植基地。

90年代,随着河道水系和农田水利工程建设的日益完善,这片盐碱地引来了上游淡水。那时,棉花的收益较低,这里开始种植水稻,实施“水改”。有了灌溉水,洗盐加速了。到2000年,这8000多亩盐碱地的平均盐度降到2‰以下,基本脱盐。

除了“做手术”挖沟排盐,这里的盐碱地还吃上了“良药”——化学改良剂。针对盐碱地碱度强、肥力差的“病根”,“药方”中增加了酸性调理剂、补充了氮肥。化学改良剂施到田里,当季见效:pH值从8.5降到8.0,为作物生长提供了条件。

如果说以前给盐碱地动大手术,“疗程”缓慢,现在更多的是“微创手术”——用暗管排盐。”管道埋在地下,不仅提高土地利用率,防止地下水抬升返盐,更重要的是通过集水管和排水渠将尾水排入生态缓冲区消解,减少了面源污染。

在“吃药治疗”上,人们不断创新疗法。除了施用化学改良剂,在改良初期种植“先锋植物”——碱蓬和田菁,碱蓬是优质蔬菜和油料作物,田菁可用于制作饲料,它们一个降盐、一个肥田,都可以在中重度盐碱地上生存下来。更值得一提的是,田菁根瘤固氮培肥,根系分泌有机酸,很好地中和了土壤的碱性。

人们不会忘记,在1998年至2007年,江苏省农业科学院原院长严少华在盐城大丰从事滩涂快速利用改良研究。建立了以养鱼改土为核心的沿海滩涂盐土利用改良技术体系。通过淡水养鱼加速土壤脱盐和培肥。在利用中改良盐土,在改良的同时产生较高的经济效益,这是沿海滩涂利用改良方式的重大创新。(当时的农科院职工至今还记得过年分鱼的快乐场景)

盐碱地变良田,关键是要选育出耐盐碱的农作物品种,江苏省农科院沿海农科所加快建成耐盐碱植物种质资源库,近年来,收集保存各类作物种质资源7000余份,筛选出耐盐3-8‰水稻种质资源389份、耐盐3 ‰以上大豆种质资源181份。收集鉴定碱蓬等盐生和耐盐6-12 ‰植物资源120余份。

为实现作物既耐盐、又高产、还好吃,科研人员不仅要选出的“耐盐冠军”,还要与“高产冠军”“口味冠军”杂交,培育出“综合冠军”,再经过一代代繁育直到性状达到稳定为止。如今的盐阜大地,各种各样耐盐作物——耐盐水稻、耐盐油菜、耐盐大豆、耐盐牧草、耐盐绿肥在生产上争奇斗艳。

通过多措并举的“升级版”方法进行盐碱地治理改良,大大缩短了开发利用周期。近年来,江苏盐城通过科技手段和生态措施,成功将40多万亩盐田转变为良田。