我国盐碱地治理利用潜力巨大。随着近40年的持续治理和改造,其特点是总面积减少,重度盐碱地面积比例总体降低,但局部地区次生盐碱化加剧,废弃土地增加,水资源限制越来越明显。虽然近年来,通过一系列科技研究项目,我国取得了盐碱地资源的多尺度评价、蒸发阻断农业艺术的高效抑盐、工程-农业艺术结合加强土壤盐排放、节水灌溉优化排放管理盐控制、严重盐碱地和盐荒地盐土农业直接利用8 大系统40 实用技术,但缺乏完善的分类管理技术体系、技术工程化程度低、长期后期管理保护、农田基础设施建设项目和产业政策联系不紧密,导致推广应用困难、治理效果不稳定、后期投资不足、社会参与热情不高。鉴于上述情况,本文提出了盐碱地分类处理和农业高效开发利用的问题"基础研究 前沿技术研发 应用示范 产业促进 商业发展"相结合的"全链条产业"创新发展研资用相结合的新模式,创新发展思路,形成我国盐碱地分类治理与水-土-基效利用生物资源的基本理论体系和关键技术体系,建立合适的盐碱地分类管理工程配套模式,依托国家盐碱区多部门合作,引导新业务实体和社会力量参与产业化发展,为我国障碍资源管理改造和高价值利用树立榜样。

不同类型的盐碱地是中国重要的现实和潜在的农业资源。在当前国家粮食安全战略形势下,盐碱地治理和农业利用进一步突出了确保谷物基本自给自足、口粮绝对安全、保持现有耕地稳定、严格防止耕地红线的重要性。2014年,中国科学院提交的《中国科学院建议开展全国盐碱地分类治理技术示范》报告获得了国家领导人的重要指示;在此基础上,国家发展和改革委员会与科技部、农业部、财政部等10个部委联合发布实施了《关于加强盐碱地治理的指导意见》;2015年中央第一文件第一条第一点指出实施粮食丰产科技项目和盐碱地改造科技示范。这充分表明,国家一级已经认识到改善盐碱地治理和农业高效利用对保障粮食、耕地和农产品供应的重要性和必要性。
土壤盐碱化问题已成为全球变化研究框架下的重要组成部分。最新研究表明,未来全球土壤盐碱化的特点是区域突出与全球加剧并存、湿润半湿润区次生盐碱化与干旱半干旱区盐碱地并存、局部盐碱化缓慢加剧并存、新技术应用推广与旧田间管理体系并存。因此,盐碱地的治理和农业利用技术的研发、应用和产业推广已经达到了一个新的水平,成为国内外研究的热点。我国在盐碱地治理和农业利用方面具有良好的研究基础和优势,体现在:(1)拥有许多盐碱地处理和利用研究成果和研究团队、中国科学院、农业部、国土资源部、水利部等部委,以及国内农业院校和科研机构,在盐碱化防治、土壤改良、农田水利改造、农业高效利用等领域,聚集了一批核心研究团队;(2)野外试验基地或站分布广泛,仅中国科学院或农业科学院具有20多个综合研究成熟的研究成果和国内农业平台,在盐碱化防治、土壤改良好的综合研究成果和研究成果,例如,20世纪80年代中后期实施的黄淮海平原旱涝碱综合治理试验示范农业综合发展重大项目,取得了504亿公斤粮食产量增长的显著成果。近年来,中国科学院和国内相关力量组织实施了盐碱农业高效利用配套技术模式研究示范公益产业专项项目,最近联合科技部启动了渤海粮仓科技示范项目项目
开展国家盐碱地治理和农业高效利用,对促进我国农业产业结构战略调整协调发展、解决耕地占用补偿平衡问题、保障和改善盐碱地民生、促进我国农业经济发展具有重要的战略意义。有助于全面提高我国盐碱地治理及其农业高效利用的技术水平,为我国盐碱地农业建设带来直接的土地增长、粮食增长和收入增长效果。同时,加快盐土农业特色完整农业产业链的培育,促进我国盐碱地传统农业战略结构调整,促进盐碱地储备耕地资源潜力深度挖掘,实现我国盐碱地农业效率、农民收入和民生改善,促进我国现代农业建设,确保国家战略需求提供重要的技术支持。
1.1 我国盐碱地资源的总体分布和潜力
目前,我国有各种可用盐碱地资源5.5亿亩,其中具有农业利用前景的盐碱地总面积1.851亿亩,包括各种未经治理改造的盐碱障碍耕地0.321亿亩,以及尚未使用和新形成的盐碱荒地1.531亿亩。目前具有良好的农业发展价值,改良利用潜力盐碱地面积1亿亩,集中在东北、中北、西北、滨海、华北五个地区,其中东北盐碱区3000万亩,西北盐碱区3000万亩,中北盐碱区1500万亩,滨海盐碱区1500万亩,华北盐碱区1000万亩。从省(区)分布来看,主要分布在吉林、宁夏、内蒙古、河北、新疆、江苏等18个省、市、自治区。
1.2 我国盐碱地农业利用的潜力
在我国近期具有良好农业改良利用潜力的1亿亩盐碱地中,3500万亩盐碱障碍耕地经治理改良后可大幅增产,6500万亩未农业利用的盐碱地开发改造后可实现农业利用。合理改造利用上述1亿亩盐碱地后,新增耕地面积6500万亩,大大提高3500万亩盐碱地的农业生产能力,每年增加粮棉油产量200多亿公斤,治理利用潜力巨大。
1.3 我国盐碱地资源整体治理利用现状
据盐生网统计,目前我国已形成多项水利工程、生物、农艺、化工等盐碱地综合治理利用技术,并在各盐碱区形成了东北盐碱区种稻洗盐改碱技术、西北盐碱区膜下滴灌技术、滨海盐碱区上下改控盐培肥技术、中北盐碱区生物节水农艺技术、华北盐碱区有机培肥盐斑改良技术等一些具有明显区域特色的关键技术。通过近年来的持续治理和改造,我国盐碱地呈现出总面积减少、重度盐碱地面积减少、中轻度盐碱地比例增加(约占2/3)的趋势。但在全球气候灾害频繁、农业可用水资源匮乏、沿海滩涂围垦国家战略的背景下,部分地区次生盐碱化加剧、废弃地增加、水资源限制越来越明显。比如中北盐碱区河套和阿拉善地区采用上游咸水和咸井水灌溉,导致次生盐渍化扩大,西北绿洲农区水资源总量急需加快。
20自20世纪50年代以来,国家组织力量对我国盐碱地资源进行了调查,掌握了不同地区和类型的盐碱地条件、土壤和水盐特性、开发利用方法等基本数据。20世纪90年代末,黄淮海平原旱涝碱综合治理试验示范农业综合发展重大项目启动实施,取得显著成效。自2009年以来,中国科学院联合国内相关力量,组织实施盐碱农业高效利用配套技术模式研究示范公益产业专项,全面开展盐碱处理和农业高效利用实用技术筛选、改进和新技术研发,在我国主要盐碱地区建立了适合不同类型盐碱处理改造的成熟技术和模式,取得了1000多万亩的推广应用。最近,中国科学院和科技部启动了渤海粮仓科技示范项目项目,全面开展了渤海湾低平原地区盐碱障碍耕地和盐碱荒地的改造,主要形成了40多项适用于盐碱土地处理和农业的实用技术。
2.1 盐碱地多尺度评价、农业适宜性评价和规划技术体系的利用
该技术体系是盐碱地处理利用的重要基础技术,结合点、田间、区域尺度的水盐监测传感器、近地传感器、遥感图像等监测手段,对多尺度土壤水盐动态、时空演变进行联合监测和监测,根据监测结果对土壤盐渍化分区、土壤质量和农业利用适宜性进行评价,根据不同作物/植物的耐盐性、生态习惯和当地种植习惯进行盐碱地种植布局规划。具有代表性的技术包括基于实时高精度传感器的土壤盐不间断原位测试技术、基于多/高光谱图像的田间土壤盐磁感快速检测译技术-区域多尺度盐渍信息融合技术、盐碱地农业适宜性评价技术等。主要如下:
(1)基于实时高精度传感器的土壤盐持续原位测试技术。该技术利用四电极复合传感器代替传统的多孔陶瓷片土壤盐传感器来监测土壤盐的时间动态,大大提高了灵敏度、采集频率和自动化。
(2)基于多/高光谱图像的田块-区域多尺度盐信息集成技术。该技术集成了大规模土壤盐碱化的优点,集成了地电导率仪和遥感光谱的大规模信息/数据同化,实现了土壤盐碱化分布和时空动态的多尺度联合监测。
2.2 盐碱地蒸发阻断了农业高效抑盐技术体系
该技术系统以稀释表面为核心,通过减少蒸发控制盐的积累,打破毛管疏松土壤,物理分区控制盐的上升,抑制土壤盐的返回。该技术已成功应用于中国滨海、黄灌区、黄淮海平原次生盐碱区。具有代表性的技术如下:
(1)旱作盐碱地上覆下改控盐培肥技术。该技术覆盖可降解膜,减少无效蒸发,减缓盐分表聚,利用秸秆旋耕直接还田,施用农用有机肥,创造稳定的水肥保存层,并在土壤积盐期间持续控制盐分。该技术适用于我国五大盐碱区,已成功应用于滨海地区和重度盐碱地的治理利用。
(2)次生障碍盐碱地“上膜下秸”控抑盐技术。该技术针对土壤次生盐渍化特点,通过在地表下设秸秆隔层,切断土壤毛细管的连续性,控制底层盐分上移,并在地表覆膜,抑制盐分表聚。该技术适合在我国五大盐碱区应用,目前已在内蒙古、宁夏引黄灌区的中、重度盐碱地进行了成功应用。
2.3 工程-农结合增强土壤排盐技术体系
该技术耦合工程盐排放、物理盐洗涤和化学盐改性方法,通过破碎板结层加速盐、离子替代加强盐排放、暗管排水加强盐洗涤等原理,加强土壤盐洗涤效果,加快土壤盐脱盐率。目前,该技术已成功应用于中国沿海地区和西北内陆盐碱地区重度盐碱地的处理和利用。具有代表性的成熟技术包括机械破碎板层技术、水稻黄成熟延迟排水增强盐洗涤技术、暗管处理顽固性碱斑技术等。主要有:
(1)机械破粘板层技术。该技术适用于土壤剖面板结不透水层、阻碍盐淋洗的盐碱地区。采用开沟机开沟破板结层,优化宽链、窄链的沟宽、沟距参数,促进水分快速渗透和盐淋洗,实现土壤脱盐。目前,该技术已成功应用于中国西北内陆盐碱地区重度盐碱地的治理和利用。
(2)暗管治理顽固性碱斑技术。适用于具有一定水资源条件、重度盐碱地或盐碱荒地的管道。该技术将带孔的管道铺设在地下,根据土壤渗透性设置管距、埋深等参数,使土壤中的盐水通过管道孔隙汇入管道后排,离耕作区。目前,该技术已广泛应用于滨海和西北内陆盐碱区。
2.4控盐技术体系优化节水灌管理
该技术体系以节水维持根据水盐平衡为核心,通过集雨、合理灌排、膜下滴灌、咸水结冰冻融灌溉等原理,提高土壤淋盐效率和水资源利用效率。具有代表性的技术包括盐碱地棉花精量灌水控盐技术、咸水结冰冻融淋盐保苗技术、盐碱地集雨抑蒸控盐改土技术、微咸水滴灌技术等。主要如下:
(1)盐碱地棉花精量灌溉和盐控制技术。该技术改善了传统方法的代表性差(根据平均土壤水盐估算作物水胁迫),根据根区土壤水盐和根分布改善作物的用水量和灌溉量,改善了节水和盐洗涤效果,该技术已在西北内陆盐碱区,尤其是膜下滴灌区进行了成功应用。
(2)咸水结冰冻融淋盐保苗技术。该技术作为极具特色的节水技术,利用咸水结冰冻融咸淡水分离和梯次入渗原理,冬季利用咸水冻结灌溉盐碱地,实现春季作物播种出苗,促进了微咸水、咸水等边际水资源的有效利用,前期已在我国滨海和黄淮海平原盐碱区重度盐碱地上进行了成功应用。
2.5 土壤生物有机治盐改土技术体系
该技术体系的核心在于生物有机改土培肥,通过加大有机补偿、土壤增碳培育、废弃物资源化利用、根际养分调控等原理,实现土壤的生物有机农艺培肥。具有代表性的技术包括盐碱土堆肥与培肥技术、盐碱地根际营养调控技术、盐碱地秸秆快速腐解改土培肥技术、农牧结合改良农田碱斑技术等。主要如下:
(1)盐碱地秸秆快速腐解改土培肥技术。该技术将催腐剂与氮素的联合运用,增施氮肥(c/n=25∶1)与催腐剂联合应用模式进行作物秸秆快速分解,通过激发微生物活性促进秸秆腐解的养分释放,目前该技术已在滨海盐碱区的中、重度盐碱地进行了成功应用。
(2)盐碱土堆肥与培肥技术。该技术以质量比4∶6的牛粪与秸秆粉碎后发酵,控制水分55%—65%,添加尿素1.5%—2.5%、快速发酵菌剂为2kg/t、10%—15%的腐植酸,发酵完成后将腐熟的有机肥和磷肥混合施入土壤。该技术在西北干旱、半干旱区重度盐碱地得到成功应用。










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