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上海某地块土壤盐碱化现状及绿化策略

2019-06-14王顺利蔡培杰陈范模

资源节约与环保 2019年5期
关键词:盐碱项目区碱性

王顺利 葛 俊 蔡培杰 陈范模

(上海十方生态园林股份有限公司 上海 200000)

引言

土壤是植物生存生长的基础,它为植物的生长提供养分和水热条件。从生态学角度看,土壤与环境是一个整体:生态环境会影响土壤的成分、性质、肥力和质量,而土壤的状况则会直接影响植物的成活、生长速度和生长质量[1]。目前我国盐碱土壤面积约为9.9×107 hm2,且仍在以一定速度增长[2]。盐碱土壤盐分多、碱性大、土壤结构不佳,通气透水不良,严重的会导致植物萎蔫、中毒和烂根死亡,对植物生长造成较大阻碍[3],进而造成土壤生物多样性的丧失,最终影响整个土壤生态系统的稳定。盐碱土壤的改良不容忽视,势在必行。

1 项目概况

本项目试验区面积约6000m2,区内堆放有大量基坑土、盾构土,此类土壤碱性较强、盐分含量较高、有机质含量贫乏,不利于绿化植物的正常生长。拟采用土壤改良工艺进行现场试验,根据试验成果,如改良后的土壤指标、经济性、绿化适生性等方面筛选出适用于盐碱土绿化的改良工艺以及适生的绿化品种,为盐碱地绿化工程提供相关经验及技术支撑。

图1 项目区位及现场图a试验区位;b排水沟;c施工车辆临时道路;d施工区域;e施工现场盐碱土

2 该地块土壤存在的主要问题

对项目区内土壤进行取样检测,采样深度为0-30cm。按国家住房和城乡建设部颁布的城镇建设行业标准CJ/T340-2016《绿化种植土壤》[4],现状土壤不利于绿化植物的正常生长,主要问题为土壤碱性强、盐分含量高和有机质含量低。

2.1 土壤盐化程度较高

一般全盐量小于1 g·kg-1的土壤为正常土壤(非盐化土),1~2 g·kg-1为轻盐化土,2~4 g·kg-1为中盐化土,4~6 g·kg-1为重盐化土,>6 g·kg-1属盐土。根据测试结果,本项目区试验地土壤大部分属于重盐化土或盐土,土壤全盐量均值高达4.43 g·kg-1,最大值达7.48 g·kg-1。CJ/T340-2016《绿化种植土壤》规定的全盐量合格标准为≤1.5 g·kg-1,则项目区土壤的合格率仅为6%。具体含盐量分布见图2(1)。

土壤含盐量过高是限制项目区工程绿化的主要障碍因子,可能是因为盾构土来自地下几十米深处,属于浅海沉积物,所以含盐量较高。

2.2 土壤碱化程度较高

土壤pH的大小,对植物及生活于土壤中的有益微生物有很大影响。对多数植物来讲,适宜的土壤环境,一般是中性到微酸性和微碱性。按土壤pH分级,pH<5.0为强酸性土壤,pH 5.0~6.0为酸性土壤,pH 6.0~6.5为弱酸性土壤,pH 6.5~7.5为中性土壤,pH 7.5~8.0为弱碱性土壤,pH 8.0~8.5为碱性土壤,pH>8.5为强碱性土壤。根据测定结果,项目区土壤的pH整体较高,pH 8.0~8.5之间的碱性土壤占26.67%;pH 8.5~9.0之间的强碱性土壤占46.67%;值得注意的是,pH>9.0的土壤达26.67%;而适宜大多数植物生长的pH 6.5~7.5之间的中性土壤所占比例为0%。CJ/T340-2016《绿化种植土壤》规定的pH合格标准为5~8.3,则项目区土壤的合格率仅为6.67%,具体碱度分布见图2(2)。

2.3 土壤有机质含量低、养分贫瘠

土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源,是反映土壤肥力水平的一项重要指标,若土壤有机质含量低、养分贫瘠,易导致植物营养不良、生长形势不佳,甚至会造成植物的死亡,所以提高土壤有机质含量对植物的生长有十分重要的意义。

根据测定结果,项目区土壤的有机质含量整体贫乏,有机质含量主要分布在5~10 g·kg-1,属贫乏类型土壤,其所占比例为56.7%;有机质含量<5g·kg-1的土壤所占比例为 16.7%,最低含量仅为 2.07 g·kg-1,属很贫乏类型;土壤有机质含量>10 g·kg-1的土壤占26.7%,但最高含量也只有12.91 g·kg-1。一般来说,要保证植物生长旺盛,土壤有机质需≥20 g·kg-1,而本项目有机质≥20 g·kg-1的土壤所占比例为0%。具体碱度分布见图2(3)。

图2 试验区土壤现状(1)土壤全盐量分布图;(2)土壤碱度分布图;(3)土壤有机质分布图

3 盐碱土壤改良及覆绿策略

3.1 灌水洗盐

经测定,项目区周边围场河的矿化度为0.8g·L-1,明显低于《农田灌溉水质标准-GB5084-2005》规定矿化度为<1g·kg-1(非盐碱土地区)的标准,可利用该水源进行灌水洗盐。在项目区建立灌排分离的灌水洗盐系统,并追踪测定灌水洗盐的效果。灌排系统主要在盐碱土下方铺设毛细透水毯,采用薄片式软质橡塑材质,利用毛细力、虹吸力、表面张力和重力,模拟自然生态机制,可防堵塞,促进排水。同时,为了提高土壤中钠离子的溶解释放能力,在盐碱土壤中拌合脱硫石膏,利用石膏中的钙离子交换钠离子并转入土壤溶液,最终随灌溉水进入排水渠排走。

3.2 有机废弃物改良

项目区土壤肥力较贫瘠,易造成苗木生长不良。拟在灌水洗盐完成后,采用有机废弃物发酵的有机肥料进行改良培肥。有机废弃物堆肥的施用可以有效增加土壤有机质含量,增加土壤孔隙率,降低土壤容重。有机废弃物(也称生物质废弃物)包括园林枯枝落叶、餐厨垃圾、农作物秸秆、动物粪便等。与一般垃圾相比,有机废弃物具有热值小、易腐烂、有机质含量高,以及N、P、K和其他微量元素含量丰富等特点[5,6]。针对不同植物的土壤改良深度分别为:乔木100-120cm;灌木50-60cm;草皮(含其他地被植物)20-30cm。乔、灌木实施树穴改良,草皮区实施全层改良。有机废弃物培肥改良措施不仅可以缓解土壤盐碱化,还能为有机废弃物的无害化、资源化处置提供新的选择,可谓一举两得。

3.3 选择耐盐碱植物

种植盐生植物和耐盐植物,促使土壤脱盐。不同耐盐植物对盐分离子的选择性吸收不同,需要针对性地根据土壤盐碱类型选择适宜的耐盐植物。土壤脱盐率较高的有紫穗槐、柽柳、白刺、二色补血草等[1]。耐盐植物在减轻土壤盐碱化程度中的作用主要体现在:(1)可以有效地防风,降低地表温度,减少土壤水分的蒸发,其根系还可以疏松土壤,改善土壤理化性质。(2)增加有机质含量,提高土壤肥力,为绿化打下基础。

结语

盐碱地的改良及覆绿是一个复杂的系统工程,需要综合水利、土壤、农艺等多项措施来达成改良目标。本系统工程主要包括水利排盐措施、土壤改良培肥措施以及增效性的生物措施等。首先以治水为先导,通过配套灌排工程,以渠、沟联合运行的方式洗盐压盐,实现盐碱地的脱盐。其次以土壤改良培肥为基础,通过施用有机废弃物堆肥发酵产品、设置生物隔盐层和种植绿肥等方式培肥土壤。最后,通过种植耐盐植物如紫穗槐、二色补血草等,加强和巩固盐碱地的改良效果[7]。盐碱土壤的改良方法有很多,但应因地制宜,结合待改良土壤的实际情况和目标来选取适宜的改良方法。

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