付力成，庄定云，郭志强，白劲松，王人民

(1.正大农业科技(浙江)有限公司，浙江 慈溪 315300； 2.慈溪市现代农业开发区管委会，浙江 慈溪 315300；3.浙江大学 农业与生物技术学院， 浙江 杭州 310029)

盐碱土是盐土、碱土，及各种盐化、碱化土壤的统称[1]。盐碱土在全球100多个国家普遍存在，面积达9.55×108hm2，占全球总面积的10%，且正在以每年100万～150万hm2的速度增加。土壤盐碱化已经成为备受瞩目的世界性问题[2-3]。我国约有9 915万hm2盐碱地[4]，其中约有1 900万hm2可以开发利用。东部沿海地区是我国人口集聚、经济发达的区域，部分农用耕地已被流转成为建设用地。为实现土地利用的占补平衡，确保耕地面积，一些滩涂区被围垦造地。每开发一分滩涂，就为城市发展多腾出一些地理空间，但新围垦的土地大多属于盐渍土，其理化性状较差，作物很难正常生长，盐碱地的治理与开发利用迫在眉睫。为此，特在综合分析东南沿海新生盐碱地成因的基础上，结合盐碱地治理与综合利用的案例，探讨适用于东南沿海新生盐碱地的六维改良法，以期为相关研究、应用提供借鉴与指导。

1 东南沿海新生盐碱地的形成原因

沿海盐碱土向海岸线方向延伸，逐渐由非盐碱土变为弱盐碱土、中盐碱土和强盐碱土，含盐量和盐碱化程度越来越高，盐碱荒地广泛分布[5]。东南沿海新生盐碱地多由泥沙冲积沉淀形成，江河水携带的大量泥沙中包含有盐碱成分，加之东部沿海新生盐碱地多在泥沙淤海造地区形成，地势低平，地下水位高，土壤积盐严重，导致土壤盐碱化进一步加重。同时，东南沿海新生盐碱地多位于我国东南沿海亚热带季风气候区，受夏季持续高温天气影响，土壤水分气化，促使地下水补给土壤水，成为土壤盐分向上运动的动力条件。土壤、地下水中的可溶性盐类随水分上升蒸发、浓缩，累积于地表。东南沿海工业发达、人口集中，人均淡水资源占有量远低于世界平均水平，农业生产用水主要为河道中的微咸水。微咸水灌溉会使土壤理化性质进一步劣化，导致盐分聚集在土壤表层，土壤质量进一步下降，盐碱化程度加重。此外，东南沿海新生盐碱地所在区域的排水设施大多尚不完善，容易发生次生盐碱化。人类生产活动，如大水漫灌、只灌不排等，均会引起土壤深层次水位不同程度的抬高，土壤中的可溶性盐含量再次上升，造成盐分积累，在排水设施缺乏的条件下发生次生盐碱化[6]。

总之，东南沿海新生盐碱地的形成是多方面原因共同造成的，微咸水灌溉、排水不畅、地下水位高、持续高温、海潮侵袭等使东南沿海新生盐碱地仍处于不断发展的趋势中。

2 东南沿海新生盐碱地六维改良法

实践证明，盐碱地的改良是一项持久性工程。研究人员就东南沿海新生盐碱地改良进行了大规模的研究和治理工作，积累了有效的措施和方法，取得了明显的改良效果[7]。

为了使沧海变桑田，保障国家粮食安全，“盐碱地六维改良法”应运而生。它整合了水利工程、物理改良技术、化学改良措施、抗逆性品种、农业技术措施、物联网监测与分析6大要素的技术配套方法。根据各地盐碱地情况，各要素可自由搭配，因地制宜，量身定制最优解决方案。

2.1 水利工程

水利工程改良措施是依据“盐随水来、盐随水去，盐随水上、盐随水下，水化汽散、汽散盐积”的水盐运动规律进行改良。淡水的冲洗可以使土壤的盐分沿着土壤毛细管下渗，降低土壤盐分[8]。盐碱地改良水利工程措施的关键是要解决快捷进水、排水和降低地下水位的问题，“农田高水位灌溉系统”和其升级版的“进排施(路)一体化系统”“井字形田间沟系配套系统”不仅能够快速改良盐碱地，而且能够增加土地面积15%以上，有效解决东南沿海由高地下水位所引起的次生盐渍化问题。

2.1.1 农田高水位灌溉系统

该系统不仅能够实现进水、排水的分开，还能够实现一次性提水、快速进水排水。该系统包括由电灌泵站、一条干渠、若干条给水斗渠、给水农渠、给水管构成的给水系统，以及由若干根排水管、排水农渠、排水斗渠、一条排水总渠构成的排水系统。给水农渠与排水农渠互不交叉。该系统适用于盐碱滩涂的开发复垦，具有省水、省电、省人工的优点。

2.1.2 进排施(路)一体化系统——智能化进排施(路)一体化改造

随着人口的增加，土地资源越来越紧缺。为进一步节约土地资源、提高土地利用率，研究人员提出通过实施进排施一体化项目来改造盐碱地的设想。进排施一体化改造基于高水位灌溉系统设计，并对其进行了改良优化，实现了进水、排水、道路的三位一体(图1)，可有效节约土地资源15%以上，同时可实现对进排水闸门的智能化控制，节约人工管理成本，提高生产效率。

图1 智能化进排施(路)一体化

2.1.3 “井”字形田间沟系配套系统——高地下水位区域排水方案

慈溪市新生盐碱地区域地下水位较高，田间排水问题一直困扰各家种植企业。高地下水位排水难造成农作物减产并引发各类病害，导致农产品质量受到影响。正大公司研究实施了“井”字形田间沟系配套方案，即在原有的主进排水渠、各类支进排水渠的基础上，在田块内将机械轮胎开沟和开沟机开沟相结合，使各类主进排水渠与支进排水渠、田间大沟与小沟有一定的高度差，田间大沟、小沟排列成“井”字形，丰富田间“井”字形沟系的配套，以实现水的速进速排，且不影响机械化作业。

2.2 物理改良技术

物理改良技术是运用物理方法，如土地深翻耕、土地平整等对盐碱地进行改造，通过人为改变土壤结构，对土壤中的水分和盐分进行合理分配，以有效减少土壤蒸发，进而减少盐分、碱分上行，提高上水淋盐效果[9]。其中，客土改良的方法，一般用于盐碱度高的盐碱地，特别针对极重度、难治理的盐碱地。

2.3 化学改良措施

通过施用富含微生物的有机配方肥和改性石膏作为土壤定向调节剂，实现调节土壤盐碱度、活化土壤、补充微量元素的目的，同时也可消解重金属残留，改善土壤结构，实现“盐碱土”向土壤的转变。

以富含微生物的有机配方肥为例，该配方肥内富含有益微生物、有机肥，及氮磷钾等化学肥料，其中，微生物能够分解动植物残渣，活化土壤，补充微量元素；有机肥能部分中和盐碱；氮磷钾肥料能够平衡土壤肥力，促进作物生长。

程镜润[10]通过在盐碱地加入脱硫石膏，使得土壤孔隙度变大，渗水性能提高，土壤含盐量降低。经对比实验研究，改性石膏在改良盐碱地、净化土壤方面的效果要优于脱硫石膏。改性石膏具有很强的吸附能力，可以吸附包括重金属在内的大量离子，降低重金属活性。此外，磷石膏富含植物生长所需要的营养元素，可促进土壤养分平衡的建立。

2.4 抗逆品种

选育抗逆品种是公认的最有效、经济、生态的盐碱地改良措施。耐盐植物的种植既可以减少地表水分的蒸发，又可以防止盐分上行。李海英等[11]和李昂等[12]研究表明，种植苜蓿的盐碱地土壤含盐量明显降低，且随着种植年限的延长降幅增加，种植5 a苜蓿土壤30～60 cm土层含盐量比种植1 a苜蓿的降低了76.3%。以袁隆平院士为首的海水稻团队通过培育、种植耐盐碱水稻、低镉稻、耐旱水稻等抗逆性较强的水稻品种，不仅加快了盐碱地的改良进程，更保证了国家粮食安全。2017年，海水稻团队已研究出适应6‰盐度并能取得高产的水稻材料。通过实施六维改良法，正大温州苍南盐碱地(盐度为0.9%～1.2%)于2018年试种海水稻材料取得成功。

2.5 农业技术措施

农业技术措施主要是通过各项农艺措施来调节盐碱地的水盐运移动态与土壤水分蒸发，达到快速降盐碱、减少盐分上行、降低作物耕作层土壤含盐量、改善作物生长环境的效果，实现盐碱地改良的目的，是保证作物正常生长生产的重要措施[13]。农业技术措施主要包括盐碱地快速降盐碱和优势杂草防治、增施有机肥、覆盖技术、稻作改良等。

2.5.1 盐碱地快速降盐碱和优势杂草防治

我国有大片的滩涂资源，但因为盐碱度较高，芦苇和互花米草等植物侵占空间等，开发难度大、费用高，使得盐碱滩涂不能得到有效利用。现有的滩涂治理方法耗时长，一般需要通过2～3 a的淡水养殖，及种植吸盐、耐盐植物等来改良土壤，治理效果不理想，不能满足经济发展的需求。

盐碱滩涂综合快速治理方法具体包括如下步骤：(1)排尽咸水；(2)割除互花米草、芦苇，并粉碎其根茎；(3)配备完善的灌溉系统，引入淡水；(4)翻耕土地；(5)淡水洗盐、水淹除草；(6)平整土地。通过刈割、翻耕、水淹等对互花米草进行清除，排尽原有咸水，并采用泡田前后多次翻耕，进水、排水严格分开，避免淡水和咸水相互掺杂等手段，在较短时间内解决了盐分降低的问题。同时，利用物理方法去除芦苇等杂草，减少了化学药剂的使用，有效保护了自然环境。该方法开创了在当年褪去海水的滩涂上大面积种植水稻的先例。

2.5.2 增施有机肥

有机肥是指用鸡粪、羊粪、猪粪、腐殖酸、有机废弃物等发酵而成的肥料。有机肥中的有机质可以与钠离子等结合，降低土壤含盐量。同时，有机肥可改善土壤结构，增强土壤的保水保肥能力，提高土壤肥力。

2.5.3 覆盖技术

在盐碱地上覆盖作物秸秆等可减少土壤水分蒸发，对地表水分上行起到阻隔作用，减少表土层的盐分积累，同时还可增加光的反射和热量传递，降低表土温度，从而降低蒸发失水，减轻土壤返盐。

2.5.4 稻作改良

稻作改良主要是通过种植水稻，保持田间水层，以水压盐，减少土壤盐分上行，从而起到较好的盐碱地改良效果。正大桑田慈溪公司通过种植水稻改良盐碱地(图2)，经过6 a的试验与推广种植，土壤盐分已由8‰降低到2‰左右，现可种植水稻、小麦、油菜、西瓜、蔬菜等。

图2 正大慈溪区块新生盐碱地稻作改良

2.6 物联网监测与分析

近年来，随着地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)和全球定位系统(GPS)等技术的逐渐成熟与应用，现已初步实现对土壤、作物发展演变数据的实时监控与测量，形成了盐碱地改良的高新监测技术体系，为盐碱地决策咨询服务体系的构建创造了条件[14-15]。正大集团与袁隆平院士海水稻研究团队合作，共同研究物联网在盐碱地治理中的应用。具体来讲，采用最先进的微型环境理化因子传感器，与NB-IOT物联网通信技术相结合，将植物生长和水土循环过程中的地下水肥条件、地上生长环境、作物生长态势、病虫害等信息即时传送至大数据中心，通过人工智能(AI)和专家化诊断处理系统过程控制的方式，实现水土肥药的智能化控制，进而实现盐碱地盐分控制和土壤改良。土地数字化物联网成套装备是一套集成了传感器、物联网、云计算、大数据的智能化农业综合服务平台，如图3所示。

图3 物联网监测与分析成套设备

3 展望

盐碱地改良的相关研究虽多，但大多集中在常规改良技术与相关措施上，且与大面积生产推广存在一定的距离，且对智能化、信息化措施在改良中的应用研究较少。本研究通过对东南沿海盐碱地垦造、治理与利用的现实案例的研究，展示了适用于东南沿海大面积盐碱地治理的六维改良法。不同地区盐碱土的盐碱化程度不同，土壤结构和理化性质不同，水资源情况也不同，所以针对东南沿海新生盐碱地改良问题仍需做深入研究，特别是对不同区位的具体案例拟定实施措施时，需要因地制宜，将理论知识与实践经验相结合，逐步完善盐碱地改良的综合措施。

当前，盐碱地改良开发可朝着以下2个方面推进。(1)物联网技术、遥感技术和大数据分析技术的发展现已相对成熟，可以通过对田间或区域盐碱地水盐运移动态的实时监测，建立长期监测系统，进而定期评估盐碱地盐碱化的变化情况，从而加强对土壤水盐动态变化的监测管理，通过分析监测数据、构建数学模型等，对后续盐碱地的改良发展做出科学预测和指导。(2)盐碱地改良中，尤其是在化学改良措施的实施中，要注重以生态开发为前提，对有害重金属元素等严密监测，将长效监测和定位监测相结合，树立生态开发的治理理念。