暗管排盐条件下绿地次生盐渍化调控技术及节水技术研究.docx

1、暗管排盐条件下绿地次生盐渍化调控技术及节水技术研究滨海地区盐碱地绿化工程中暗管脱盐关键技术研究项目建议书河海大学二 00 八年五月1一 . 研究目的和意义随着国民经济和社会的迅速发展， 人口增长与耕地减少的矛盾日益突出， 各类盐土资源，特别是我国海岸带盐土作为一种重要的土地后备资源， 有待去开发利用和保护。 本项目针对滨海盐碱地区土壤条件苛刻， 土地生产力低， 难于建立植被， 严重制约这些地区园林绿化的质量和数量等问题， 在原有滨海城市盐碱地园林绿化技术的基础上， 通过重点分析研究暗管降盐工程措施， 并结合化学措施、 生物措施等改良盐碱地土壤环境和选择耐盐植物， 丰富沿海地区园林树种， 增加树

2、种多样性， 为盐碱地改良及城市绿化提供适宜的暗管排盐技术标准，改善沿海发达地区的生态环境和投资环境，为我国东部沿海地区园林绿化提供重要技术保障。二 . 滨海地区盐碱地园林绿化和脱盐技术的研究进展综述1.土壤盐碱化的成因及危害1.1 土壤中的盐分来源土壤中的盐分包括不同的离子，如 Cl -、 SO42-、 C032- 、 HCO 32- 、 Na+、 K+ 、 Ca2+、 Mg 2+等。当这些离子的浓度达到足以对土壤性状和植物生长产生不良影响时， 就成为盐分。 主要来源有：海洋：如风暴潮、海雾海水入侵等。动植物分解物：一部分无机离了如不能全部被植物吸收利用，则进入土壤。土壤母质：如离子含量高的岩

3、石，火山灰和矿质分解等。过量施肥：肥料中的一些离子残留在土壤中。1.2 土壤盐碱化成因通常情况下，土壤地下水与表层土壤水维持一定的动态平衡，地下水位恒定，表层土壤中的离了含量相对稳定。气候干旱时， 土壤蒸发量增大，土壤中的水分含量下降，引起地下水沿土壤毛细管上移， 土壤中的盐分也随着水分同时运动。 水分蒸发后， 盐分则在土壤表层积累，盐分离了达到一定高的浓度时， 就发生土壤盐碱化。 所以，绝大部分盐碱土分布在干旱、半干旱地区。不受人为影响、自然发生的土壤盐碱化称为原生盐碱化。由于人类活动引发的土壤盐碱化称为次生盐碱化。发生次生盐碱化的主要原因有 3 点：（ 1）灌溉不当：大部分地区一般采用大水

4、漫灌， 这样如同发生洪涝， 极易引发土壤盐碱化。 如果灌溉用水中盐分离了含量过2高，长期使用这样的水，也会使盐分离子在土壤中过量积累，发生土壤盐碱化。 （ 2）植被破坏：植被破坏，尤其是砍伐林木，会打破土壤与地下水位之间的平衡。林木蒸腾量大，可以使地下水位保持在一定深度。 当树木被伐掉， 种植农作物或土壤裸露时， 一方面水分蒸腾量降低，地下水位上升；另一方面，降水进入土壤的比例加大，也会抬升地下水位，从而导致土壤盐碱化。（ 3）海水入侵： 在沿海地区， 气候干旱时， 大量开采地下水， 使地下水位下降，地下水呈漏斗形分布，打破了淡水层与海 (咸 )水层之间的界线，海 (咸 )水进入淡水区，再提水

5、灌溉时，过量的盐分离了进入农田，引起土壤盐碱化。1.3 土壤盐碱化的危害盐碱地由于土壤内大量盐分的积累，引起一系列土壤物理性状的恶化：结构粘滞， 通气性差，容重高，土温上升慢，土壤中好气性微生物活动性差，养分释放慢，渗透系数低，毛细作用强， 便导致表层土壤盐渍化的加剧。土壤盐碱化后会严重影响植物的生长，降低生物量。盐胁迫还影响到质膜的组分、透性、运输、离子流等发生一系列变化，导致细胞膜的正常功能受损， 进而使细胞的代谢及生理功能受到不同程度的破坏，表现在： 引起植物的生理干旱：盐土中含有过多的可溶性盐类，可提高土壤溶液的渗透压，从而引起植物的生理干旱，使植物根系及种子发芽时不能从土壤吸收足够的

6、水分，甚至还导致水分从根细胞外渗， 使植物萎蔫甚至死亡。伤害植物组织：在高pH 值下，会导致氢氧根离子对植物的直接伤害。有的植物体内集聚过多的盐分，而使原生质受害， 蛋白质的合成受到严重阻碍，从而导致含氮的中间代谢物的积聚，造成细胞伤害。影响植物正常营养：由于钠离子的竞争，使植物对钾磷和其他营养元素的吸收减少，磷的转移也会受到抑制，从而影响植物的营养状况。影响植物的气孔关闭： 在高浓度盐类作用下，气孔保卫细胞内的淀粉形成受到阻碍，致使细胞不能关闭，因此植物容易干旱枯萎。2.滨海城市盐碱地园林绿化技术措施2.1 物理措施物理改良措施主要是对土层的整改， 有平整地面、 深耕晒垡、 客土抬高地面、

7、微区改土，大穴整地等方法。平整地面应留一定坡度，挖排水沟，以便灌水洗盐。凡质地粘重，透水性差、结构不良的土地， 在雨季到来之前要进行翻耕， 疏松表土， 增强透水性， 阻断水盐上升。四周不具备排水条件的小型绿地采用客土抬高地面，下设隔离层，利用高差进行排水淋盐，达到改土的目的。 抬高高度以土壤临界深度减去地下水位深度即为抬高度。 另外，在树穴地表覆盖秸秆、稻草、树皮地膜等措施后，可明显减少土壤水分蒸发，抑制盐分在地表积聚。同时在树穴内铺粗砂、炉灰渣、锯屑、碎树皮等隔盐层，然后填以客土，可有效地控制土壤3次生盐渍化。通过采取适地适树、小苗密植、适时栽植、种植地被植物、合理灌溉、及时松土、多施有机肥

8、等一系列栽培措施， 改善土壤结构、减少盐碱对树木的危害，从而保证栽培植物正常生长和发育。2.2 工程措施（水利措施）20 世纪 60 年代在山东禹城和河南封丘采用“井灌井排” 的方法， 70年代在我国北方部分地区采用“抽咸换淡”的方法。在上述两种方法的基础上，80 年代末期，根据禹城市的具体条件， 采用了“强排强灌” 的方法改良重盐碱地，在强灌前预先施用磷石膏等含钙物质以便于置换更多的钠离子和防止碱化，然后耕翻、 耙平，强灌后要加以农业措施维持系统稳定。目前， 应用于滨海城市盐碱地水利改良的有下部设隔离层和渗管排盐。在一些大型绿地中渗管排盐是绿地改土的常用方法之一，它是根据 “盐随水来、盐随水

9、去”的水盐运动规律铺设暗管把土壤中的盐分随水排走，并将地下水位控制在临界深度以下，达到土壤脱盐和防止次生盐渍化的目的。 一般分为两种形式， 一是用水泥渗漏管或塑料渗漏管，埋地下适宜深度排走可溶性盐。二是挖暗沟排盐，沟内先铺鹅卵石，然后覆盖粗砂与石砾，最后填土。2.3 化学措施化学改良是对盐碱土增施石膏、磷石膏、黑矶 (主要含硫酸亚铁 )等化学改良物质，既可降低碱性，又可置换土壤中的碱性物质，同时磷元素能提高树木的抗性，达到改良的目的。施入适当的矿物性化肥和施用大量有机质如腐叶土、松针、木屑、刺皮、马粪、泥炭及有机垃圾等，可补充土壤中氮、磷、钾、铁等元素的含量和有机质，有明显的改土效果。2.4

10、耐盐碱树种的选择引进和种植耐盐植物是改良利用盐碱地的重要措施之一。 在选择树种时， 应选择耐盐碱植物，根据它们对盐分的适应特点，可分为三类： （ 1）聚盐植物：这类植物的渗透压一般在40 个大气压以上，能在盐分高的土壤中繁茂的生长，如盐角、滨黎等。 （ 2）泌盐植物：通过茎、叶表面的分泌腺，把盐分排出体外，从而提高了从盐水中吸收水分的能力，如枉柳、胡颓子等。（3）不透盐性植物： 这种植物一般只生长在盐渍化程度较轻的土壤上。 根细胞对盐类的透过性非常小，几乎不吸收，如田菁等。以北方为例，适合生长在滨海城市盐碱地的常绿树种有：雪松、枉柳、黑松、水腊、金叶女贞、金边黄杨、小叶女贞、小叶黄杨、大叶黄杨

11、、龙柏、丰花月季等。落叶树种有：合欢、栾树、臭椿、国槐、绒毛白蜡、木槿、紫薇、紫穗槐、紫叶李等。地被植物有：白三叶、紫花苜蓿、 扶芳藤、 矮生地被菊等。 在进行植物配置的时候， 要本着当地树种为主干树种的4原则，同时可根据园林绿化景观的需要，选择少量名贵树种。结合上述物理、 水利、 化学措施， 进行种植， 也可以保证其成活， 达到理想的景观效果。3.排降系统的应用及发展20世纪以来，特别是二次世界大战以后，排降系统得到广泛应用和发展。排降的任务是降低过高地下水位， 排除土壤中过量的对植物生长有害的水及盐分， 加速地下水的降落过程及脱盐过程， 把地下水位控制在某一适宜的深度， 保持对植物良好的水

12、分供应条件和植物生长必需的供氧条件， 且不产生化肥和养分的流失， 保护生态环境不受破坏， 防止土壤返盐。排水方式一般有水平排水和垂直排水两种。在南方地区， 主要采用水平排水。 水平排水有明沟排水和地下暗管排水。明沟排水速度快，排水效果好，但工程量大、占地面积大、沟坡易坍塌且不利于交通和机械化耕作。暗管排水通过滤水管渗流来排除地下水，能迅速降低地下水位，大量排除矿质化潜水，加速地下水淡化，促使土壤脱盐，且排水性能稳定，适应性强，促进作物稳产高产，是开发治理滨海低洼易涝地区行之有效的技术措施。关于暗管排水的研究工作，在国外开始于十九世纪初，到20 世纪中期己被广泛应用，主要是在工业发达的英国、丹麦

13、、荷兰、法国、德国、澳大利亚、美国、日本等国家。大规模发展暗管排水则是本世纪六十年代，1970 年暗管占总排水面积的40%。 60 年代，排水技术的一个重大突破是塑料暗管技术的发展。和传统的瓦管及鼠道排水相比，塑料暗管具有质轻、便于机械化施工、 使用寿命长、排水效果好、增产作用显著等优点。据介绍，美国 1975年新建的暗排工程中60-70% 采用塑料管道。目前，荷兰、以色列等国农田已全部采用塑料暗管排水，美国、比利时、德国等也达到60%以上，北非、西亚、南亚等一些发展中国家正在大面积推广使用。我国暗管排水技术50 年代后期首先从南方开展起来，1959年江苏昆山在城南乡江浦圩区进行瓦管排水试验取

14、得成功。70 年代初，上海松江地区引进“鼠道”降渍措施以后，夏熟单产得到了显著提高，产量平均提高了1.01.5 X 10 3 kg/ hm 2 。70 年代中期，江苏无锡等地为了实现“吨粮田” ，对农田水利工程提出“排、灌、降”的高标准要求，暗管排水得以逐步推广。 上海市农科院、 上海市塑料研究所于1978 年和 1979年相继研制成功塑料管和波纹塑料管，填补了国内空白。 80年代初，我国新疆、上海等地开始采用塑料暗管降渍脱盐技术，江苏无锡也开始少量埋设。1990年起在吴县、扬中、太仓、昆山、响水等地进行小面积实验示范。自此，塑料暗管技术得以广泛采用，经国内14个省市的试用，经济效益较为显著。暗管排水可有效调控地下水位，汛期当地下水接近地表时，三日内降低0.5-0.8 米，达到除涝、防渍、降盐标准；一米土体年脱盐率为27%， 3-4 年达到改良盐土的目的；暗管排水还可抑制地表盐斑，改善作物生态环境，与明沟相比，具有工程量少，土地利用率高，有利于交通和田间机械化作业等优点。54.塑料暗管排水脱盐技术4.1 管材的选择国内外常用的暗管材料分为当地材料管和