甘肅農業大學研究員趙財

一、西北旱區鹽堿地現狀

土壤鹽堿化是引起土地退化、荒漠化的主要誘導因素之一，已成為制約干旱半干旱地區生態環境與農業高效利用的一個全球性問題（Current Climate Change Reports，2019）。

全球大約有8.31億hm²的土壤受到鹽漬化威脅，而次生鹽漬化面積約7700萬hm²，其中58%發生在灌溉農業區，接近20%的灌溉土壤受到鹽漬化的威脅（Physiologia Plantarum， 2022）。

我國鹽堿地面積居世界前三，總面積達0.37億hm²(5.5億畝)，占總耕地20%以上；主要分布在東部沿海地區、西北地區、東北地區以及華北平原等。

西北地區，內陸干旱生態環境的穩定屏障、我國最重要的棉花生產基地、我國最大的玉米制種基地、國家重要的西菜東調基地、國家草食畜牧業重點建設基地、北糧南運基地……

西北綠洲光熱足降水少，依賴雪山融水和地下水灌溉——“干旱區糧倉”

問題挑戰：1.資源型缺水嚴重，農田用水效率偏低；2.耕地荒漠化、鹽堿化面積大；3.糧食產能提升的政策保障體系滯后；4.對現代農業科技的認知與應用能力不足；5.農產品輸出成本過高、產業鏈短板突出。

河套灌區：主要分布于總干、總排干兩側和烏梁素海周邊、地勢低洼地帶.

甘肅：主要分布在疏勒河、黑河、石羊河及沿黃灌區的中東部地區

寧夏：主要分布在北部引黃灌區和清水河川局部灌區，以銀川平原北部尤為嚴重

新疆：主要分布于天山南麓山前平原、葉爾羌河流域沖積平原、喀什噶爾河三角洲、

阿爾泰山兩河流域平原、天山北麓山前平原、博爾塔拉河谷等地區

成因：自然鹽分含量較高的土壤主要分布在干旱和半干旱地區，其主要原因是區域內灌水質量欠佳、灌溉方式單一，且缺少深根系植物的存在；

目前，農業對土地資源掠奪性開發致使區域內水鹽平衡演變模式及原生驅動過程受到了潛在破壞，進一步推進了區域內土壤鹽堿化及次生鹽堿化的演變進程；

組成：主要以硫酸鹽鹽化土、氯化物鹽化土、蘇打鹽化土、堿化土為主，多以復合形式存在。

二、鹽脅迫對作物的影響

1.滲透脅迫：指植物因環境與細胞間滲透勢失衡引發的生理脅迫現象，主要表現為細胞脫水、膜系統損傷及代謝紊亂。

對植物生長的危害：葉片迅速失水萎蔫；氣孔關閉，光合作用下降；細胞伸長受阻，生長停滯；根系吸水能力下降。

2.離子毒害：鹽脅迫下，植物對離子吸收的選擇性下降,大量Na⁺和Cl-進入植物細胞后，破壞了植物體內原有的離子平衡，干擾酶活性和代謝過程，破壞細胞功能。

對植物生長的危害：Na⁺和Cl^-過量積累，分布：Na⁺主要積累在老葉和莖中，Cl^-則在整個植物體內分布。

對蛋白質的影響：高濃度Na⁺改變蛋白質的靜電相互作用，干擾酶的活性中心，抑制多種酶的活性；對細胞器的損傷：Na⁺和Cl^-過量積累破壞細胞膜結構,損傷線粒體和葉綠體，導致能量代謝和光合作用受阻。

3.營養失衡：Na⁺與K⁺、Ca²⁺等離子競爭，破壞細胞內離子平衡，抑制其他必需礦質元素的吸收；Cl^-與NO₃^-、SO₄^2-的吸收通道都是由相同非選擇性的陰離子轉運體介導來吸收，過量的Cl-會導致關鍵的大量營養素氮和硫的缺乏。

4.生長抑制：

鹽脅迫對植物生長的影響：種子萌發率降低，萌發延遲，胚芽和胚根發育異常；苗根冠比增大，下胚軸伸長受阻，子葉展開不完全；營養生長葉面積減小、節間距縮短、生物量顯著降低。

鹽脅迫對植物形態的影響：鹽脅迫導致植物葉片變小，數量減少，顏色變暗；根系變短，側根減少，但根冠比增大；莖稈粗短，節間距縮短，生物量顯著降低。

鹽脅迫對水分關系的影響：土壤水勢降低，植物根系吸水能力下降。離子毒害破壞根系結構和功能，進一步阻礙水分吸收；氣孔關閉，蒸騰速率降低。蒸騰拉力減弱，影響水分運輸和礦質元素吸收；光合作用下降幅度大于蒸騰作用，導致水分利用效率降低。植物需消耗更多能量維持水分平衡。

三、鹽堿地改良與利用技術

1.水利改良技術

1）暗管排鹽技術

使土壤中的鹽分隨水排走，并將地下水位控制在臨界深度以下，達到土壤脫鹽和防止次生鹽漬化；

暗管的選材主要為波紋塑料管，外包材料則多選擇；

暗管管徑大小的確定，應考慮灌水量、汛期排澇、土壤特性等因素后確定。

2）膜下滴灌技術

膜下滴灌不斷滴入土體的水分對土壤中的鹽分有淋洗作用；

將土體中過多的鹽分帶出主根區范圍，在作物主根系生長區形成一個淡化脫鹽區，為作物的生長提供了一個良好的水鹽環境；

覆膜使土壤蒸發率大大減少，鹽分上行受到抑制，土壤返鹽率也隨之大大降低。

2.施用含鈣離子物質改良技術（如，石膏、脫硫石膏）

鈣、鎂離子的含量在不同層次表現出上升的趨勢，有利于代換出土壤中交換性鈉，從而降低鈉危害。

施入磷石膏后碳酸氫根離子在不同的時期與對照相比，均呈現出下降的趨勢，而且下降的幅度與磷石膏用量呈負相關。說明磷石膏調理劑的加入使得土壤的堿化度降低。

3.有機肥

有機肥-堿土和有機肥-鹽土分別占比3.0％和1.5％（左圖）。因此，有機肥在鹽堿地中的應用已成為綠色農業與環境保護領域的前沿性研究。

有機肥可以為鹽堿地微生物提供反應底物，改善土壤微生物群落組成，促進微生物產生有機酸，增強土壤酶活性；增加K?、Ca2?、Mg2?等營養元素和有機質含量，增加土壤養分；增加大粒徑土壤團聚體、土壤孔隙度與透水性，增大表層鹽分與水分的接觸面積，從而減少鹽分、降低土壤pH，實現改良鹽堿地的目標。

4.綠肥（毛葉苕子、田菁、紫云英等）

綠肥能有效改良鹽堿土壤，提升土壤肥力，促進作物增產，是較好的鹽堿地綜合改良利用技術模式。

5.鹽生植物（堿蓬、鹽爪爪、堿茅、鹽角草等）

鹽生草（Halogetonglomeratus）為西北旱區鹽生植物，抗旱、耐鹽、耐重金屬脅迫性極強，集抗旱、耐鹽、耐重金屬于一身。根系鹽分限制性吸收和鹽分、重金屬區隔化是其最主要特征。

6.栽培措施（壟作、深翻等）。

7.秸稈還田技術：對土壤的影響主要包括改善土壤結構、調節土壤化學性質、激活土壤微生物等。對作物的影響主要包括種子萌發與幼苗生長、增強根系發育、提升抗鹽堿能力等。

8.耐鹽作物品種的選育：發展耐鹽作物種植，由“改土適種”向“以種適地”轉變是根本路徑。

針對輕、中度鹽堿地，宜重點開展小麥、玉米、油菜、大豆、苜蓿等作物的耐鹽堿種質篩選，培育耐鹽堿、高產、優質新品種。包括耐鹽小麥品種如“隴春28號”“寧春4號”等；耐鹽玉米品種如“中玉303”“京科968”等；耐鹽油菜品種如“寧油10號”等。

針對重度鹽堿地，宜開展土著原生境植物耐鹽堿能力、經濟價值評價，篩選一批耐鹽堿性好、經濟價值高的特色耐鹽堿植物，宜草則草、宜果則果、宜林則林，如“堿蓬、紅豆草、毛苕子、沙棗、榆樹、胡楊、紅柳等”

耐鹽適應性作物新品種的選育及配套栽培技術的研發是鹽堿地治理利用的有效途徑，優質種質資源的選育是鹽堿地產能提升的重要保障。

9.作物多樣化配置技術：主要包括作物輪作、間作套種、混作、覆蓋作物、立體種植等。

科學搭配不同種類作物種植，以提高土地利用率、增加生物多樣性、提升土壤肥力、提高農業系統的穩定性和產出效率。

作物多樣化配置等氣候智慧型農業正成為應對氣候變化和減緩土壤鹽漬化的重要措施

10.生物刺激素：

聚谷氨酸可以增加土壤孔隙度，降低土壤容重，改善土壤的通氣性和透水性；具有很強的吸水性，能夠顯著提高土壤的持水能力，減少灌溉水的深層滲漏，提高水分利用效率；通過吸附和交換土壤中的離子，幫助調節土壤的酸堿度，從而提高土壤中養分的有效性；為土壤微生物提供碳源和氮源，從而促進微生物的生長和繁殖，進一步促進土壤結構的穩定和養分循環。

γ-氨基丁酸可作為微生物的碳氮源，促進有益微生物的增殖，改善土壤微生態，緩解鹽堿脅迫對土壤生物活性的抑制。氨基丁酸可能通過間接調控根系分泌物（如有機酸）的分泌，促進土壤中Na?的淋溶或固定，減少作物對Na?的吸收。

聚乳肽在農業中可作為生物刺激素或抗逆劑發揮作用。

改良利用技術集成：良種-良法-良地融合提升鹽堿耕地產能。