浦東灘涂土壤綜合改良技術和應用效應研究

徐霞倩，顧介明，顧春軍，陸利民，李金丹，郁亞忠

（1上海交通大學農業(yè)與生物學院，上海200240；2上海市浦東新區(qū)水產技術推廣站，上海201202；3上海市浦東新區(qū)農業(yè)技術推廣中心，上海201201；4上海市浦東新區(qū)農業(yè)委員會，上海201206）

?

浦東灘涂土壤綜合改良技術和應用效應研究

徐霞倩1，2，顧介明3，顧春軍3，陸利民3，李金丹2，郁亞忠4

（1上海交通大學農業(yè)與生物學院，上海200240；2上海市浦東新區(qū)水產技術推廣站，上海201202；3上海市浦東新區(qū)農業(yè)技術推廣中心，上海201201；4上海市浦東新區(qū)農業(yè)委員會，上海201206）

摘 要：在浦東灘涂鹽堿地墾復過程中，采用土壤綜合改良技術，包括溝渠配套引淡排咸、農機改裝適度耕翻、淡水灌溉淋鹽洗堿、移高墊低平整土地、扣青培肥改善土壤、水稻秸稈全量還田、增施外源有機肥料、土壤調理減少鹽分等，可以降低土壤鹽分和pH，提高土壤耕層養(yǎng)分，達到種植水稻和逐年提高水稻產量的目的。灘涂地經4年改良，為堿性土壤，有機質、氮、磷含量低，鉀含量高。在生產中應注意水旱輪作、增加有機質和有效氮、磷的投入。

關鍵詞：灘涂；土壤改良技術；應用效應；土壤全鹽量；pH；養(yǎng)分；水稻產量

濱海灘涂是浦東最重要的后備土地資源。2003年9月—2005年5月，東灘通過促淤圈圍工程成陸面積3 333 hm2，區(qū)域位于老港鎮(zhèn)東部，東靠東海，南臨大治河，西靠濱海世外桃源，北接浦東國際機場。經人工吹泥、促淤圍墾后，該區(qū)域雖然成土但未成壤［1］，土體中含有較高的鹽堿成分［2］，地力條件較差。2008 年8月啟動灘涂綜合開發(fā)墾復土地1 000 hm2，該地自然狀態(tài)下西部區(qū)域有大量耐鹽耐淹的蘆葦（面積385 hm2），中部沼澤地區(qū)域互花米草、海三棱藨草叢生（面積560 hm2），東部其余部分為低洼積水處。

對促淤圈圍區(qū)域灘涂實行分期墾復整理，主要圍繞挖溝排水、雜草清除、耕翻平地、開河引淡、淋鹽洗堿、培肥地力等技術的全面應用，高效合理地改良灘涂鹽漬土。通過一系列工程實施和農業(yè)措施，2009年5月成功插上水稻秧苗，同年10月664 hm2水稻成功收獲，實現(xiàn)了當年墾復、當年種植、當年水稻豐收的沿海灘涂墾復歷史性突破。本試驗研究灘涂土壤綜合改良技術對土壤總鹽含量、pH值及土壤地力的影響，以期為灘涂鹽漬土壤的開發(fā)利用提供理論支持和應用依據(jù)。

1　研究樣地概況

研究區(qū)域位于浦東東灘滄海桑田現(xiàn)代農業(yè)示范區(qū)一期規(guī)劃的1 000 hm2墾復土地內，從東到西為標高2.9—3.9 m，地處北亞熱帶南緣、東亞季風盛行地區(qū)，受太平洋溫熱氣團和西伯利亞冷氣團交替控制，主要氣候特征表現(xiàn)為冬冷夏熱，冬季最冷月平均氣溫在0℃以上，夏季高溫多雨，四季分明。據(jù)2012年氣象觀察的結果：平均氣溫16.1℃，1月均溫為4.8℃，7月均溫為28.1℃，≥10℃積溫為3 002.2℃，降水量為1 549.0 mm，無霜期為225 d左右。灘涂土壤大多為潮間鹽土和鹽化土［1］。因受海水浸漬，土體平均鹽份含量高，返鹽現(xiàn)象嚴重，土壤呈重鹽堿性，土壤類型為濱海原生鹽漬粉土，土壤地力呈現(xiàn)氮、磷、有機質含量低，鉀含量高的“三低一高”特點。

2　灘涂地改良技術

2.1溝渠配套

灘涂鹽堿地改良的第一步為配套健全田間灌排水系統(tǒng)，配備區(qū)域性的灌排工程［3］，挖渠引淡排水，嚴格控制地下水位，保證排水降鹽暢通，做到高有引淡來路，低有排水出路，外有農田干渠，內有農田溝系。先開通高水位的進水河及低水位的排水河，然后根據(jù)灘涂地的田間狀況，采用南北方向確定條田，條田基本標準為南北800 m、東西50 m。條田東側開挖灌水干渠、西側開挖排水干渠，實行灌排分開、不吃“回籠”水，以達到快速洗鹽堿的效果。干渠深1.7 m、上寬3 m、底寬1 m，條田與干渠間的田埂寬1.2 m，條田南北兩側開條溝。每一塊條田200 m左右東西方向開挖寬30 cm的腰墑溝，與條溝方向垂直，以便進水排水，達到洗鹽作用。

2.2適度耕翻

浦東東灘灘涂地促淤圈圍后經過3年的日曬雨淋，土壤的含鹽量較高且上下分布不均勻。據(jù)取樣測定：表土＜10 cm的鹽分平均高達4.20 g/kg（其中表土＜1 cm的鹽分高達23.1 g/kg）、pH平均8.56；剖面30 cm的鹽分平均3.95 g/kg、pH平均8.68；剖面50 cm的鹽分平均6.25 g/kg、pH平均8.71；剖面＞70 cm的鹽分平均6.50 g/kg、pH平均8.68。可見，除表層土的鹽分較高外，剖面30—70 cm的鹽分隨著土壤深度而加重；pH的高低與土壤深度呈正相關（表1）。

表1　東灘灘涂地墾復前土壤剖面鹽分和pH測定結果Table 1 Determination results of salinity and pH of shoal soil before improvement

對灘涂鹽堿地的機械深翻，可迅速改變土體鹽分垂直分布狀況，將含鹽重的表層土翻埋到底下，將底下的土翻上來，建立新的耕作層。深翻機械采用前輪加套筒、后輪加輪胎的100馬力的大功率拖拉機，確保防淤、翻地、壓草的進行；淺耕機械采用船式拖拉機，達到平地、洗鹽、碎草的作用。按照土壤取樣測定結果，對于東灘灘涂鹽分含量較重的鹽堿地，機械適度深翻以30—40 cm為宜。第二年不宜再進行深翻，宜進行田間淺耕，深度一般為20—25 cm，以防把下面的鹽土翻上來（表2）。

2.3淋鹽洗堿

鹽堿灘涂種植農作物前，一般要經過多年的淡水養(yǎng)殖逐漸降低鹽分，但周期長、見效慢。水是土壤積鹽的因素，也是脫鹽的動力。浦東灘涂墾復過程中，根據(jù)“鹽隨水來，鹽隨水去”的原理，采用“高水位、全天候淡水灌排法”淋鹽洗堿，即利用自然落差實現(xiàn)灌溉水源的流動，把高水位灌溉系統(tǒng)與“鹽堿灘涂淋鹽洗堿技術”相結合。主要環(huán)節(jié)：先開河建閘，挖溝修渠，實行河、渠、溝，灌、排、蓄配套，建立水利設施；然后平整土地，采取灌排，洗淋排除土壤中的鹽分，起到淋鹽洗堿的效果。

表2　東灘灘涂地土壤改良后剖面鹽分和pH測定結果Table 2 Determination results of salinity and pH of shoal soil after improvement

“鹽堿灘涂淋鹽洗堿技術”采取引淡水、排咸水、翻土地、泡表土、洗鹽份、種水稻（日灌夜排）等綜合配套方式，進行淋鹽洗堿，最終使土壤鹽分下降，滿足農作物生長條件要求。另外，在土地耕翻后要立即上淡水沖洗田間鹽份，一般上淡水4—5次，每次上淡水的水層控制在10 cm左右，沖洗泡土時盡量不要使田間表層脫水，每次1—2 d后排水，以逐步溶解和減少表層土壤的鹽分。

2.4土地平整

土地平整對于改良灘涂土壤、保證灌溉質量、便于機械耕作具有十分重要的作用。在灘涂實行墾復整理時，先進行工程平整，結合挖渠開溝，在地面高低差較大的地方，挖高地墊低地。然后進行耕作平整，對地面高差不大的地塊，結合田間耕作，移高墊低，逐步達到土地平整。在同一田塊中，土地平整的高差要求＜5 cm，先干地平整，再放淺層水平整。平整土地除有利于灌溉排水、改良土壤外，還可以創(chuàng)造使水分均勻下滲的地形條件，消除高洼不平易于積鹽的不利地形因素，提高淋鹽洗堿效果。

墾復的灘涂由于土壤顆粒呈高度分散狀態(tài)，尚不能成為嚴格意義上的“土壤”［1］。在種植水稻多次灌水后，出現(xiàn)了地表不平現(xiàn)象加重的狀況，嚴重的田塊地表高差超過45 cm。對水稻的主要影響是高處灌不上水而受旱易返鹽，低處排不出水而受澇常起堿，造成死苗缺株或成片死苗。因此，在水稻收獲后，必須還要進行多次的耕作平整，逐步使地表高差在3 cm以下。

2.5扣青培肥

扣青培肥的辦法主要有二種。一是在灘涂開發(fā)前，地表生長著蘆葦、海三棱藨草、互花米草、水莧菜、莎草等植物，活動著蟛蜞及貝殼類動物，生活著海藻和微生物群落等生物。灘涂開發(fā)時，采用大型農機進行挖河道、耕土地，把所有的生物作為扣青對象粉碎翻入地下進行培肥，以期提高土壤的養(yǎng)分積蓄，增加耕作層土壤有機質含量。

二是種植蠶豆、黑麥草、油菜、麥子等綠肥品種。第二年種植水稻前，及時將上年種植的蠶豆、黑麥草等綠肥植物的秸稈全部粉碎還田；第二年水稻收獲后，種植蠶豆、黑麥草、青菜等綠肥品種。綠肥是一種養(yǎng)分完全的生物肥源，種綠肥不僅是增辟肥源的有效方法，對改良灘涂土壤也有很大作用。從灘涂墾復的實踐看，種植綠肥可以增加灘涂墾復地的表土覆蓋，減少地表的蒸發(fā)和地內養(yǎng)分損失，達到土壤鞏固脫鹽、抑制返鹽的作用；綠肥又是有機肥的重要來源，能增加土壤有機質，改善土壤理化性質，提高土壤保水、保肥和供肥能力；綠肥為下一茬水稻生長發(fā)育提供養(yǎng)分，促進水稻豐產增收。

2.6秸稈還田

灘涂地開發(fā)是當年墾復整理，當年種植和收獲水稻。根據(jù)東灘的開發(fā)實際，在水稻收獲后實施稻秸稈的全量粉碎還田（2009年秸稈還田量為6 750 kg/hm2），于每年11月15日前全面完成。采取的技術路線：機械收獲切碎均勻拋撒→圓盤犁或鏵犁深翻→旋耕機平整→灌水泡田→水田驅動耙耙平→機械栽插水稻或直播水稻。

在具體的技術措施應用上，實行深耕翻壓與好氧性催腐菌使用相結合的措施，催腐菌均勻撒施75 kg/hm2，以促進秸稈快速腐熟。稻秸稈中含有大量有機質、氮、磷、鉀和微量元素，還田后土壤中氮、磷、鉀養(yǎng)分會有所增加，稻草富含纖維素、木質素等富碳物質可形成水田有機質，以補充和平衡土壤養(yǎng)分，提高地力，改善土壤物理性狀，實現(xiàn)農業(yè)生產的良性循環(huán)。通過實施糧田秸稈還田腐熟技術，可使土壤有機質增加0.1%左右。

2.7增施肥料

灘涂墾復地增施外源有機物料，建立平衡施肥模式，可提高土壤中有機質的含量，改善土壤物理、化學和土壤微生物等特性，熟化土壤和培肥地力，從而增加水稻的產量。增施的外源有機物料選用商品有機肥和腐植酸肥料。有機肥的有機質含量（以干基計）≥30%、總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O）含量（以干基計）≥4.0%，基施13 200 kg/hm2，相當于增加了4 620 kg/hm2有機質的投入。長期施用有機肥可改善土壤結構、克服土壤板結，達到激活土壤、培肥地力的作用。但由于有機肥料所含各種養(yǎng)分種類多、濃度低、釋放慢，需配施碳銨等化肥，不能用有機肥取代其他肥料，以保證肥料長效與速效的持續(xù)效應。腐植酸類肥料施用2 250 kg/hm2，相當于投入1 125 kg/hm2有機質。

2.8土壤調理

灘涂墾復區(qū)采用土壤調理劑和化學改良劑進行土壤的調理。施用“創(chuàng)博”和“聯(lián)業(yè)”2種微生物制劑為土壤調理劑，使用后可使土壤形成良性微生態(tài)環(huán)境，能增強土壤肥力，消除土壤板結，降低土壤的pH，還可促進作物對養(yǎng)分的吸收轉化，提高植物的抗逆性，在降低土壤鹽分方面也有效果。

施用“鹽堿豐”和“康地寶”等土壤化學改良劑可以調控鹽堿灘涂土壤膠體化學特性，通過離子交換改善重鹽土的化學性狀，促進土壤團粒結構的形成，是降低土壤鹽分和pH的有效方法。使用改良劑，在注重改良效果的同時，必須要考慮使用成本［4］。

3　應用效應分析

3.1綜合改良對土壤全鹽量和pH值的影響

浦東東灘灘涂地經過4年土壤綜合改良技術的應用，及“水稻-綠肥”和“水稻-小麥”的水旱輪作后，表土0—20 cm土壤鹽分呈下降的趨勢，耕層土壤的鹽分大幅度降低。2012年11月在東灘從西到東取4個樣品，采用質量法測定全鹽量，用電位法測定pH值。測定結果表明：土壤鹽分0.6—2.8 g/kg，比2008年東灘的基礎土壤全鹽量3.97 g/kg下降2.195 g/kg（表3）。其中樣品1的土壤全鹽量0.60 g/kg，已低于全區(qū)的土壤全鹽量平均值0.88 g/kg?？梢姡寥谰C合改良技術對灘涂地鹽分的降低效果明顯。

相對而言，土壤綜合改良技術對土壤pH值的降低的效果較低，4個樣品中土壤pH值7.8—8.3，平均土壤pH值8.125，比2008年的基礎土壤pH值8.64 g/kg下降0.515，但東灘灘涂墾復地仍為堿性土壤（堿性土壤的pH值8.0—8.5）。

表3　灘涂地綜合改良技術對土壤全鹽量和pH值的影響Table 3 Effects of comprehensive improvement technology onthe total salt content and pH value of shoal soil

3.2綜合改良對土壤耕層養(yǎng)分的影響

經過4年的土壤綜合改良，東灘灘涂地的土壤部分肥力指標有所提高。4個樣品平均有機質含量15.825 g/kg（表4），高于基礎土壤（CK）5.425 g/kg，但比全區(qū)平均有機質含量低9.675 g/kg。其中樣品4的有機質含量僅9.6 g/kg，原因在于該樣點土壤質地砂性，有機質積累較難；而樣品3的有機質含量達到了25.6 g/kg，超全區(qū)平均有機質含量水平，初步分析該樣點上茬綠肥還田量較大所致。

4個樣品堿解氮平均91.5 mg/kg，比全區(qū)平均135 mg/kg低43.5 mg/kg；有效磷平均12.225 mg/kg，遠低于全區(qū)平均水平，還低于基礎土壤（CK）15.4 mg/kg［5］；速效鉀平均436.75 mg/kg，比基礎土壤（CK）有所下降，但遠高于全區(qū)平均水平。同時，各樣品之間的養(yǎng)分水平差異較大，但總的土壤耕層養(yǎng)分的特點為“二低一高”，要增加農作物產量必須增施氮、磷肥料。

表4　灘涂地綜合改良技術對土壤耕層養(yǎng)分的影響Table 4 Effects of comprehensive improvement technology on shoal soil nutrients in plough layer

3.3綜合改良對水稻生產的影響

灘涂墾復地種植水稻的前提，主要是表土鹽分在1.5‰以下。為確保水稻種植成功，主要應用了溝系配套、扣青培肥、耕翻平地、淋鹽洗堿等灘涂土壤綜合改良技術，并配以機插秧技術和應用高產品種。以‘申優(yōu)’系列、‘秋優(yōu)金豐’等雜交水稻作為主栽品種，2009年當年墾復地的水稻典型田塊單產達到6 618.37 kg/hm2（表5），以后水稻的單產年年有所增加，到2012年經4年土壤綜合改良技術的應用，水稻典型田塊單產達到9 753.35 kg/hm2，接近于全區(qū)水稻高產創(chuàng)建田塊的雜交稻產量水平。東灘平均產量由于每年有新增的墾復地，產量增加的幅度相對較小。

表5　灘涂地綜合改良技術對水稻產量的影響Table 5 Effects of comprehensive improvement technology of shoal on rice yields

4　結論

研究結果表明：灘涂墾復鹽堿地土壤改良過程中，應用溝渠配套的田間灌排水系統(tǒng)引淡排咸、農機適度耕翻壓草、高水位和全天候淡水灌溉法淋鹽洗堿、移高墊底的土地平整、扣青培肥積蓄養(yǎng)分、稻（麥）秸稈的全量粉碎還田、增施外源有機物料建平衡施肥模式等綜合改良技術的應用，可明顯地降低土壤鹽分和pH，有效地提高土壤耕層養(yǎng)分，顯著增加水稻產量。

灘涂地土壤地力呈現(xiàn)有機質、氮、磷含量低，鉀含量高的“三低一高”的特點，經過4年的土壤改良，“三低”有所增加，“一高”有所下降，但與正常土壤耕層養(yǎng)分水平相比還有很大差距，因此在農業(yè)生產中要注意土壤有機質和有效氮、磷的投入。

灘涂墾復鹽堿地土壤堿性強，物理性狀差，相對肥力瘠薄［3］，不宜種植旱作物，但土壤長期淹水不利于土壤保肥能力的提高，應采用在季節(jié)間一旱一水輪換種植不同作物的水旱輪作種植方式，如綠肥-水稻→小麥-水稻的輪作，用地與養(yǎng)地相結合。

參 考 文 獻

［1］金海洋，朱恩，林天杰，等.不同農藝措施對浦東濱海灘涂墾區(qū)土壤熟化的影響［J］.上海農業(yè)學報，2012，28（4）：93-96.

［2］丁寧寧，王保松，梁珍海，等.江蘇大豐麋鹿保護區(qū)不同改良措施對灘涂土壤的改良效應研究［J］.土壤，2011，43（3）：487-492.

［3］張健，李玉娟，李敏，等.江蘇沿海灘涂鹽堿地綜合改良技術［J］.安徽農學通報，201l，17（12）：172.

［4］郭相平，夏清，陳旭光.不同改良劑對濱海鹽漬粉土改良效果的試驗研究［J］.水利與建筑工程學報，2012，10（6）：1-4.

［5］衛(wèi)月勇，顧介民，石磊，等.不同改良措施對灘涂墾區(qū)小麥生長和產量的影響［J］.上海農業(yè)科技，2012（1）：50-52.

（責任編輯：閆其濤）

Study on the technology and application effect of the comprehensive improvement of shoal soil in Pudong

XU Xia-qian1，2，GU Jie-ming3，GU Chun-jun3，LU Li-min3，LI Jin-dan2，YU Ya-zhong4
（1School of Agriculture and Biology，Shanghai Jiaotong University，Shanghai 200240，China；2Pudong New District Fisheries Technology Extension Station，Shanghai 201202，China；3Pudong New District Agro-Technology Extension Center，Shanghai 201201，China；4Pudong New District Agricultural Committee，Shanghai 201206，China）

Abstract：In the process of the reclamation of the shoal saline-alkali land in Pudong，soil comprehensive improvement technology，including desalinization via building ditches，moderate ploughing by agricultural machinery，water rinse and drain alkaline，land ploughing and land leveling，fertility betterment by green manure manuring，rice straw returning，applying organic fertilizer and desalination of shoal soil，were used to reduce the soil salinity and pH value，increase soil nutrients in plough layer，and the purpose of planting rice and increasing rice yield every year was achieved.After four-year of improvement，the shoal turned into alkaline soil with low content of organic matter，N，P and high content of K.The cultivation ought to employ paddy-upland rotation and apply more organic fertilizer，N and P to the soil.

Key words：Shoal；Soil improvement technology；Application effect；Total salt content of soil；pH；Nutrient；Rice yield

中圖分類號：S156

文獻標識碼：A

文章編號：1000-3924（2016）03-110-05

DOI：10.15955/j.issn1000-3924.2016.03.22

收稿日期：2015-05-03

基金項目：上海市科委重大科技攻關項目（09DZ1900104）

作者簡介：徐霞倩（1988—），女，大學本科，工程師，主要從事農業(yè)生物技術、灘涂土壤等方面研究。E-mail：xuxiaqian880711@126.com