据统计，国内外尚存大面积治理和开发利用难度最大的盐碱地，包括我国约有5亿多亩的各类盐渍土盐碱地，以及其它很多国家现存大量类似盐碱地。存在原因主要由于：（1）利用传统方法可治理开发的盐碱地，因缺水无法开发利用；（2）地下水浅埋区相当一部分地区可利用水为咸水，而且地形地貌条件不利于排水，建设传统的排水系统难度大、投资费用极高；（3）相当一部分重度盐碱地质地粘重、土壤钠吸附比高，水分饱和后土壤颗粒膨胀，孔隙关闭，不透水、不透气，无法采用传统方法进行盐分淋洗。因此，高效节水灌溉、利用咸水/微咸水资源、不需要高强度土壤改良并尽量不修建大型灌排系统，成本低、速度快、效益高且维持区域水盐平衡和生态系统可持续的重度盐碱地农业与植被建设理论与方法，是需要破解的科学技术难题。
从2004年开始，康跃虎研究团队针对国际公认的最难治理和开发利用的代表性重度盐碱地，如我国西北地区质地粘重的盐土和银川平原的龟裂碱土（白僵土）盐碱地、东北地区松嫩平原的草甸碱土（苏打盐渍土）盐碱地、华北地区环渤海地区的粘质滨海盐渍土盐碱地，在中科院西部行动计划、国家科技支撑计划、宁夏农业综合开发、唐山市配套专项资金等项目的支持下，先后与宁夏农业综合开发项目办公室及青铜峡市和平罗县农业综合开发办公室、中国科学院大安碱地试验站、新疆克拉玛依农业综合开发区、天津农学院和大港区农委、唐山市林业局和曹妃甸区政府等单位和部门合作并得到他们的积极配合，分别在宁夏青铜峡金沙湾、宁夏平罗灵沙、宁夏平罗西大滩、吉林大安、新疆克拉玛依、天津大港港西街、曹妃甸生态城、曹妃甸工业区等8个试验基地，瞄准上述科学技术问题的解决，从土壤-植物-大气系统水分化学物质循环调控机制及作物的响应机制开始，开展了长期、系统、连续的田间试验研究，构建起了盐碱地农业与植被建设新理论新技术。
（1）针对土壤水分饱和时入渗系数变小甚至为零这一关键制约因素，创造性地提出了通过滴灌创造以毛管水运动为主的非饱和水分运动盐分淋洗理论，研究出了确定适宜灌水器流量的方法、滴灌水在土壤中的二次再分配方法、负压计的特殊埋设方法等关键方法。（2）发现控制灌水器正下方20cm深度处的土壤基质势的下限为-5kPa时，不但可以用很少的灌溉水就可以实现盐分的快速淋洗，而且能够在地下水埋深很浅的条件下抑制毛管水分向上运动，进而提出了实现盐分的快速淋洗、土壤环境（理化性质和微生物状况）快速改善、地下水埋深浅条件下抑制盐分上移和表聚的控制方法。（3）建立了可使这类盐碱地在2-3年内成为高产田的技术体系，包括：“滴灌＋垄作＋覆盖”、 “咸水滴灌+垄作+覆盖”、 “滴灌+土壤水分二次分配介质+垄作”等；创立了“短期（1-3年）滴灌水盐调控+施肥灌溉”重度苏打盐碱化草场“羊草直播”、 “羊草移栽”、 “土壤种子库天然碱茅种子诱导出苗”等快速恢复重建理论与方法；建立了以滴灌和微喷灌“四阶段”（强化盐分淋洗、正常盐分淋洗调控、适度非充分灌溉、雨养补充灌溉）滨海盐碱地水盐调控理论及原土造林绿化技术体系。（4）提出了地下水浅埋区和排水困难地区“植物排水”结合“人工水面内排水内排盐”以及“淋洗排出盐分资源化利用”的理论与方法。
重度盐碱地农业利用新理论新技术，不需要前期土壤改良，不需要大的排水系统，只要控制灌水器正下方20cm深度处的土壤基质势为-5kPa进行灌溉和水肥一体化施肥，第二年或第三年油葵、糯玉米、番茄、黄瓜、高粱等10多种作物生长良好，产量达到非盐渍土高产田的水平；在灌溉水矿化度7.5g/L的条件下，枸杞生长旺盛、产量高、口感好，所有指标均达到或超过特优等级。苏打盐碱化草场恢复重建理论与技术，不需土壤改良，通过滴灌水盐调控便可为羊草（原始群落建群种）萌发出苗和快速生长构建适生条件，破解了自然条件下直播种子不能萌发出苗的难题，直播羊草出苗率高、生长快、密度和盖度均迅速增加，只需滴灌水盐调控和施肥灌溉2年，第3年开始撤走灌溉系统顺其自然生长和更新演替，第4年盖度便可达80%，使得盐碱化草场短期内直接恢复到原始羊草群落成为现实。滨海盐碱地原土绿化理论和技术，包括淡水滴灌和微喷灌原土水盐调控植被构建与咸水滴灌原土水盐调控植被构建，实现了真正意义上的原土植被构建，其成本只有客土绿化的1/4~1/3，植物成活率达到90%以上，且生长旺盛、可持续，并且筛选出了50多种可满足不同绿化目标的乔木、灌木和草本植物。
该盐碱地农业与植被建设新理论新技术自成体系，发表论文50篇，其中SCI论文30篇；获得国家发明专利6项。国际著名灌溉排水与盐碱地专家、国际权威学报《Agricultural Water Management》主编J. D. Oster评价研究成果“remarkable”（非凡卓越）；2012年李文华院士和康绍忠院士担任正副组长的“中国科学院知识创新重要方向项目‘曹妃甸滨海盐碱地绿化技术研究与示范’拟推广技术现场考察与评价专家组”和2014年康绍忠院士担任组长的“‘滴灌精确施肥灌溉与重度盐碱地农业利用技术研究及应用’研究成果鉴定专家组”，认为研究成果达到国际领先水平。该研究成果在《中国科学报》和《科学时报》（《中国科学报》的前身）2次头版头条报道（2007年10月8日，2012年10月16日），得到国内外学者、国家和地方主管部门、生产应用部门的高度评价和认可。
（陆地水循环及地表过程重点实验室供稿）
附件:
- 滴灌土壤水盐调控与盐碱地农业和植被建设理论与实践.pdf
- 盐碱地农业与植被建设.pdf
- 科学时报-2007年10月8日头版头条报道-重度盐碱地开发利用开启新思路 (1).jpg
- 科学时报-2007年10月8日头版头条报道-重度盐碱地开发利用开启新思路 (2).jpg
- 中国科学报-2012年10月16日头版头条报道-滨海盐碱地的绿色之
- 中国科学报-2012年10月16日头版头条报道-滨海盐碱地的绿色之
|
相关新闻
