土地盐碱化与水土流失、大气污染一样,成为日益严重的环境问题之一。土壤盐碱化不仅破坏土地资源,阻碍农业发展,还危及着人类健康。因此改善修复盐渍化土壤迫在眉睫。
盐渍化土壤污染趋重 耐盐植物修复技术或为良方
由于全球气候变化和人口压力的增大,全球近4500万公顷土壤受到侵害,中国也是盐渍土分布广泛的国家,据编制中国盐渍土分布图时的粗略计算,中国的盐渍土面积约为可耕地面积的10%,土壤盐渍化非常严重。
促使土壤盐渍化的原因究竟是什么?
中国人口数量众多,要供养数十亿人的粮食要承受巨大的耕地压力。土壤长期重用轻养,耕作方式粗放,造成耕地质量退化严重,目前我国耕地退化面积占耕地总面积的40%以上,中低产田占耕地总面积的70%以上,耕地土壤肥力一般,有机质含量偏低,养分失衡加剧;如今,盐渍化土壤面积约为5亿亩,占总耕地面积的25%,障碍农田比例进一步提高;耕地污染导致土壤理化性状变差,降低了耕地生态功能和生产能力,严重威胁了农产品质量和农业生态环境安全,耕地土壤污染问题已趋严重。
土壤盐渍化的危害
盐碱土易滞水,不易疏干,土地升温慢。较低的地温使得土壤中酶的活性受到抑制,有机质转化和微生物代谢活动减弱,导致土壤肥力差、养分利用率降低、紧实易板结、结构透气性差,不利于植物生长。盐碱土壤孔隙小,矿物质含量低,化学和物理性状都较差。其次,土壤中过量的盐离子可对植物造成直接的毒害作用,使其形态结构发生改变。在盐碱土中,大量的可溶性盐使得溶液的渗透压升高,植物发生生理干旱,阻碍生长发育。在旱季,地表蒸发使得土壤溶液不断减少,迫使盐离子在植株内累积,发生离子拮抗,破坏其正常生理代谢,导致植株畸形或死亡。
盐渍化土壤污染,生态系统脆弱,修复难度大,利用盐生(耐盐)植物来进行治理是一条有效途径。
耐盐作物可以迅速提高污染农田植被覆盖度,减少土壤水分蒸发,防止土壤返盐,降低土壤表层含盐量。同时,由于它们本身可以从土壤中吸收大量的盐分,所以通过种植耐盐植物可逐渐地帮助土壤脱盐。
另外,这些耐盐作物,具有抗逆能力强,极少病虫害等特点,是不需用农药的无公害绿色蔬菜。引种耐盐作物可迅速恢复这些盐渍化土壤的农业生产,同时,可以增加农民的收入,形成一定的经济效益。
引入盐生植物是加快污染土壤修复进程的重要途径,但不同植物对污染物的耐性不同,修复效应差别很大,且土壤条件、组分等因素都会影响植物修复效果。因此,利用盐生耐勘植物修复盐渍化土壤,一要筛选耐盐、高效的修复植物,二要研究修复植物利用策略和途径,以充分发挥其修复潜能。
—般认为,耐盐修复植物应具备的条件有:污染物耐受能力强,生物量较高;根系发达,可以穿透较深的土层,耐受低氧环境。
种植耐盐植物。即使一般作物,在盐渍胁迫下,也有求生存的本领。表现不同农作物,有不同的抗盐能力。盐生植物的抗盐机理有∶泌盐作用,稀盐作用,聚盐作用,拒盐作用及中生作用。
生物防治有以下作用:
一是引种盐地先锋植物,可以应用生物排盐。已筛选出的一批盐地先锋植物,如柽柳、花花柴等,它们对硫酸盐、氯化物等盐类都有较强的忍耐力,植物体还具有泌盐腺、泌盐孔的结构,每年可从土壤中带走100~150公斤/亩的粗盐。
二是可以增加绿色覆盖,防止盐分表聚。内陆盐渍的特点之一是在强大蒸发作用下,土壤盐分通过毛细管作用聚于地表。采用时空两个层面增加植物覆盖,可以大大减少地面蒸发,减少盐分表聚。如用红豆草、毛苕子覆盖,盖度达90%%时,耕作层土壤全盐降低70%,盐分由原0.83%降到0.15%。
三是可以培肥地力,达到可持续发展的目的。种植豆科耐盐植物后,土壤有机质增加0.5%,土壤容重降低,团粒结构改善,进而种植其它作物。
20世纪30年代以来,地中海、南美洲、北美洲、墨西哥、巴林岛、阿拉伯地区、澳大利亚、以色列等国家和地区都加快了对本地盐生植物资源的调研和研究,发现了1560余种盐生植物,隶属117科、550余属。研究表明,耐盐植物可有效修复盐渍化土壤,不仅如此,还可以促进生态平衡发展。