第1章盐碱土的理论基础
盐碱土是土壤含盐、碱、硝等有害盐类的低产土壤的统称，主要有盐碱土、盐渍土、盐碱地、盐渍化土壤，实际上它概括了土壤发生学分类中的盐土及盐化土壤、碱土及碱化土壤各种土类。
1.1盐碱土的性质
1.1.1盐土的一般性质
盐土剖面形态的基本特点是没有明显的发育层次（图1-1），颜色由灰色至棕色，并且无腐殖质层（草甸土除外），多为光板地。
盐结皮层呈盐霜、硬壳、结皮状，其厚度由几厘米到十几厘米；多由氯化钠和硫酸钠组成，有时还有脱水石膏，呈现白色，故有白碱土之称。盐分含量变幅很大，从千分之几十到千分之四五百。
盐结皮层之下是疏松层，为盐和土的混合层。由于盐析作用使胶粒凝聚成粒状，状似疏松。析盐初期透水良好，但随盐析作用而消失，胶粒分散而填塞孔隙，土壤透水性大为下降。
盐晶积聚层，也是胶粒沉积层，本层质地黏重，盐溶液浓缩成结晶析出，成为“碱猴子”，有时可见盐盘。
盐化潴育层或潜育层，盐土的潜水埋深一般较浅，水位随蒸发而变动。地下水间歇升降则为潴育层，地下水经常渗溃则为潜育层。
盐分剖面具有明显的表聚特点，一般表层重、下层轻（图1-2、图1-3）。以中性盐为主的盐土的pH多在7.5～8.5；结持性弱，分散性小，凝聚性大，胶体的碱化度低，物理性质尚好，特别是由其他土壤演化而来的盐土，如次生盐渍化土壤，往往保留着原土类的一部分特征，改良起来比较容易（图1-4）。对于苏打盐土，同时兼有盐土和碱土的某些特性，虽含盐量不甚高，但因含苏打，碱性强，pH可达9～10，碱（也称钠化率）可高达70%～80%，分散性强，湿时膨胀，干时收缩，物理性质极差，改良难度较大。
1.1.2碱土的一般性质
碱土的盐分剖面特点与盐土相反，表层盐分含量少而下层含量高，具有明显的底聚特点，一般全盐含量在3‰～13‰。地下水位低，矿化度小，土壤和地下水中的盐分组成以苏打（Na2CO3和NaHCO3）为主，下层为混合盐类，矿化度高，代换性钙镁较少，而代换性钠在20%以上，并且含有多量苏打，呈强碱性反应，黏粒和腐殖质明显下移。由于淋溶而发生硅铝碳酸物的分解，致使二氧化硅和铁锰铝等分离，产生明显的移动和淀积，碱土的代换总量为200～300mg/kg，碱土的淀积层物理性质不良，干缩产生裂缝，湿时膨胀堵塞孔隙，土质黏重、坚硬、不透水。碱土的肥力低，但视生草层或淋溶层的厚度而异，深位柱状草甸碱土好于中位、浅位和结皮柱状草甸碱土。改良措施中除水利和农业等综合措施外，配合化学改良效果较好。
1.2盐碱土的分类
1.2.1盐土的分类
1.根据盐渍化程度划分
根据盐渍化程度划分，即按土壤含盐量的多少划分出不同程度的盐化土壤。我国的盐渍化分为非盐渍化、轻度盐渍化、中度盐渍化、重度盐渍化、盐土5种类型，不同地区因土壤盐分组成和生物气候带存在差异，各类型土壤的含盐量标准有所不同。中国土壤学会盐渍土专业委员会在1987年全国盐渍土分类分级学术研讨会上，认为应采用中国科学院南京土壤研究所提出的盐渍土分类原则和依据[1]，除潮滩盐土分类存在争议外，我国的盐土大体上可归纳为两种含盐量系列（表1-1）[2]。
国外一般采用饱和泥浆浸提液的电导率来表示土壤盐渍化程度，但因饱和泥浆的制备经验性很强，在国内应用普及条件还不成熟，目前通用的土壤溶液电导率应用指标至今尚未确定[3]。美国用水饱和的土浆浸出液的电导率来估计土壤全盐量，其结果较接近田间情况，并已有明确的应用指标供参考（表1-2）。
2.根据盐渍土形态特征划分
结皮盐土：俗称盐碱地、卤碱、黑卤碱、土盐。地表有白色盐结皮，盐分类型以氯化物为主，也含有硫酸盐，在浅层地下咸水或微咸水且地下水位较高条件下发育而成，滨海和内陆常见这类土壤。
蓬松盐土：俗称扑腾碱、面儿碱、毛毛碱、白卤土、硝碱、白不咸、土硝。在薄薄的盐结皮下，有一层陷鞋帮或鞋底的蓬松层，其中充满细粒的芒硝结晶。盐分类型以硫酸盐为主。
潮湿盐土：俗称卤碱、潮碱、黑油碱、黑卤碱、万年湿、油腻碱。表面常呈潮湿状态，是由氯化钙和氯化镁等盐类存在而具有很强的吸湿性造成的。
苏打盐土：俗称马尿碱、泡碱、臭碱、土碱。主要分布在大型洼地的边缘稍高的倾斜地形上，地表有一层极薄的结皮，结皮鼓成泡状，多是光板地，盐分以苏打为主，碱性强。
草甸盐土：具有腐殖质层，有稀疏的耐盐植被，地表常有盐霜和盐结皮，下层显示出潜育化特征，底层常见有石灰结核、石膏和少量其他盐类。
3.根据盐分种类划分
按盐分组成中阴离子比值划分为：氯化物，氯化物—硫酸盐，硫酸盐—氯化物，硫酸盐；按阳离子比值划分为：钠质型，镁钠型，钙钠型，钙镁型（表1-3）。
1.按碱化程度划分
按碱化程度划分即按代换性钠离子占代换总量的百分数（即钠化率）来划分，可分为：非碱化土壤（＜5%）；弱碱化土壤（5%～10%）；碱化土壤（10%～15%）；强碱化土壤（15%～20%）；碱土（＞20%）。
2.按发生过程划分
按发生过程划分，即按碱土的成土条件和成土过程划分，可分为：草甸碱土、瓦碱土、草甸构造碱土、草原碱土等。
1）草甸碱土
草甸碱土一般都受一定的地下水的影响，故表层有轻微的季节性积盐与脱盐从而发生碱化，故又称盐化碱士。
2）瓦碱土
瓦碱土是华北农民群众的俗称，又称“缸瓦碱”“牛皮碱”，分布在黄淮海平原和汾渭河谷平原，多呈斑状插花分布于耕地中。其地下水埋深多在2m左右，矿化度1～2g／L。瓦碱土的形成主要是钠质盐渍土在积盐和脱盐频繁交替过程中，钠离子进入土壤吸收性复合体而使土壤碱化，以及低矿化地下水中重碳酸钠和碳酸钠在上升积累过程中使土壤碱化。瓦碱土一般含盐量不超过5g/kg，心土、底土含盐量小于1～2g/kg，以重碳酸钠和碳酸钠为主，碱化度为20%～40%，高的可达50%～70%，pH达9或9以上。
3）草甸构造碱土
草甸构造碱土当地又称“暗碱土”或“碱格子土”。多分布于松辽平原、内蒙古东部和北部、山西境内沿长城内外各盆地的低阶地上。与苏打盐土组成复区，插花分布于小地形较高处。草甸构造碱土的地下水埋深多为2～3m，矿化度约3g/L，多为苏打水，其淋溶层和碱化层含盐不超过5g/kg，以碳酸钠和重碳酸钠为主，碱化度为30%～70%，甚至更高，土壤pH都在9以上。草甸构造碱土，根据柱状碱化层在土层中出现的部位可以分成：结皮柱状草甸碱土（柱状层或碱化层距地表0~1cm），浅位柱状草甸碱土（柱状层或碱化层位于距地表3～7cm），中位柱状草甸碱土（柱状层或碱化层位于距地表10～16cm），深位柱状草甸碱土（柱状层或碱化层位于距地表16cm以下）。这四种草甸构造碱土的含盐量和积盐层深度也不相同。土壤含盐量为结皮柱状草甸碱土＞浅位柱状草甸碱土＞中位柱状草甸碱土＞深位柱状草甸碱土。积盐层深度则为结皮柱状草甸碱土＜浅位柱状草甸碱土＜中位柱状草甸碱土＜深位柱状草甸碱土。正是由于柱状碱化层、积盐层及土壤含盐量的高低差别，使这四种草甸构造碱土在利用价值及改良难易上有很大不同。其中，利用价值方面，相对来说是深位柱状草甸碱土＞中位柱状草甸碱土＞浅位柱状草甸碱土＞结皮柱状草甸碱土；改良的难易程度上，由难到易分别是结皮柱状草甸碱土＞浅位柱状草甸碱土＞中位柱状草甸碱土＞深位柱状草甸碱土。
4）草原碱土
草原碱土过去也称碱土，它主要分布在东北大兴安岭以西的蒙古高原，呈斑块状与黑钙土、栗钙土组成复区。地下水位深，在5～6m或以下。
5）龟裂碱土
龟裂碱土分布在漠境和半漠境地区，如新疆、甘肃、宁夏和内蒙古河套平原。其地表有极薄的黑褐色藻类结皮层，下为1～5cm的灰白色轻质淋溶层，下垫1～2cm厚的鳞片或层片状结构，较紧实，脆而易碎的过渡层；再下层为黏重、紧实、呈短柱状的碱化层；碱化层下为盐化层及母质层。土壤的碱化度高，为20%～60%，个别可达70%～90%。pH则达10。
6）荒漠碱土或镁质碱土
荒漠碱土或镁质碱土主要分布在河西走廊等地。这里的地下水位高，达1～2m，矿化度小于1g/L。表土15～30cm以下出现30cm厚的块状或核状结构且坚实的白土层，底土则常有锈斑和石灰结核。它应属草甸碱土，但其特点是表土、亚表土中含大量交换性镁，达6～7cmol/kg，毒性大，因而单列为亚类。镁质碱土碱化度高达70%～90%，含盐量亦较高，可达2～20g/kg，所以也称之为镁质盐土。其成因多与母质含镁矿物风化有关。
1.3盐碱土的不良特征
盐碱土的土壤物理性状不良，其特征表现为“瘦、板、生、冷”。“瘦”即土壤肥力低，营养元素缺乏；“板”即土壤板结，容重高，透性差；“生”即土壤生物性差，微生物数量少、活性低；“冷”即地温偏低。
1）瘦
“瘦”是盐碱土的不良肥力特征，即有机质含量低，有效氮、磷养分奇缺[4]。有机质是构成土壤有机矿质复合体的核心物质，也是土壤养分的储藏库，因此，土壤有机质数量反映出土壤的肥力水平。根据在山东陵县调查，盐碱土的有机质含量大部分在10g/kg以下，一般在6g/kg左右。土壤全氮含量与有机质含量有相关性，随有机质含量的高低而变化，盐碱土的全氮含量一般在0.5～0.6g/kg，甚至更低。盐碱土的全磷含量比较丰富，由于盐碱土富含钙质，磷素易被钙质固定，因此土壤速效磷含量很低，多数在10mg/kg以下。盐碱土土壤有机质含量低，速效磷短缺，氮磷比例失调，是盐碱土改良急需解决的问题。
2）板
“板”是盐碱土的不良结构特征。盐碱土土壤容重一般在1.35～1.50g/cm3，总孔隙度均在45%～50%，甚至更低。土壤含盐量越大，尤其是钠离子含量越高，土壤透水、透气性越差。根据在山东禹城的测定结果，盐化土稳定渗吸速度为0.1～0.2mm/min，碱化土稳定渗吸速度小于0.1mm/min，水、气条件不良，会对作物根系伸展、植株生长带来严重影响。盐碱土的结构性差，毛管作用强，在旱季土壤蒸发量大，高于沃土50%以上，地下水的不断补给，使土壤上层大量积盐。而在灌后或雨季，土壤容易滞水饱和，不易疏干，常发生“渍涝”。这种毛管滞水现象，严重影响土壤和作物根系的呼吸。对于这种毛管滞水，一般排水沟对其土壤的疏干作用较小，应采取培肥土壤、秸秆还田、种植翻压绿肥等改善土壤结构的措施来加以解决。
3）生
“生”是盐碱土的不良生物特征。盐碱土对土壤微生物的影响主要有两个方面，一是土壤中的盐类物质对微生物产生抑制和毒害作用；二是盐碱土的土壤有机质含量一般较低，植物生长受到抑制，有机物质归还量也少，致使微生物的能源物质贫乏，造成土壤微生物数量少、活性低。据研究，含盐量多少与盐类成分对微生物的种类和数量影响很大[5]：当NaCl和Na2SO4含量大于2g/kg时，氨化作用显著降低；当NaCl浓度大于5g/kg、Na2SO4浓度大于12g/kg时，固氮作用受抑制；当NaCl浓度大于10g/kg时，氨化作用几乎停止。不同浓度的不同盐类对细菌有明显毒性，在致毒范围内，毒性与渗透压有密切的关系，渗透压为6bar时，所有盐类都降低硝化作用50%以上；在156bar时，氨化作用降低一半。微生物的原生质因盐类而引起物理上和化学上的改变，原生质活动不正常，也可改变原生质的胶体性质。
4）冷
“冷”是盐碱土的不良热量特征。盐碱土由于含有过高的盐分，使土壤吸湿性较强，造成地温偏低，春季地温上升缓慢。据测定，春季3月初至5月中旬，播种层5cm处地温，盐碱土比非盐碱土一般偏低1℃左右，多者可相差2℃，其稳定在12℃以上的日期，要比非盐碱地滞后10天左右，而秋后播种冬小麦的出苗时间晚3～7天。针对盐碱土的这种不良热量特征，一般春播要稍晚一些，而夏播和秋播要力争早播。同时，偏低的地温也不利于土壤微生物的活动和土壤养分转化，影响作物的生长发育。
盐碱土的“瘦、板、生、冷”，是指地瘦、结构不良、土壤紧实板结、通透性差，“板、生、冷”是“标”，“瘦”和“盐”是“本”，因此脱盐和培肥是改善盐碱土不良性状的根本。在土壤脱盐后进行培肥，培肥土壤的主要任务是增加土壤有机质，其实质是增加土壤营养物质的储备。
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