成果快讯 | 土壤改良技术助力张北地区盐碱地农作物增产增收

2022.09.08   

　　 《中国地质调查成果快讯》近日公布了土壤改良技术助力河北张北地区盐碱地农作物增产增收的主要成果。

　　张家口市张北县位于河北省西北部，是北京的水源涵养功能区和生态屏障区。项目组依托“北京及周边地区综合地质调查”项目，通过在河北张北地区开展生态地质调查，查明张北盐碱地形成的物质来源、动力条件等地质主控因素，揭示“重茬”等制约张北盐碱地农业开发利用问题的发生机理。研发生物质-天然矿物复合材料，结合“根系微地球化学障”技术成功在张北盐碱地改良中推广应用，建立盐碱地改良修复技术示范田1100余亩，有效治理盐碱地“重茬”问题，实现藜麦和甜菜亩均增收超千元。

　　一是查明张北地区成土母岩特征，水文地质与气候条件是盐碱地形成的地质主控因素。成土母岩为盐碱地形成提供了充足的物源基础；气候条件是盐碱地形成的主要驱动；水文地质条件是地表盐碱元素富集的重要推手。

　　二是揭示土壤盐分含量过高、理化条件较差、微生物多样性与活性降低是盐碱地作物生长受限的主要原因。盐碱地高盐分干扰作物对土壤养分的吸收。区内表层土壤平均含盐量约千分之四，pH约为8，高盐分导致土壤中溶液的渗透压高于植物细胞液的渗透压，引起根毛细胞脱水，出现枯萎或“烧苗”现象，同时干扰作物对养分的吸收，造成作物营养紊乱。表层土壤结构疏松，保水保肥能力差。区内砂、粉砂及粘土含量分别为59.23%、17.17%和23.66%，土壤平均有机质含量仅为2.19%，水稳性团聚体数量少，有效水含量低，土壤机械稳定性与粘结性差，难以保障植物水肥供给。土壤微生物活性与多样性降低，根系微环境结构失衡。受高盐、高碱条件的抑制，土壤中固氮菌、硝化菌减少，氨化作用和硝化作用微弱，氮、磷等养分元素缺失，在连年耕作同种作物时，特定养分元素含量、有益细菌群落与有益真菌数量进一步降低，进而引发作物生长缓慢、病虫害加重、产量急剧下降等“重茬”现象。

　　三是运用“根系微地球化学障”技术理念，创新天然矿物和生物质炭复合盐碱地改良材料。项目组运用2018年自主研发的在重金属污染稻田改善土壤微环境取得显著效果的“根系微地球化学障”技术理念，针对张北盐碱地高盐、高碱、有机质与养分含量较低、质地疏松等问题，研发具有高有机质含量、高比表面积等特征的生物炭-天然矿物复合材料，在播种时期随种子和种肥施入作物根系土壤，通过构建“微型屏障”有效降低土壤pH、提升土壤肥力、限制盐分在土壤-作物系统中的迁移转化、为微生物扩展生存空间，实现盐碱地“重茬”问题低成本、高效治理。　　（朱晓华）

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