2024年4月1日發(作者：成長相冊)
※
資源環境
農業與技術
2021
,
Vo
厶
41
,
No.
08
99
吉林西部含氟鹽堿地改良研究現狀
林英姿劉莞青王高琪楊昊張代華
（吉林建筑大學
，吉林長春
130118
）
摘
要
：
土壤鹽堿化嚴重制約著我國農業的發展
，
一直以來都是世界各國要解決的環境問題。
采取一定的措施改
良鹽堿地
，
提高土地利用率及經濟效益
，
改善土地環境
，
對我國具有重要意義
。
本文分別從鹽堿地現狀、
改良技
術以及各灌區現狀
3
個方面闡述了吉林西部鹽堿地開發現狀
，
探討了吉林西部土壤氟化物高背景值在鹽堿地改良
時可能造成的環境影響
，
為后續合理利用鹽堿地
、
優化鹽堿地的改良措施和更好地控制灌區排水中的氟化物提供
參考
。
關鍵詞
：
土地利用；
鹽堿地
；改良措施
；氟化物
中圖分類號
：
S181
文獻標識碼
：
A
DOI
：
10.
19754/j.
nyyjs.
2
引言
土地是人類賴以生存的基本資源
，
也是農業發展
的重要基礎。
尤其對于一個擁有
14
億人口的大國
，
人均土地資源明顯低于世界的平均水平⑴
。
在面臨土
西部松原前郭縣內土壤表層的鹽漬化程度隨土壤深度
呈逐漸遞減的趨勢
。
2008
年以來
，
吉林省啟動了國家
戰略層面的
“
百億斤糧食增產工程
”
，
將原在前郭縣
內的前郭灌區以及乾安縣內的未開發鹽堿地規劃為松
原灌區。
隨著
“
百億斤糧食增產工程
”
的啟動
，
國內
的一些學者也相繼對松嫩平原地區鹽堿地開發做出一
系列相關性的研究工作
。
樊自立
［
4
］
提出
，
原有耕地鹽
壤質量退化
、
荒漠化
、
耕地減少的情況下
，
保護和合
理開發土地資源顯然是一項迫在眉睫的重要任務
。
據
相關統計分析
，
全世界鹽堿地的面積為
9.5438
億
hm
2
,
其中我國為
9913
萬
hm
2
。
因而
,
改善鹽堿地土
壤質量
，
對人類生存及可持續發展至關重要
。
開發利
用鹽堿土
，
不僅是我國
21
世紀必須高度重視的生態
環境問題
，
也是解決
21
世紀我國
14
億人口糧食問題
的一條重要途徑
，
更是我國實施可持續發展戰略的必
由之路
。
1
吉林西部鹽堿地改良技術及現狀
漬化在減輕
，
新開發耕地鹽漬化在發展
，
大部分耕地
都處于脫鹽不穩定反復型狀態
。
而才源
［5
］
等指出在
1959
—
2014
年期間
，
吉林省西部鹽堿地實質上增加了
近
30
萬
hm
2
。
1.1
吉林西部鹽堿地現狀
東北地區是我國土壤鹽堿化最嚴重的地區之一
，
目前松嫩平原西部的鹽堿地面積約為
500
萬
hm
2
,
其
中吉林省占比達到
21.30%
［
2
］
。吉林省的鹽漬土主要
分布在本省的西部地區
，
主要涉及到
4
市
（
長春市
、
圖
1
吉林西部大面積鹽堿荒地
四平市
、
松原市與白山市
）
8
縣
（
鎮赍縣
、
洮安縣
、
大安縣
、
通榆縣
、
乾安縣
、
前郭縣
、
扶余縣
、
農安
縣
、
懷德縣與梨樹縣
）
。
吉林省西部地區鹽漬土主要
吉林省西部鹽堿地變化主要分為
3
個階段
。
第
1
階段從
1950
年起
，
由于環境和人為的因素
，
松嫩平
屬于蘇打鹽堿土類型
，
見圖
1
。
土壤內主要含有較多
量的
Na
*
、
HCO
3
-
,
HCO
3
-
極易與
H
+
結合形成易揮發
原的部分天然草地逐年退化
，
原有的輕度鹽漬化地區
轉變為中度鹽漬化地區
，
土壤類型逐步演變成草地鹽
堿地
；
第
2
階段從
1980
年起
,
由于人口日漸增加糧
的
CO
2
氣體
，
土壤中剩余的
0H
-
與大量的
Na
+
結合形
成堿性化合物
，
該區域土壤大多
pH
較高
，
不利于大
多數植物的生長
。
于明榮
［
3
］
等在研究中得出
，
在吉林
收稿日期
：
2021-03-25
食需求不斷增長
，
大量的荒地被開墾為耕地
，
其主要
集中在松原市前郭縣內
。人為的開墾致使周邊土地受
作者簡介
：
林英姿
（
1968-
）
,
女
，
博士
，
三級教授
，
院長
。
研究方向
：
飲用水處理與資源化
，
污泥處置與資源化
100
2021
,
Vol.
41
,
No.
08
農業與技術
2
吉林西部各灌區開發現狀
※
資源環境
到嚴重的破壞
，
加速了環境的惡化
，
出現了大面積鹽
堿地
；
第
3
階段從
2000
年起
，
國家開始對吉林西部
地區規劃管理
，
投入了大量的人力物力
，
草地鹽堿地
初步有規模地被開發為水田
。
1.2
吉林西部鹽堿地改良措施
吉林西部地區現分別有松原
、
大安
、
前郭
3
大灌
區
。
松原灌區是吉林省在建的大型灌區，
是國家增產
千億斤商品糧工程及吉林省增產百億斤商品糧的重點
工程
。
松原灌區設計灌溉面積為
19
萬
hm2
,
其中水田
99073.
33hm
2
,
早田
70893.
33hm
2
,
天然草場
20033.
33hm
2
,
給水渠及排水渠等骨干工程于
2015
年開工建設
。
松
我國早在
20
世紀中期
，
便開始了對鹽堿地的改
良研究
，
經過數十年間對鹽堿地不斷考察和勘測
，
形
成了
3
種不同的鹽堿地改良措施
，
包括生物措施
、
化
學措施和物理措施
。
生物措施改良鹽堿地是指通過種
植耐鹽植物以及培養耐鹽固氮菌等手段來降低土地鹽
原灌區由前郭灌片和乾安灌片組成
，
歷史上已建成的
前郭灌區也包括在松原灌區前郭灌片內。
前郭灌片位
堿化程度
，
從而改善農作物生長條件的有效措施
［
6
］
；
化學措施改良鹽堿地是指運用化學反應中的酸堿中和
反應達到改良土壤
pH
值的效果
，
使耕地能在耕作時
更好地脫堿
［
7
］；
物理措施改良鹽堿地是指運用水旱輪
作的耕種方式將土壤中的鹽分在稻田時期通過一系列
淋洗排出
。
這種農業改良措施可以減少土壤的流失
、
防止土壤返鹽
、
降低農田鹽堿化程度，
使土壤中的各
形態鹽分重新配置
，
使土壤表層含鹽量降低
，
保證作
物出苗生長
，
從而合理利用鹽堿化土地
［
8
］
o
近幾年
,
化學和物理相結合的措施逐漸成型
，
由于除氟技術的
不斷發展
，
通過化學手段改性后的沸石材料也逐漸被
應用到鹽堿地改良中
［
9
，
10
］
。
吉林西部地區的土壤類型為蘇打鹽堿化土壤且土
壤肥力較好
，
在充足的水源和良好的排水條件下
，
種
植水稻是治理吉林西部鹽堿地
、
爭取農業增產的最有
效措施
。
在種植水稻的過程中
，
土壤中可溶性鹽隨著
換水滲水
，
排出田外
，
或滲到土壤底層
，
因而脫鹽堿
的效果明顯
［
11
，
12
］
。
根據周和平
［
13
］
等學者的研究指出
，
鹽堿化水稻土春季采用大水泡田一快灌一快排的方
法
，
如圖
2,
稻田池中保持水層
5cm
左右
,
使土壤中
鹽分能充分溶解于水中
，
泡田一般
2
?
3d,
使水中泥
漿沉淀后
，
采取大池口快速排水方法
，
將泡田水全部
徹底排出
。
對于一般輕鹽堿化水稻土泡田期可洗鹽
1
?
2
次
，
每次都要大水深灌
,
泡田
1
?
3d,
使泡田水沉
漬后迅速徹底排出這種方法既可大量洗鹽
，
又可防止
水肥流失
，
被帶出稻田
。
插秧后
，
為了提高土壤溫
度
，
增強農田氧化
、
促進土壤熟化
，
一般白天灌水,
夜間排水涼田
，
以防返鹽
，
春季降雨后應排干換水
。
圖
2
吉林西部某稻田春季泡田期
于吉林省西部松嫩平原
，
松原市前郭縣松花江
（
三岔
河口以上
）
左岸
，
是以松花江為灌溉水源
，
利用哈達
山
、
錫伯屯
、
七門吐等泵站提水灌溉的大型灌區
。
大
安灌區設計灌溉面積
56573.
33hm
2
，
計劃分為
2
期實
施
，
1
期計劃發展水田灌溉面積
21006.
67hm
2
,
目前
大安灌區期骨干及田間工程均已完工
，
見圖
3o
圖
3
吉林西部大安灌區某稻田給水渠
研究表明
，
前郭灌區現有水田
8120hm
2
,
其中鹽堿
化水稻土
3386.
67hm
2
,
占灌區總水田面積的
41.7%
。
肖長來
、
梁秀娟
［
14］
在對前郭灌區的研究表明
，
灌溉
排水條件的好壞可以直接影響土壤脫鹽的好壞程度
,
從而決定土地的經濟效益好壞
。
2008
年以來
，
各灌區
工程逐步實施
,
前郭灌區預計續建水田
3
萬
hm
2
,
大
安灌區將新建水田
5.6
萬
hm
2
［
15
］
o
灌溉高標準農田的
面積近年持續增長
，
在不斷加大灌區供排水強度
，
增
強經濟效益的同時
，
各灌區的排水多以地表徑流、地
下潛水方式進入湖泊河流之中
，
其對環境造成的影響
仍有待深入研究
。
3
吉林西部改良含氟鹽堿地對環境的影響
3.
1
吉林西部高氟地區成因
由于氟離子較為活潑的化學性質
，
氟化物較為廣
泛地存在于自然界
，
其中最受關注的便是氟化物的污
染來源以及氟化物的水一土遷移轉化
。
根據謝正苗
、
吳衛紅
［
16
］
等學者的研究指出
，
在鋼鐵和制鋁等工業
的過程中會排出含氟的
“
三廢
”
。
此外
，
由于自然環
境所帶來的火山爆發以及沙漠地區也會有局部性的高
氟區
。
※
資源環境
農業與技術
2021
,
VW.41
,
No.
08
101
吉林省西部地區在地質歷史上曾經火山活動頻
值及其輸出量鮮有報道
。
并且由于土壤種類不同
，
氟
的遷移轉化規律也存在著較大的差別
。
因此
，
調查
3
繁
，
火山噴發時產生的氣體和火山灰富含
HF
、
CaF
：
、
MgF
2
等含氟化合物
，
這些物質經沉降
、
風化
、
分解
大灌區氟化物賦存形態及本底值
，
模擬鹽堿荒地開發
后
，
將氟釋放出來進入土壤
，
致使該地區土壤本底值
氟含量較高
。
目前國際上比較公認的氟的富集與堿性
HCO
3
-
型水有關
，
其含量隨著
Na
2
CO
3
和
NaHCO
3
含量
為水田時氟化物的輸移規律
，
探討農田耕作對氟化物
賦存形態的影響
，
可為控制區域性氟骨病及降低稻田
排水中的氟化物輸出量提供科學依據和技術支撐
。
參考文獻
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張建鋒
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J
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水土
的增加而增加
[17]
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氟元素又是親石元素
，
在鹽堿地
不斷鹽化和堿化的侵蝕下
，
巖石中的
“
硅化氟化物
”
極易形成結構簡單的含氟化合物
，
在土壤的毛細作用
下向地表聚集
。
另外
，
蘇打鹽堿土自身堿性較強
，
吸
保持研究
，
2005
(
06
)
:
28-30
,
107.
附態的氟極易被
OH
-
置換下來而形成水溶態
，
導致地
表水溶態氟含量較其它區域土壤高
。
3.2
氟的危害
氟是動物和人體的必需微量元素之一
，
適量的氟
能夠促進機體多項生理功能的發揮
，
參與機體的代謝
過程
，
促進哺乳動物的生長發育和繁殖
，
促進骨礦質
晶體生長
、
刺激成骨細胞形成
，
從而使骨量增加、
骨
密度提高
。
生活中
，
氟較為普遍和廣泛的用來預防齲
齒
，
保護牙齒健康
。
但是氟一旦過量并累積在機體
中
，
就會引起氟中毒
，
主要的中毒特征是損害骨骼和
牙齒
，
引起氟斑牙和氟骨病
。
另外
，
還會抑制細胞內
酶的活性
，
降低
DNA
和蛋白質的合成
，
破壞鈣磷代
謝平衡
[18
'
19]
O
我國食品衛生標準規定了部分食品中氟
的最高允許量
，
其中大米
、
面粉
W1.0mg
?
kg
-1
,
其它
食物
W1.5mg
?
kgT,
我國衛生部規定
，
每人每天通
過各種途徑攝入氟的總量以
3.
5mg
為宜
。
3.3
含氟鹽堿地改良為稻田對環境的影響
土壤中的氟化物是大多數飲用水和食物中氟化物
的主要來源
，
可見土壤是氟環境化學體系的樞紐
，
而
稻田灌溉排水對土壤氟化物在環境中的分布和運移有
著直接影響
。
研究發現
，
吉林省西部鹽堿土中表層土
全氟平均值為
266.
17mg
-
kg
-1
，
低于全國土壤中氟的
背景值
，
但是水溶態氟的平均含量為
13.
73mg
?
kg
-1,
遠遠高于我國土壤環境質量標準
(CB15618-2008)
規定的
5mg
?
kg
-1
。
這也說明吉林西部含氟鹽堿地中
氟的總量不高
，
但其可遷移性強
。
在鹽堿地改良為稻
田時
，
由于不斷對土壤進行浸泡和打漿
，
土壤中的氟
離子勢必會隨著稻田的排水而遷移
。
目前
，
大安灌區
和乾安灌區還在逐步開發
，
分別引二松
、
嫩江水灌
溉
，
經土壤改良和洗鹽
，
蘇打鹽堿土中大量的氟會隨
農田排水進入水體
。
因此
，
對灌區開發時氟化物輸出
量以及衡量其對環境的影響研究
，
對于后續吉林西部
鹽堿地改良具有重要意義。
4
結語
目前關于吉林西部
3
大灌區土壤耕層中氟的本底
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責任編輯常陽陽
)
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