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文档简介

盐碱地改良技术规范

(征求意见稿)

编制说明

国家地质实验测试中心

清华苏州环境创新研究院

自然资源部国土整治中心

中国科学院南京土壤研究所

中国地质科学院

北京东方园林环境股份有限公司

江苏沿海地区农业科学研究所

浙江农资集团科技有限公司

2023年12月

一、工作简况

(一)任务来源

盐碱土是对盐土以及碱土的总称,是一种广泛分布于世界各地的

障碍性土壤。土壤盐碱化是世界旱作农区突出的生态环境问题。据统

计,盐碱土资源遍及世界100多个国家,总面积达10亿公顷。我国国

土“三调”结果显示,全国盐碱地共有1.15亿亩,主要分布在三大片

区:一是中西部干旱半干旱地区以硫酸盐—氯化物为主的盐碱地,分

布在新疆、青海、内蒙古、宁夏等地,占全国盐碱地的96.1%;二是

东北地区以碳酸盐为主的苏打盐碱地,分布在吉林、内蒙古、黑龙江

等地,占全国盐碱地的3.2%;三是东部沿海以氯化物为主的滨海盐碱

地,分布在山东、江苏、河北等地,不到全国盐碱地的1%。

2021年10月,习近平主席在黄河三角洲农业高新技术产业示范

区考察调研时强调,开展盐碱地综合利用对保障国家粮食安全、端牢

中国饭碗具有重要战略意义。要加强种质资源、耕地保护和利用等基

础性研究,转变育种观念,由治理盐碱地适应作物向选育耐盐碱植物

适应盐碱地转变,挖掘盐碱地开发利用潜力,努力在关键核心技术和

重要创新领域取得突破,将科研成果加快转化为现实生产力。2023年

5月,习近平主席在河北沧州考察了黄骅市旧城镇仙庄片区旱碱地麦

田,指出盐碱地综合利用是一个战略问题,必须摆上重要位置。我国

除了沿海地区,东北松嫩平原、内蒙古河套地区、新疆地区等,都有

大片盐碱地。要立足我国盐碱地多、开发潜力大的实际,发挥科技创

新的关键作用,加大盐碱地改造提升力度,加强适宜盐碱地作物品种

开发推广,有效拓展适宜作物播种面积,积极发展深加工,做好盐碱

地特色农业这篇大文章。2023年6月,习近平主席在内蒙古巴彦淖尔

考察时,对当地开展盐碱沙荒地改良改造和综合利用,推动科学灌

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溉,推广现代农业表示肯定。并指出示范园区要在推广现代农业方面

真正发挥作用,不断探索,形成可复制可推广的经验。

2023年7月召开的二十届中央财经委员会第二次会议指出,盐碱

地综合改造利用是耕地保护和改良的重要方面,要充分挖掘盐碱地开

发利用潜力,加强现有盐碱耕地改造提升,有效遏制耕地盐碱化趋

势,稳步拓展农业生产空间,提高农业综合生产能力。同时,国家发

布一系列相关政策,指出盐碱地综合利用是建设农业强国的重要内

容,是保障粮食安全和生态安全的重要举措。《2024年中央一号文

件》提出,分区分类开展盐碱耕地治理改良,集成推广耕地质量提升

措施。开展盐碱地等耕地后备资源综合利用试点,推进“以种适地”

同“以地适种”相结合。《中华人民共和国粮食安全保障法》(2024

年6月1日起实施)提出,推动盐碱地综合利用,制定相关规划和支

持政策,鼓励和引导社会资本投入,挖掘盐碱地开发利用潜力,分区

分类开展盐碱耕地治理改良,加快选育耐盐碱特色品种,推广改良盐

碱地有效做法,遏制耕地盐碱化趋势。因此,土壤盐碱化的防治与盐

碱土的开发利用已成为社会经济发展、推进可持续进程的重要研究内

容。

盐碱地治理与改良的根本目的是改善土壤理化特性,为作物提供

良好的生长发育环境,以实现作物的高产高效。经过长期努力,在盐

碱地改良利用的原理和技术方面已经取得许多成果。目前国内盐碱地

改良利用方法和技术归纳起来大致如下:物理改良:平整土地、深耕

晒垡、及时松土、抬高地形、微区改土。水利改良:灌排配套、蓄淡

压盐、灌水洗盐、地下排盐。化学改良:施用改良剂,如石膏、磷石

膏、过磷酸钙、腐殖酸、泥炭、醋渣等。生物改良:种植耐盐碱水

稻、种植耐盐植物田菁等,使用微生物菌肥等。而且近年来随着盐碱

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地改良利用技术研究的深入,新的单一或复合型的盐碱地改良技术也

在不断涌现。随着盐碱地改良利用技术的提高,总结盐碱地改良利用

的历史和现状,制定并形成一套科学合理、行之有效的综合性改良技

术规范,对于进一步做好盐碱地现状调查(可改良与否,明确利用目

的)与综合性改良利用工作将起促进作用。本次《盐碱地改良技术规

范》编制工作正是在此背景下展开的。

依托“北京及周边地区综合地质调查(DD20190655)”在张北地

区进行了生态地质调查,在2020年~2022年在张北地区进行了盐碱

地改良示范,收集整理了大量的盐碱地改良技术和调查方法。依托

“永川页岩气开采区生态地质调查与修复技术支撑(DD20221783)”

二级项目中课题“张北盐渍化区地质主控因素识别与生态修复技术支

撑”,国家地质实验测试中心向自然资源部提交了自然资源标准项目

建议书,2023年9月《盐碱地改良技术规范》标准计划列入了2023

年度自然资源标准制修订工作计划(计划号:202312009)。国家地质

实验测试中心负责本标准的起草,由全国自然资源与国土空间规划标

准化技术委员会(SAC/TC93)归口管理。

(二)标准起草单位和主要起草人

本文件起草单位:国家地质实验测试中心、清华苏州环境创新研

究院、自然资源部国土整治中心、中国科学院南京土壤研究所、中国

地质科学院、江苏沿海地区农业科学研究所、北京东方园林环境股份

有限公司、浙江农资集团科技有限公司。

文件主要起草人:张隆隆、韩建均、谭科艳、姚荣江、朱晓华、

邢锦城、刘旭、王博、卢红霞、黄园英、万正茂、王静、赵平、周

曼、王相平、金雯晖、赵凤莲、何苏南、陈振亚、孙倩、林小淳、熊

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(三)主要工作过程

编制单位按照编写工作阶段,进度计划安排如下:

(1)标准计划阶段:2019年1月~2021年12月,北京及周边地

区综合地质调查(DD20190655)项目在张北地区的生态地质调查与盐

碱地改良示范成果,为《盐碱地改良技术规范》行业标准编制奠定了

基础。

2020年12月项目组成员召开了研讨会,研讨了盐碱地改良综合

性标准的编制思路,随后在2021年1月组建了编制单位与参编单位,

包括国家地质实验测试中心、清华苏州环境创新研究院、自然资源部

国土整治中心、中国地质科学院、江苏沿海地区农业科学研究所、北

京东方园林环境股份有限公司单位。成立了编制小组:张隆隆、韩建

均、谭科艳、朱晓华、邢锦城、刘旭、王博。起草了编制大纲,并整

理汇总盐碱地案例。

2021年8月,增加了中国科学院南京土壤研究所、浙江农资集团

科技有限公司两家参编单位。编制小组增加了姚荣江、卢红霞,小组

一致同意姚荣江老师担任标准总体思路设计与把控负责人。

2021年12月前形成了标准初步草稿,并在小组内部讨论了3

次,制定了相关标准编制申请计划。

(2)正式编写、修改阶段:2022年2月~2024年2月。

2022年4月,“永川页岩气开采区生态地质调查与修复技术支撑

(DD20221783)”二级项目中设立课题“张北盐渍化区地质主控因素

识别与生态修复技术支撑”,专门用于标准的编制与张北试验田的维

护。

2022年6月,张隆隆、韩建均、谭科艳组织编制小组3次正式讨

论会,会议讨论了编制小组的工作分工,调整了标准编写大纲与案例

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编写大纲,并收集整理各个参编单位案例。

其中,张隆隆及单位负责1-6章节,韩建均、朱晓华、邢锦城、

刘旭及单位负责7-8章节,王博及单位负责9-11章节。张隆隆、姚荣

江、谭科艳、韩建均负责单位案例的整理,技术的效益及实操性分析

调研,整体修改7-8章节。

2022年6月~2023年6月,期间,由于疫情影响,小组举行线上

讨论会9次,举行线下讨论会3次(图1),并与张北县政府相关职

能机构、东方园林等企业就盐碱地综合利用研讨或签署战略合作协

议,重点就盐碱地的改良与示范进行产学研合作(图2、图3)。

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图1标准线上线下讨论会

图2主编单位与参编企业签订战略合作协议

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图3河北省省委书记考察中心在张北李森林村建设的盐碱地改

良示范基地(2023年5月27日)

2023年7月~2024年2月,内部征求了相关业内著名专家,并就

盐碱地可改良性与类型,盐碱地特有的改良技术汇总讨论、分析可行

性,并进行野外现场调研,特别针对盐碱地技术可落地,普适性进行

野外修复改良示范地调研(图4),最终修改形成正式完整草本文

件。

期间,项目组成员参加了相关学术讨论会2次,并做了盐碱地改

良示范相关的主题报告。

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图4项目组成员在野外示范基地调研

(3)讨论修改阶段:2024年2月~2024年9月,此阶段编制小

组组织各个参与编制单位进行了15次讨论会,并随时更新国家有关盐

碱地改良政策导向。

着重讨论了2023年3月颁布的《盐碱地改良通用技术第1部分:

铁尾砂改良》(GB/T42828.1-2023)、《盐碱地改良通用技术第2部

分:稻田池塘渔农改良》(GB/T42828.2-2023)、《盐碱地改良通用

技术第3部分:生物改良》(GB/T42828.3-2023)具体技术类国家标

准,分析了与在编的标准的异同性,并最终完成《盐碱地改良技术规

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范》的征求意见稿。

(4)征求意见稿阶段:2024年10月~2024年12月,编制单位

征求不少于20家单位专家意见,具体见拟征求单位意见名单。最终依

据征求意见稿审查意见和会议纪要,形成标准总校稿及其条文说明报

送。

(5)审查阶段:拟参加2024年12月~2025年2月期间,全国

自然资源与国土空间规划标准化技术委员会地质灾害防治分技术委员

会(TC93/SC2)在北京组织召开的标准审查会。届时与会委员将对内

容进行审查,提出具体修改意见和建议。会后,编制小组根据审查意

见进行逐条修改和完善,编制标准报批稿及有关附件。

(6)报批稿阶段:2025年2月,编制单位汇总修改意见,形成

报批稿及其条文说明。编制小组上报标准文本及相关材料,标委会再

次审核,并对标准文件及不同部分标准协调一致等方面提出相关修改

意见。

(四)标准主要起草人所做工作

标准起草组负责人张隆隆,副负责人韩建均、谭科艳负责组织、

主持项目研究、野外试验田实际工程调研及研讨;姚荣江作为标准起

草组首席专家,负责标准的主体思路设计及结构调整;主要研究人

员:张隆隆、韩建均、谭科艳、姚荣江、朱晓华、邢锦城、刘旭、卢

红霞、黄园英负责标准的起草和编制工作,参与调研及研讨;主要研

究人员:王博、万正茂、王静、赵平、周曼、王相平、金雯晖、赵凤

莲、何苏南、陈振亚,参与调研、案例编写及研讨;主要研究人员;

孙倩、林小淳、熊静,系统校核、征求意见汇总等工作。

二、标准编制原则和确定主要内容的论据

(一)标准编制的基本原则

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一是保证标准的科学性、适用性。结合我国盐碱地现状及行业技

术现状,综合分析传统盐碱地治理技术及现阶段盐碱地治理新技术、

新产品的运用情况,开展标准制定工作,确保标准的科学性和适用

性。

二是保持标准的先进性、可行性。积极吸纳近年来国内技术的最

新研究成果及工程验证过的成熟技术、经验、做法;了解并掌握国际

先进标准的动态,积极采用经验证符合我国国情的国际标准;广泛征

求主管部门、权威专家的意见,凝聚共识;制订的技术内容要充分考

虑工程实施的可行性和可操作性,并保持标准的先进性。

三是确保标准的兼容性、一致性。在本规范编制之前,国内及行

业内已制定并推广了盐碱地治理方面的规范、规程和标准文件。本规

范的编制应注重与之前标准规范间协调一致,能很好的兼容之前的规

范、规程和标准文件,处理好本规范与其他盐碱地治理方面规范、规

程及标准的关系。

(二)标准编制的目的任务

(1)规范盐碱地改良技术

我国盐碱地治理改良工作已经跨上新的台阶,研究和应用了包括

工程改良措施、农艺改良措施、化学改良措施以及生物措施等方式改

良盐碱地。我国盐碱地类型复杂、利用强度大,难以直接利用国外比

较成熟的治理理论和模式、技术及装备,必须结合实际应用场景,针

对性采用盐碱地治理技术。目前国内及行业内已制定的盐碱地治理方

面的规范、规程和标准等文件多为针对某一特定区域、特定治理技

术、特定用途、或特定阶段的盐碱地治理技术规范文件,在实践中具

有明显的局限性和时效性。

因此,编制《盐碱地改良技术规范》,旨在全面系统、科学合

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理、经济高效的开展盐碱地治理工作,从而实现盐碱地治理和环境保

护的双重保障,促进盐碱地可持续发展和科技进步。

(2)推动工程技术标准化、规模化应用

近年来,随着国家宏观政策的倾向支持,行业的大力推动,一些

生态材料、生态结构和生态技术陆续在实际工程中得到应用,但由于

技术单一、标准模糊等原因,这些新技术、新产品未在行业内实现广

泛推广和应用。《盐碱地改良技术规范》将依据实际要求,系统梳理

整合盐碱地技术,规范技术标准,加快新技术、新方法在全行业的推

广应用,提高技术的科学性和先进性。

《盐碱地改良技术规范》是针对现行标准规范的细化、优化,是

对行业规范中工程改良措施、农艺改良措施、化学改良措施以及生物

措施的技术升级,能够达到安全可靠、技术先进、经济合理的行业规

范要求;将进一步规范行业行为,保障盐碱地治理效果,提高安全可

靠性,带来显著的经济、社会和环境效益。

(三)确定主要内容的依据

目前国内外已形成多种类型、多种模式的盐碱地治理及改良利用

方法。但在盐碱地治理与改良实践中,仍存在两大问题需要解决,同

时亦是开展本规范编制工作的依据。

(1)现行技术措施良莠不齐

实践表明,不同的盐碱土改良措施效果有所不同,每种方法各有

优缺点。工程措施工程量大,投入高,加大了农业生产成本;农艺措

施存在返盐的潜在危险;生物措施技术发展迅速,耐盐基因的分离已

实现常规化,但是目前还未能实现规模化生产;高成本和潜在的环境

污染问题限制了高分子化合物的推广应用,同时大多土壤改良剂在施

用后需用大量水冲洗,在水资源缺乏的地区推广应用困难,且成本较

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高,效果不稳定。

综上所述,依靠单一的改良措施难以达到较好的改良目的,因此

合理地开发和利用盐碱土资源应采用综合治理的改良措施,将工程措

施、农艺措施、生物措施和化学措施有机结合起来,因地制宜,综合

治理,实现盐碱土资源的系统改良和高效利用。而在各种措施相结合

的过程中,亟需一套科学合理、简明扼要、行之有效的技术规范来指

导实践工作。

(2)行业缺乏全面统一的技术规范

迄今为止,国内盐碱地治理行业尚未制定和推广统一的盐碱地治

理技术规范。目前国内已制定了超60个与盐碱地相关的规范、规程、

标准等文件,主要有以下:

《盐碱地改良通用技术第1部分:铁尾砂改良》GB/T42828.1-

2023

《盐碱地改良通用技术第2部分:稻田池塘渔农改良》GB/T

42828.2-2023

《盐碱地改良通用技术第3部分:生物改良》GB/T42828.3-2023

《暗管改良盐碱地技术规程第1部分:土壤调查》TD/T1043.1-

2013

《暗管改良盐碱地技术规程第2部分:规划设计与施工》

TD/T1043.2-2013

《园林绿化工程盐碱地改良技术标准》CJJ/T283

《滨海盐碱地暗管排盐改良技术规程》DB32/T4517-2023

《盐碱地改良水盐动态监测与评价导则》DB15/T2675-2022

《河套灌区盐碱地暗管排水工程施工及管理技术规程》DB15/T

2859-2023

《盐碱地改良效果评估技术规程》DB15/T2676-2022

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《盐碱地改良水盐动态监测与评价导则》DB15/T2675-2022

《盐碱荒地快速改良技术规程》DB62/T4122-2020

《河套灌区有机肥施用与燕麦种植盐碱地改良技术规程》

DB15/T2400

《滨海区暗管排水排盐技术规程》DB13/T1692-2012

《滨海区盐碱地暗管改良土壤培肥技术规程》DB13/T5405

《河套灌区田菁改良盐碱地技术规程》DB15/T1995

《‘松柏’柽柳盐碱地造林技术规程》DB14/T2104

《生态绿化工程盐碱地改良技术规程》DB65/T4192

《河套地区暗管排水改良盐碱地技术规程》DB15/T1596

《碱茅改良盐碱地技术规程》DB22/T2615

《盐碱地造林技术规程》DB14/T1415、DB37/T2960、

DB65/T3001

《盐碱地园林绿化施工规范》DB13/T1487

《高标准农田建设标准》NY/T2148

《农田灌溉水质标准》GB5084

《节水灌溉工程技术规范》GB/T50363

以上规范、规程文件多为针对某一特定区域、或是针对某一特定

治理模式、或是针对某一特定用途、或针对某一特定阶段的盐碱地治

理技术规范文件。在盐碱地治理实践中具有明显的局限性和时效性。

因此,编制和推广一套适用于我国大部分盐碱地地域、包含多种治理

技术模式、可全阶段指导实践工作的盐碱地改良技术规范迫在眉睫。

(四)标准编制的技术路线

标准编制采取的主要技术路线如图5所示:

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图5标准编制技术路线图

三、试验验证的分析、综述报告,技术经济论证,预期

的经济效益、社会效益和生态效益

(一)试验验证分析

在标准编制期间,主编单位与各个参编单位总结梳理各自案例,

并整理国内外相关成功案例超过50个。重要示范列举如下:

(1)张北盐碱地改良示范

1)基本概况

张北县地处河北西北部,属于内蒙古高原南缘的坝上地区,温带

半干旱大陆性季风气候,年均降雨量不足400mm,而蒸发量却高达

2000毫米以上。由于受蒙古高气压控制和大气环流的影响,常年盛行

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西北风,年6级以上大风日数57-130天,最大风速38m/s。张北四季

分明,昼夜温差大,光照充足,无污染、无公害“绿色食品”生产基

地。农产品主要盛产甜菜、蔬菜、马铃薯、裸燕麦等,畜产品主要以

牛肉、羊肉和乳品为主。

由于张北草原区草原破坏,耕地侵占了部分的草地和湿地,造成

了局部的土地利用结构失衡;张北地区的蒸发量是降雨量的6倍左

右,再加上年径流深在5-30mm之间,径流多年的变化规律受降水的

多年平均变化规律的影响;造成盐渍化的元素受控于碱性的花岗岩基

岩;采用深层的地下水不合理的灌溉等因素造成了张北耕地和草地出

现了不同程度的盐渍荒漠化,其中较为严重的盐碱地大致能占到全区

面积的1/3左右。

项目实施单位:国家地质实验测试中心,张家口养谷厚道农业有

限公司

核心技术:土壤缓释改良剂,根系微地球化学障。

2)综合治理措施

一是调查摸清盐碱地面积、盐渍化程度及成因。2020~2021年期

间,国家地质实验测试中心在张北公会镇到二台镇约700km2的调查区

中,查明盐碱化土地总面积约203km2,约占调查区面积的29%,主要

分布在草地、耕地与河道、湖淖周边,盐土表层含盐量在4‰左右,

pH在8左右。其盐渍化成因有三:一是张北县地处内蒙古高原南缘坝

上地区,区内发育有大量碱性、中酸性的侵入岩岩基,其富含Na2O、

K2O和CaO钾长石、黑云母等矿物,为区域土壤盐渍化的形成提供了

物质基础;二是张北地区属内陆季节性河流流域,区内基岩稳定、结

构完整,地表水排泄条件较差,部分岩石中的易溶组分以Na+、

Ca2+、Mg2+、K+等离子形式随地表水和地下水汇集于地势低洼地区,

由于河流水体的蒸发速度过快,盐分在地表富集,同时区内农业灌溉

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以高盐度地下水为主,导致盐碱离子大量聚集于地表土壤中;三是张

北地区处北方干旱半干旱气候区,区内年均降水量300mm,年均蒸

发量1850mm,蒸发量是降水量的6倍左右,加之季节性河流的多次

丰枯,快速交替,表层土壤的水盐迁移运动以上运行为主,使得浅层

土壤中的盐碱离子无法随水淋滤进入深层土壤而富集于地表。

二是查明耕地重茬及沙化等问题的主要原因。耕地土壤保水能力

差、养分缺失、微生物多样性被破坏以及盐碱化原因导致耕地土壤沙

化及作物重茬。主要原因有二:一是张北地区表层土壤质地粗,含沙

量大,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%,导致土壤机械稳定性较差,水稳性团聚

含量少,结构疏松,粘结性与保水能力差,有效水含量低,给植物供

水能力不足;二是土壤微生物受到盐碱条件的抑制,微生物多样性降

低,活性也相对较差,固氮菌、硝化菌少,氨化作用和硝化作用微

弱,导致土壤中养分缺失,微环境被破坏,在连年耕作后会产生“重

茬”现象,导致农作物质量降低、产量下降,甚至绝产。

三是研发以天然矿物和生物质炭为基质的动态配方土壤缓释改良

剂。针对农作物种植,通过高温裂解、水热反应等方式,开展生物质

炭研制与改性,以此为基质配以天然矿粉混合施用于盐碱地治理耕

地,进行土壤改良和地力提升,使得农作物产量大幅提升。最终形成

以天然矿物、生物质炭为基础的微客土钝化改良剂产品,随着肥料一

起施用,成本低,改良效果明显,易于推广使用。

3)主要成效

一是盐碱地改良种植特色农作物经济效益显著。2020至2021

年,国家地质实验中心累计在张北地区推动盐碱地改良修复技术应用

示范1100余亩,成功实现盐碱土地改良与藜麦、甜菜重茬治理。在藜

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麦与甜菜种植区第二年进行连作,与对照组相比,示范区藜麦单穗

重、单穗粒重、单穗粒率和千粒重平均值,分别由28.3g、9.1g、29%

和1.75g,提升到46.8g、16.2g、32.5%和1.86g,亩产由67.6kg提升至

亩产103.6kg,增产约50%;甜菜成活率、株高、平均单茎重和亩株

数,分别从93.6%、28.1cm、0.92kg和2365棵,提升至97%、

45.5cm、2.25kg和3094棵,发病率从20.4%降低至4.3%,亩产由2.2

吨提升至5.9吨,增产达170%。藜麦和甜菜每亩增收均超过千元,每

亩平均修复成本约150元,实现了连作区域农作物质量与产量的全面

提升,有效实现了盐碱地高效开发利用与重茬问题治理。

二是地球化学工程技术“根系微地球化学障”,具备针对性、减

量化、缓释性等优点,得到推广与拓展。在重金属污染农田修复技术

研究的基础上,针对盐碱地治理后土壤盐渍化严重、营养元素缺乏等

生态问题,创新了土壤改良、地力提升技术,基于生物质炭的多孔结

构和对元素、化合物的吸附性能,进行营养组份调配,解决了国家重

点脱贫帮扶地区的特色农产品种植问题。将自主研制针对农田重金属

污染的“根系微地球化学障”修复模式应用于藜麦、甜菜重茬治理工

作中,在提高农作物产量的同时预防重金属污染。以改性生物质炭材

料部分取代传统化学肥料,调节土壤酸碱度和土壤结构,增加透水

性,克服了轮作带来的经济损失,有效解决了重茬问题。同时,生物

质炭多孔结构的吸附性还可有效预防作物的重金属污染。

三是盐碱地土壤改良恢复及特色农产品增值开发推广初见成效。

国家地质实验测试中心已经在张北地区开展了2年的生态地质调查、

盐碱地治理以及经济农作物种植等多项惠农项目,为当地老百姓服

务,并且获得了当地政府的极大认可。在李森林村示范基地与张家口

养谷厚道农业有限公司合作,试点藜麦的特色种植以及土壤改良剂的

市场转化。以后继续加强与地方政府、企业与农户合作,通过技术转

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让、技术培训等方法,推动“根系微地球化学障”生态修复技术实现

科研成果有效转化,提升技术应用效果,拓展应用范围,降低技术成

本,构建生态修复技术应用与效果评估标准体系,形成可推广、可复

制、可考核的盐碱地生态修复技术体系,提升盐碱地土地资源利用水

平。

图6张北改良试验田与周边盐渍化土地对比

图7张北试验田中藜麦与甜菜丰收

(2)江苏黄海海滨盐碱地改良示范

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1)基本概况

江苏沿海地区处于黄海海滨,受陆海交替作用,分布有大面积的

淤泥质滨海盐土,盐害造成土壤性质恶劣,土壤钠吸附比(SAR)

高,土壤结构性差、透水性低,有机质含量低,养分贫瘠、pH值高、

盐分重、保水性差,植物无法正常生长。江苏沿海开发集团拥有130

万亩盐碱地土地资源,该项目选定6亩盐碱地作为试验田,进行修复

效果对比,以探究盐碱障碍耕地综合肥力和产能快速提升技术,并逐

步推广应用。

项目实施单位:清华苏州环境创新研究院

核心技术:HSCC+AFSS特色秸秆制沼技术、植物微生激励素、

多肽功能性水溶肥、秸秆沼渣。

2)综合治理措施

本项目主要涉及一项关键技术及三项关键产品:HSCC+AFSS特

色秸秆制沼技术、植物微生激励素、多肽功能性水溶肥、秸秆沼渣。

一是植物微生激励素:通过高温热碱反应后萃取的一种微生物产

物,富含氨基酸、多肽、腐殖酸、多糖、氨基酸螯合钙、吲哚乙酸、

羟基苯乙酸、氮、磷、钾、钙、镁、锌、铁、铜等植物所需营养元

素,是目前全世界成功萃取的成分较为全面的植物生物刺激素(Plant

Biostimulants),且成分最优包括微生物菌、蛋白质水解物、腐殖

质、无机盐等。

腐殖质具有适度的黏结性,能够使砂土黏结,形成团粒结构,对

降低土壤侵蚀风险、限制土壤沙化扩张、提高土壤生产力、刺激作物

生长发育起到积极作用,且具有很强的吸水保肥能力,吸水率高达

400-600%;保肥能力是普通粘粒的6-10倍;可以增强呼吸和对养分的

吸收,促进细胞分裂,从而加速根系和地上部分的生长,同时土壤腐

殖质分子原位聚合的潜力还能有效控制土壤CO2从农业土壤的排放,

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把有机碳隔离在更稳定的腐殖质中有效限制微生物的碳化。大量研究

发现,腐殖质分子从大的超分子联合体中释放出来可影响作物养分吸

收、显著提高植物产量。

蛋白质水解物氨基酸因来之于微生物蛋白,因此将近20种游离氨

基酸成分比例的生物结构为纯天然结构,更有利于植物以及土壤微生

物的吸收利用和转运,对植物原生和次生代谢的影响以及对非生物胁

迫耐受性的生化和生理性影响,同时改善作物品质。

氨基酸螯合钙是以氨基酸为配体,螯合钙元素的一种结构稳定大

元素水溶性的肥料,可避免金属元素被土壤组分固定降低肥效,可提

高营养元素吸收,促进植物生长,提高抗逆性如抗盐、抗冷冻、抗高

温、抗病害的能力。

金属元素,如铁、锌、镁、铜等是植物必须的营养元素,是植物

生长代谢结构和催化蛋白的关键组分。

二是多肽功能性水溶肥:多肽功能性水溶肥是利用多肽、复合型

氨基酸浓缩液为载体,向反应釜中添加植物生长所必需的多种中微量

元素,在45-55℃条件下进行反应,研制出的一款富含腐殖质、多

肽、游离氨基酸、中微量元素的有机水溶肥料。它不仅可为作物提供

有机态营养成分,促进作物对养分的吸收、提高肥料和农药的利用

率,而且对于作物的生理调节、细胞组织活化、植物抗逆性的提高及

降低作物发病指数等方面都有显著效果,从而起到提高植物生命力、

改善作物品质的作用。

三是秸秆沼渣:富含有机质、腐殖酸,微量营养元素、多种氨基

酸、酶类和有益微生物等植物生长必须元素,是一种来源广泛、成本

低廉,持效性和速效性兼备的肥料源,提高土壤有机质、优势菌种增

强土壤微生物活力,以及补充土壤碳元,是降低农业面源的污染,改

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良盐碱地良方。

四是HSCC+AFSS特色秸秆制沼技术:自主研发HSCC(高速旋

流粉碎)细粉技术在节能高效条件下将秸秆粉碎到难以逾越的0.3mm

粒径,从而使秸秆保护层溶解,提高秸秆水解效率,能量平衡,扩大

表层截面积提高木质素、半纤维素的产气效率。同时,采用自主研发

的AFSS(自持气浮筛选厌氧消化反应装置),无需预处理,生物膜

中的微生物群落平行分布,并可以穿透;将高活性的产甲烷的菌种回

流至反应罐内,惰性重质难降解木质素类物质通过沉淀排出,代替传

统的全混式出料;可实现周期短、短流少、产气效率高。每吨秸秆可

达到产气率大于300Nm3。该沼气发酵技术,整体缩短50%厌氧消化

时间、提高30%以上产气量、降低投资、减少用地面积、优化沼渣分

离。

3)主要成效

修复效果:通过利用植物微生激励素、多肽功能性水溶肥和沼渣

的配合使用水稻亩产达到600kg以上,大米蛋白质含量、钙、铁、

锌、硒、维生素等成分高于常规种植的盐碱地水稻,其碳水化合物的

糖分更有利于健康,油菜产量达到180kg/亩以上。与实验前土壤质量

相比,有机质增加200%以上,土壤pH值低于8,土壤有机氮提高

20-25%,盐分下降20%。

综合效益及推广应用前景:本项目是环境与农业跨领域的颠覆性

创新技术,对环境环保、农业产品、生态效益、节能降耗均具有巨大

的贡献率,全国每年的原料可萃取植物微生激励素的量在农业领域的

应用可以覆盖亿亩农田,根据农业部公布的数据表明,与发达国家相

比,我国目前的化肥农药利用率都很不理想——亩均化肥用量

21.9kg,远高于亩均8kg的世界平均水平,是美国的2.6倍,欧盟的

2.5倍;农药平均利用率仅为35%,欧美发达国家的这一指标则是

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50%~60%。为此,农业部专门发布了《到2020年化肥使用量零增长

行动方案》和《到2020年农药使用量零增长行动方案》。1亿亩农田

每年需使用化肥219万吨,本项目应用可减少30%的化肥使用量,完

全杜绝农药,根据农业部农业农村部种植业管理司司长潘文博讲话的

数据显示化肥使用量每下降1.4个百分点全国可减少70万吨的尿素用

量,农药利用率提高1.0个百分点相当于减少农药使用量近3万吨。

本项目减化肥去农药后的经济、社会、环境效益特别显著,减少

尿素用量70万吨(实物量),相当于节省65万吨燃煤或45万立方米

天然气,可减少生产投入约14亿元;减少农药使用量近3万吨(实物

量),可减少生产投入约17亿元。由此可见1亿亩农田减少30%的化

肥施用量,完全杜绝农药的经济价值、节约资源、节能减排价值巨

大,通过减化肥绝农药同时提升了作物品质,创响了绿色品牌,提高

了产品附加值。

本项目为农业种植的革命点亮了一盏灯塔,示范地现行水稻亩产

450kg,出米315kg,按4元/kg计算每亩年收入1260元。项目预计每

亩水稻产量达到600kg/亩以上,与目前产量相比提高150kg/亩,每亩

出米420kg,以无公害大米销售价格6元/kg计算每亩年收入2520

元,与试验前相比销售收入提高100%,每亩直接销售收入增加1260

元。

从项目整体效益测算,优质零农药高品质的粮食产品只是总收益

的一部分,大米销售收入不是本项目的唯一经济效益,秸秆回收利

用、秸秆沼渣还田利用的销售收入、可计算的碳汇交易收入等,将在

带动社会效益的同时将激发更加巨大的经济效益。其生态效益更是多

姿多彩,盐碱地改良成高产农田、粮食安全的保障、农产品品质的提

高、农田面源污染的控制、减少因农业秸秆全量还田所造成的大量甲

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烷排放、农业全生态领域的节能降耗等等,本项目都将从不同的角度

利用科学的手段得以实现,项目的达标将成为前沿农业科技的示范。

图8试验田中水稻对比

(3)舟山市岱山县岱西镇火箭盐场区域集中垦造耕地土壤改良

1)基本概况

浙江省舟山市岱山县岱西镇火箭盐场区域,地处中国东南沿海地

区,属亚热带季风性气候区,年均气温16℃,年均降雨量1222.6mm

且主要集中在6—8月,同时,土壤水分蒸发量最大的月份集中在夏秋

季。本区域内的土壤由多年海洋颗粒物沉积而成,土壤类型是典型的

滨海重度盐渍化黏土,地下水矿化度高,土质差。且岱山岛淡水资源

紧缺,农业灌溉用水含有大量盐分,容易造成土壤盐渍化。

为落实舟山市耕地占补平衡,舟山市政府组织实施岱西火箭盐场

区域集中垦造耕地项目。项目区块是传统的日晒海盐盐业作业区,是

以海水为资源纳潮后经过日晒风吹、水分逐级蒸发,含盐量逐步提

高,到最后结晶成食盐的过程,因此土壤中含盐量比自然海水更高。

土壤检测报告显示,岱西火箭盐场大部分区域属于重度盐碱地,土壤

含盐量在1%左右,pH在8.5~9之间,有机质含量普遍低于1%,土质

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以粘壤土、粉砂壤土为主,渗透性差。

项目实施单位:浙江农资集团有限公司,浙江农林大学

核心技术:土壤化学改良,淡水洗盐洗碱。

2)综合治理措施

一是进行土地整理,使田块粗平,疏松土壤。水稻种植土地平整

精度在5-10cm,需先使用挖掘机进行整体找平,使地块平均高差在

15cm以内,水稻种植前进行带水精平。由于前期造地工程和盐田晒盐

活动,田块内遗留有一定数量的石块、塑料膜、废旧铁丝、渔网等侵

入体,需要对侵入体进行清理,避免损坏施工设备和机械。侵入体清

理与土地粗平、土地翻耕、旋耕同时进行。土地粗平后需对土壤进行

深松和旋耕,深松深度为30-40cm。深松旋耕可以有效打破耕作层毛

管作用,破坏底层盐水上升通道,使上下层土壤均匀混合,疏松透

气,同时充分与空气接触加快土壤熟化过程;另外形成犁底层后,大

大降低了机械耕作难度,减少了耕作陷车现象。深松使用大马力拖拉

机携带翻转犁进行作业,并统一犁面方向向进水渠一侧翻耕,使田面

呈现进水渠至排水渠由高到低微倾斜的效果。土壤深松作业后,放置

一段时间,待土壤干燥形成犁底层后使用旋耕机进行旋耕作业,达到

田面平整。

二是进行排水沟及排水设施建设。为快速排干田块内的盐水和积

水,需要在田块内开挖排水沟,沟宽40-50cm,沟深30-40cm,在沿

石质排水沟一侧田块内与石质排水沟平行开挖。每100-150米左右保

留一个水泥排水涵洞,其余水泥排水涵洞全部封闭处理,同时做好防

渗工作。将保留的排水涵洞用土填埋一定深度,埋设90度弯头pvc材

质管道作为排水管,地上部分用100cm长pvc管道作为堵塞设施,使

用时拔掉地上部分管道,水由管道流出。由于项目区田块排水渠一侧

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灌溉进水后有较严重渗漏情况,因此增加了排水渠边膜铺设施工,在

土埂上和土埂内侧田面内开挖5cm深、20cm宽土槽,将薄膜(厚度6

丝,宽1.4m)铺设在土埂内侧,并覆土压实。经过该处理的田块,可

以有效的减少田块内淡水渗漏现象,减少水资源的浪费。

三是施用改良剂并进行淡水洗盐洗碱。土地整理结束后,进行土

壤化学措施工艺施工,本项目施用的改良剂为腐殖酸配施脱硫石膏,

可以增加土壤有机质,提高土壤通透性,同时含有大量可交换性钙离

子,可以提高土壤钠离子交换率,达到快速降盐降碱的目的。改良剂

亩施用量2吨,撒施后立刻使用旋耕机旋耕,使改良剂与土壤充分混

合,混合深度在20cm左右。土壤改良剂施用后进行洗盐洗碱作业。

每次使用淡水100m3/亩,第一次洗盐洗碱灌深水,之后可以适当减少

淡水使用量,灌水后静置1-2天,使用旋耕机带水旋耕2次,所有地

块旋耕到位,不能有遗漏,旋耕深度20-30cm,同时检查田块内是否

有漏水现象,如有漏水现象需及时填堵漏水区域,旋耕结束后,静置

1-2天,再排干盐水。洗盐洗碱操作次数根据实际地块情况和淡水资源

情况确定。洗盐洗碱过程可以充分发挥土壤改良剂的作用,快速有效

的降低土壤含盐量。

3)主要成效

一是土壤盐碱改良效果显著,水稻种植亩产效益显著。项目土壤

改良工程于2019年结束,土壤含盐量自7‰降至2‰-3‰,pH自平均

值8.75降至8.0。2019年、2020年、2021年连续三年水稻种植平均产

量均在800斤/亩以上,2021年水稻平均亩产882.8斤,水田验收达到

耕地等级8等标准。

二是盐碱土地资源开发及特色农业发展初见成效。浙江农资集团

在岱山盐碱地农业种植经营多年,同步开发了水田稻麦轮作、水稻-西

兰花轮作、稻虾/稻蟹共养,旱地高粱-小麦轮作、试点浙贝母制种基

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地等模式,并积极与当地百姓、种植大户合作,带动了当地农业经济

开发与增收,后续将继续在政府的支持下,建设多样化的农业产业园

区,助力岱山打造现代农业园区,培育形成现代农业观光旅游新业态

示范区的总体要求。

图9土壤改良前与改良后试验田中水稻丰收

(二)盐碱地改良利用技术综述

(1)水利改良技术

①灌溉洗盐

通过合理的灌溉方式,如大水漫灌、沟灌等,将土壤中的盐分溶

解并淋洗到土壤深层或排出土体。一般需要建立完善的灌溉排水系

统,保证洗盐过程中水分的顺畅流动。例如在滨海盐碱地,可利用充

足的淡水资源进行灌溉洗盐。但这种方法需注意水资源的合理利用,

避免浪费,同时防止地下水位上升导致返盐。

②排水系统建设

主要包括明沟排水、暗管排水等。明沟排水是在田间开挖排水

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沟,将盐分随水排出。暗管排水则是在地下埋设带有孔眼的管道,具

有排水速

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