论文标题：Saline-alkali soil reclamation and utilization in China: progress and prospects

期刊：Frontiers of Agricultural Science & Engineering

作者：Guangzhou WANG, Gang NI, Gu FENG, Haley M. BURRILL, Jianfang LI, Junling ZHANG, Fusuo ZHANG

发表时间：15 Jun 2024

DOI：10.15302/J-FASE-2024551

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盐碱地被称为“土地的癌症”。全球约9.32亿公顷的土地受盐碱化困扰，我国的盐碱地面积达到3670万公顷。通过科学家的改造，这些盐碱地正逐渐变身为良田，为保障我国的粮食安全带来了新希望。

盐碱地的形成是一个自然的过程。在干旱半干旱地区，土壤中盐基离子 (如钠、硫酸根、氯离子等) 随着强烈的蒸发作用不断向地表迁移，最终在表层结晶。这种过程就像我们出汗后会在衣服上留白色的汗渍。盐碱化会导致土壤板结、透气性下降，影响植物根系的呼吸。

盐碱地

我国的东北、西北和华北和沿海地区都有盐碱地分布，并且各有特点。东北苏打盐碱区因为排水不畅造成钠离子含量高，以碳酸盐、碳酸氢盐为主；西北的戈壁滩则因为蒸发量大以硫酸盐和氯化物为主；华北平原和沿海地区则因海水倒灌形成混合型盐碱地。每片土地背后，都需要采用不同的治理方法。

01.西北：“膜下滴灌”技术

在年降水量不足250毫米的新疆，广泛使用的一种技术叫做膜下滴灌的技术。这种技术利用地表覆盖塑料膜减少蒸发的同时，采用地下铺设滴灌管道进行精准灌溉，可以在棉花根区形成局部低盐环境，而盐分被“驱逐”到作物根系外围。然而，这种技术如同一把双刃剑——过度依赖滴灌导致深层土壤盐分堆积，反而引发次生盐渍化。新疆已有123万公顷耕地因此受害。

为解决盐分堆积，科学家想出了组合拳：在滴灌带下方埋设带孔的排水暗管，像“地下排盐通道”一样把盐分冲走；改用秸秆做的可降解地膜，既保湿又能腐烂变肥料；还在盐分高的地块边种耐盐植物碱蓬，让它“吃掉”多余盐分。这些方法让棉田深层盐分减少一半，在节水的同时，实现棉花增产两成。未来，技术人员还会用智能设备自动监测盐分，盐一超标就自动冲洗，让土地少“吃盐”、多产棉。

02.东北：三招破局“以稻克碱”

东北全年蒸发量是降雨的四倍多，夏季的降雨帮助盐分随水分蒸发不断爬上地表。更麻烦的是，土壤里钠离子占阳离子总量的八成以上，像胶水一样把土粒粘成硬块，雨水难以下渗，盐分越积越多。松嫩平原的低洼地形造成的排水不畅，让盐碱像锅底结痂一样顽固。在这样的盐碱地上，大部分作物根本扎不了根。

当地人用三招破解困局：先引水种稻，用水层给土地敷“水面膜”，压住盐分上窜；再撒石膏粉，用石膏里的钙离子能置换土壤中的钠，让硬土变松软；最后用拖拉机深翻板结层，打通排水“任督二脉”。如今，这些方法让吉林白城的盐碱稻田亩产超千斤，碱斑地上甚至长出了紫花苜蓿牧场。未来当地还计划引入耐盐微生物，实现边种地边改良，让盐碱滩变成“黑土仓”。

盐碱地水稻种植

03.华北：盐碱化的“隐形敌人”

华北地区人均淡水仅有全球平均水平的1/4。由于抽取微咸地下水进行灌溉，水中的盐分 (氯化物和硫酸盐) 便慢慢地“安了家”。如果遇到海水倒灌，就会让沿海土地“咸上加咸”。例如，河北沧州部分农田表层盐分浓度超1%，一眼望去土地仿佛被撒了一层“白霜”。在这样的土地上，小麦出苗率不足三成。

技术人员要使用多种方法破解盐魔咒：冬季–5℃时引咸水浇地，咸水冻结成冰“锁住”表层盐分，开春后低盐淡水冰层随冰层融化，像“天然淋浴”把盐冲进深层；盐碱重的边角地改种耐盐碱的油葵和甜菜，既吸盐又增收；使用智能传感器实时监控土壤盐分，一旦超标就会自动启动冲洗程序。在黄河三角洲，技术人员会定期使用无人机拍摄农田光谱图像，利用人工智能系统通过盐分反射特征识别重盐斑块，从而实现农机精准施撒改良剂。这种“天眼+地网”的智慧农业，使治理效率提升40%，成本降低25%。

04.生物也能来治盐

我国有400余种盐生植物正在成为天然“吸盐器”。碱蓬 (海英菜) 每年可从每公顷土地带走近4吨盐分，其肉质叶片像微型盐库存储盐分。更神奇的是，棉花与碱蓬间作系统不仅能降低土壤盐度，还能提高土地利用率，实现生态与经济双赢。

盐碱地碱蓬

作物育种领域，基因组学揭示了耐盐密码。科学家发现高粱的耐碱基因AT1能调控水通道蛋白运输过氧化氢，从而缓解氧化应激。通过基因编辑技术敲除该基因，可使作物在盐碱地的产量显著提升。这为未来培育“抗盐作物”提供了分子钥匙。

土壤微生物是高效的治盐“工程师”。有些菌株能分泌多糖包裹钠离子，有的则促进植物分泌有机酸中和碱性。科学家将功能菌 (如类芽孢杆菌、嗜根寡养单胞菌) 组合成“微生物特攻队”，其协同效应使作物耐盐性提升30%以上。

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▎论文ID

Saline-alkali soil reclamation and utilization in China: progress and prospects

中国盐碱地改良与利用：进展与展望

发表年份：2024年

第一作者：王光州

通讯作者：王光州

邮箱：wanggz@cau.edu.cn

作者单位：中国农业大学资源与环境学院，国家农业绿色发展研究院

Cite this article :

Guangzhou WANG, Gang NI, Gu FENG, Haley M. BURRILL, Jianfang LI, Junling ZHANG, Fusuo ZHANG. Saline-alkali soil reclamation and utilization in China: progress and prospects. Front. Agr. Sci. Eng., 2024, 11(2): 216–228 https://doi.org/10.15302/J-FASE-2024551

· 文 章 摘 要 ·

土壤盐碱化对全球可耕地的生产力构成了威胁。受中国人口增长和社会经济发展的影响，近几十年来，中国可耕地面积不断减少，已接近维持国家粮食安全所需的最小面积1.2亿公顷的临界值。盐碱地是我国重要的后备耕地资源，其改良利用可以有效扩展耕地面积，提升粮食生产水平，对保障国家粮食安全具有重要意义。本文首先系统梳理了盐碱地改良的主要原则和技术措施，包括淋洗、覆盖、阻断、离子平衡和土壤肥力提升等。之后，概述了我国在盐渍土改良方面的主要成就和不同地区的典型改良技术。基于新提出的“以种适地”理念，介绍了相关研究进展，包括盐生植物种植、耐盐碱品种选育和功能微生物菌剂研发等。最后，本文分析了当前盐碱地高效利用所面临的难题与挑战，并对未来的发展方向进行了展望。

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