《盐碱地植物栽培技术》力求反映当今国内外盐碱地植物种植及栽培技术的新研究成果。希望能给学习、研究盐碱地植物种植及栽培技术的综合性大学、农林院校、师范院校及科研机构的研究人员、教学人员和大学生等提供重要参考，特别是可为在盐碱地改良利用一线从事农林、园艺、农机推广的工作人员和农民提供具体技术指导。
第一章 盐碱地及其特性
盐碱地（saline soil）通常是指土壤中某些盐离子含量超过了大多数植物生长发育的耐受范围并对植物产生伤害的土壤。通常把含盐量大于或等于0.2%的土壤（或土壤溶液电导率大于或等于4dS/m）称为盐碱地。实际上，盐碱地是盐土和碱土的总称，前者土壤表层中含有大量中性盐，如氯化物和硫酸盐等；后者土壤表层中主要含碱性盐，如碳酸盐和重碳酸盐等。盐碱地对所有作物及绝大多数植物的生长发育及产量都会产生显著影响，只有盐生植物能够在盐碱地上正常生长发育并完成生活史。按照植物抗盐性可以把植物分为两种类型：一类能在盐渍生境中正常生长和发育，并且可以完成其生活史，这类植物称为盐生植物（halophyte）；另一类不能在盐渍生境中正常生长和发育，其生长发育很容易受到盐分胁迫的伤害，开始时生长发育迟缓，后来受害死亡，这类植物称为非盐生植物（nonhalophyte）或甜土植物（glycophyte）。显然，盐生植物和非盐生植物不是分类学概念，所以同一科或属中有非盐生植物也有盐生植物。
现有的农作物基本都是非盐生植物。如何使作物正常生长在盐渍生境中并能获得较高的产量，这是长期以来科学家研究的热点问题之一。当今世界人口急剧增长，耕地不断减少，急需开发利用世界上现存的大面积盐碱土地。而开发利用盐碱地，一方面要了解盐碱地形成的原因，土壤水盐运动规律，减少土壤盐分的积累，利用栽培措施提高单位面积生物量及经济产量；另一方面要了解盐分危害植物的原因，特别是盐生植物抗盐机制，利用基因工程等手段培育抗盐作物新品种。
1.1 盐碱地的形成
1.1.1 盐的来源
土壤中的盐分，除来自宇宙尘埃和火山活动外，还来自岩石风化、灌溉和其他人类活动。
火山爆发将大量可溶性盐类释放到大气中，从大气再降落到海洋或土壤，或通过河流将可溶性盐流入海洋，使海洋中的盐分增加，日积月累，越来越多。海洋中的盐分再通过一定方式从海洋转移到陆地，如可通过风吹或风暴潮将海水带到陆地。每千克雨水中含6～50mg NaCl，离海洋越远含盐量越低，如果雨水中NaCl含量为10mg/kg，那么每年降水100mm，每公顷土壤将增加10kg盐。因此，离海洋越近，土壤含盐量越高。另外，沉积在海洋中的化石盐也可以被重新溶解带到陆地上，或通过地下水流到植物根际，逐渐形成一定含盐量的盐渍土壤。
岩石中含有不少盐类，由于岩石的风化作用，使大量可溶性盐从岩石中分解出来，形成尘埃被风吹到空中，通过雨水再淋溶到土壤中，使土壤盐分不断增加。淋溶到土壤中的可溶性盐类也会流入到地下水中，使地下水矿化度逐渐增大。干旱季节，由于土壤蒸发量大于降雨量，矿化度高的地下水从土壤蒸发到大气中，而地下水中的可溶性盐即留在土壤的表层，日久天长，土壤表层的盐分越来越多，原来非盐渍化的土壤即变成盐渍化土壤。
土壤本身也含有一些不溶性的盐分，经过土壤物理、化学和生物的作用，这些不溶性的盐分即变成可溶性的盐分，使土壤含盐量增加。如果采用矿化度较高的水灌溉农田，或灌溉方法不当，如大水漫灌，使地下水位上升，也会造成土壤盐分的增加。我国黄河两岸大量使用黄河水灌溉导致大量农田次生盐渍化。
近年来，我国北方地区保护地栽培（塑料大棚等）发展迅速，为了提高单位面积生物量过量使用化肥导致大量农田次生盐渍化。
一方面由于全球气候变暖海平面上升，另一方面沿海城市超量开采地下淡水导致地下水位下降，甚至形成漏斗，海水渗入到沿海的陆地造成海水倒灌，一定时间后造成沿海大量农田次生盐渍化。
生物体分解产生的离子如果不能被有生命的生物吸收利用，则进入土壤。
另外，利用含盐量高的工业废水灌溉都会使土壤盐分增加，严重时造成土壤盐渍化。
1.1.2 盐的去除
土壤中的盐分不断生成，也不断去除，当生成大于去除时盐分就在土壤中（特别是表层）积累，超过0.2%就形成盐碱地。土壤中盐分去除主要靠降雨和淡水灌溉把土壤中可溶性盐径流到土壤深层乃至到河流及海洋。所以，降雨、蒸发及蒸降比是控制土壤盐分的关键指标，蒸降比越大，返盐越严重，土壤含盐量越高，反之亦然。这也就是为什么盐碱地主要分布在我国北方，特别是北方沿海地区，以及西北干旱、半干旱地区的主要原因。
植物、土壤动物和微生物通过其自身活动也能吸收、转化部分盐分。特别是植物在盐碱地改良及生态修复过程中起着非常重要的作用。一方面，由于其生物量大，能够把土壤中的盐分吸收到体内，一部分转化成有机物，另一部分储存在体内。当把这些植物收获后或被牛、羊等动物吃掉后，盐分也就从土壤中去掉了。另一方面，当植物在盐碱地上覆盖后通过降低蒸发而抑制返盐，进一步促进植物及土壤动物和微生物繁殖及生长，加速土壤盐分去除。这也就是为什么盐碱地经过多年种植植物后会变成良田的原因。
可见，要防止农田次生盐渍化首先必须从控制向土壤输入可溶性盐入手，才能从根本上解决问题。其次通过合理灌溉及种植耐盐植物去除土壤过多盐分也是盐碱地治理的重要手段。有关土壤中盐分来源及去除总结于图1-1。
图1-1 土壤中盐的平衡
来源. 小箭头所示；去除. 大箭头所示
1.2 盐碱地的面积及分布
1.2.1 世界盐碱地的面积及分布
世界五大洲及其大多数岛屿的滨海地区，以及干旱、半干旱地区都有盐碱地分布，各种类型的盐碱地（盐土、盐化土壤、碱土及碱化土壤）总面积约达9.5亿hm2，其中大洋洲面积最大，其次是亚洲，欧洲最少（图1-2）。
图1-2 世界各大洲盐碱地面积
根据联合教科文组织（UNESCO）和联合国粮食及农业组织（FAO）不完全统计，全世界共有约9.54亿hm2 盐碱地，其中次生盐渍化土壤1.50亿hm2（FAO，2008），主要分布在亚洲、非洲和南美洲地区，大约有50%的国家和地区有盐碱地，分布于112个国家和地区，其中盐碱地面积超过国土面积10%的有21个国家和地区。亚洲盐碱地面积最大的是哈萨克斯坦和中国，大洋洲的澳大利亚盐碱地面积最大，有1.58 亿hm2。全世界盐碱地面积占陆地面积的平均值约为6%，美国和加拿大约为1%，而其他国家都超过平均值，巴拉圭、吉布提和哈萨克斯坦超过40%（表1-1）。
表1-1 世界盐碱地在不同国家分布
1.2.2 中国盐碱地的面积及分布
中国盐碱地主要分布在长江以北地区，其中黄淮海平原、松辽平原，以及新疆、青海、宁夏等有大量盐碱地分布。按土壤化学特征，将中国盐碱土地分成8个土壤盐渍区（图1-3）。中国盐渍土壤总面积约1亿hm2（14.7亿亩），其中现代（活性）盐渍土壤面积约0.37亿hm2（5.54亿亩）、残余盐渍化土壤面积（包括残余盐土和绝大部分含水溶性盐的漠境土壤）约0.45亿hm2（6.73亿亩）、潜在盐渍化土壤面积（包括一旦发展灌溉，由于采取的水利措施不当导致地下水位上升，而有可能发生次生盐渍化和次生碱化的各种土壤及一些心底土体中存在积盐层的土壤）约0.17亿hm2（2.6亿亩）。
图1-3 中国盐碱土的分布示意图（改自赵可夫和李法曾，1999）（详见文后彩图）
也有人根据中国盐碱土壤类型和分布地理气候特性，把中国盐碱地分为滨海盐渍区、黄淮海平原盐渍区、荒漠及荒漠草原盐渍区和草原盐渍区四大类型。其中，滨海盐碱地是中国重要的盐碱土地资源，中国有1800多万公里①海岸线，所以滨海盐碱地分布十分广泛。
中国各省份盐碱地面积尚没有具体详细统计资料。笔者根据目前已发表的文章及有关资料，把中国各省份盐碱地面积总结于表1-2。中国盐碱地主要集中于西部六省（自治区）（陕西、甘肃、宁夏、青海、内蒙古、新疆），其盐碱地面积约占全国盐碱地面积的66.6%，这些省（自治区）普遍气候干旱，蒸降比大，地形封闭或低平，有利于盐分的上升、聚积（顾国安，1984）。在该区域中，新疆盐渍化程度最高，盐渍化耕地面积约1.26 Mhm2，其盐碱地面积占其土地总面积的6.6%，为其土地耕地面积的270.94%，远远高于全国平均水平。这与新疆的地质、地貌、气候等特点相关，该地区属于远离海洋的内陆盆地，河流多属于内陆水系，其前山带分布有大量岩盐、石膏，风化侵蚀后经地下水及地表水向下游搬运，使该地区土壤母质中普遍含盐，加之气候干旱，蒸发强烈，土壤黏粒含量高、颗粒细，地下水毛细上升高度大，为土壤水盐上升运动提供了有利条件，极易产生积盐。除此之外，多年来该区内水资源利用不合理、灌溉技术落后、重灌轻排，也是导致大面积次生盐碱地产生的原因（魏云杰和许模，2005）。
表1-2 中国各省份盐碱地面积
东北三省（黑龙江、吉林、辽宁）也有大量盐碱地分布，盐碱地总面积约3.78Mhm2，占全国盐碱地面积的10.3%，占该区土地总面积的4.6%，其中盐渍化耕地面积1.22Mhm2，占全区总耕地面积的5.7%。该地区地形开阔，但微地形复杂，区内河流及支流较多，加之夏季降雨集中，春季干旱少雨，使得地表水大部分不能通过河道或地下径流排出区外，而需靠蒸发调节水分平衡，造成区内闭流区及半内流区土壤盐碱化（张殿发和王世杰，2012）。另外，土壤冻融与东北地区土壤盐碱化也有着密切关系，该区冻结期长，且冻结厚度大，冻结过程中，底层水盐不断向冻层运输并积累，春季气温回升，蒸腾强烈，使得冻层中的盐分向地表聚集，使土壤盐碱化（张殿发和王世杰，2000）。虽然东北三省存在有较大面积的盐碱地，但其盐碱地面积与耕地面积比值并不高，分别为
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