1966年4月,禹城井灌井排旱涝碱综合治理实验区建立之后,实验区科研人员在调查研究的基础上,8月份制定出以井灌井排为主,井(机井)、沟(沟渠)、平(平整土地)、肥(培肥地力)、林(林网建设)、改(改革种植制度)综合治理旱涝碱的措施,并制定了实验区“三五规划”,即三个五年实验规划,继后分步实施。
一、井灌井排
1966年在分区域建设40眼实验机井,以探索地下水源、水质情况,便于确定井位的基础上,至年底完成了40-60米深机井310眼,1969年达到400眼。同时,设地下水观测孔42个,从此基本上掌握了全区地下水埋深变化情况。是年底,中科院领导及科技工作人员撤回北京参加“文化大革命”,实验区工作一度停顿。
1972年县委重新研究决定：发动群众,自力更生,奋发图强,下决心继续搞好改良盐碱实验,并请求中科院及省、地有关科研部门给予技术方面的大力支援。1974年5月,按每百亩地1眼机井的规划,在区内建设以50米深的浅机井为主,结合建设100-300米深的中深机井,逐步形成井灌井排的治理方案，到1985年已完成1150眼,井灌面积达到10万亩,一般每年灌溉4-5次,每眼机井每次抽水4000方左右,一眼井一年可抽水16000方。机井的作用，一是降低地下水位。在每年的春秋两个强烈返盐季节,通过井灌抽水,地下水位基本上控制在地下2.5-3米,有的埋深4米以下,比原来水位下降1米左右,减少了潜水蒸发,抑制盐分上升,也减少了盐分在土壤表层的积累;二是既能抗旱,又能淋洗土壤盐分,加快土壤脱盐,改变盐碱类型。如1984年大旱之年,6-8月份17次降雨仅17毫米,占同期降雨量的26%。区内农业生产完全靠机井灌溉,仍然取得了粮食亩产550公斤,棉花亩产皮棉81公斤的好收成。实验结果表明,井灌井排一年后,可使土壤盐分减少30%左右,淋洗深度可达2米,耕层脱盐率一般为30-50%,心土层以下脱盐率为10-20%;三是通过井灌还可以腾出地下库容,增加降雨入渗,这对淋洗盐分和排涝防泥托有明显作用。
二、挖沟排盐
兴修水利,建立完善的排水系统是旱涝碱综合治理的关键措施之一。实验区四周都有河流环绕,这些河流构成了实验区的排水框架,使实验区形成了封闭的排水系统。随着国家对徒骇河的治理,实验区在疏竣了老赵牛河、施女河和丰产河和新开挖了神屯新河的基础上,逐年开始了农田水利工程配套。1967-1969年底,共修筑各种渠道75公里,完成土方工程35万方。1975年,县委提出了实验区治理方案：一是建立封闭的独立的排水区;再是高水高排,低水低排,沟网分割,缩小汇流面积;三是建设好农田排水工程，设计标准为:施女河以北土质较好,盐碱程度较轻的地区支沟间距2000米,深3米,底宽2米,边坡1∶2.5;斗沟间距1000-2000米,深2米,底宽2米,边坡1∶2;农沟间距500米,深1.5米,底宽1米,边坡1∶1.5;毛沟间距100米,深1米,底宽0.8米,口宽3米。施女河以南土质较差、盐碱程度较重的地区,支沟间距2000米,深3.5米,底宽4米,边坡1∶3;斗沟间距500-1000米,深2.5-3米,底宽2米,边坡1∶2;农沟间距500米,深2.5米,底宽2米,边坡1∶2;毛沟间距100米,沟深1米,底宽0.8米,口宽3米。
按照这一规划,自1975年始,在农闲季节,动员群众,自力更生,艰苦奋斗,依靠人民战争,连续奋战3年,至1977年底,按照规划共开挖支、斗、农、毛沟3960条,全长1204公里,共完成土方1200万立方米。其中支沟14条,斗沟80条,农沟206条,毛沟3660条,将区内土地划分为2650方(块),从而缩小汇流面积,加快了地面迳流,利于排涝改碱。据1976年以来,经多次观测,在粉砂壤地区,排水沟单侧影响范围一般是沟深的100倍。在汛期降水后,地下水位接近地表时,受排水沟影响的地区2-3天便下降到地面以下0.5米，而在无排水沟的地区则需15天。明显起到排涝防泥托的作用。再是排盐作用也很明显。当排水沟的深度达到地下水埋深以下时,地下水侧渗到沟里,盐分也随水排到区外。汛期产生的地面迳流,溶解土壤表层盐分,盐随水顺沟排走。据1978年测定,7-9月份降雨322毫米,全区产生迳流348万立方米,通过排水沟排走盐分2390吨,平均每亩2.4公斤。
三、平地抑盐
实验区原有4.5万亩土地遍布盐泥疙瘩、盐土檩子。1975-1978年共平掉大小碱岗子、盐土檩土7000多个,动土方250多万方,对4万多亩土地全部进行了平整。经测定:高洼不平的重盐碱地,经平整后,耕层土壤含盐量一般比原来降低35%,而且盐斑逐渐减少。
四、增肥地力
实验区内大多是历史上的“卫生田”,即不施肥的耕地。1976年春,区内土壤有机质含量一般只占0.5-0.6%,水解氮只有30-40PPM;速效磷含量最少,绝大多数都在1-2PPM。为了加快土壤培肥,实验区在广积农家肥料的同时,重点试验推广种植绿肥作物,主要品种有田菁、柽麻。1975-1978年,区内播种绿肥作物约3万亩以上,占粮田总面积的40%。根据多点取土化验,耕层有机质比原来增加10-17%。种植绿肥作物2年后,土壤容重由1.41-1.47克/立米厘米,减少为1.24-1.33克/立米厘米,深10厘米土层的盐分比原来下降25%左右,深20厘米土层的盐分下降16%,有效磷比原来增加15-51%。较之不种植绿肥作物的地块约增产30%左右。同时,利用作物秸杆和树木的枯枝落叶,大力积选农家肥料,有机肥的施用量增长了几倍，增加了土壤代换总量,降低了碱化度,土壤有机质增长到0.7-0.9%。针对土壤缺磷严重,增加了磷肥的投入,多数地块亩施过磷酸钙40-50公斤,使农作物产量成倍或几倍地增加。
五、林网建设
多年来,实验区结合农田水利工程,大搞农田林网和四旁植树,同时发展部分片林。至1980年实验区已种乔木400多万株,灌木250多万墩,果树5000多亩。主要树种是八里庄杨和旱柳,其次是榆树、刺槐、紫穗槐等。1985年,全区林木覆盖率已达18%,其中有10万亩已形成农田林网,地面覆盖率达到20%以上。据实验区科学观测表明,在春季西南旱风影响土壤返盐指数最大,在返盐最重的季节里,由于林木的蒸腾作用和对风的摩擦分散作用,林网内比无林区,平均风速低51.6%,气温低0.6℃,相对湿度提高5.9%,水面蒸发量减少33.7%，从而抑制了盐分上升。
六、调整结构
为加快农业的发展,实验区还进行了调整农业内部结构为重点的6项改革,即:改单一经营为多种经营，改平种为间作套种，改浅耕为深耕深翻，改撒施表面肥为集中施肥，改劣种为良种，改稀植为合理密植。并大力压缩粮田面积,实行精种高产,同时发展以植树造林为重点的多种经营。如种植油菜、棉花、红麻、苜蓿、向日葵等经济作物。这样不仅能较快地增加收入,为发展生产提供资金,且能有效地解决农村“三料”(油料、肥料、饲料),促进能量平衡,加快物质循环的流程。
禹城实验区返盐期井灌对地下水位埋深变化情况对照表 单位:米
┌──┬─────┬─────────┐
│年份│井灌前地 │井灌后地下水位埋深│
│ │下水位埋深├───┬─────┤
│ │ │春灌期│秋灌期 │
├──┼─────┼───┼─────┤
│1975│2.29 │3.15 │2.98 │
├──┼─────┼───┼─────┤
│1976│2.02 │3.32 │2.61 │
├──┼─────┼───┼─────┤
│1977│2.42 │3.01 │2.90 │
├──┼─────┼───┼─────┤
│1978│2.43 │3.32 │3.41 │
├──┼─────┼───┼─────┤
│1979│2.59 │3.62 │3.34 │
├──┼─────┼───┼─────┤
│1980│2.41 │2.79 │3.66 │
├──┼─────┼───┼─────┤
│平均│2.36 │3.20 │3.15 │
└──┴─────┴───┴─────┘
河沟对地下水影响范围表
┌───┬────┬─────┬─────────────────┐
│河沟 │观测 │地面与河内│观测井距河口距离及地下水位埋深(米)│
│名称 │日期 │水位差(米)│ │
├───┼────┼─────┼─────────────────┤
│老赵 │7月26日 │3.9 │57号井:距河口100米,埋深2.17米 │
│牛河 │ │ │56号井:距河口200米,埋深1.8米 │
│ │ │ │55号井:距河口500米,埋深1.54米 │
├───┼────┼─────┼─────────────────┤
│赵 │7月26日 │5.0 │108号井:距河口200米,埋深2.55米 │
│牛 │ │ │111号井:距河口380米,埋深2.40米 │
│新 │ │ │112号井:距河口580米,埋深1.91米 │
│河 │ │ │113号井:距河口880米,埋深1.5米 │
├───┼────┼─────┼─────────────────┤
│天宫院│7月8日 │2.5 │66号井:距河口20米,埋深2.35米 │
│支沟 │ │ │65号井:距河口50米,埋深2.15米 │
│ │ │ │63号井:距河口200米,埋深2.07米 │
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注：此表为1979年测试数据
翻压绿肥对小麦增产效果
┌───┬──────┬────┬────────┐
│土壤 │处理 │亩产(斤)│增产(斤) │
│ │ │ ├────┬───┤
│ │ │ │(斤/亩) │(%) │
├───┼──────┼────┼────┼───┤
│轻中度│压田菁2500斤│224.2 │150.8 │205.4 │
│ ├──────┼────┼────┼───┤
│ │压田菁3000斤│264.6 │191.2 │260.5 │
├───┼──────┼────┼────┼───┤
│盐碱地│不压田菁 │73.4 │ │ │
├───┼──────┼────┼────┼───┤
│中度 │施圈肥3000斤│328.6 │ │ │
├───┼──────┼────┼────┼───┤
│盐碱地│压田菁 │475.1 │145.5 │44.6 │
├───┼──────┼────┼────┼───┤
│中度 │不压田菁 │118 │ │ │
├───┼──────┼────┼────┼───┤
│盐碱地│压田菁 │165.2 │47.2 │40 │
└───┴──────┴────┴────┴───┘
禹城实验区五支八里庄杨林带和附近农田地下水位变化情况
┌───────────┬───────────────────────────────┐
│项目观测井编号距林带距│地下水位高程(m) │
│离(m)观测时间 ├───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┤
│ │9 │10 │11 │12 │13 │14 │15 │16 │
│ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│ │林心 │11.5 │21.5 │31.5 │46.5 │66.5 │86.5 │106.5 │
├───────────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│1979·8月 │20.281│20.365│20.426│20.472│20.496│20.541│20.573│20.582│
├───────────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│1979·9月 │20.431│20.475│20.531│20.535│20.549│20.587│20.540│20.505│
├───────────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│1979·10月 │20.370│20.460│20.489│20.505│20.529│20.540│20.616│20.585│
├───────────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│1980·6月 │20.234│20.254│20.272│20.289│20.307│20.335│20.350│20.331│
├───────────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│合计 │81.316│81.554│81.718│81.801│82.881│82.003│82.079│82.003│
├───────────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│平均 │20.329│20.389│20.430│20.450│20.470│20.501│20.520│20.501│
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距林带不同距离小麦、玉米产量调查
┌───────────────┬───────┬───────────┬──────────┬───────────┬──────────┐
│距林带距离项目标准位置品种取样│5m │10m │15m │20m │对照地 │
│日期 ├───┬───┼─────┬─────┼─────┬────┼─────┬─────┼────┬─────┤
│ │亩产量│千粒重│亩产量 │千粒重 │亩产量 │千粒重 │亩产量 │千粒重 │亩产量 │千粒重 │
│ │(kg) │(g) │(kg) │(g) │(kg) │(g) │(kg) │(g) │(kg) │(g) │
├─────┬─┬───────┼───┼───┼─────┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼────┼─────┤
│1982.6.6 │小│太合五支 │156.5 │38.84 │104.5 │33.83 │106.2 │35.0│102.8 │38.01 │91.2│35.27 │
├─────┤ ├───────┼───┼───┼─────┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼────┼─────┤
│1982.6.6 │麦│南北庄东 │357.2 │37.8 │335.2 │39.87 │220.7 │32.03 │175.3 │33.03 │243.8 │33.39 │
├─────┤ ├───────┼───┼───┼─────┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼────┼─────┤
│1982.6.6 │ │邢庄东 │357.8 │38.34 │286.3 │37.40 │318.1 │39.51 │218.2 │35.03 │190.8 │33.87 │
├─────┤ ├───────┼───┼───┼─────┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼────┼─────┤
│合计 │ │ │872 │115.0 │726 │111.1 │645 │106.5 │496 │106.1 │517 │102.5 │
├─────┤ ├───────┼───┼───┼─────┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼────┼─────┤
│平均 │ │ │290.5 │38.3 │242 │37.0 │215 │35.5 │165.4 │35.4 │172.3 │34.2 │
├─────┼─┼───────┼───┼───┼─────┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼────┼─────┤
│1982.9.12 │玉│常王东七号 │315 │234 │342 │237.1 │258 │213.8 │248 │206.1 │242 │222 │
├─────┤ ├───────┼───┼───┼─────┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼────┼─────┤
│1982.9.12 │米│路东片 │276 │247.3 │296 │236.5 │292 │250.3 │233 │230.6 │237 │230.6 │
├─────┤ ├───────┼───┼───┼─────┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼────┼─────┤
│1982.9.12 │ │ │357 │284.5 │328 │262.2 │293 │254.7 │303 │251 │240 │244.6 │
├─────┤ ├───────┼───┼───┼─────┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼────┼─────┤
│合计 │ │ │948 │765.8 │966 │735.8 │843 │718.8 │784 │687.7 │719 │701.9 │
├─────┤ ├───────┼───┼───┼─────┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼────┼─────┤
│平均 │ │ │316 │255.3 │322 │245.3 │281 │239.6 │261.3 │229.2 │240 │234 │
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禹城实验区0～30厘米土层全盐量(克/100克土)
┌─────┬───────┬───────┬───────┬───────┬───────┬───────┬───────┐
│取土点 │1974年 │1975年 │1976年 │1977年 │1978年 │1979年 │1980年 │
│ ├───┬───┼───┬───┼───┬───┼───┬───┼───┬───┼───┬───┼───┬───┤
│ │6月 │11月 │6月 │11月 │6月 │11月 │6月 │11月 │6月 │11月 │6月 │11月 │6月 │11月 │
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│郑庄东南 │0.144 │0.161 │0.148 │0.141 │0.115 │0.109 │0.115 │0.091 │0.088 │0.170 │0.117 │0.108 │0.115 │0.127 │
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│阎庄东南 │0.207 │0.181 │0.141 │0.135 │0.106 │0.080 │- │0.109 │0.093 │0.185 │0.115 │0.114 │0.070 │0.128 │
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│三里东500m│0.471 │0.216 │0.219 │0.245 │0.222 │0.150 │0.218 │0.113 │0.109 │0.282 │0.319 │0.357 │0.279 │0.134 │
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│三里西300m│0.101 │0.132 │0.245 │0.092 │0.129 │0.111 │0.117 │0.094 │0.086 │0.113 │0.076 │0.188 │0.064 │0.133 │
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│马庄东北 │0.161 │0.238 │0.239 │0.092 │0.130 │0.078 │0.131 │0.078 │0.101 │0.118 │0.066 │0.152 │0.062 │0.138 │
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│戎庄西头 │0.084 │0.215 │0.102 │0.118 │0.228 │0.078 │0.075 │0.080 │0.076 │0.162 │0.195 │0.195 │0.202 │0.249 │
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│郎屯西南 │0.162 │0.160 │0.117 │0.112 │0.328 │0.114 │0.082 │0.111 │0.106 │0.122 │0.067 │0.085 │0.096 │0.244 │
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│张凤吴北 │0.117 │0.092 │0.257 │0.121 │0.088 │0.131 │0.106 │0.093 │0.079 │0.084 │0.046 │0.180 │0.079 │0.079 │
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│于庄北 │0.297 │0.269 │0.219 │0.225 │0.190 │0.080 │0.100 │0.183 │0.162 │0.176 │0.109 │0.129 │0.104 │0.122 │
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│太合庄西南│0.484 │0.255 │0.256 │0.348 │0.264 │0.198 │0.288 │0.178 │0.238 │0.278 │0.310 │0.225 │0.130 │0.264 │
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│南北庄东北│0.141 │ │0.090 │0.115 │0.220 │0.066 │0.073 │0.101 │0.065 │0.115 │0.060 │0.049 │0.065 │0.125 │
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│天宫院东北│0.152 │0.136 │0.100 │0.129 │0.150 │0.133 │0.102 │0.236 │0.146 │0.297 │0.278 │0.205 │0.787 │0.190 │
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│王子付西 │0.122 │0.182 │0.083 │0.127 │0.170 │0.091 │0.107 │0.095 │0.200 │0.164 │0.110 │0.125 │0.115 │0.198 │
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│郭桥西南 │0.140 │0.117 │0.076 │0.117 │0.112 │0.054 │0.106 │0.099 │0.111 │0.132 │0.080 │0.112 │0.052 │0.091 │
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│14个点平均│0.199 │0.181 │0.164 │0.151 │0.175 │0.105 │0.125 │0.119 │0.119 │0.171 │0.132 │0.159 │0.123 │0.166 │
└─────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘