江蘇濱海鹽漬土區水稻秸稈暗溝排水降漬試驗

楊延春　潘德峰　鄒志國

摘要：在江蘇濱海鹽漬土區，采用水稻秸稈為材料制作田間暗溝，避免就地焚燒污染環境，通過設置不同間距暗溝試驗組合及對照，觀測各試區地下水位埋深及土壤含水率。結果表明，使用水稻秸稈制作的暗溝可在雨后快速排除田間積水，較快降低土壤含水率，減少澇漬災害；增加降雨入滲量，加大地下水排泄量，促進土體中的易溶鹽分隨水排出，有效控制深層高礦化度地下水水位上升，降低鹽漬土壤返鹽概率，最終達到加速鹽漬土改良的目的。

關鍵詞：水稻秸稈；鹽漬土改良；暗溝；排水降漬

中圖分類號： S276.7+2 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）03-0373-03

水稻秸稈中含有約35%纖維素、25%半纖維素、21%木質素及其他物質，它們主要以細胞壁的形式存在。20世紀70年代以來，水稻秸稈作為農村主要燃料的局面發生了根本性變化，秋收季節，農民將秸稈就地焚燒，不但浪費了農業資源，而且嚴重污染了環境。秸稈還田，可以就地取材，廣開有機肥源，變廢為寶，是充分利用秸稈資源的有效途徑之一。

秸稈在不同土壤質地中腐解速率不同[1]，覆蓋在表層的秸稈，在輕壤土中腐解最快，中壤土次之，重壤土最慢；翻壓在土壤中的秸稈在中壤土、重壤土中腐解較快，輕壤土較慢；秸稈翻壓在土壤中比覆蓋在表層腐解率快，且以埋深5 cm時腐解最快；秸稈在不同的腐解階段下腐解速率不同，一般前期快，后期慢。水稻秸稈腐解速度慢且具有較好的孔隙度和透水性[2]，孔隙度為60.99%左右。水稻秸稈腐解至210 d時，被機械組織所包圍的維管束變化不大，仍是部分斷裂，表皮和機械組織也沒有受到明顯破壞。秸稈還田能有效增加土壤有機質含量[3]，改善土壤結構，培肥地力、減少化肥施用量，對降低農業面源污染、促進農業可持續發展具有十分重要的意義。本研究根據水稻秸稈孔隙度較大、透水性好、深埋后腐解速度較慢、腐解后能增加土壤團聚體及孔隙度等特點，在江蘇濱海鹽漬土地區將水稻秸稈還田與暗溝排水有機結合，先在大田開溝，再將水稻秸稈成捆埋入溝底覆土，形成稻草暗溝，用于田間排水降漬，在做到秸稈資源化利用的同時，還可增加耕地面積，加速鹽漬土的改良進程。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

水稻秸稈取自江蘇省東臺市東川農場。秸稈自然曬干，然后捆成直徑20 cm、單根稻草自然長度的草捆。

試驗區位于江蘇省東臺市梁垛河閘西南3.5 km，西鄰G228國道，北依海堤公路。試驗區內地勢平坦，地面高程一般為3.7 m（黃海高程）左右。該區域于1998年圍墾而成，土壤成陸時間較短，土壤在成陸過程中受海水浸漬，土體含鹽量較高，0～100 cm土體平均含鹽量在4.0 g/kg以上，為重鹽土。土質為沙壤土，有機質平均含量為8.7 g/kg，土壤貧瘠且結構較差。試驗區土壤理化性狀見表1[4]。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗區平面布置 2012年10月下旬的稻收季節，在試驗區內沿排水溝方向（東西向）選取300 m長、50 m寬的田塊，設A、B、C、D共4個試驗小區，每個試驗小區寬50 m，做成50 m×50 m標準格田。A試區和D試區外側各設50 m隔離帶，各試驗區之間除設置田埂外，另設置埋深1.2 m的塑料薄膜墻作為土壤剖面隔水帶，阻斷各試區間土壤水分側滲。A試區每個格田布置3條吸水暗溝，溝距為17 m。B試區每個格田布置5條吸水暗溝，溝距為10 m。C試區每個格田布置8條吸水暗溝，溝距為6 m。D試區為對照區，不設吸水暗溝。緊鄰固定排水溝的一側設1條地下積水溝，與吸水暗溝垂直，與固定排水溝平行，距田埂1～2 m。設置排水管與積水溝垂直，排水管一端垂直插入積水溝，另一端從固定排水溝引出，并安裝可控制出水量的閥門，用以控制農田地下排水。吸水暗溝末端埋深80 cm，出水口處埋深90 cm，坡降 1/1 000。各試驗小區布置形式如圖1所示。

1.2.2 技術要求 吸水暗溝：吸水暗溝溝底埋深控制在地面以下80～90 cm（靠積水溝一側90 cm），開挖溝槽時盡量做到溝底平整，坡降1/1 000，鋪墊捆扎結實的直徑20 cm的水稻秸稈捆，后覆土。積水溝：埋深90 cm，溝中鋪墊秸稈要求與吸水暗溝一致。排水管：采用直徑11 cm的PVC管，與積水溝相接處采用PVC擴口三通相連。出水口：裝塑料球閥，控制出水并計量，在農溝邊坡設置磚砌閥門井，以便管理維護。

1.2.3 觀測內容及觀測時間 （1）田間剖面土壤含鹽量：每個試驗小區在土壤剖面10、30、50、70 cm深各取3處平行土樣，集中到實驗室分析，每月檢測1次。（2）

田間剖面土壤水分：雨后3 d取3處平行土樣，烘干法測定土壤剖面5～10、15～20、35～40、60 cm土層的含水率。（3）

地下水位：在每個試區中間位置打一眼深度3 m地下水位觀測井，觀測試驗區地下水位情況，井口高出地面0.5 m，濾水管長1 m，用棕皮包扎為反濾層。

2 結果與分析

2.1 水稻秸稈暗溝明顯提升地下水排降速度

觀測秸稈表明，用水稻秸稈鋪墊的暗溝具有加速排降地下水及協調土壤水分的作用。2013年7月20—21日降雨量為58 mm，雨后3～7 h地面基本無積水，雨后3 d，各試區平均地下水位降至埋深0.85 m，而對照區在相同時間內只降至埋深0.30 m，暗溝有效地提高了地下水的排降速度（速率提高64.7%），同時也更好地協調了土壤水分。由平均地下水位埋深過程線圖可以看出（圖2），地下水位埋深較淺時，暗溝試區地下水位下降速度明顯快于對照區，當地下水位埋深超過0.9 m時，暗溝試區和對照區地下水位差距開始縮小，逐漸趨于一致；當地下水位埋深超過1.5 m時，暗溝區和對照區地下水位基本相同。

2.2 暗溝間距與土壤含水率關系

由表2各處理雨后3 d土壤平均含水率的對比可以看出，暗溝間距設置越小，其剖面土壤含水率下降速度也越快。其中，暗溝間距6 m的試區，土壤含水率下降幅度最大，平均下降率達14.85%，而對照區平均下降率僅3.71%。各區土壤剖面平均含水率變化見圖3。

2.3 暗溝排水加速土壤脫鹽

暗溝可降低土壤含水率，增加降雨入滲量，加大地下水外排量，促進土壤中的易溶鹽分隨水排出，同時也可有效控制深層高礦化度地下水上升，降低土壤返鹽返堿的概率，最終達到加速鹽堿土改良的效果。各試驗區不同層位鹽分變化趨勢見圖4、圖5、圖6、圖7。

2.4 暗溝間距越小土壤鹽分下降速度越快

通過對2013年5月至10月各試區土壤剖面平均鹽分對比分析，暗溝間距設置不同，其脫鹽效果也有差異，土壤脫鹽效果隨暗溝間距縮小而逐步提高（圖8）。

3 結論與討論

本研究表明，用水稻秸稈做暗溝是秸稈資源綜合利用的途徑之一，有助于解決秸稈焚燒污染環境的問題。秸稈暗溝能提升地下水排降速度，而且暗溝間距越小，地下水排降速度越快[5]。當地下水降到暗溝埋設深度時，地下水排降速度將會下降，并逐漸與對照區趨于一致；增加降雨入滲量，加快鹽堿土改良的速度，同時還可以降低返鹽返堿的概率。但是用水稻秸稈做暗溝有一定時間局限，由于秸稈在土壤中會慢慢腐解，時間長了其作為暗溝的功能會喪失，水稻秸稈暗溝的時效性尚待進一步研究。本研究僅選用水稻秸稈為材料做暗溝，今后可以探索選用其他耐腐解植物秸稈做暗溝，以提高暗溝排水降漬的時效性。

參考文獻：

[1]武 際. 水旱輪作條件下秸稈還田的培肥和增產效應[D]. 武漢：華中農業大學，2012.

[2]李逢雨. 秸稈還田養分釋放規律及稻草化感作用研究[D]. 雅安：四川農業大學，2007.

[3]王海景，康曉東. 秸稈還田對土壤有機質含量的影響[J]. 山西農業科學，2009，37（10）：42-45，63.

[4]中國科學院南京土壤研究所. 土壤理化分析[M]. 上海：上海科學技術出版社，1977.

[5]房寬厚，賴偉標. 農田灌溉與排水[M]. 北京：水利電力出版社，1993：209.endprint