長期咸水灌溉對小麥光合特性與土壤鹽分的影響

郭 麗 鄭春蓮，2 曹彩云，2 黨紅凱，2 李科江，2 馬俊永，3

(1.河北省農林科學院旱作農業研究所， 衡水 053000； 2.河北省農作物抗旱研究重點實驗室， 衡水 053000；3.農業部河北南部耕地保育科學觀測實驗站， 衡水 053000)

長期咸水灌溉對小麥光合特性與土壤鹽分的影響

郭 麗1鄭春蓮1，2曹彩云1，2黨紅凱1，2李科江1，2馬俊永1，3

(1.河北省農林科學院旱作農業研究所， 衡水 053000； 2.河北省農作物抗旱研究重點實驗室， 衡水 053000；3.農業部河北南部耕地保育科學觀測實驗站， 衡水 053000)

于2013—2015年研究了不同咸水利用方式(CK，淡水；T1，咸水與淡水混配為1.8 g/L的混合水灌溉；T2，3.6 g/L咸水與淡水交替灌溉；T3，3.6 g/L咸水灌溉；T4，無灌溉)對冬小麥光合特征及土壤鹽分的影響。結果表明: T3和T4處理的株高、葉面積指數、葉面積持續期、葉綠素含量、最大凈光合速率(Pnmax)、表觀光量子效率(φ)、暗呼吸速率(Rd) 和產量較淡水處理顯著下降，且連續灌溉3.6 g/L的咸水導致土壤發生積鹽，不宜連續灌溉。T1和T2 處理與CK的株高、光合特性無顯著差異， 土壤鹽分雖有一定積累，但未影響作物的生長。可見, T1(咸淡混溉)和T2(咸淡水交替灌溉)處理的咸水利用方式對冬小麥生長無負調控效應。從土壤生態環境及小麥產量的影響角度考慮，混灌和輪灌既能保證作物產量較淡水灌溉不減產，土壤未發生次生鹽漬化，同時節約淡水資源。

冬小麥； 咸水灌溉； 光合特性； 土壤鹽分

引言

華北平原淡水資源緊缺與深層地下淡水超采日趨嚴峻密切相關，而農田灌溉用水是導致深層地下水超采的主要因素。該區農業灌溉用水占總用水量的70%左右，嚴重超采區的水資源承載力與農業用水強度之間極度失衡，引發河北平原形成一個面積達4萬km2的地下水“漏斗群”，因此，在農業生產上尋找開發替代深層淡水資源(如微咸水)的水資源是緩解深層地下水超采的重要途徑。華北平原黑龍港流域淺層咸水資源豐富，礦化度在2～5 g/L的微咸水有5.4×109m3，其面積占總淺層咸水區的80%，年可利用量約22億m3，且淺層地下水具有補給快、易開采的特點，但目前咸水利用量僅3.3億m3[1-4]。可見，對淺層咸水資源充分利用，以咸補淡對緩解華北平原深層地下水超采具有重要意義。

微咸水用于農田灌溉，雖然作物的干旱脅迫有所緩解，但灌溉的同時鹽分也被帶入土壤中，連續多年灌溉容易引發土壤次生鹽漬化，使耕層土壤含鹽量超過作物生長的閾值，從而影響作物的生長發育及產量[5-8]。咸水和微咸水雖然屬于劣質水資源，但土壤具有一定的緩沖作用，作物也存在不同程度的耐鹽能力，只要采取合理灌溉措施，以可持續利用為指導準則，合理安全利用微咸水灌溉，達到抗旱增產的效果是完全可能的[9-10]。

微咸水安全灌溉利用仍是干旱少雨地區研究的熱點，形成以華北和西北為重點的研究區域。針對西北地區吳忠東等[11-13]通過田間和室內試驗模擬，探討了微咸水灌溉對作物產量及土壤水鹽運移的影響；喬玉輝等[14]在華北平原河北曲周中國農業大學試驗站研究了微咸水灌溉對土壤環境的影響，并運用PS123模型對咸水灌溉進行了模擬研究。曹彩云等[15]在黑龍港區以小麥為對象研究了不同礦化度咸水灌溉對產量的影響。有關咸水利用已有較多報道，以上大多基于室內和田間短期試驗進行研究，而微咸水利用對作物生長和土壤生態環境的影響是一個長期過程，有必要對長期咸水灌溉定位試驗進行評價。因此，本文研究黑龍港區連續6～7年采用不同咸水灌溉方式對小麥干物質積累和土壤鹽分含量及運移規律的影響，評價不同微咸水灌溉方式的科學性和合理性，對微咸水安全利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗在河北省農林科學院旱作農業研究所護駕遲試驗站進行。該區屬黑龍港平原區(37°54′13″N、115°42′11″E，海拔高度 20 m)，土壤類型屬于粘質土壤，試驗初始(2008年)土壤有機質含量12.9 g/kg, 堿解氮含量67.3 mg/kg, 速效磷含量18.1 mg/kg, 速效鉀含量136 mg/kg, 0～20 cm耕層土壤鹽分含量0.45 g/kg(均為質量比)。種植制度為冬小麥-夏玉米復種連作。2013—2015年小麥季降水量分別為128.4 mm和147.7 mm，見圖1。年平均氣溫12.7℃。

圖1 試驗年度小麥生育期降水量Fig.1 Precipitation in wheat growing seasons

1.2 試驗設計

咸水不同利用方式定位試驗始于2008年，本試驗在定位試驗基礎上于2013—2015年對冬小麥進行研究。試驗共設5個處理， 淡水(CK)、1.8 g/L 混灌微咸水(T1)、3.6 g/L咸水與淡水輪灌(T2)、3.6 g/L咸水(T3)和春季無灌溉(T4)。試驗用不同礦化度灌溉水的離子組成見表1。每小區長10 m、寬7 m，3次重復。從試驗開始一直采用造墑水和春1水(拔節期)的灌溉制度。于2013年10月8日和2014 年 10月7 日造墑，2013年10月15日、2014年10月14日播種。2014年3月29日和2015 年3 月 27 日澆春季 1 水(不同咸水灌溉)。灌溉采用的不同礦化度咸水為淡水與工業用鹽配制而成, 水表控制灌水量，每次灌溉量 60 mm。每公頃施N 180 kg、P2O5120 kg、K2O 75 kg，磷肥和鉀肥均在小麥播種整地前一次底施，氮素化肥用量為底、追各1/2，小麥品種為衡4399。2014年6月13日、2015年6月12日收獲，種植制度為冬小麥-夏玉米復種連作方式。

表1 試驗用不同礦化度灌溉水的離子組成
Tab.1 Ion compositions of irrigation water with different salinities used in experiment

灌溉水礦化度/(g·L-1)離子濃度/(mmol·L-1)Ca2+Mg2+K+Na+SO2-4HCO-3Cl-淡水(CK)0.7150.8050.1510.732.941.047.631.80.8451.5500.1724.625.061.1220.453.60.9552.2050.1950.4415.911.2143.27

1.3 測定項目和方法

1.3.1 植株株高和葉面積指數

分別選擇不同咸水灌溉處理小麥植株30株，測定單株干株高，用直尺量取分蘗節到拉直后葉片頂端的距離測得株高，收獲期量取分蘗節到穗頂端距離。采用SUN-SCAN型冠層分析儀(Delta-T，英國)測定葉面積指數(LAI)，分別于冬小麥拔節期 (4月8日)、拔節后15 d、拔節后30 d和拔節后50 d測定葉面積指數。葉面積指數持續期計算式[16]為

LAD=∑(LAI2+LAI1)(t2-t1)/2

(1)

式中LAI1、LAI2——t1、t2時間測定的小麥群體葉面積指數

1.3.2 葉片葉綠素含量

小麥灌漿前期、灌漿中期和灌漿后期分別選取具有代表性的植株30株，于晴天09:50—11:30，選擇旗葉中部用SPAD-502型(柯尼卡，日本)葉綠素儀測定葉綠素含量。

1.3.3 光合響應曲線

采用Li-6400型光合系統分析儀(Li-COR, 美國)，選擇晴天09:00—11:00測定凈光合速率(Pn)，每區選取向光性一致的3片旗葉。光合有效輻射(PAR)利用Li-6400人工光源，光量子通量密度從1 800 μmol/(m2·s)開始，依次降為1 500、1 200、900、600、400、200、150、100、50、25 μmol/(m2·s)。每個葉片在不同光照強度下照射3 min后讀數記錄。光照強度由高到低測定可減少氣孔開放和光誘導所需的平衡時間。測定前對儀器進行校正，以保證數據的合理性。

1.3.4 非直角雙曲線模型擬合

采用非直角雙曲線的Farquhar模型[17]進行擬合，應用SPSS 19.0軟件通過擬合方程獲得表觀量子效率(φ)、最大凈光合速率(Pnmax)和暗呼吸速率(Rd)等指標。然后對0～200 μmol/(m2·s)進行線性回歸，回歸直線的凈光合速率為零和Pnmax時的2個交點分別為光補償點(LCP)和光飽和點(LSP)。計算式為

(2)

式中Pn——凈光合速率I——光合有效輻射通量密度k——光響應曲線曲角

1.3.5 小麥考種及籽粒產量

每處理選取3個具有代表性的1 m雙行植株讀取其穗數，計算合成每公頃穗數；隨機選取30穗計算穗粒數；隨機數取3個1 000粒籽粒測定千粒質量，每個處理千粒質量重復間誤差小于0.1 g；成熟后采用小區聯合收割機收獲全部小區產量。

1.3.6 土壤鹽分

各小區選擇具有代表性地點，自2014年和2015年小麥起身期(3月15日)開始取樣，75 d后(5月30日)結束，每15 d取0～80 cm土壤土樣一次，每10 cm為一層，3次重復。將土樣風干磨碎，稱取10 g過1 mm篩的風干土樣置于三角瓶中，加入50 mL蒸餾水，振蕩10 min后靜置5 min并過濾。采用DDS-11A型電導率儀測定電導率(EC)。

采用干燥殘渣法確定土壤含鹽量與電導率之間的標定關系式為

S=(0.288 1EC/1 000-0.004 4)×100%

(3)

式中S——土壤含鹽量，%EC——電導率，μS/cm

1.4 數據統計方法

采用SPSS 7.05統計學分析軟件進行數據平均值、標準差、顯著性測定。采用SigmaPlot 繪圖軟件和Excel 2007進行繪圖分析。

2 結果與分析

2.1 小麥株高變化動態

不同咸水利用方式對小麥株高的影響見表2。2年測定結果表明，起身期T3處理株高較CK顯著下降；拔節期和收獲期均表現為T3和T4處理的株高較CK顯著下降，但T3和T4處理相比較，表現為T4處理株高顯著低于T3；T1和T2處理在上述3個時期中與CK不存在統計學差異。上述分析表明混灌和輪灌處理對株高的影響較小，3.6 g/L微咸水處理的株高與淡水處理相比，呈下降趨勢，但生育后期較春季不灌水處理的株高顯著增加。

表2 不同咸水利用方式下株高的變化Tab.2 Changes of plant height under condition of different ways of salty water irrigation cm

注：數據為平均值±標準差，同列數值后不同字母表示差異顯著(p<0.05)，下同。

2.2 小麥葉面積指數和葉面積持續期的變化

葉面積指數和葉面積持續期是評價葉片光合面積和生產光合產物的重要指標。不同咸水利用方式對小麥單株葉面積的影響見表3，2年結果表明小麥拔節期(4月8日)T3和T4處理的葉面積指數較CK 顯著下降，T1和T2處理與CK相比無明顯變化；拔節15～50 d期間，T1和T2處理的葉面積指數和葉面積持續期與CK無顯著差異， T3和T4處理的葉面積指數和葉面積持續期較CK顯著下降，但T4處理的降低幅度顯著大于T3處理。該結果表明混灌和輪灌處理的葉面積指數和葉面積持續期與淡水處理無明顯差異，3.6 g/L微咸水灌溉雖較淡水、混灌和輪灌處理顯著下降，但生育后期較春季不灌水處理的葉面積指數和葉面積持續期顯著提高。

表3 不同咸水利用方式對葉面積指數和葉面積持續期的影響
Tab.3 Effects of different ways of salty water irrigation on leaf area index and leaf area duration

年份處理葉面積指數葉面積持續期/d拔節期拔節15d后拔節30d后拔節50d后拔節拔節15d拔節15～30d拔節30～50dCK2.56±0.14a5.29±0.24a6.29±0.40a4.11±0.32a58.87±4.26a86.85±4.41a104.01±4.23aT12.67±0.11a5.18±0.29a6.15±0.31a4.25±0.23a58.87±3.89a84.98±5.49a104.00±4.85a2013—2014T22.61±0.16a5.21±0.31a6.17±0.35a4.19±0.26a58.65±3.31a85.35±5.03a103.60±5.12aT32.13±0.10b4.61±0.22b5.28±0.32b3.63±0.24b50.55±2.98b74.18±4.37b89.10±4.09bT42.09±0.12b3.94±0.26c4.59±0.28c2.87±0.21c45.23±2.12c63.98±3.12c74.60±2.56cCK2.47±0.13a5.43±0.24a6.71±0.41a4.39±0.22a59.25±4.92a91.05±4.89a111.00±4.75aT12.39±0.11a5.23±0.26a6.68±0.36a4.43±0.25a57.15±4.36a89.32±4.02a111.10±4.67a2014—2015T22.54±0.15a5.39±0.28a6.56±0.34a4.18±0.21a59.47±3.95a89.62±3.95a107.40±5.02aT32.07±0.12b4.71±0.23b5.48±0.32b3.61±0.28b50.85±2.26b76.43±4.10b90.90±4.34bT41.92±0.11b4.12±0.21c4.80±0.39c3.24±0.24c45.30±2.79c66.90±3.54c80.40±3.16c

2.3 小麥旗葉葉綠素含量的變化

葉綠素含量是研究植物耐逆性的重要指標。不同灌水利用方式下2013—2015年小麥葉綠素含量(以SPAD值計)的平均值如圖2所示。旗葉葉綠素含量在灌漿前期不同處理間無顯著差異，但隨著生育期延長， 受鹽分和干旱脅迫加重，導致T3和T4處理灌漿中后期的葉綠素含量顯著低于CK，而T1和T2處理與CK無顯著差異。這表明長期采用礦化度在1.8 g/L的咸淡混灌和3.6 g/L的咸水與淡水輪灌對小麥旗葉葉綠素含量影響較小，但長期利用3.6 g/L的咸水灌溉和春季不灌水使灌漿中后期的小麥旗葉葉綠素降解加速。

圖2 不同咸水利用方式下SPAD值的變化Fig.2 Changes of SPAD value under condition of different ways of salty water irrigation

2.4 小麥旗葉光合響應曲線的變化

光合響應曲線反映植物光照強度與光合速率間的變化規律，是評價植物光合能力的重要手段。由2年光合響應曲線試驗結果平均值分析可知(圖3)，在0～200 μmol/(m2·s)的有效輻射強度范圍內凈光合速率(Pn)迅速提高，隨著有效輻射增強，植株達到最大凈光合速率(Pnmax)和光飽和點(LSP)。各處理間在高于200 μmol/(m2·s)光照強度后凈光合速率開始出現明顯差異， 光合速率表現為 T3和T4處理顯著低于CK，T1和T2處理與CK相比，變化差異較小。

圖3 不同咸水利用方式對光合響應曲線的影響Fig.3 Effects of different ways of salty water irrigation on wheat leaf light response curve

通過采用非直角雙曲線方程對光合響應曲線進行擬合，結果顯示決定系數R2均達到0.99以上，可以很好地說明各處理間的差異情況。最大凈光合速率(Pnmax)可衡量植物群體光合能力。T3和T4處理的最大凈光合速率、表觀光量子效率和暗呼吸效率較CK顯著下降，T1和T2處理較CK無顯著變化；不同處理間光飽和點和光補償點無明顯差異。表明長期采用3.6 g/L咸水灌溉和春季不灌水處理下表觀光量子效率顯著下降，進而影響最大光合速率(表4)。

2.5 不同咸水利用方式對小麥產量的影響

不同咸水利用方式對產量及產量構成因素的影響見表5。從 2年試驗結果分析可知，T4處理的單位面積穗數較CK處理顯著降低；其他處理與CK無顯著差異，2013—2014年小麥穗粒數表現為T1處理較CK顯著提高，T4處理穗粒數較CK顯著降低， 2014—2015年穗粒數表現為T4處理顯著低于其他處理，T1、T2和T3處理與CK無明顯差異，不同處理下不同年份間的穗粒數結果差異較大，可能與單位面積穗數和千粒質量有關；不同處理的千粒質量表現為T3處理顯著低于CK，其他處理間的千粒質量變化幅度較小。2年試驗的產量結果均表現為T3和T4處理的產量顯著低于CK，但T3較T4處理的產量顯著提高，而T1和T2處理的籽粒產量與CK無顯著差異。2年中T4處理的產量差異較大，該處理為無灌溉旱地處理，產量差異主要由降水量不同引起。2015年小麥生育期總降水量高于2014年，另外，2015年4月份降水主要在10 d前正值小麥拔節期，降水及時，而2014年4月份降水主要在25 d之后，降水偏晚，造成生物量偏小。

表4 不同咸水利用方式對小麥旗葉光合響應曲線特征參數的影響
Tab.4 Effect of different ways of salty water irrigation on wheat leaf photosynthetic parameters of light response curve

處理最大凈光合速率/(μmol·m-2·s-1)表觀光量子效率/(μmol·μmol-1)光飽和點/(μmol·m-2·s-1)光補償點/(μmol·m-2·s-1)暗呼吸速率/(μmol·m-2·s-1)決定系數CK36.09a0.10a595.85a44.86a4.29a0.996T135.99a0.09a588.26a42.96a3.92a0.997T234.81a0.08a583.65a44.17a3.67a0.994T330.27b0.04b582.97a50.05a2.41b0.991T424.99c0.02b563.69a43.08a1.08c0.993

由上可見，長期采用礦化度3.6 g/L咸水灌溉小麥產量較淡水、混灌和輪灌處理顯著降低，但較春季無灌溉處理的小麥產量大幅度增加。

表5 不同咸水利用方式下產量及產量構成因素的變化
Tab.5 Changes of grain yield components and yield under condition of different ways of salty water irrigation

年份處理穗數/(穗·hm-2)穗粒數千粒質量/g產量/(kg·hm-2)CK(6.08±0.41)×106a24.68±2.12b41.95±0.84a6592.5±235.3aT1(5.88±0.38)×106a28.10±2.68a40.38±0.89a6741.0±359.4a2013—2014T2(6.33±0.45)×106a24.03±2.27b41.83±0.94a6519.0±311.9aT3(6.12±0.37)×106a21.98±1.69b37.53±0.88b6049.5±212.8bT4(3.95±0.33)×106b18.61±1.51c40.56±0.69a2370.0±138.7cCK(5.32±0.38)×106a32.31±1.93a38.37±0.81a5980.5±248.2aT1(5.30±0.40)×106a32.62±2.26a37.98±0.53a6069.0±327.4a2014—2015T2(5.20±0.39)×106a32.13±2.14a38.67±0.68a5869.5±261.6aT3(5.13±0.31)×106a30.80±1.77a36.54±0.51b5446.5±231.2bT4(4.57±0.24)×106b27.26±1.65b37.78±0.49a4620.0±208.7c

2.6 不同咸水利用方式對土壤鹽分的影響

圖4 不同咸水灌溉方式下土壤鹽分變化Fig.4 Changes of soil salt content under condition of different ways of salty water irrigation after setting stage

2014年和2015年從起身期(3月15日)開始，每隔15 d監測土壤含鹽量變化的平均值(圖4)。從不同時期分析可知，起身期開始至監測60 d(5月15日)，T1、T2和T3處理土壤含鹽量表現為隨生育期延長而增加的趨勢，該結果不僅與春季灌水有關，還與小麥植株蒸騰作用增強土壤鹽分隨水分上移密切相關，而CK和T4處理在不同生長階段土壤鹽分變化較小。從不同土壤層次分析可知，各處理0～20 cm土壤含鹽量均處于較低水平，20～80 cm土層表現為隨土壤深度加深含鹽量也呈增加趨勢，除T4處理外其他處理均以50～80 cm土層含鹽量最高。各處理每一土層含鹽量均表現為：T4

3 討論

國內外開發利用微咸水灌溉農田已有100多年的歷史，對微咸水礦化度、適宜灌溉土壤質地及作物、田間管理等方面也進行了大量的實踐，YOSHINOBU等[18]認為選擇恰當的灌溉方式是咸水安全合理灌溉的關鍵。FLOWERS等[19]認為混灌不僅提高咸水灌溉的水質,也增加了農田可灌溉用水的總量,使以前不能使用的咸水合理利用。MURTAZA等[20]認為咸淡輪灌可顯著減小咸水灌溉的不利影響,有助于控制土壤中的鹽分積累。吳忠東等[21]以冬小麥為材料開展了2年田間微咸水灌溉試驗，研究結果表明3 g/L的微咸水連續使用會導致土壤積鹽，采用拔節期和抽穗期灌淡水、灌漿期灌咸水的咸淡交替順序為最優組合，其株高、葉面積指數及葉綠素含量與淡水相近。本研究結果表明，連續6～7年礦化度控制在1.8 g/L咸淡混灌和3.6 g/L咸水與淡水輪灌處理的株高、葉面積指數、葉面積持續期與淡水處理無顯著差異，而3.6 g/L咸水和春季不灌水處理較淡水處理明顯下降。此外，通過研究長期不同咸水利用方式下小麥旗葉光合響應曲線的變化結果表明，長期采用3.6 g/L咸水灌溉和春季不灌水處理的表觀光量子效率顯著下降，進而影響植株葉片的光合速率。

曹彩云等[15]以小麥為材料開展了連續4年采用不同礦化度咸水灌溉的定位試驗，結果表明連續4年灌溉礦化度為4 g/L的咸水產量下降，但較不灌水處理產量顯著增加。FLOWERS等[19]研究表明咸淡混灌較無灌水處理提高作物產量。本試驗表明連續7年采用礦化度為3.6 g/L的咸水灌溉導致小麥單位面積穗數、穗粒數及產量較淡水處理降低，但較春季不灌水處理有所增加，而T1和T2處理籽粒產量與淡水處理無顯著差異，該結果與前人研究基本一致。

馬文軍等[22]以8年冬小麥微咸水灌溉田間長期定位試驗為基礎，研究表明整個試驗期間主要在非常干旱年型發生鹽分累積現象，正常年型并未出現嚴重的鹽分積累，從土壤水鹽運移規律分析，認為3 g/L的微咸水用于田間灌溉是可行的，在降雨較少年型適當增加淡水灌溉可使土壤鹽分充分淋洗。本試驗研究表明，連續6～7年礦化度控制在1.8 g/L咸淡混灌和3.6 g/L咸水與淡水輪灌處理土壤含鹽量較淡水處理雖有增加趨勢，但未導致產量及光合作用下降，而3.6 g/L咸水長期直接灌溉則造成小麥光合與產量下降。該結果與前人研究作物生長對土壤鹽分反應符合分段函數特征的結果相吻合，即當土壤鹽分低于作物耐鹽閾值時，對作物生長未產生危害，當土壤鹽分高于植株耐鹽閾值時才受影響，并且影響程度與超出閾值的土壤含鹽量呈正比[23-24]。在本研究中，咸淡水混灌和輪灌處理與咸水處理單獨連續灌溉相比，進入土壤的鹽分減少，土壤鹽分累積未高出小麥的耐鹽閾值，光合速率與產量未受影響，而單獨采用3.6 g/L咸水連續灌溉，土壤鹽分累積超出耐鹽閾值，導致光合速率與產量均下降。因此，從對土壤生態環境及小麥產量的影響角度考慮，礦化度3.6 g/L的咸水不適宜長期直接灌溉，連續7年采用T1和T2處理的咸水灌溉方式既能保證作物產量達到淡水處理水平，還避免土壤次生鹽漬化的發生，同時節約深層淡水資源，對緩解深層地下水嚴重超采具有指導意義。由于咸水灌溉時刻影響著土壤水鹽分布及運移特征，有關連續7年以上采用上述不同咸水利用方式對小麥產量、光合特性及土壤鹽分的影響尚需進一步研究。

4 結論

(1)在不同咸水利用方式6～7年定位試驗下，采用3.6 g/L咸水與淡水輪灌(T2)和礦化度控制在1.8 g/L咸淡混灌(T1)的灌溉方式對小麥株高、葉面積指數和葉面積持續期及產量較淡水(CK)灌溉無顯著影響，3.6 g/L咸水和不灌水處理較淡水處理上述指標顯著下降，但3.6 g/L咸水處理較春季不灌水處理顯著提高。

(2)與淡水灌溉相比，T3和T4處理的小麥旗葉最大凈光合速率、表觀光量子效率和暗呼吸效率較CK顯著下降，T1和T2處理與CK相比，上述指標變化幅度較小，無顯著差異。

(3)連續6～7年灌溉3.6 g/L咸水明顯增加土壤鹽分累積量，導致土壤鹽漬化程度增加，但長期采用礦化度控制在1.8 g/L咸淡混灌和3.6 g/L咸水與淡水輪灌的灌溉方式下土壤含鹽量雖有一定增加，但增加幅度較小，導致土壤鹽漬化的風險明顯降低，可作為提高咸水資源利用效率的灌溉方式。

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Effect of Long-term Saline Water Irrigation on Photosynthetic Characteristics of Winter Wheat and Soil Salt Content

GUO Li1ZHENG Chunlian1,2CAO Caiyun1,2DANG Hongkai1,2LI Kejiang1,2MA Junyong1,3

(1.InstituteofDry-landFarming,HebeiAcademyofAgricultureandForestrySciences,Hengshui053000，China2.KeyLaboratoryofCropDroughtResistanceResearchofHebeiProvince,Hengshui053000，China3.ScientificObservingandExperimentalStationofArableLandConservationSouthHebei，MinistryofAgriculture,Hengshui053000，China)

In order to make full use of saline water resources, the impacts of different patterns (totally five treatments: CK, fresh water irrigation;T1, blended irrigation by mixing fresh water and saline water into 1.8 g/L salty water; T2, rotated irrigation of 3.6 g/L saline water with fresh water; T3, direct irrigation with 3.6 g/L salty water and T4, no irrigation) of salty water irrigation on photosynthetic characteristics and soil salt of winter wheat were studied in 2013—2015 based on a long-term saline water irrigation experiment. The results showed that treatments T3 and T4 significantly decreased plant height, leaf area index, leaf area duration, chlorophyll content, maximum photosynthetic rate (Pnmax), apparent quantum yield (φ), dark respiration rate (Rd) and grain yield compared with fresh water irrigation (CK). Continuous irrigation with 3.6 g/L salty water (T3) led to soil salt accumulation, thus it was not suitable for directly continuous irrigation of winter wheat. In comparison with CK, treatments T1 and T2 had no significant differences in plant height and photosynthetic characteristics, while there was an increasing tendency in soil salt content, the plant growth was not impacted. From the aspects of soil ecological environment and grain yield, the rotated irrigation pattern and the blended irrigation pattern of saline water utilization did not cause yield reduction and obvious soil secondary salinization, but it can save fresh water, therefore they were comparatively better ways for salty water utilization in winter wheat irrigation. The study provided an important reference for developing saline water irrigation of winter wheat.

winter wheat; salty water irrigation; photosynthetic characteristics; soil salt

10.6041/j.issn.1000-1298.2017.01.024

2016-05-16

2016-07-22

“十二五”國家科技支撐計劃項目(2013BAD05B0203、2013BAD05B0502)、農業部公益性行業科研專項(201203030)和河北省農林科學院高層次人才創新工程項目(F16E14001)

郭麗(1979—)，女，助理研究員，博士，主要從事作物栽培研究，E-mail: guolisoil@163.com

馬俊永(1965—)，男，研究員，主要從事節水農業研究，E-mail: mjydfi@126.com

S273.4

A

1000-1298(2017)01-0183-08