鹽堿土滴灌灌溉量及頻率對土壤水鹽運移的影響

李逸

[摘 要]通過苜蓿滴灌田間試驗，研究了灌水量和頻率對土壤水分和鹽分運移的影響。試驗結(jié)果表明：在灌溉水質(zhì)為微咸水且灌水量為20 mm時，低灌水頻率（5 d）和高灌水頻率（2 d）下0～80 cm土層的含水量是合適的。低灌水頻率的含水率最高。低灌水頻率對控鹽效果高于高頻;灌溉頻率對苜蓿產(chǎn)量有顯著影響，灌溉頻率最高。

[關(guān)鍵詞]滴灌方式;水鹽運動;灌溉頻率;紫花苜蓿

[中圖分類號]S275.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

1 引言

景電灌區(qū)位于甘肅省河西走廊，灌溉面積393300 hm2。作物和牧場的低產(chǎn)量極大地限制了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展。因此，本實驗嘗試通過滴灌在該地區(qū)種植苜蓿，以達(dá)到提高產(chǎn)量和改善土壤鹽分的目的。研究了不同灌水量和灌水頻率對紫花苜蓿生長和產(chǎn)量的影響，得到了最合適的滴灌系統(tǒng)。

2 試驗材料與方法

2.1 試驗地概況

本實驗所選地點位于甘肅省經(jīng)典灌區(qū)景泰縣。灌區(qū)土壤主要為沙漠灰鈣土，有機質(zhì)含量低，結(jié)構(gòu)松散。隨著灌溉的不斷發(fā)展，灌區(qū)土壤鹽漬化和次生鹽漬化問題逐漸顯現(xiàn)。選擇該植物作為具有強鹽和抗鹽性的除草劑苜蓿。

2.2 試驗處理與布置

試驗共有5個處理：

（1）對照：不灌水

（2）處理1：每5天一次，每次灌水40%的水面蒸發(fā)。

（3）處理2：每2天一次，每次灌水40%的水面蒸發(fā)。

（4）處理3：每2天一次，每次灌水是水面蒸發(fā)量的60%。

（5）處理4：每5天灌溉一次，每次灌溉都是水面蒸發(fā)量的60%。

每個過程設(shè)置為3次重復(fù)，共15個單元，相鄰的重復(fù)處理間隔為1 m，相鄰單元間隔0.8 m，并采用隨機塊設(shè)計。每排4行，行長3米，行中心距離60厘米，每排中心設(shè)有滴灌帶。主管是直徑為32毫米的PE管，二級管是直徑為16毫米的PE管。兩者通過φ16旁路連接連接，并且開關(guān)用于控制接頭附近的二級管道上的灌溉。該測試使用16毫米PE滴灌帶，滴灌間距為20厘米。澆水時，從水源抽水，通過第一系統(tǒng)的壓力表，過濾器和水表進(jìn)入系統(tǒng)，并控制每個二級管道的一個過程。

2.3 試驗方法

對選定的鹽堿土進(jìn)行培養(yǎng)和找平后，根據(jù)實驗設(shè)計布置管道和滴灌帶，并進(jìn)行初始灌溉和壓鹽。灌溉量為20毫米，播種三天后，灌溉水是試驗場旁邊的咸水。

為了確保苜蓿的出苗和幼苗存活，播種后每兩天施水5毫米。大多數(shù)幼苗長到6厘米后，根據(jù)不同的處理方法進(jìn)行灌溉。試驗于6月17日進(jìn)行，播種量為7g / m 2（千粒重5g），播種前浸泡。播種深度為2厘米，幼苗于6月24日開始播種，7月6日基本長成幼苗，8月5日進(jìn)入分枝期。9月11日，進(jìn)入第一個開花期，9月22日進(jìn)行處理，進(jìn)行數(shù)據(jù)測量和取樣。

2.4 數(shù)據(jù)采集及處理

土樣采集處理：使用土鉆取土壤在選定的位置，垂直方向-10cm，10-20cm，20-30cm，30-40 cm，40-60 cm，60-80 cm分層取土，裝入自封袋，將取回的土壤樣品干燥并通過1 mm篩子研磨。

（1）蒸發(fā)量：使用AM3蒸發(fā)皿測量每天的蒸發(fā)量，并將蒸發(fā)皿放置在測試部位的旁邊，每天8：00。00測量數(shù)值并記錄。

（2）降水量：使用SM-1型雨量計，將雨量計放置在試驗場地旁邊，并在每次下雨后測量和記錄其中收集的雨水量。

（3）株高：在出苗后每20天測量植物高度，并且為每條線選擇一部分苜蓿植物以測量植物高度并記錄。對每個處理獲得的植物高度數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)和平均，并確定每個處理的平均植物高度。

（4）生物量：每次處理選擇六行，收獲植物的地上部分，測量鮮重，并從得到的數(shù)據(jù)得出每種處理的總生物量。

（5）土壤含水率：在每個處理的不同細(xì)胞中選擇位置，并且在播種后每10天，在每個細(xì)胞中選擇與滴頭0的距離。土壤樣品取自15，30厘米，土壤深度為80厘米。對同一處理的不同位置的含水量進(jìn)行加權(quán)并根據(jù)土壤層進(jìn)行平均，以獲得每個處理的土壤含水量。在干燥方法中，將取出的土壤樣品置于鋁盒中，置于烘箱中，并在105℃下干燥至恒重的土壤樣品以計算土壤樣品的水分含量。

3 灌溉量和頻率對土壤水分運移的影響

3.1 最終水分分布情況

通過每次播種后和收獲后測量的含水量的土壤加權(quán)平均值測量的土壤的平均水分含量表示每種處理的初始和最終土壤的含水量。可以看出，在試驗結(jié)束時，所有處理的土壤含水量都降低了，這是由生長過程中生長的苜蓿吸收和消耗水引起的。其中，處理2，3個灌水頻率為3天，含水量降低較少，灌水頻率為6天處理1，4含水量減少更多，因為灌溉時間為3天，處理時間比前一個灌溉時間短。受蒸發(fā)影響較小。

3.2 不同處理各時期水分變化

每個過程在不同時間處理水分變化過程。在對照處理開始時，表面水含量低，并且下層水分含量高。下層的含水量降低。在實驗結(jié)束時，0-30厘米的含水量約為14%，表明種植苜蓿對水的運輸有影響。紫花苜蓿可以將水集中在根系所在區(qū)域的深層土壤中。

由于紫花苜蓿早花期的根系主要分布在50 cm以上的土層中，因此上層土壤含水量的處理有利于紫花苜蓿的生長。也就是說，大灌溉量和低灌水頻率的處理有利于紫花苜蓿的生長，四種灌溉處理的含水量從差到好：處理2<處理1<處理3<處理4。

3.3 灌溉量和頻率對鹽分變化和分布的影響

通過在每次處理的污染和收獲后測量的土壤樣品的加權(quán)平均值測量的土壤的平均鹽含量表示每種處理的初始和最終土壤的鹽含量。測試結(jié)果表明，在測試結(jié)束時，0-80cm處的所有處理在對照處理中幾乎沒有鹽含量。剩余土壤中的鹽量減少，表明鹽含量受灌溉的影響很大。其中，處理2，3灌水頻率為3天，脫鹽率低，灌水頻率為6天，除鹽率遠(yuǎn)高于其他兩種處理。這是因為灌溉頻率為3天，單一灌溉量小，土壤淋溶效果小。

4 小結(jié)

本研究主要分析了鹽堿土的水分分布，變化過程，鹽分分布及變化規(guī)律。

（1）滴灌種植作物可以有效調(diào)節(jié)土壤中水分和鹽分的分布，使鹽堿土適合植物生長。在灌溉間隔期間，土壤表層水在蒸散作用下急劇下降，土壤梯度電位發(fā)生變化，下部土壤水分向上移動。灌溉后，補給地表水，補充下部土壤水。

（2）灌溉頻率為3天的處理2，3水分分布較均勻，灌水量為60%。灌溉頻率的處理是6天。

（3）灌溉對鹽分含量影響很大。結(jié)果表明，灌水量大，淋溶效果好，脫鹽率大，灌水總量相同時，灌水頻率低，處理鹽度大。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 王若水，康躍虎，萬書勤，等.水分調(diào)控對鹽堿地土壤鹽分與養(yǎng)分含量及分布的影響[[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2014（14）.

[2] 徐力剛，楊勁松.土壤水鹽運移的簡化數(shù)學(xué)模型在水鹽動態(tài)預(yù)報上的應(yīng)用研究[[J].土壤通報，2004（01）.

[3] 程先軍，許迪.地下滴灌土壤水運動和溶質(zhì)運移的數(shù)學(xué)模型及驗證[[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2001（06）.

[4] 朱德蘭，李昭軍，王健，等.滴灌條件下土壤水分分布特性研究[[J].水土保持研究，2000（01）.

[5] 汪志榮，王文焰，王全九，等.點源入滲土壤水分運動規(guī)律實驗研究[[J].水利學(xué)報，2000（06）.

[6] 羅鵬.鹽堿土中不同灌水方式的水鹽運移規(guī)律試驗研究[D].西北農(nóng)林科技大學(xué)，2008.