秸稈覆蓋條件下微咸水滴灌對土壤水鹽動態變化影響

劉鑫娜，李 瑤

(河海大學 農業工程學院，南京 210098)

由于淡水資源日益緊缺，嚴重制約現代農業發展，利用微咸水進行農業灌溉成為緩解水資源供需矛盾的重要途徑之一。微咸水灌溉技術應用于多方面，如山東濟寧市黃泛平原區利用地下微咸水進行灌溉[1]以及微咸水灌溉方式問題[2]。同時，秸稈覆蓋條件在微咸水滴灌應用中發揮重要作用，秸稈覆蓋代替塑料薄膜與滴灌結合[3]，在麥秸覆蓋條件下可減輕微咸水灌溉對作物的不良影響[4]。

本文基于棚內實驗實例，首先介紹在秸稈覆蓋條件下微咸水滴灌技術的應用，然后通過校內實驗室進行微咸水滴灌實驗，在秸稈覆蓋率不同的區域內通過控制溶液濃度與滴頭流速，提取土壤配制澄清液，測得氯離子峰值，以探尋水鹽動態變化規律。

1 秸稈覆蓋條件下微咸水滴灌

1.1 農田布置實例

在棚內相同的土壤環境下栽種同一批生長狀況一致的番茄植株共36株，以每株間隔40 cm的距離呈矩形分布栽種。以氯離子濃度2、4 g/L以及滴頭流速2、3和4 L/h為控制變量，在秸稈覆蓋率不同的條件下共設置12組對照實驗，每組重復3次。利用取土器對每棵植株旁土壤橫向每間距10 cm取土一次，共取3次；每份土壤以縱向10 cm間隔提取土壤配制澄清液，共配制9份。同時，利用AutoCAD繪制田間土壤取樣圖，見圖1。

圖1 土壤取樣位置分布圖

1.2 秸稈覆蓋對于水鹽動態變化的影響

將棚內區域劃為植株分布狀況相同的兩個區域，分別采取有秸稈覆蓋處理(12 000 kg/hm2)與無秸稈覆蓋處理措施。取溶液濃度為2 g/L、滴頭流速為4 L/h的對照植株附近土壤澄清液離子峰值進行研究，實驗結果見表1。

表1 秸稈覆蓋對Cl-峰值動態變化影響

由表1可見：①在同濃度、同流速基礎上，有秸稈覆蓋條件下Cl-在土壤中處于同一深度的峰值明顯低于無秸稈覆蓋條件下的峰值；②在相同變量的基礎上，無秸稈覆蓋與有秸稈覆蓋Cl-峰值縱向上由上至下同位置對比，倍數呈遞增趨勢。

2 溶液濃度與滴頭流速對土壤水鹽動態變化影響

2.1 溶液濃度影響

在同等的灌溉條件下，不同濃度的溶液對植株的生長具有重要影響。實驗數據表明：①溶液濃度4 g/L灌溉條件下的土壤，在相同深度的Cl-峰值是溶液濃度2 g/L灌溉的土壤的兩倍左右；②同深度的Cl-峰值隨著灌溉溶液濃度的增加，其數值也會呈倍數增加；③Cl-含量在土壤中具有積累效應，易造成土壤水勢降低，作物吸水困難，形成生理干旱并影響作物產量。

2.2 滴頭流速影響

在相同濃度的微咸水對植株進行滴灌時，通過控制滴頭流速2、3、4 L/h來進行土壤中水鹽動態變化研究。對不同流速下所得的數據進行分析，以溶液濃度為2 g/L、無秸稈覆蓋條件下的數據為例，見表2。

表2 不同流速下Cl-峰值動態變化 /μs

由表2數據可得：①Cl-峰值在縱向上從地表向下呈遞減趨勢，在橫向上從滴頭位置向外呈遞減趨勢；②隨著滴頭流速增大，同位置的Cl-峰值呈遞增趨勢，但這種趨勢在橫向上距離滴頭20 cm時出現不穩定。

3 結 論

1) 在秸稈覆蓋條件下，通過微咸水滴灌與控制變量法對土壤中氯離子峰值動態變化進行研究實驗，驗證了氯離子峰值在縱向與橫向的變化規律。

2) 以田間實驗為基礎，通過對972份實驗數據進行處理，得出秸稈覆蓋率、溶液濃度與滴頭流速對土壤中氯離子峰值變化的影響，為微咸水灌溉種植模式與理論研究提供參考。