不同流量點源入滲對蘋果園土壤鹽分分布的影響

摘要 ［目的］通過調查點源入滲體的鹽分分布特征，分析隨著滴灌點源入滲蘋果園土壤鹽分的變化規律，篩選出影響主干型蘋果園土壤鹽分分布的最佳滴頭流量和滴灌時長。［方法］設置5種滴頭流量（q1、q2、q3、q4、CK），采用剖面網格取樣法，分別于滴灌前、滴灌開始3、7、10 h和滴灌結束24 h監測滴頭點下水平、垂直各網格的土壤含鹽量，進一步研究滴頭流量和滴灌時長對土壤鹽分水平方向和垂直方向分布的影響。［結果］各處理距滴頭水平距離0～60 cm中，處理q2滴灌7 h的土壤含鹽量最低，為82.55 g/kg，較CK降低了6.33 g/kg。距滴頭垂直距離0～30 cm中，處理q2滴灌7 h時的土壤含鹽量最低，為83.67 g/kg，較CK降低了10.26 g/kg。［結論］影響蘋果園土壤鹽分運移的最佳滴頭流量為8 L/h，最適宜的滴灌時長為7 h。

關鍵詞 滴頭流量；滴灌時長；土壤含鹽量

中圖分類號 S275.6 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）17-0194-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.17.045

Effects of Infiltration from Different Flow Point Sources on Soil Salt Distribution in Apple Orchard

Mayinuer·Mijiti， ZHANG Dong-hai，CHANG Xue-yan et al

（Xinjiang Production and Construction Corps Third Division Institute of Agricultural Sciences，Tumushuke， Xinjiang 843900）

Abstract ［Objective］By investigating the salt distribution characteristics of point source infiltration bodies， the changes of soil salinity in apple orchards with the infiltration of drip irrigation point sources were analyzed to screen out the optimal dripper discharge and drip irrigation duration that affect the distribution of soil salt in the main apple orchard. ［Method］Set five types of dripper discharge for experiment（q1，q2，q3，q4，CK），using profile grid sampling method，monitor the soil salt content of the horizontal and vertical grids under the drip point before drip irrigation，at 3，7，10 hours after the start of drip irrigation and at 24 hours after the end of drip irrigation，further study on the effects of drip flow rate and drip irrigation duration on the horizontal and vertical distribution of soil salinity.［Result］The research results indicate that：the horizontal distance between each treatment and the emitter is 0-60 cm，soil salt content is the lowest when treated with q2 drip irrigation for 7 hours，is 82.55 g/kg，reduced by 6.33 g/kg compared to the control group（CK）.Vertical distance from the emitter 0 to 30 cm，soil salt content is the lowest when treated with q2 drip irrigation for 7 hours，is 83.67 g/kg，reduced by 10.26 g/kg compared to the control group.［Conclusion］This indicates that the optimal drip flow rate that affects soil salt transport in apple orchards in this experiment is 8 L/h，the most suitable drip irrigation duration is 7 hours.

Key words Dripper discharge;Drip irrigation duration;Soil salinity

基金項目 新疆生產建設兵團“強南”科技骨干人才計劃項目（2021CB-019）；新疆生產建設兵團重大科技項目（2021AA005）；新疆生產建設兵團英才青年項目。

作者簡介 馬依努爾·米吉提（1991—），女，新疆伽師縣人，助理研究員，碩士，從事果樹栽培技術研究。

通信作者，助理研究員，從事果樹水肥高效利用技術與推廣研究。

收稿日期 2023-10-19

在我國干旱及半干旱地區，水資源的缺乏，嚴重制約著農業發展，尤其是新疆具有光照強、蒸發量大的氣候特點，這種干旱的氣候條件是形成土壤鹽漬化的動力，因此提高水分利用率成為根本途徑［1-2］。為了緩解用水壓力，傳統灌溉方式已逐步向節水灌溉技術轉變，其中滴灌是一種先進的節水灌溉技術，具有省水、省工、減少地面蒸發及提高水分利用效率等優點［3］。針對新疆嚴重的水資源不足的特點，采用節水的滴灌技術對農業發展及生態環境維護具有重大意義，而且滴灌淡化了作物主根區的鹽分，創造了良好的水鹽環境［4］。隨著南疆大面積推廣林果業，滴灌同樣被用來灌溉果樹，但目前對于新疆南疆極端干旱區林果通過地下滴灌灌溉、施肥達到水肥高效利用、控鹽、高產優質目的的控制性指標的研究較少，滴頭流量、灌水量和滴灌時長等因素對根區土壤水、鹽分運移的影響研究更少［1］。張偉等［5］研究了不同土壤類型及土壤粒徑對水鹽運移的影響，得出了滴灌條件下，壤土和砂土中的鹽分分布具有很強的規律性，黏土中鹽分分布無明顯的規律性。呂謀超等［6-7］通過研究滴灌參數對土壤水分分布的影響，確定了灌水量、滴頭流量、滴頭間距、灌水頻率和周期是影響土壤中鹽分分布的重要因素，土壤含鹽量隨著灌水量的增加而減少，水平和垂直脫鹽范圍均隨著土壤灌水量的增加而增大。李毅等［8］研究了滴頭流量對土壤鹽分的影響，得出了滴頭流量是控制土壤含鹽量的重要參數，距滴頭越近，土壤含鹽量越低，遠離滴頭方向含鹽量逐漸升高，表層土壤含鹽量受滴頭流量的影響較小，土層越深，土壤含鹽量受滴頭流量的影響也越大。王衛華等［9］研究了滴頭間距對土壤水分與鹽分運移的影響，得出了滴頭間距越小，交匯區土壤含水量越高，濕潤深度也越大，該區土壤含鹽量越低。Rajak等［10-11］在不同的灌溉條件進行研究，發現相對于溝灌，在鹽堿地滴灌有利于在根區保持較髙的含水率和低鹽的環境。Hu等［12-14］研究了土壤粒徑對鹽分運移的影響，結果表明，土壤粒徑對鹽分分布有較大影響，鹽分隨土壤砂粒含量的增大而減少，隨土壤黏粒、粉粒含量的增大而增大。前人研究中有關不同滴頭流量、滴灌時長對隨水鹽分運移的研究少，因此筆者針對不同滴頭流量及滴灌時長下土壤鹽分的運移狀況進行觀測、記錄，分析不同滴頭流量及滴灌時長對土壤鹽分分布的影響，確定最佳滴頭流量和適宜的滴灌時長，建立適合于南疆蘋果園控鹽、優質、高產的滴灌技術方案，以期為新疆林果的高效、可持續發展提供理論依據，可為我國其他干旱地區的節水農業發展提供經驗。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

該試驗于2022年在新疆生產建設兵團第三師圖木舒克市44團9連蘋果園（78°95′21″E，39°65′14″N）內進行。試驗地所在區域屬于典型的暖溫帶內陸極端干旱氣候區，年降雨量為63.2 mm，年均氣溫為12.8 ℃，全年蒸發量為2 127.2 mm，全年日照時數為2 449.6 h，無霜期在225 d 以上。

蘋果園土壤為砂壤土，pH 8.15，有機質9.29 g/kg，水溶性總鹽1.78 g/kg，堿解氮94.85 mg/kg，有效磷46.50 mg/kg，速效鉀101.75 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試品種為3年生富士系中熟蘋果品種“九月奇跡”，樹形為細長紡錘形，樹高2.5～2.7 m，冠幅1.3～1.5 m，砧木為M9T337，株行距配置3.5 m×1.0 m。

1.3 試驗方法

共設5個處理，分別為q1、q2、q3、q4、CK（6、8、10、20、4 L/h）。試驗毛管采用Φ16管上式滴灌管，滴頭間距設定2 m，用輸水管上的調壓閥調控滴灌帶壓力，使試驗區壓力與整塊地壓力布置均勻，布設滴灌區域人工平整表層土地，防止地勢不均產生地表徑流導致試驗誤差。土壤鹽分測定方法采用土鉆取土，時間為滴灌前，滴管開始3、7、10 h和滴灌結束24 h，對各處理土壤采用剖面取土法，分別為垂直和水平方向。在取樣點水平方向0～15、15～30、30～45、45～60、60～75和75～90 cm處進行取樣，垂直方向分別在深度為0～10、10～20、20～30、30～40、40～50和50～60 cm處取土壤。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 土壤物理性質。

土壤質地的測定用干篩法，土壤容重、田間持水量的測定參考張紅梅［15］的環刀法，土壤比重的測定參考付小梅［16］的比重瓶法。

土壤總孔隙度、土壤毛管孔隙度計算參考張紅梅［15］的計算方法：

土壤總孔隙度=（1-土壤容重/土壤比重）×100%

土壤毛管孔隙度=土壤田間持水量×土壤容重

1.4.2 點源濕潤體取樣。

取樣于試驗區光照、蒸發量相對較強的7月中旬，采用剖面網格取樣法，即滴灌前，滴灌開始3、7、10 h和滴灌結束24 h分別對每個處理在滴頭正下方朝一側挖長1.0 m深0.6 m的觀測溝，按照水平方向每隔15 cm，垂直方向每隔10 cm將開挖的土壤剖面劃分為36個長方形網格，用鋁盒在長方形網格內取土樣，及時帶回實驗室，測定土壤總鹽，每個處理采集剖面土樣180個。

1.4.3 土壤化學性質及樣品鹽分測定。

采用“S”確定試驗區的取樣點位，在每個點位每隔20 cm分層取樣，組成混合樣，送陜西楊凌沃恩生物科技有限公司檢測土壤6項化學性質，將帶回實驗室的土樣用DDSJ-318電導率儀測定土壤總鹽。

1.5 統計分析

數據用Excel 16進行統計、分析、作圖。

2 結果與分析

2.1 主干型蘋果園不同土層土壤物理性質

由表1可知，試驗地塊土壤表現為從上而下相同的質地結構，均屬典型砂壤質地；土壤容重則表現為20～40 cm最大1.58 g/cm3，土壤比重總體隨著土層深度的增加而降低，土壤毛管孔隙度和田間持水量均隨著土層深度的增加則逐漸增大，這種土壤對于保水保肥有較好的效果，水肥在上層不易穿透運移至底層，但水分遷移能力弱也會導致鹽分隨水分遷移至下層的能力弱，最終造成田間排鹽效果不佳。因此，就該類果園而言，使用少量多次的滴灌節水技術使根區始終保持在淡鹽水平下反而是一種較為適宜的技術。

2.2 不同滴頭流量對土壤鹽分水平剖面分布的影響

從圖1可見，隨著距滴頭水平距離的增大，各處理含鹽量有所不同，滴灌之前各處理會有較高含鹽量，滴灌開始后原有的含鹽量開始發生明顯的變化。滴灌開始3 h后各處理的含鹽量開始降低，明顯小于滴灌前，距滴頭水平距離0～60 cm，處理q4土壤含鹽量最低，為102.05 g/kg，處理q1含鹽量最高，為115.01 g/kg，處理q4含鹽量較處理q1降低12.96 g/kg，較CK降低2.97 g/kg。滴灌開始7 h后距滴頭水平距離0～60 cm，處理q2含鹽量最低，為82.55 g/kg，處理q3含鹽量最高，為135.06 g/kg，處理q2含鹽量較處理q3降低52.51 g/kg，較CK降低6.33 g/kg。

滴灌開始10 h后距滴頭水平距離0～60 cm，處理q2含鹽量最低，為82.93 g/kg，處理q3含鹽量最高，為141.95 g/kg，處理q2含鹽量較處理q3降低59.02 g/kg，較CK降低44.30 g/kg。滴灌結束24 h后對各處理進行了含鹽量的測定，結果顯示，滴灌結束24 h后各處理含鹽量開始升高，出現了返鹽現象，原因是土壤鹽分隨水運移，停水后開始地表積累。滴灌結束24 h后距滴頭水平距離0～60 cm，處理q2土壤含鹽量最低，為94.20 g/kg，處理q4含鹽量最高，為153.94 g/kg，處理q2含鹽量較處理q4降低59.74 g/kg，較CK降低31.88 g/kg。由以上分析可知，水平方向上處理q2（8 L/h）含鹽量最低，可以作為最好的處理，因此不同滴頭流量在水平方向上對土壤鹽分分布的影響中，最佳滴頭流量為8 L/h，而最適宜的滴灌時長還需要進一步分析。

2.3 滴灌時長對土壤鹽分在水平剖面分布的影響

由圖2可見，距滴頭水平0～60 cm，滴灌前會有一定的含鹽量，滴灌開始后會有明顯的降低，隨著滴灌時間的延長各處理含鹽量有所不同，表現出的適宜滴灌時長也不同。在0～60 cm土層，處理q1滴灌10 h的含鹽量最低，為107.09 g/kg，滴灌結束24 h后的含鹽量最高，為137.81 g/kg，滴灌10 h的含鹽量較滴灌結束24 h降低了30.72 g/kg。處理q2滴灌7 h的含鹽量最低，為79.38 g/kg，滴灌前的含鹽量最高，為129.43 g/kg，滴灌7 h的含鹽量較滴灌前降低了50.05 g/kg。處理q3滴灌3 h的含鹽量最低，為105.58 g/kg，滴灌10 h的含鹽量最高，為141.95 g/kg，滴灌3 h的含鹽量較滴灌10 h降低了36.37 g/kg。處理q4滴灌7 h的含鹽量最低，為104.28 g/kg，滴灌結束24 h的含鹽量最高，為153.94 g/kg，滴灌7 h的含鹽量較滴灌結束24 h降低了49.66 g/kg。從以上各處理的含鹽量降低幅度來看，處理q2滴灌7 h的含鹽量降低幅度最大，為50.05 g/kg，明顯大于其他處理滴灌時長處理。從各處理最低含鹽量分析可知，處理q2滴灌7 h的含鹽量最低，為79.38 g/kg，較CK低8.95 g/kg，可以進一步確定水平方向上處理q2（8 L/h）可作為最好的處理，滴灌7 h可以作為最適宜的滴灌時長。因此，各處理不同滴灌時長在水平方向上對土壤鹽分分布的影響中，最佳滴頭流量為8 L/h，最適宜的滴灌時長為7 h。

2.4 不同滴頭流量對土壤鹽分垂直分布的影響

由圖3可見，隨著距滴頭垂直距離的增大，各處理含鹽量有所不同。滴灌前的含鹽量測定結果表明，滴灌前各處理會有較高的含鹽量，滴灌開始3 h后各處理的含鹽量開始降低，明顯低于滴灌前。距滴頭垂直距離0～30 cm，處理q2的土壤含鹽量最低，為97.22 g/kg，處理q4的含鹽量最高，為109.38 g/kg，處理q2含鹽量較處理q4降低了12.16 g/kg，較CK降低了20.68 g/kg。滴灌開始7 h后，距滴頭垂直距離0～30 cm，處理q2的土壤含鹽量最低，為83.67 g/kg，處理q3的含鹽量最高，為143.00 g/kg，處理q2含鹽量較處理q3降低了59.33 g/kg，較CK降低了10.26 g/kg。滴灌開始10 h后距滴頭垂直距離0～30 cm，處理q2的土壤含鹽量最低，為96.40 g/kg，處理q3的含鹽量最高，為136.82 g/kg，處理q2含鹽量較處理q3降低了40.42 g/kg，較CK降低了32.97 g/kg。滴灌結束24 h后各處理的含鹽量測定結果顯示，滴灌結束24 h后各處理含鹽量開始升高，出現了返鹽現象，其中處理q2的土壤含鹽量最低，為102.05 g/kg，處理q4的含鹽量最高，為169.32 g/kg，處理q2含鹽量較處理q4降低了67.27 g/kg，較CK降低了29.81 g/kg。由此可知，垂直方向上處理q2（8 L/h）含鹽量最低，可以作為最優處理，因此不同的滴頭流量在垂直方向上對土壤鹽分分布的影響中，最佳滴頭流量為8 L/h，而最適宜滴灌時長還需要進一步分析。

2.5 不同滴灌時長對土壤鹽分垂直分布的影響

從圖4可見，各處理在滴灌前，滴灌開始3、7、10 h和滴灌結束24 h測定的含鹽量來看，隨著距滴頭垂直距離的增大，各處理不同滴灌時長的含鹽量有所不同，表現出適宜滴灌時長也不同。距滴頭垂直距離0～30 cm，處理q1滴灌3 h的含鹽量最低，為104.30 g/kg，滴灌結束24 h后的含鹽量最高，為147.48 g/kg，滴灌3 h的含鹽量較滴灌結束24 h降低了43.18 g/kg。處理q2滴灌7 h的含鹽量最低，為83.67 g/kg，滴灌前的含鹽量最高，為141.00 g/kg，滴灌7 h的含鹽量較滴灌前降低了57.33 g/kg。處理q3滴灌3 h的含鹽量最低，為107.37 g/kg，滴灌10 h的含鹽量最高，為136.82 g/kg，滴灌3 h的含鹽量較滴灌10 h降低了29.45 g/kg。處理q4滴灌7 h的含鹽量最低，為100.09 g/kg，滴灌結束后24 h的含鹽量最高，達155.99 g/kg，滴灌7 h的含鹽量較滴灌結束24 h降低了55.90 g/kg。

由以上不同處理各滴灌時長的含鹽量降低幅度來看，處理q2滴灌7 h的含鹽量降低幅度最大，為57.33 g/kg，明顯大于其他處理滴灌時長。從各處理最低含鹽量分析可知，處理q2滴灌7 h的含鹽量最低，為83.67 g/kg，較CK低10.26 g/kg。這說明使用大流量滴頭滴灌時，要嚴格控制滴灌時長，滴灌時長過大或過小，易引起地表徑流，且不利于根區淡鹽區的形成。進一步確定垂直方向上處理q2可以作為最優處理，滴灌7 h可以作為最適宜的滴灌時長。因此各處理不同的滴灌時長在垂直方向上對土壤鹽分分布的影響中，最佳滴頭流量為8 L/h，最適宜的滴灌時長為7 h。

3 小結與討論

土壤鹽分運移主要受到土壤質地、管理措施、灌溉水質以及植被條件等因素的影響。其中，管理措施中灌水量、滴頭流量、滴頭間距和灌水頻率等滴灌技術參數對土壤水鹽運移的影響非常大，也是調控土壤水鹽運動重要因素［1］。因此，篩選出最佳滴頭流量和最適宜的滴灌時長在調控土壤含鹽量上起著很大的作用。

不同的滴頭流量及滴灌時長對土壤鹽分分布的影響結果表明，不同滴頭流量在水平、垂直方向上隨著距滴頭距離的增大，各處理土壤含鹽量有所不同。其中，滴頭流量8 L/h土壤含鹽量最低，明顯低于其他處理。不同的滴灌時長在水平、垂直方向上隨著距滴頭距離的增大，各滴灌時長土壤含鹽量有所不同。其中，滴灌開始7 h后測定的含鹽量最低，明顯低于其他滴灌時長，尤其是處理q2滴灌開始7 h后的含鹽量最低，可以作為最適宜的滴灌時長。因此，對主干型蘋果園土壤鹽分調控過程中，處理q2在整個滴灌時長中鹽分控制較好，土壤鹽分大體呈下降趨勢，即使升高也會低于滴灌前，尤其是處理q2滴灌開始7 h后的含鹽量最低，能達到最好的鹽分調控目的，并能為蘋果生長提供最好的環境。建議在果樹生產過程中，選用最佳滴頭流量為8 L/h，最適宜滴灌時長為7 h，作為控制土壤含鹽量的重要參數。

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