膜下滴灌條件下土壤水鹽動(dòng)態(tài)變化特征研究

楊 宏 偉(甘肅省水利廳石羊河流域管理局，甘肅 武威 733000)

石羊河流域是甘肅省河西走廊三大內(nèi)陸河流域之一，屬大陸性溫帶干旱氣候。由于地表水資源嚴(yán)重短缺，地下水是該流域農(nóng)業(yè)灌溉的重要水源。高礦化度的地下水灌溉和強(qiáng)烈的蒸發(fā)蒸騰作用使該區(qū)耕地存在次生鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)，灌溉農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展面臨著巨大的挑戰(zhàn)[1-3]。膜下滴灌技術(shù)是將地膜與滴灌技術(shù)有效地結(jié)合起來[4,5]，充分利用了地膜減少蒸發(fā)、增溫保墑作用和滴灌、定時(shí)定量供水、減少滲漏和蒸發(fā)作用，為作物生長(zhǎng)提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。由于膜下滴灌徹底改變了田間灌溉水的移動(dòng)路徑，水滴入土層表面，只在滴頭下方形成很小的飽和區(qū)，水分通過分子力向四周及向下擴(kuò)散，土壤濕潤(rùn)半徑離開滴頭距離橫向一般為35～40 cm，縱向重疊；在水分?jǐn)U散的同時(shí)，土壤鹽分也沿著濕潤(rùn)峰球體的半徑方向擴(kuò)散，不斷滴入土體的水分對(duì)土壤中的鹽分有淋洗作用，被淋溶的土壤鹽分在入滲水流攜帶下，向滴頭四周遷移，積累在濕潤(rùn)區(qū)邊緣，作物根區(qū)就形成了一個(gè)有利于作物生長(zhǎng)的淡化脫鹽區(qū)。李朝剛[6]、呂殿青等[7]認(rèn)為，在干旱、半干旱地區(qū)，強(qiáng)烈蒸發(fā)條件下，土壤鹽分或地下水可溶性鹽類通過水的垂直或側(cè)向運(yùn)動(dòng)向地表累積，這是土壤積鹽過程最為普遍的形式，也是發(fā)生鹽漬化的主要原因。Ayars[8]等在美國(guó)水管理研究所進(jìn)行的番茄、棉花和甜玉米等作物為期15年的膜下滴灌的研究結(jié)果表明，膜下滴灌可以顯著提高作物的產(chǎn)量和水分利用效率，高頻度的灌溉還可以減少深層滲漏量。Ayars[9]等研究了滴灌條件下，灌水間隔對(duì)棉花根區(qū)濕潤(rùn)體含鹽量及作物產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，每天灌水土壤剖面含鹽量要比每隔一天灌水的低得多，但對(duì)棉花產(chǎn)量無明顯的影響。我國(guó)大田膜下滴灌取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，尤其在玉米、棉花等寬行作物生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用[10,11-13]。張偉、弋鵬飛、王振華、劉磊等[14-17]在連續(xù)采用滴灌方式的棉田研究結(jié)果表明，隨著滴灌使用年限的增長(zhǎng)，棉田中鹽分積累越多，棉花產(chǎn)量下降幅度越大。塔克拉瑪干沙漠腹地滴灌條件下，在表層隨著距滴頭距離的增加，土壤中鹽分的含量呈直線增加。滴灌連續(xù)滴水，可以形成無數(shù)次小水量洗鹽，脈沖式逐漸向外推進(jìn)，致使鹽分集中到濕潤(rùn)峰邊沿，在多滴頭情況下，濕潤(rùn)峰相互重疊，使鹽分的側(cè)向移動(dòng)變成向下移動(dòng)，形成一個(gè)平面整體，向下洗鹽使上部土層變成“淡化脫鹽土層”[18,19]。因地制宜地制定合理灌溉定額，達(dá)到土壤鹽分累積量最低，作物水分利用效率和產(chǎn)量最優(yōu)是節(jié)水灌溉亟待解決的問題。

棉花作為石羊河流域主要經(jīng)濟(jì)作物，研究膜下滴灌條件下棉花農(nóng)田水鹽動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，制定合理的灌溉制度，對(duì)防止土壤鹽堿化和次生鹽漬化的發(fā)生，具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在甘肅省水利科學(xué)研究院民勤灌溉試驗(yàn)站進(jìn)行，試驗(yàn)站海拔1 351 m，東經(jīng)103°05′，北緯38°37′。地處民勤綠洲和騰格里沙漠交界處，為典型的沙漠綠洲氣候。多年平均氣溫為7.8 ℃，多年平均降水量110 mm，多年平均蒸發(fā)量2 644 mm，無霜期150 d。平均土壤密度1.54 g/cm3，田間持水量21.72%，土壤質(zhì)地為沙壤土，灌溉水礦化度1.20 g/L，地下水埋深30 m以下。風(fēng)大沙多，春季最大風(fēng)速38 m/s，多為西北風(fēng)。甘肅省水利科學(xué)研究院民勤試驗(yàn)站試驗(yàn)田土壤物理性質(zhì)見表1。

表1 甘肅省水利科學(xué)研究院民勤試驗(yàn)站試驗(yàn)田土壤物理性質(zhì)Tab.1 Soil physical properties of test field in Minqin experimental station of Gansu water conservancy research institute

本研究于2016年4月25日播種，10月5日收獲，生育期163 d。供試棉花品種為新陸早7號(hào)，采用點(diǎn)播器條播，播種量120 kg/hm2。株距18 cm，行距30 cm，棉花膜下滴灌采用一膜兩管四行方式，膜寬幅120 cm。結(jié)合春耕施入基肥，尿素、磷酸二氫銨施肥量均為375 kg/hm2。在棉花生育期6月18日和7月26日隨灌水措施分別追施尿素150 kg/hm2。播前進(jìn)行一次春季儲(chǔ)水灌溉，灌水量為1 200 m3/hm2，各種農(nóng)藝措施參照當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理，其中T1、T2、T3為膜下滴灌，CK為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)灌溉畦灌。生育期灌水定額設(shè)置如表2所示。

表2 各處理灌水定額及日期設(shè)置表 m3/hm2

注：CK為當(dāng)?shù)氐某Ｒ?guī)畦灌灌溉制度，其余處理均參照CK制定。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目和方法

(1)土壤水鹽含量測(cè)定。不同處理棉花各生育期分層(0～10、10～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm)取樣，每個(gè)點(diǎn)采集6個(gè)樣，即滴頭下0處、以滴灌帶鋪設(shè)方向水平距滴頭水平距離15、30 cm處(計(jì)作-15，-30 cm)，垂直滴灌帶鋪設(shè)方向水平距滴頭水平距離10、20、30 cm處(計(jì)作+10 cm，+20 cm，+30 cm)。采用烘干法測(cè)定土壤水分，利用ST1-3型電導(dǎo)率儀測(cè)定電導(dǎo)率EC1∶5(土水質(zhì)量比為1∶5)，根據(jù)以下公式計(jì)算土壤全鹽量：

C=0.027 5EC1∶5+0.136 6

(1)

S=10CθH

(2)

式中：C為土壤全鹽量，g/kg；EC1∶5為土水比為1∶5的土壤飽和浸提液的電導(dǎo)率，μS/cm；S為某一深度內(nèi)土壤含鹽量，t/hm2；θ為體積含水率，%；H為土層深度，m。

(2)作物耗水量測(cè)定。采用農(nóng)田土壤水量平衡公式進(jìn)行耗水量計(jì)算。灌水量采用水表進(jìn)行計(jì)量。由于該試驗(yàn)田地下水埋深在40 m以下，可視地下水補(bǔ)給量為0，降水入滲深度不超過1 m，可視深層滲漏為0。作物生長(zhǎng)所需水分主要由灌溉水和降雨供應(yīng)。因此，水量平衡方程可簡(jiǎn)化為：

ET=P+I-ΔW

(3)

式中：ET為作物生育期耗水量，mm；P為生育期降水量，mm；I為生育期內(nèi)灌溉量，mm； ΔW為作物生育期土壤蓄水變化量，mm。

土壤蓄水量按照下列公式計(jì)算：

W=10HDB

(4)

式中：W為土壤蓄水量，mm；H為土層深度，cm；D為土壤體積質(zhì)量，g/cm3；B為土壤質(zhì)量含水率，%。

(3)棉花產(chǎn)量及特征值測(cè)定。收獲時(shí)測(cè)定果枝數(shù)、鈴數(shù)、單鈴重、衣分、絨長(zhǎng)、籽棉產(chǎn)量，測(cè)產(chǎn)采取小區(qū)單打單收方法測(cè)定。

(4)降雨量測(cè)定。由試驗(yàn)站內(nèi)自動(dòng)氣象站測(cè)定。

(5)數(shù)據(jù)處理與分析方法。利用SPSS16.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)，采用Surfer8.0軟件對(duì)各處理土壤水分、鹽分分布制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌水處理農(nóng)田土壤水分的動(dòng)態(tài)變化特征

在干旱半干旱地區(qū)，由于降雨量較少，農(nóng)田土壤水分狀況主要受灌溉水和農(nóng)田蒸發(fā)蒸騰的影響，其中灌溉水對(duì)土壤水分動(dòng)態(tài)變化的影響較大。

圖1為不同處理棉花生育期土壤含水率變化。由圖1可知，各處理0～100 cm土壤含水率均隨棉花生育進(jìn)程的延長(zhǎng)呈降低趨勢(shì)。其中，4月24日(苗期)至7月8日(蕾期)，各處理土壤含水率變化曲線出現(xiàn)重疊，表明土壤含水率變化規(guī)律基本一致。在播前和苗期，由于經(jīng)過統(tǒng)一春灌措施，各處理土壤含水率曲線變化規(guī)律基本一致，在苗期，各處理土壤水分均表現(xiàn)為隨土壤深度的增加呈增加趨勢(shì)。其中T1、T2、T3、CK處理0～10 cm土壤含水率分別為12.32%、11.86%、10.27%和11.82%，60～100 cm土壤含水率分別為18.94%、18.62%、19.96%和19.78%，膜下滴灌條件下，各處理深層土壤含水率明顯高于表層土壤，這主要與前期進(jìn)行的春灌措施增加了深層土壤的蓄水量及淺層土壤具有較高騰發(fā)量有關(guān)。

花鈴初期(7月8日)，相同的灌水量使各處理0～100 cm土壤含水率較前期明顯降低，各處理土壤含水率差異為3.42%～5.85%，土壤含水率差異較前期降低。其中，T1、T2、T3、CK處理0～20 cm土壤含水率為10.46%～11.94%，60～80 cm土壤含水率為14.29%～16.01%。其中，0～60 cm土層內(nèi)各處理土壤含水量介于15%左右。60～100 cm土層內(nèi)T1、T2、T3處理土壤含水量差異較大，80～100 cm土層內(nèi)，T1、T2、T3、CK處理土壤含水率依次為19.52%、16.08%、10.55%、23.79%。其中，灌水定額為2 400 m3/hm2的常規(guī)畦灌土壤水分垂向運(yùn)動(dòng)明顯高于其他處理，土壤水分含量隨土層深度的增加呈明顯增加的趨勢(shì)，由土壤物理性質(zhì)可知，深層土壤為壤土，田間持水率較土壤表層高，在土壤水勢(shì)的作用下，水分有利于向土壤深層運(yùn)移儲(chǔ)存。

花鈴期(7月25日)，灌水次數(shù)對(duì)土壤含水率逐漸產(chǎn)生影響。其中，T1、T2、T3、CK處理土壤含水率為10.88%～13.43%。其中，T1處理土壤含水率最高，CK處理土壤含水率最低。原因?yàn)镃K處理一水灌后時(shí)間較長(zhǎng)，而二水尚未灌溉，故CK處理土壤含水率最低。這時(shí)期膜下滴灌條件下，花鈴前期營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)均處于旺盛階段，葉面積指數(shù)達(dá)到峰值，耗水量最高。之后，各處理土壤0～100 cm土壤含水率降低幅度較前期明顯。這與花鈴后期進(jìn)行打頂整枝，生殖生長(zhǎng)受到抑制，老化葉片開始脫落，葉面積指數(shù)開始下降，耗水量降低，土壤蓄水量逐漸增加，表現(xiàn)為各處理圖中的顏色均較之前加深。

吐絮期(8月25日)，各處理間土壤含水率差異進(jìn)一步增大，其中，T3、CK處理0～100 cm土壤含水率較T1、T2處理降幅較大，降幅分別為8.88%和7.64%，較8月8日測(cè)定結(jié)果分別降低2.63%和1.93%，表明，在苗期-盛花期，減少1水和2水土壤蓄水量明顯降低，后期進(jìn)行復(fù)水措施也不能明顯提升土壤水分含量。在棉花鈴期，吐絮期10月15日(收獲期)，T1、T2、T3、CK處理土壤含水率分別為10.22%、9.14%、8.02%和7.01%，較前期略有降低，但降幅明顯減小。在棉花生育期內(nèi)，常規(guī)畦灌處理，100 cm土層處土壤水分達(dá)到10%～20%，產(chǎn)生明顯的土壤水分滲漏，而膜下滴灌灌溉的T1、T2、T3處理在整個(gè)土壤剖面上土壤水分含量較CK處理高，且分布范圍廣。

吐絮期至收獲期(9月15日-10月5日)，在蒸騰和棵間蒸發(fā)作用下，不同灌水定額對(duì)土壤含水率影響差異進(jìn)一步明顯，T3處理灌水定額分別較T1和T2處理降低600和300 m3/hm2，在0～100 cm土層內(nèi)，T3處理土壤含水率顏色明顯淡于T1、T2處理，而CK處理土壤含水率此時(shí)最高，原因?yàn)镃K處理的土壤含水率為三水灌后測(cè)定值，故CK處理0～100 cm土壤含水率為該處理棉花全生育期最高值。收獲期土壤含水量結(jié)果表明，T1、T2、CK各處理0～100 cm土壤水分變化規(guī)律基本一致，各處理含水量在15.00%左右變化，且深層土壤水分含量略低于淺層土壤，0～100 cm土層土壤水分CK處理較T1、T2、T3處理分別低19.02%、13.21%、8.01%，說明膜下滴灌能顯著提高土壤含水率，有利于防止土壤水分蒸發(fā)和常規(guī)灌溉產(chǎn)生的滲漏水量損失。

研究結(jié)果表明，在作物生育前期，各處理土壤水分運(yùn)動(dòng)基本一致，在蒸發(fā)、灌水交替作用下，0～100 cm土壤水分含量隨棉花生育進(jìn)程的延長(zhǎng)呈降低趨勢(shì)，處理間土壤水分分布差異不顯著。到吐絮期，不同的灌水定額改變了水分分布特征。當(dāng)灌溉定額為1 500 m3/hm2時(shí)的膜下滴灌方式能明顯提高土壤水分的垂直運(yùn)動(dòng)，土壤水分被儲(chǔ)存在深層土壤中。在花鈴期，棉花進(jìn)入需水高峰階段，灌水定額對(duì)土壤水分的垂向分布影響差異減弱。

2.2 不同灌水處理農(nóng)田土壤鹽分的動(dòng)態(tài)變化特征

膜下滴灌改變了田間灌溉水的移動(dòng)路徑，水滴入土層表面，在水分?jǐn)U散的同時(shí)，土壤鹽分也沿著濕潤(rùn)峰球體的半徑方向擴(kuò)散，被淋溶的土壤鹽分在入滲水流攜帶下，向滴頭四周遷移，積累在濕潤(rùn)區(qū)邊緣，就形成了一個(gè)有利于作物生長(zhǎng)的淡化脫鹽區(qū)。

2016年棉花不同生育期土壤剖面全鹽含量動(dòng)態(tài)變化如圖2所示。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在播前，各處理0～100 cm土層土壤全鹽量在0.508～0.514 g/kg之間，各處理間變化規(guī)律基本一致，主要由于各處理均在播前進(jìn)行了春灌(春季泡地)。進(jìn)入苗期，各處理0～100 cm土壤剖面土壤鹽分含量分布規(guī)律基本一致，灌水定額對(duì)土壤鹽分量含量影響基本一致，均表現(xiàn)為隨土層深度的增加呈增加的趨勢(shì)，各處理土壤全鹽量較播前均增加。其中，T1、T2、T3、CK處理0～100 cm土壤全鹽量分別為0.73、0.72、0.72和0.74 g/kg，較播前分別增加13.10%、13.75%、14.12%和16.01%，各處理均在40～60 cm土層內(nèi)累積幅度最高，較播前對(duì)應(yīng)土層分別增加20.4%、15.82%、20.78%和21.04%。主要由于苗期隨著氣溫的逐漸升高，土壤蒸發(fā)和植株蒸騰作用的增強(qiáng)，土壤水分向表層運(yùn)動(dòng)，由于“鹽隨水動(dòng)”，使得深層土壤中的鹽分向土壤表層運(yùn)移，使得各處理土壤全鹽含量較播前均增加。

棉花蕾期，灌水定額對(duì)各處理脫鹽、積鹽土層深度影響逐漸明顯。灌后3 d 的測(cè)定數(shù)據(jù)表明，當(dāng)灌水定額為300 m3/hm2(T1處理)時(shí)，對(duì)0～60 cm土壤土層的脫鹽過程影響明顯，土壤含鹽量介于0.58 g/kg左右。當(dāng)灌水定額為250 m3/hm2(T2處理)時(shí)，對(duì)0～30 cm土層的脫鹽過程影響明顯，土壤含鹽量介于0.52 g/kg左右。T3處理0～30 cm土層土壤鹽分含量分布規(guī)律與T2處理基本一致。此外，T2、T3處理較低的灌水定額對(duì)0～20 cm土層積鹽效果明顯。其中T2處理鹽分含量為0.69 g/kg，T3處理鹽分含量為0.73 g/kg。蕾期，各處理0～30 cm土層土壤發(fā)生脫鹽現(xiàn)象，60～100 cm土層發(fā)生積鹽現(xiàn)象。其中，滴頭下T1、T2、T3處理0～30 cm土層含鹽量分別為0.51、0.58、0.61 g/kg；60～100 cm土層含鹽量分別為0.71、0.73、0.80 g/kg。各處理(T1、T2、T3)深層(60～100 cm)土壤鹽分含量較淺層(0～60 cm)分別高39.22%、25.86%和32.78%，滴灌帶間T1、T2、T3處理0～30 cm土層含鹽量分別為0.67、0.71、0.77 g/kg；60～100 cm土層含鹽量分別為0.71、0.78、0.85 g/kg。各處理(T1、T2、T3)深層(60～100 cm)土壤鹽分含量較淺層(0～60 cm)分別高5.97%、9.86%和10.39%，說明在棉花主要生育期，滴灌帶間發(fā)生積鹽現(xiàn)象，滴頭下發(fā)生脫鹽現(xiàn)象，滴灌帶間發(fā)生積鹽程度較滴頭間顯著。

圖1 不同處理2016年棉花不同生育期土壤水分含量動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Dynamic changes of soil moisture content in different growth stages of Cotton in different growth stages in 2016

圖2 不同處理2016年膜下滴灌棉花不同生育期土壤含鹽量動(dòng)態(tài)變化Fig.2 Dynamic changes of soil salinity in different growth stages of Cotton under different treatments in 2016

吐絮期至收獲期，各處理淺層土壤全鹽量在灌水、降雨作用下，均較前期有所降低，深層土壤全鹽量有所增加。其中在0～10 cm土層發(fā)生脫鹽現(xiàn)象，T1、T2、T3、CK處理土壤全鹽量分別為0.65、0.66、0.63、0.62 g/kg，10～20 cm土層全鹽量最低，分別為0.57、0.55、0.59和0.58 g/kg。T1、T2、T3處理在40～60 cm土層發(fā)生積鹽現(xiàn)象，分別為0.85、0.82、0.83 g/kg，CK處理在60～80 cm發(fā)生脫鹽現(xiàn)象，為0.63 g/kg，CK處理在80～100 cm土層發(fā)生積鹽現(xiàn)象，為0.83 g/kg，說明畦灌條件下，鹽分向土壤深層運(yùn)移，100 cm土層處鹽分變化顯著，常規(guī)畦灌產(chǎn)生了深層水分滲漏。滴頭下T1、T2、T3處理0～30 cm土層含鹽量分別為0.56、0.61、0.65 g/kg；60～100 cm土層含鹽量分別為0.68、0.66、0.69 g/kg。各處理(T1、T2、T3)淺層(0～30 cm)土壤鹽分含量較蕾期分別高33.33%、13.79%和13.12%，各處理(T1、T2、T3)深層(60～100 cm)土壤鹽分含量較蕾期分別低21.17%、11.21%和7.85%。 滴灌帶間T1、T2、T3處理0～30 cm土層含鹽量分別為0.77、0.81、0.87 g/kg；60～100 cm土層含鹽量分別為0.61、0.68、0.75 g/kg。各處理(T1、T2、T3)淺層(0～30 cm)土壤鹽分含量較蕾期分別高14.93%、14.09%和12.99%，各處理(T1、T2、T3)深層(60～100 cm)土壤鹽分含量較蕾期分別低16.39%、14.71%和13.33%，且處理間0～100 cm土壤全鹽量差異較蕾期明顯。說明棉花生育后期滴頭下及滴灌帶間表層土壤鹽分含量較生育前期高，深層土壤鹽分含量較生育前期低。這是由于生育后期，灌水量減少，強(qiáng)烈的蒸發(fā)及作物的蒸騰作用下，在土壤表層發(fā)生積鹽，深層發(fā)生脫鹽，此時(shí)，作物已經(jīng)停止生長(zhǎng)，對(duì)產(chǎn)量影響不顯著。

研究結(jié)果表明，隨著灌水定額增加，土壤剖面鹽分含量變化劇烈，在土壤水分蒸發(fā)及植株蒸騰過程中，土壤鹽分隨著水分逐漸上升，土壤表層發(fā)生積鹽現(xiàn)象，土壤中層發(fā)生脫鹽現(xiàn)象，土壤深層變化基本穩(wěn)定。

2.3 不同灌水處理棉花產(chǎn)量及水分利用效率

不同處理棉花產(chǎn)量特征值如表3所示。由表3可知，各處理對(duì)株高影響差異顯著，其中T1、T2、CK處理株高明顯高于T3處理，T1、T2、CK處理株高差異不顯著。不同處理棉花鈴數(shù)大小依次為T2>T1>CK>T3。其中，T2處理棉花鈴數(shù)與T3、CK處理分別達(dá)顯著性水平(p<0.05)。T1、T2、T3、CK處理棉花單鈴重分別為9.76、9.65、8.70和9.07 g，其中，T1、T2處理分別與T3處理差異顯著(p<0.05)。各處理籽棉產(chǎn)量結(jié)果表明，T1、T2、T3、CK處理棉花產(chǎn)量分別達(dá)4 938.9、4 969.9、3 946.0、4 958.1 kg/hm2，且T1、T2、CK處理籽棉產(chǎn)量明顯高于T3處理，各處理分別與T3處理差異顯著(p<0.05)。水分利用效率(WUE)介于1.26～1.47 kg/m3之間，大小依次為T2>T3>T1>CK，其中T2處理與T1、CK處理差異達(dá)顯著性水平(p<0.05)，常規(guī)灌溉畦灌CK處理水分利用效率最低。田間試驗(yàn)研究結(jié)果表明，傳統(tǒng)灌溉畦灌(CK)條件下，棉花每公頃經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量在4 958.1 kg左右，且與T1處理的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量無顯著性差異，但結(jié)合WUE分析結(jié)果可知，CK是以較大的耗水量為代價(jià)換來的，從土壤水鹽環(huán)境、經(jīng)濟(jì)及高效利用水資源的角度出發(fā)，T2處理為棉花種植條件下最優(yōu)的灌溉制度。

表3 棉花產(chǎn)量特征值及水分利用效率分析Tab.3 Analysis of cotton yield characteristics and water use efficiency

注：同列不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(p<0.05)。

3 結(jié) 語

研究結(jié)果表明，在西北干旱區(qū)的石羊河流域，膜下滴灌條件下，棉花生育期灌水階段，隨灌溉定額的增加，0～100 cm土壤全鹽量呈增加趨勢(shì)，但積鹽量小于0.3 t/hm2。棉花生育期各處理土壤鹽分含量均高于播前土壤鹽分含量，滴灌帶間發(fā)生積鹽現(xiàn)象，滴頭下發(fā)生脫鹽現(xiàn)象，各處理土壤表層鹽分累積效應(yīng)和土壤剖面的脫鹽深度隨灌溉定額增加呈增加的趨勢(shì)，鹽分累積最高處全鹽含量達(dá)0.87 g/kg。膜下滴灌條件下0～30 cm土層鹽分含量不會(huì)對(duì)棉花生長(zhǎng)產(chǎn)生影響，在棉花整個(gè)生育期內(nèi)，有限的灌水量和降雨不足以將土壤鹽分淋洗到100 cm土體以下，春季進(jìn)行灌溉淋洗，可保證棉花生育期0～100 cm土壤全鹽量基本持平，土壤不會(huì)長(zhǎng)期處于積鹽狀態(tài)。當(dāng)灌水定額為250 m3/hm2，土壤水分垂直運(yùn)動(dòng)增加，水分在深層土壤中儲(chǔ)存，能保證土壤耕作層處于良好的水鹽環(huán)境，不會(huì)引起土壤鹽分表層累積。

本研究結(jié)合棉花種植條件下土壤水分、鹽分動(dòng)態(tài)變化和產(chǎn)量構(gòu)成、水分利用效率，結(jié)果表明，膜下滴灌灌溉條件下，棉花生育期灌水6次，灌水定額為250 m3/hm2的灌溉制度最優(yōu)。同一耕地多年采用膜下滴灌方式是否會(huì)引起土壤鹽漬化和作物產(chǎn)量的減少，需進(jìn)一步研究。

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