棉花膜下滴灌脫鹽技術(shù)的研究進(jìn)展

【摘要】目前，我國的鹽堿土壤面積約3×108hm2。到目前為止，已有許多專家學(xué)者進(jìn)行了有關(guān)土壤鹽堿地改良的研究，但有關(guān)噴灌、滴灌脫鹽比較少，尚未成熟，且多集中在新疆地區(qū)。目前干旱地區(qū)棉花的種植灌溉模式多采用膜下滴灌，然而有人提出，膜下滴灌的推廣將會(huì)使得棉田鹽堿化的問題變得日益突出。所以從膜下滴灌推廣和棉田脫鹽兩方面考慮，研究適宜的脫鹽灌水量就成了亟待解決的問題。該領(lǐng)域的研究對(duì)于新疆乃至其他干旱地區(qū)均具有重要的灌溉及生產(chǎn)指導(dǎo)意義和理論意義。

【關(guān)鍵詞】膜下滴灌；脫鹽；鹽堿化；棉花

前言：

土壤鹽堿化又稱土壤鹽漬化或土壤鹽化，土壤鹽堿化后，土壤溶液的滲透壓增大，土體通氣性、透水性變差，養(yǎng)分有效性降低，進(jìn)而使得植物不能正常生長。到目前為止，我國的鹽堿土壤面積約3×108hm2，主要集中在華北、西北和東北一些干旱和半干旱的地區(qū)。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，新疆綠洲灌溉面積僅為5.87×104km2，其中1/3的耕地發(fā)生著不同程度的土壤次生鹽漬化?？梢?，土壤鹽堿化問題已經(jīng)成為了亟待的問題。到目前為止，已有許多專家學(xué)者進(jìn)行了有關(guān)土壤鹽堿地改良的研究。國內(nèi)外鹽堿地改良的措施主要有蓄淡壓鹽、灌水脫鹽、整平地面、深溝曬等。近年來又創(chuàng)造出隔鹽袋、隔鹽層法、微區(qū)改土法、施用石膏、磷肥、天然浮石等，而且在治理中常將各種措施相互結(jié)合。隨著勞動(dòng)力成本的上升，蓄淡壓鹽和灌水脫鹽的改良措施更有利于推廣應(yīng)用。

目前，新疆作為中國重要的棉花生產(chǎn)基地，棉花種植面積約占新疆耕地面積的一半，總產(chǎn)占全國的40%，棉花單產(chǎn)連續(xù)16年位居全國之首?？梢?，新疆棉花既是新疆的重要經(jīng)濟(jì)支柱又關(guān)系到我國國計(jì)民生的戰(zhàn)略物資的儲(chǔ)備。

1、微灌脫鹽研究進(jìn)展

目前，有關(guān)灌水脫鹽的研究并不少，但有關(guān)噴灌、滴灌脫鹽的研究較少，且多集中在新疆地區(qū)。由于新疆屬于嚴(yán)重干旱地區(qū)，水資源相對(duì)匱乏，而且噴灌、滴灌和常規(guī)地面灌溉相比，噴灌具有提高脫鹽率、節(jié)水、省地、增產(chǎn)和節(jié)省勞力的優(yōu)點(diǎn)，所以，從節(jié)約水資源和勞動(dòng)成本的角度考慮灌水脫鹽灌問題，則采用噴灌、滴灌脫鹽的方式較為適合。已有研究表明噴灌方法進(jìn)行淋溶脫鹽效果好，較淹灌脫鹽節(jié)省一倍的水量。1987年，夏智汛在昆泉90團(tuán)展開了噴灌脫鹽的研究，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，噴灌和畦灌脫鹽相比，噴灌脫鹽效率高于畦灌，噴灌過程中每立方米水的脫鹽量為29.16kg/m3，畦灌的脫鹽量為16.065kg/m3。噴灌和淹灌脫鹽相比，在同一水量9000m3/hm2時(shí)，噴灌的脫鹽率為35.1%，淹灌的脫鹽率為19.7%，其中每次灌975-1275 m3/hm2時(shí)的脫鹽效果較好。從中可以看出，和常規(guī)地面灌水脫鹽相比，噴灌具有高效、節(jié)水、增產(chǎn)的特點(diǎn)。

膜下滴灌技術(shù)作為一種高效節(jié)水的灌溉技術(shù)，是一種可控制的局部灌溉。有研究表明，膜下滴灌不僅具有節(jié)水、省肥及增產(chǎn)的特點(diǎn)，而且能使作物主根系區(qū)形成脫鹽區(qū)，為作物創(chuàng)造一個(gè)良好的水鹽環(huán)境。所以，和噴灌相比，滴灌具有更寬的推廣前景。

目前，對(duì)于膜下滴灌脫鹽技術(shù)的研究甚少。膜下灌溉條件下的灌水量分布和土壤水分蒸發(fā)的不均勻性、土壤導(dǎo)水性能的不同及其它人為因素等都會(huì)引起土壤水分的空間變異，從而決定了滴灌對(duì)土壤鹽分的淋洗作用不盡相同。已有研究表明，膜下滴灌棉田0～95cm的范圍內(nèi)的土壤總鹽含量的變化趨勢(shì)隨著土層深度的增加先增大后減小。趙成義等通過對(duì)不同灌水量下的鹽分峰值進(jìn)行觀察分析發(fā)現(xiàn)，3926～4265 m3/hm2滴灌量下，濕潤峰可達(dá)100cm，鹽分峰值為60cm；2947～3600m3/hm2滴灌量下，濕潤峰可達(dá)60cm；而2618 m3/hm2滴灌量下，濕潤峰只能達(dá)到40cm深度，鹽分峰值為30cm 。鄭明德等通過膜下滴灌條件下土壤水鹽分布特征的研究發(fā)現(xiàn)，鹽分總體的分布規(guī)律為：土壤總鹽分在0～5cm含量最低，至35～55cm層時(shí)達(dá)最大，55～95cm層呈逐漸下降的趨勢(shì)。鄭東峰通過滴灌脫鹽的研究發(fā)現(xiàn)，滴灌持續(xù)滴水，形成無數(shù)次小水量脫鹽，脈沖式逐漸向外推進(jìn)，致使鹽分集中到濕潤鋒邊沿，在多滴頭情況下，濕潤鋒相互重疊，使鹽分的側(cè)向移動(dòng)變成向下移動(dòng)，并形成一個(gè)平面整體向下脫鹽，使上部0- 20cm土體形成“淡化脫鹽土層”。孫肇君等在研究不同滴灌年限條件下棉田鹽分運(yùn)移規(guī)律的過程中發(fā)現(xiàn)，隨著滴灌年限的增加無論是壤土還是粘土的含鹽量都呈增長趨勢(shì)，其中壤土增長較為顯著，滴灌4年的比滴灌兩年的土壤含鹽量增長了52.54%，滴灌6年的比滴灌4年的增長了5.56%。壤土地連續(xù)滴灌3年進(jìn)行一次壓鹽措施是一種經(jīng)濟(jì)有效的方法，粘土實(shí)施壓鹽的最佳時(shí)機(jī)有待進(jìn)一步研究。從上述研究中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于膜下滴灌脫鹽技術(shù)研究還不成熟，而膜下滴灌定期采用秋冬灌溉或茬灌又是抑制土壤此生鹽漬化的必要手段。因而研究棉花膜下滴灌脫鹽周期，不但節(jié)省勞動(dòng)力、節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，而且還為防治土壤次生鹽漬化提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，利用滴灌脫鹽控鹽既成為新疆鹽堿地改良利用的有效途徑又有利于新疆干旱地區(qū)膜下滴灌技術(shù)的推廣應(yīng)用。

2、存在的問題

綜上以上研究發(fā)現(xiàn)存在著以下幾個(gè)方面的問題：

2.1、上述研究中主要集中在脫鹽效果，即脫鹽深度和脫鹽脫鹽率的高低，沒有完全考慮到新疆地區(qū)的實(shí)際水質(zhì)情況。從實(shí)際的生產(chǎn)角度出發(fā)，土壤中存在一定的鹽量有利于作物的生長發(fā)育。所以說，就作物播前脫鹽而言，研究適宜的土壤含鹽量對(duì)于提高作物產(chǎn)量、質(zhì)量，減少脫鹽的灌水量是很有必要的。

2.2、有關(guān)噴灌、滴灌脫鹽比較少，多集中在新疆地區(qū)。雖然，噴灌脫鹽的研究較為深入，然而，從新疆作物灌溉方法適宜的角度來看，滴灌更具有推廣應(yīng)用前景。所以，對(duì)滴灌脫鹽技術(shù)的研究具有重要意義。

綜上所述，有關(guān)滴灌脫鹽技術(shù)的研究較少，尚未成熟。該領(lǐng)域的研究對(duì)于新疆乃至其他干旱地區(qū)均具有重要的灌溉及生產(chǎn)指導(dǎo)意義和理論意義。同時(shí)，有利于膜下滴灌技術(shù)的推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：自治區(qū)科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（201131106）；自治區(qū)科研院所改革與發(fā)展專項(xiàng)資金（2011013）

作者簡介：盛祥民（1985 -），男，工程師，主要從事節(jié)水灌溉技術(shù)研究及其設(shè)備研發(fā)、水資源開發(fā)利用工作。