滴灌施肥對(duì)棗園土壤電導(dǎo)率的影響

摘 要：合理的水肥管理能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，利于作物生長(zhǎng)。而盲目的水肥管理會(huì)導(dǎo)致水土環(huán)境污染和水肥資源浪費(fèi)。本研究開展了滴灌灌水和施肥對(duì)南疆棗園土壤鹽分含量的影響，分析了不同水肥處理土壤電導(dǎo)率分布規(guī)律。結(jié)果表明，適宜灌溉定額和施肥配比能夠達(dá)到抑鹽脫鹽的效果。施肥配比對(duì)土壤電導(dǎo)率的影響高于灌水定額的影響。高水條件下，多施氮肥會(huì)導(dǎo)致積鹽；低水條件下，多施氮肥能夠使土壤脫鹽，在棗樹花期應(yīng)增加氮肥的施用比例。

關(guān)鍵詞：滴灌；施肥配比；土壤電導(dǎo)率

中圖分類號(hào)：S275.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180631005

新疆環(huán)塔里木盆地屬于極端干旱區(qū)，生態(tài)環(huán)境十分脆弱，蒸發(fā)強(qiáng)烈、干旱少雨[1]。因其生長(zhǎng)季內(nèi)光熱資源豐富，晝夜溫差大，無霜期長(zhǎng)，適于作物生長(zhǎng)的特點(diǎn)，種植紅棗已成為環(huán)塔里木盆地特色林果的支柱產(chǎn)業(yè)[2]。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使水資源供需矛盾愈加突出，水資源匱乏是制約南疆農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素[3]。因此，節(jié)水灌溉技術(shù)已成為專家學(xué)者的研究熱點(diǎn)。與此同時(shí)，滴灌施肥技術(shù)也日趨成熟。滴灌施肥具有顯著的節(jié)水節(jié)肥、增產(chǎn)高效等優(yōu)點(diǎn)，它是通過灌溉設(shè)備將肥料精準(zhǔn)傳送到作物根區(qū)的施肥技術(shù)[4]。目前，南疆紅棗的灌溉方式已逐漸從漫灌向滴灌發(fā)展，并已大面積使用。但灌溉施肥不當(dāng)會(huì)引起土壤次生鹽漬化問題。而土壤鹽分的定量化研究是確定土壤鹽漬化程度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一[5]。國(guó)內(nèi)外研究中大多直接用土壤浸提液電導(dǎo)率來表示土壤鹽漬化程度[6，7]。因此，如何選擇適宜的水肥管理模式以達(dá)到高效節(jié)水、節(jié)肥及改善土壤環(huán)境是亟待解決的問題。有研究認(rèn)為，灌溉與施肥合理配合綜合控鹽效應(yīng)較單一灌溉和施肥的控鹽效應(yīng)明顯[8，9]。本研究以灌水定額和施肥配比為試驗(yàn)因素，探討滴灌施肥對(duì)土壤電導(dǎo)率的影響規(guī)律，從而確定南疆棗樹合理灌溉施肥用量，為促進(jìn)南疆水土資源和紅棗產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于新疆塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院節(jié)水灌溉試驗(yàn)基地，基地試驗(yàn)用地2hm2。本地區(qū)屬于暖溫帶極端大陸性干旱荒漠氣候，極端最高氣溫35℃，極端最低氣溫-28℃。墾區(qū)太陽輻射年均133.7～146.3kcal/cm2，

年均日照2556.3～2991.8h，日照率為58.69%，墾區(qū)雨量稀少，冬季少雪，地表蒸發(fā)強(qiáng)烈，年均降水量為40.1～82.5mm，年均蒸發(fā)量1876.6～2558.9mm，無霜期達(dá)200d以上，干旱指數(shù)為7～20[10]。土壤質(zhì)地為砂壤土，屬氯化物-硫酸鹽類土壤，0～60cm土層平均土壤容重1.38g/cm3，土壤初始?jí)A解氮含量34.56mg/kg，硝態(tài)氮19.19mg/kg，速效磷43.34mg/kg，速效鉀28mg/kg，土壤初始電導(dǎo)率153μs/cm，田間持水率為25%，地下水埋深3m以下。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

供試材料為四年樹齡的南疆駿棗。生長(zhǎng)條件一致，矮化密植種植模式，種植株行距為1.5m×0.5m，667m2均定植446棵。每年成熟收果后修剪，株高保持在 1～1.5m。

2.2 灌溉施肥方式

采用單翼迷宮式滴灌帶，在棗樹全生育期內(nèi)采用滴灌灌水施肥試驗(yàn)，滴頭間距為 30cm，滴頭流量 2.4 L/h，滴灌工作壓力 0.10～0.12 MPa。施肥方式為隨水滴施肥料。施肥主要以尿素（碳酰二胺—CON2H4）和磷酸二氫鉀（KH2PO4）為主配比施肥。

2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

考慮到水分和肥料的互作效應(yīng)，在整個(gè)棗樹生育期內(nèi)采用滴灌方式進(jìn)行不同灌水定額滴水施肥試驗(yàn)。滴灌施肥量16kg/667m2·次，施肥主要以尿素（碳酰二胺—CON2H4）和磷酸二氫鉀（KH2PO4）配比施肥為主，施肥方式為隨水滴施。全生育期灌水10次，分別為萌芽期1次，花期4次，掛果前期3次，掛果后期2次。灌水因子設(shè)定4個(gè)水平，W1、W2、W3、W4灌水定額分別為14.27m3/667m2、

11.6 m3/667m2、8.47 m3/667m2、5.8 m3/667m2。施肥因子設(shè)定5個(gè)施肥配比水平，分別為：F1—30%尿素+70%KH2PO4；F2—40%尿素+60%KH2PO4；F3—50%尿素+50%KH2PO4；F4—60%尿素+40%KH2PO4；F5—70%尿素+30%KH2PO4。試驗(yàn)共20 個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，共設(shè)20個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，每小區(qū)中間設(shè)隔離帶，每小區(qū)10株樹。

2.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

土壤電導(dǎo)率測(cè)定：在萌芽期、花期、坐果期和果實(shí)成熟期灌水前后1d，用土鉆在距離棗樹根區(qū)10cm處取土，取土深度為0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm、40～50cm、50～60cm。用鋁盒裝土，帶入室內(nèi)用烘箱105℃烘干。稱取土壤樣品10g放入錐形瓶中，以土水比1：5的比例加入去離子水50mL，加塞蓋好，置于震蕩機(jī)充分震蕩5min，制備完成土壤待測(cè)液，靜置半小時(shí)，用DDS-307A 型電導(dǎo)率儀測(cè)定浸提液電導(dǎo)率。

2.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用 Excel 2007 軟件和DPS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖，SPSS 20.0軟件統(tǒng)計(jì)分析（方差分析及LSD最小顯著性差異分析），顯著水平P≤0.05。

3 結(jié)果與分析

3.1 灌水施肥配比組合對(duì)土壤電導(dǎo)率的影響

3.1.1 灌水施肥配比組合對(duì)土壤剖面電導(dǎo)率的影響

花期-坐果期是棗樹的需水關(guān)鍵期[11]。因此，選擇花期土壤電導(dǎo)率EC值統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果如表1所示。當(dāng)灌水定額為14.27 m3/667m2時(shí)，不同施肥配比組合處理土壤剖面0～60cm土層土壤電導(dǎo)率平均值范圍為157～308μs/cm。在整個(gè)剖面上W1F3組合處理土壤電導(dǎo)率值變異程度較大，且呈現(xiàn)土壤鹽分表聚現(xiàn)象，而在40cm以下深度土壤電導(dǎo)率值減小。

當(dāng)灌水定額為11.6m3/667m2時(shí)，不同施肥配比組合處理土壤剖面0～60cm土層土壤電導(dǎo)率平均值范圍為163～307μs/cm。在整個(gè)剖面上W2F2和W2F3組合處理土壤電導(dǎo)率值變異程度較大，且W2F3組合處理呈現(xiàn)土壤鹽分表聚現(xiàn)象，而在40cm以下深度土壤電導(dǎo)率值減小。W2F3組合處理各層土壤電導(dǎo)率值均較低。平均值低于其他處理平均值34%。當(dāng)灌水定額為8.47m3/667m2時(shí)，不同施肥配比組合處理土壤剖面0～60cm土層土壤電導(dǎo)率平均值范圍為146～254μs/cm。灌水施肥對(duì)土壤剖面電導(dǎo)率值變化影響不顯著。當(dāng)灌水定額為5.8m3/667m2時(shí)，不同施肥配比組合處理土壤剖面0～60cm土層土壤電導(dǎo)率平均值范圍為178～369μs/cm。在整個(gè)剖面上W4F1組合處理土壤電導(dǎo)率值變異程度較大，而W4F4組合處理土壤電導(dǎo)率值較大，平均值高于其他處理土壤電導(dǎo)率平均值40.9%。

對(duì)灌水和施肥兩因子對(duì)土壤剖面0～60cm土壤電導(dǎo)率平均含量及各土層的含量差異性進(jìn)行方差分析。分析結(jié)果表明，灌水定額對(duì)0～60cm整體土壤剖面電導(dǎo)率影響未達(dá)到顯著水平，不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；分層來看，灌水定額對(duì)0～10cm土層土壤電導(dǎo)率有顯著影響（P≤0.01），對(duì)其它各土層電導(dǎo)率的影響也未達(dá)到顯著水平，說明滴灌定額對(duì)土壤表層鹽分累積影響極為顯著；灌水量少，土壤剖面鹽分含量增加。但施肥配比對(duì)0～60cm整個(gè)土壤剖面電導(dǎo)率有顯著影響（P≤0.05）。分層來看，對(duì)0～10cm土層電導(dǎo)率值影響極為顯著（P≤0.01）、20～30cm土層電導(dǎo)率影響顯著（P≤0.05），對(duì)其它土層鹽分影響不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

在棗樹生育期，土壤鹽分累積有2個(gè)峰值，第1個(gè)峰值在5，6月份，土壤鹽分大約累積在0～20cm土層，第2個(gè)峰值在8，9月份，鹽分大約聚集在20～40cm。圖1反映了花期在相同灌水定額，不同施肥配比組合條件下，土壤電導(dǎo)率平均值的變化。在整個(gè)土壤剖面上存在3個(gè)變化層。分別為0～20cm，急劇變化層；20～50cm，變化活躍層；50～60cm，相對(duì)穩(wěn)定層。各處理土壤電導(dǎo)率在0～20cm土層含量較高。這是由于在花期氣溫較高，地表強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用和棗樹的蒸騰作用，使水分向上移動(dòng)，鹽隨水移，造成土壤表層積鹽現(xiàn)象。當(dāng)灌水量少，施用氮肥較多時(shí)，土壤剖面上土壤電導(dǎo)率值較小。當(dāng)灌水量多，施用鉀肥較多時(shí)，土壤電導(dǎo)率在土壤剖面20cm以下呈現(xiàn)明顯的鹽分淡化區(qū)；但鹽分表聚現(xiàn)象也較明顯。

3.1.2 灌水施肥配比對(duì)各生育期土壤電導(dǎo)率變化的影響

比較棗樹花期和果實(shí)膨大期土壤0～60cm剖面電導(dǎo)率平均值的變化。由圖2可知，隨著生育期推進(jìn)，大部分處理土壤電導(dǎo)率值有所減小。在施肥配比為F5（70%尿素+30%KH2PO4）處理時(shí)，土壤電導(dǎo)率值減小最顯著，達(dá)到良好的脫鹽效果。而灌水量較少，灌水定額為5.8m3/667m2時(shí)，采用施肥配比F4（60%尿素+40%KH2PO4）處理時(shí)，土壤電導(dǎo)率值顯著增大。

3.2 灌水施肥前后土壤脫鹽效果分析

灌溉對(duì)土壤鹽分具有淋洗作用，本研究通過不同水肥組合處理研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)灌水和施肥耦合進(jìn)行時(shí)，則會(huì)對(duì)土壤鹽分產(chǎn)生不同的影響。分析棗樹花期滴灌施肥前后土壤鹽分的變化情況，灌水施肥后變化量為灌水前的電導(dǎo)率值與灌水后電導(dǎo)率值的差值。增加即為正，減少即為負(fù)值。電導(dǎo)率值變化量從9.58～219.05μs/cm。脫鹽率為灌水前電導(dǎo)率值與灌水后電導(dǎo)率值的差值與灌水前電導(dǎo)率的比值。負(fù)值表示積鹽，正值表示脫鹽。

由圖3可看出，W4F4處理，即灌水定額5.80 m3/667m2，施肥配比60%尿素+40%KH2PO4，土壤整個(gè)剖面脫鹽率達(dá)到31.15%；而W3F5即灌水定額8.47 m3/667m2，施肥配比70%尿素+30%KH2PO4，土壤整個(gè)剖面積鹽率達(dá)到81.19%。因此，大部分處理滴灌后土壤鹽分呈現(xiàn)不同程度的增加，可能跟滴灌后表層土壤濕潤(rùn)度較高，深層鹽分傾向于向土表聚集。但是高灌水定額時(shí)，隨著濕潤(rùn)層的迅速下移，脫鹽逐漸占據(jù)主導(dǎo)。而由于不同的施肥與滴灌處理的交互作用，導(dǎo)致了土壤鹽分的變化情況也各不相同。

4 結(jié)論

滴灌條件下，不同灌水定額和施肥配比對(duì)土壤鹽分具有水肥耦合效應(yīng)。試驗(yàn)研究結(jié)果表明，灌水定額與施肥配比均對(duì)0～10cm土壤電導(dǎo)率有顯著影響，在花期存在鹽分表聚現(xiàn)象。施肥配比對(duì)0～60cm整個(gè)土壤剖面電導(dǎo)率平均含量有顯著影響，對(duì)20～30cm土層電導(dǎo)率影響顯著，對(duì)其它土層鹽分影響較小。水肥對(duì)土壤鹽分的累積具有一定交互作用，隨著生育期變化合理灌水施肥組合能夠達(dá)到節(jié)水抑鹽作用。在棗樹花期應(yīng)多施氮肥。因此，研究極端干旱區(qū)不同水肥措施下土壤鹽分的變化規(guī)律，不僅對(duì)分析以水調(diào)鹽與以肥調(diào)鹽作用十分必要，也對(duì)干旱區(qū)綠洲的田間水肥科學(xué)管理具有理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：朱珠（1986-），女，講師。研究方向：極端干旱區(qū)水資源規(guī)劃與利用方向研究。