秸稈覆蓋條件下微咸水滴灌對土壤水鹽動態(tài)變化影響

劉鑫娜，李 瑤

(河海大學(xué) 農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，南京 210098)

由于淡水資源日益緊缺，嚴(yán)重制約現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，利用微咸水進行農(nóng)業(yè)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(shù)應(yīng)用于多方面，如山東濟寧市黃泛平原區(qū)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(yīng)用中發(fā)揮重要作用，秸稈覆蓋代替塑料薄膜與滴灌結(jié)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(nèi)實驗實例，首先介紹在秸稈覆蓋條件下微咸水滴灌技術(shù)的應(yīng)用，然后通過校內(nèi)實驗室進行微咸水滴灌實驗，在秸稈覆蓋率不同的區(qū)域內(nèi)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(tài)變化規(guī)律。

1 秸稈覆蓋條件下微咸水滴灌

1.1 農(nóng)田布置實例

在棚內(nèi)相同的土壤環(huán)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(shè)置12組對照實驗，每組重復(fù)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(tài)變化的影響

將棚內(nèi)區(qū)域劃為植株分布狀況相同的兩個區(qū)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(jié)果見表1。

表1 秸稈覆蓋對Cl-峰值動態(tài)變化影響

由表1可見：①在同濃度、同流速基礎(chǔ)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(chǔ)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(shù)呈遞增趨勢。

2 溶液濃度與滴頭流速對土壤水鹽動態(tài)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(shù)據(jù)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(shù)值也會呈倍數(shù)增加；③Cl-含量在土壤中具有積累效應(yīng)，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(chǎn)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(tài)變化研究。對不同流速下所得的數(shù)據(jù)進行分析，以溶液濃度為2 g/L、無秸稈覆蓋條件下的數(shù)據(jù)為例，見表2。

表2 不同流速下Cl-峰值動態(tài)變化 /μs

由表2數(shù)據(jù)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(xiàn)不穩(wěn)定。

3 結(jié) 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(tài)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(guī)律。

2) 以田間實驗為基礎(chǔ)，通過對972份實驗數(shù)據(jù)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。