引黃春灌對(duì)鹽堿土區(qū)地下水動(dòng)態(tài)及理化性質(zhì)的影響

劉祖汀，王麗萍＊，屈忠義，張如鑫，何 婧，馬貴仁，李二珍

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，呼和浩特010018；2.內(nèi)蒙古巴彥淖爾市五原縣農(nóng)牧業(yè)推廣中心，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾015100）

0 引 言

【研究意義】土壤水分是地表下面重要的水分組成，在水資源形成、轉(zhuǎn)化和消耗過(guò)程中起重要作用，是大氣、植被、土壤、地下水系統(tǒng)的核心和紐帶[1]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，土壤水分的不足將直接影響作物的生長(zhǎng)。我國(guó)西北、華北和東北等地區(qū)降雨量稀少，且在一年中分布極不均勻，春灌擔(dān)任了對(duì)春播作物的正常生長(zhǎng)和越冬作物的及時(shí)返青的作用[2]，是提高土壤墑情、地溫、淋洗土壤鹽分的重要途徑。因此，分析春灌對(duì)區(qū)域地下水動(dòng)態(tài)變化和水化學(xué)環(huán)境的影響對(duì)于探究灌區(qū)生態(tài)水文過(guò)程以及區(qū)域地下水埋深變化與土壤鹽漬化關(guān)系[3]具有重要意義?！狙芯窟M(jìn)展】春灌是河套灌區(qū)一年中規(guī)模最大的灌溉活動(dòng)，且春灌與接踵而來(lái)的各種田間活動(dòng)緊密相關(guān)，對(duì)之后作物播種與作物生長(zhǎng)具有更重要的意義。李仙岳等[4]運(yùn)用指示Kriging 法比較了春灌前和生育期不同閾值條件下土壤表層含鹽量、地下水埋深和礦化度的概率分布，從概率空間分布的角度研究了不同時(shí)期防治土壤鹽漬化的地下水臨界埋深和礦化度，發(fā)現(xiàn)春灌前較生育期土壤鹽分受外界因素（氣象因素和人為因素）影響小，且土壤表層含鹽量、地下水埋深和礦化度變異性也相對(duì)較小，地下水環(huán)境對(duì)土壤鹽漬化的影響更強(qiáng)烈；竇旭等[5]通過(guò)不同春灌灌溉水量結(jié)合暗管排水技術(shù)進(jìn)行田間試驗(yàn)，分析水鹽分布規(guī)律、鹽分離子淋洗效果、對(duì)地下水埋深的控制作用和對(duì)油葵產(chǎn)量及其水分利用效率的影響，確定在常規(guī)灌水量基礎(chǔ)上減少10%并結(jié)合暗管排水技術(shù)是適宜的灌溉模式；朱延凱等[6]比較了不同灌溉定額的春灌對(duì)灌溉后土壤水鹽及棉花產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)不同灌溉水量對(duì)土層含水率的影響深度不同，大的春灌定額保持水分的能力較強(qiáng)；彭振陽(yáng)等[7]分析了局部灌溉與全面灌溉對(duì)于土壤的洗鹽保墑效果，發(fā)現(xiàn)灌溉區(qū)地下水位在局部灌溉后回落更為迅速，灌溉可以達(dá)到很好的洗鹽保墑效果。

【切入點(diǎn)】春灌對(duì)區(qū)域尺度水化學(xué)環(huán)境的影響、水化學(xué)組成成分的變化、春灌期間地下水動(dòng)態(tài)等鮮有研究。而義長(zhǎng)灌域與烏拉特灌域部分地塊常年因?yàn)榇汗鄟?lái)水時(shí)間晚而導(dǎo)致地下水埋深過(guò)淺，造成鹽分脅迫影響產(chǎn)量?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】因此，本試驗(yàn)選取義長(zhǎng)灌域內(nèi)相對(duì)封閉的小流域區(qū)域，連續(xù)監(jiān)測(cè)地下水埋深動(dòng)態(tài)和地下水理化特性的變化，通過(guò)地下水水樣分析及春灌期間地下水動(dòng)態(tài)分析，基于水文地球化學(xué)基礎(chǔ)理論，運(yùn)用多種分析方法相結(jié)合的手段，探究春灌對(duì)區(qū)域地下水水化學(xué)環(huán)境和地下水動(dòng)態(tài)的影響，以期為灌區(qū)地下水水環(huán)境動(dòng)態(tài)影響和地下水資源保護(hù)等積累理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于內(nèi)蒙古巴彥淖爾市五原縣5 萬(wàn)畝“改鹽增草（飼）興牧”試驗(yàn)示范項(xiàng)目區(qū)，南臨黃河，與鄂爾多斯市相望，北依陰山山脈，介于東經(jīng)107°35′70″－108°37′50″，北緯40°46′30"－41°16′45"之間。氣候?qū)儆谥袦貛Т箨懶詺夂?，具有光能豐富、日照時(shí)間長(zhǎng)、干燥多風(fēng)、晝夜溫差大、降水量少的特點(diǎn)。年輻射總量為153.44 kcal/cm2，年降水量為136.8～213.5 mm，年蒸發(fā)量為1 993～2 372 mm，蒸降比達(dá)到10 以上，5－7月蒸發(fā)量最大，占全年50%以上。灌區(qū)降雨量年際間變化大，根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳窘邓抠Y料顯示，降雨大的年份降水量為235.4 mm，干旱年份降水量為56.3 mm。由于受季風(fēng)的影響，灌區(qū)降水量在年內(nèi)分配極不均衡，夏秋2 季（6—11月）降水量占全年降水量的85%以上，夏季降水量（6—8月）占全年降水量63%～70%，春季降水量占10%～20%。年平均氣溫為6.3～7.7 ℃，月平均最高氣溫和最低氣溫分別在7 和1月。試驗(yàn)區(qū)多年（2018—2020年）地下水平均埋深1.92 m 和（TDS）2 750 mg/L；試驗(yàn)區(qū)多年（2018—2020年）土壤平均全鹽量2.96 g/kg和pH 值8.23。引黃灌溉水水質(zhì)數(shù)據(jù)如表1 所示。

表1 春灌黃河水水質(zhì)Table 1 Spring irrigation water quality of the Yellow River

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)區(qū)春灌開(kāi)始時(shí)間為2020年4月17日，春灌平均灌水量為225 mm，春灌總引水量為750 萬(wàn)m3。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)網(wǎng)格化均勻布置30 眼地下水觀測(cè)井，分別于2020年4月15—16日（春灌前）和2020年6月14—15日（春灌后）進(jìn)行取樣工作，共采集地下水樣品60 組。并在水中放入ONSET 水位計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下水位。地下水觀測(cè)井布置如圖1 所示。

圖1 地下水觀測(cè)井布置Fig.1 Layout of groundwater observation logging

1.3 測(cè)試指標(biāo)及方法

1.3.1 基礎(chǔ)測(cè)試指標(biāo)

地下水樣測(cè)試指標(biāo)包括8 大離子（Na+、K+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-、SO42-、CO32-）質(zhì)量濃度、pH 值、EC值及TDS；土樣測(cè)試指標(biāo)為土壤電導(dǎo)率。其中，Na+、K+測(cè)定方法為火焰原子吸收分光光度法；Ca2+、Mg2+測(cè)定方法為乙二胺四乙酸二鈉（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）滴定法；碳酸鹽重碳酸鹽測(cè)定方法為酸滴定法；氯化物測(cè)定方法為硝酸銀滴定法；硫酸鹽的測(cè)定方法為EDTA 滴定法；pH 值測(cè)定方法采用玻璃電極法；地下水EC值采用電導(dǎo)率儀（DDS-307A 型，上海佑科儀器）測(cè)定；TDS 為地下水溶解性總固體，測(cè)試方法為蒸汽法；土壤電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀（DDS-307A 型，上海佑科儀器）測(cè)定土水比1∶5 的土壤浸提液。

1.3.2 土壤脫鹽率計(jì)算

土壤脫鹽率為試驗(yàn)區(qū)土壤鹽分的減小值占初始值的百分比，其計(jì)算式[5]為：

式中：N為脫鹽率（%）；S1為春灌前土壤電導(dǎo)率（dS/m）；S2為春灌后土壤電導(dǎo)率（dS/m）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 對(duì)地下水水化學(xué)參數(shù)特征值進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)和分析；用Origin 及Excel 軟件制作Piper 三線圖、Gibbs 圖及離子比例系數(shù)圖分析區(qū)域地下水化學(xué)過(guò)程及影響；使用hoboware 軟件處理地下水位數(shù)據(jù)；采用SPSS 軟件對(duì)地下水埋深數(shù)據(jù)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 春灌前后地下水理化特性分析

對(duì)春灌前后60 個(gè)地下水樣進(jìn)行水化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)特征值分析[8]，分析結(jié)果如表2 所示。地下水陰離子變異系數(shù)大小順序?yàn)镃v（HCO3-+CO32-）＜Cv（SO42-）＜Cv（Cl-），地下水陽(yáng)離子變異系數(shù)大小順序?yàn)镃v（Ca2+）＜Cv（Mg2+）＜Cv（K++Na+），春灌前后（HCO3-+CO32-）、Ca2+、Mg2+的變異系數(shù)相對(duì)較小，說(shuō)明春灌并未增加其在土壤中的遷移量，亦即說(shuō)明土壤對(duì)其的吸附作用較強(qiáng)，不易隨水分產(chǎn)生較大移動(dòng)，而Cl-、K++Na+的變異系數(shù)分別為陰陽(yáng)離子中的最大（CO32-由于多數(shù)水樣小于檢出限而未檢出，故數(shù)據(jù)離散性大，變異系數(shù)高），變異系數(shù)均＞100%，屬?gòu)?qiáng)變異性，說(shuō)明Cl-、K++Na+是隨春灌因素變化的敏感因子，是決定地下水鹽化作用的主要變量。其中，Cl-在春灌前后分別占地下水陰離子總量的50.1%、54.3%，K++Na+在春灌前后分別占地下水陽(yáng)離子總量的77.6%、76.8%。春灌前后地下水TDS 均值分別為2 836.65、3 281.43 mg/L，春灌后TDS 均值增加了15.6%，說(shuō)明春灌使得土壤中的鹽分被淋洗進(jìn)地下水中。春灌前后地下水總硬度均值變化不大，變異系數(shù)也較小，說(shuō)明地下水中的金屬離子鈣、鎂、鐵、鋁、錳及重金屬離子等在春灌前后沒(méi)有太大變化，這些離子對(duì)TDS 的變化和空間變異性的貢獻(xiàn)較小。

表2 春灌前后研究區(qū)地下水理化指標(biāo)特征Table 2 Characteristics of physical and chemical indexes of groundwater in the study area before and after spring irrigation

2.2 Piper 三線圖分析

通過(guò)分析數(shù)據(jù)毫克當(dāng)量百分比繪制Piper 三線圖[9-10]（圖2）。由圖2 左下角三角形可知，陽(yáng)離子集中于右下方Na+端，且Na+毫克當(dāng)量百分比大部分超過(guò)50%，占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，陰離子多集中于HCO3-·Cl-·SO42-區(qū)域。對(duì)比灌溉前后Piper 三線圖變化，灌溉后地下水陽(yáng)離子中，Mg2+整體有減小趨勢(shì)，Ca2+有略微增大的趨勢(shì)；陰離子中，HCO3-+CO32-整體有減小的趨勢(shì)、SO42-整體有增大的趨勢(shì)而Cl-的毫克百分比沒(méi)有太大的變化。地下水主要化學(xué)類型由Na-Mg-Cl-SO4-HCO3型和 Na-Cl-SO4-HCO3型 向Na-Cl-SO4型轉(zhuǎn)變。

圖2 春灌前后地下水Piper 三線圖Fig.2 Piper diagram of groundwater before and after spring irrigation

2.3 地下水離子組分分析

Gibbs 圖通過(guò)TDS 與Na+/(Na++Ca2+) 、 Cl-/（Cl-+HCO3-）的比值，將地下水組分的控制因素分為3 個(gè)類型：降雨作用控制型、巖石風(fēng)化控制型與蒸發(fā)作用控制型[11-12]。由圖3 可知，陰離子質(zhì)量濃度比值范圍為0.197～0.785，地下水水樣分布于巖石風(fēng)化和蒸發(fā)作用區(qū)間，說(shuō)明試驗(yàn)區(qū)內(nèi)地下水化學(xué)特征主要受巖石風(fēng)化和蒸發(fā)作用影響，陽(yáng)離子質(zhì)量濃度比值范圍為0.619～0.985，所有地下水水樣Na+/（Na++Ca2+）均大于0.6，使得部分水樣點(diǎn)位于Gibbs 圖歸類之外，說(shuō)明水中Na+量過(guò)高而Ca2+量相對(duì)較低，春灌水經(jīng)過(guò)土壤層時(shí)與攜帶大量的鈉離子的土壤發(fā)生運(yùn)移進(jìn)入到地下水體，導(dǎo)致Na+的質(zhì)量濃度遠(yuǎn)大于Ca2+的質(zhì)量濃度，其機(jī)理需要運(yùn)用化學(xué)離子反應(yīng)理論進(jìn)一步解析。

圖3 春灌后地下水GibbsFig.3 Gibbs diagram of groundwater after spring irrigation

Na+與Cl-之間的關(guān)系常用于確定干旱-半干旱地區(qū)鹽分入侵的機(jī)制[13]。從圖4 可以看出，春灌后幾乎所有水樣點(diǎn)比值都位于1∶1 線上方，說(shuō)明Na++K+在水中的量均大于Cl-，即試驗(yàn)區(qū)內(nèi)地下水化學(xué)組分不僅受到蒸發(fā)鹽巖與硅酸鹽巖的溶解作用，而且受到陽(yáng)離子交換作用等其他因素的影響，從而使Na++K+質(zhì)量濃度大于Cl-質(zhì)量濃度。

圖4 地下水離子關(guān)系Fig.4 Ionic relationships in groundwater

陽(yáng)離子交換作用是指在一定條件下，巖石或土壤顆粒吸附地下水中某些陽(yáng)離子，從而將其原來(lái)的部分陽(yáng)離子轉(zhuǎn)化為地下水中的組分，γ（Na++K+-Cl-）/γ［（Ca2++Mg2+）-（SO42-+HCO3-）］可以反映陽(yáng)離子交換作用強(qiáng)度[14]。由γ（Na++K+-Cl-）和γ［（Ca2++Mg2+）-（SO42-+HCO3-）］線性回歸分析得到式（2）：

式中：y為γ［（Ca2++Mg2+）-（SO42-+HCO3-）］（mEq/L）；x 為γ（Na++K+-Cl-）（mEq/L）。

通過(guò)式（2）可知γ（Na++K+-Cl-）和γ［（Ca2++Mg2+）-（SO42-+HCO3-）］體現(xiàn)出良好的負(fù)相關(guān)性，表明春灌后土壤層中大量Na+發(fā)生運(yùn)移進(jìn)入地下水中并與地下水中的Ca2+、Mg2+發(fā)生了陽(yáng)離子交換作用使得Na+在水中大量增加，可能發(fā)生的化學(xué)過(guò)程有：

Na+（土）+Ca2+（水）?Ca2+（土）+Na+（水）

Na+（土）+Mg2+（水）?Mg2+（土）+Na+（水）

如表2 所示，春灌后地下水SO42-平均質(zhì)量濃度增加了190.45 mg/L；Ca2+平均質(zhì)量濃度增加了38.96 mg/L平均質(zhì)量濃度增大比例分別為36.43%、69.38%，原因除了碳酸鹽巖和蒸發(fā)頁(yè)巖的風(fēng)化溶解之外[15]，還可能是春灌后大量的灌溉水使得試驗(yàn)區(qū)布施的脫硫石膏改良劑微溶于水，導(dǎo)致了春灌后地下水中SO42-、Ca2+質(zhì)量濃度增加，其化學(xué)反應(yīng)式為：

在圖4（b）中，水樣γ（Ca2++Mg2+）/γ（SO42-+HCO3-）的比值均位于1∶1 等當(dāng)量線以下，說(shuō)明γ（SO42-+HCO3-）在水中的量均大于γ（Ca2++Mg2+），而春灌后水樣pH值＞7.4 且TDS＞600 mg/L，使得Ca2+與HCO3-生成CaCO3沉淀[16]，且春灌后地下水Na+質(zhì)量濃度與TDS增加，pH 值增大，導(dǎo)致堿度升高，促進(jìn)白云石CaMg(CO3)2沉淀的生成，使得地下水中Ca2+、Mg2+、HCO3-質(zhì)量濃度減小，其化學(xué)反應(yīng)式為：

2.4 春灌期間地下水動(dòng)態(tài)及鹽分淋洗效果影響

由于地表水入滲補(bǔ)給地下水時(shí)通常經(jīng)過(guò)較厚的包氣帶，故普遍存在滯后性[17-18]。選取6 組春灌前不同埋深（1.1～2.4 m）的地下水埋深數(shù)據(jù)繪制折線圖，如圖5 所示。不同井位由于春灌來(lái)水時(shí)間與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民放水時(shí)間不同，導(dǎo)致地下水驟變?nèi)掌谟兴煌?。由于地下水滯后性的存在，試?yàn)區(qū)內(nèi)地下水從春灌開(kāi)始到埋深上升至最淺埋深用時(shí)為10～20 d，灌溉前地下水最大埋深與最小埋深差值范圍在1.197～2.142 m 之間，地下水上升日均幅度為0.079 8～0.169 m/d。在春灌后地下水上升速度除了受地下水滯后性的影響外，還與土壤滲透性及灌溉水量有關(guān)[19]。

圖5 春灌期間地下水埋深動(dòng)態(tài)變化Fig.5 Dynamic change of groundwater depth during spring irrigation

為探究春灌導(dǎo)致地下水變動(dòng)幅度對(duì)試驗(yàn)區(qū)鹽分淋洗效果的影響，通過(guò)對(duì)所有井位3－10月地下水埋深均值、春灌期間最淺埋深到春灌后取樣日期的地下水埋深差值、地下水埋深回落到春灌后取樣日期的時(shí)間、地下水埋深日均差、春灌后地下水TDS 增加值進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表3 所示。

表3 春灌后試驗(yàn)區(qū)水位指標(biāo)相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficient of water level index in test area after spring irrigation

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，春灌期間地下水埋深回落值在0.62～1.51 m 之間，地下水TDS 增加值在-381～1 681 mg/L 之間，表2 中，春灌后TDS 增加值和地下水埋深最大回落值、埋深日均差的相關(guān)性系數(shù)分別為-0.625**、-0.583**，表現(xiàn)出較好的負(fù)相關(guān)性。原因可能是：對(duì)于埋深回落值大的區(qū)域，土壤透水性相對(duì)較好，地下水埋深回落速度快使得當(dāng)?shù)剞r(nóng)民容易加大灌溉水量，地下水中鹽分被稀釋，減小了地下水TDS 增加值；對(duì)于埋深回落值小的區(qū)域，地下水埋深回落速度慢則灌水量相對(duì)小，土壤透水性相對(duì)較差，地下水在土壤表層淋洗時(shí)間更長(zhǎng)效果更好，則地下水TDS 增加值大。

試驗(yàn)區(qū)年蒸發(fā)量較大，過(guò)淺的地下水埋深會(huì)造成土壤次生鹽堿化[20]，試驗(yàn)區(qū)種植作物以葵花為主，播種期在6月15日－7月1日之間。試驗(yàn)區(qū)播種期與作物生育期地下水平均埋深如圖6 所示。

如圖6 所示，7月2日左右地下水平均埋深回落至1.5 m 以下，8月8日地下水平均埋深回落至2 m左右。播種期內(nèi)地下水埋深過(guò)低，且鹽分較大，易發(fā)生鹽分脅迫，導(dǎo)致出苗時(shí)間晚、生殖生長(zhǎng)時(shí)間短，產(chǎn)量減少[21]。

圖6 播種期與作物生育期地下水平均埋深Fig.6 The buried depth of underground level in sowing period and crop growth period

2.5 春灌對(duì)土壤鹽分變化的影響

為了探究春灌對(duì)試驗(yàn)區(qū)土壤鹽分的淋洗效果影響，計(jì)算試驗(yàn)區(qū)0～20、20～60、60～100 cm 的平均土壤脫鹽率，結(jié)果如表4 所示。

表4 試驗(yàn)區(qū)春灌前后電導(dǎo)率及平均脫鹽率Table 4 Conductivity and average desalination rate before and after spring irrigation in the experimental area

如表4 所示，試驗(yàn)區(qū)0～100 cm 土壤電導(dǎo)率在春灌后整體呈下降趨勢(shì)，其中春灌對(duì)土壤表層0～20 cm的土壤鹽分淋洗效果最好，平均脫鹽率達(dá)到了47.11%，而春灌對(duì)更深層的土壤鹽分雖然也有淋洗效果，但隨著土壤深度的增加，土壤脫鹽效果遞減。

3 討論

3.1 春灌對(duì)地下水鹽分的影響

本試驗(yàn)中春灌前后地下水中TDS 平均差值為444.78 mg/L，春灌后地下水TDS 增加15.6%，相比于侯凱旋等[8]的研究結(jié)論，春灌后地下水TDS 的增加率較小，原因是本次試驗(yàn)取樣時(shí)間間隔短，地下水埋深還在回落中，對(duì)土壤鹽分的淋洗還未充分且地下水埋深相對(duì)較淺，多出來(lái)的水分稀釋了取樣時(shí)的TDS。而春灌后的地下水pH 值較春灌前略微減小，原因是地下水中HCO3-、CO32-質(zhì)量濃度減小而SO42-質(zhì)量濃度增加的結(jié)果，這種現(xiàn)象也導(dǎo)致了試驗(yàn)區(qū)地下水主要化學(xué)類型由Na-Mg-Cl-SO4-HCO3型和Na-Cl-SO4-HCO3型向Na-Cl-SO4型轉(zhuǎn)變，同時(shí)，由于Ca2+的增加，出現(xiàn)了Na-Mg-Ca-Cl-SO4-HCO3、Na-Ca-Cl-SO4-HCO3、Na-Ca-Cl-SO4型水，雖然占比很小，但卻豐富了試驗(yàn)區(qū)的地下水化學(xué)類型。

3.2 春灌對(duì)地下水組分控制的影響

試驗(yàn)區(qū)地處西北，降雨量稀少，水樣TDS 較大，地下水組分基本不受降水影響，主要受巖石風(fēng)化及蒸發(fā)作用的影響，這與崔佳琪等[14]的研究基本一致，不同之處在于地下水中Na+/（Na++Ca2+）過(guò)高，使得部分水樣點(diǎn)既不屬于巖石風(fēng)化型也不屬于蒸發(fā)控制型，說(shuō)明陽(yáng)離子的交換作用也是影響春灌后地下水組分的重要因素。

3.3 春灌對(duì)地下水埋深的影響

張義強(qiáng)等[22]研究發(fā)現(xiàn)河套灌區(qū)葵花適宜地下水控制深度為2.0～2.5 m 之間，此時(shí)作物長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量較好，作物水分利用效率大，可以達(dá)到節(jié)水灌溉的效果。試驗(yàn)區(qū)地下水平均埋深在8月上中旬以前一直小于2 m（圖6），此時(shí)土壤含水率大，作物補(bǔ)水量多，但是作物水分利用效率低，巨大的無(wú)效蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致土壤返鹽，不利于作物生長(zhǎng)和土壤質(zhì)量的維持和提升，故試驗(yàn)區(qū)春灌水量可適當(dāng)減小，形成更合理的灌溉制度，達(dá)到節(jié)水灌溉和提高作物水分利用效率的目的。

3.4 春灌對(duì)土壤鹽分的影響

試驗(yàn)區(qū)土壤鹽分在春灌后雖然整體呈下降趨勢(shì)，但對(duì)于20～60、60～100 cm 土壤，淋洗效果較差，出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是試驗(yàn)區(qū)蒸發(fā)強(qiáng)烈，且春灌后的地下水埋深居高不下，隨著氣溫升高，春灌對(duì)土壤鹽分的淋洗效果變?nèi)?，土壤反鹽現(xiàn)象出現(xiàn)，故試驗(yàn)區(qū)宜結(jié)合暗管排水等方式，加大灌溉后的排水力度，以達(dá)到理想的排水排鹽的效果。

4 結(jié)論

1）春灌后，地下水TDS 整體增大，平均增加率為15.6%，影響地下水組分的主要因素除了巖石風(fēng)化作用和蒸發(fā)結(jié)晶作用外，陽(yáng)離子交換作用的影響亦較顯著。Cl-、K++Na+質(zhì)量濃度均值最大，是陰陽(yáng)離子中的優(yōu)勢(shì)離子，且Cl-、K++Na+的變異系數(shù)大，具有較高的空間變異性，是隨環(huán)境因素變化的敏感因子，也是決定地下水鹽化的主要變量。

2 ） 春灌后地下水的主要化學(xué)類型為Na-Mg-Cl-SO4-HCO3、Na-Cl-SO4-HCO3、Na-Mg-Cl-SO4、Na-Cl-SO4，由于試驗(yàn)區(qū)施加脫硫石膏進(jìn)行鹽堿改良，導(dǎo)致地下水中Ca2+、SO42-增加，區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)了少部分Na-Mg-Ca-Cl-SO4-HCO3、 Na-Ca-Cl-SO4-HCO3、Na-Ca-Cl-SO4型水。

3）不同地塊由于灌溉水量不同與土壤質(zhì)地引起的滲透性差異，導(dǎo)致整個(gè)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)地下水從春灌開(kāi)始到埋深上升至最淺埋深用時(shí)為10～20 d，灌溉前后地下水埋深差值范圍在1.197～2.142 m 之間，地下水上升日均幅度為0.079 8～0.169 m/d。

4）對(duì)于試驗(yàn)區(qū)主要種植作物為葵花，6—8月地下水埋深過(guò)淺，作物水分利用效率低下且易發(fā)生鹽分脅迫導(dǎo)致作物減產(chǎn)，試驗(yàn)區(qū)宜適當(dāng)減小春灌水量或加大排水力度以達(dá)到理想地下水埋深。