不同鹽度土壤水鹽時(shí)空分布特征及對(duì)棉花出苗的影響

徐鑫，張金珠,2*，李寶珠，王振華,2，李文昊,2

(1 石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院，新疆 石河子 832000；2 現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 石河子 832000；3 新疆天業(yè)節(jié)水灌溉股份有限公司,新疆 石河子 832000)

西北地區(qū)降水量少、蒸發(fā)量大，屬于干旱半干旱地區(qū)，新疆干旱指數(shù)大于20[1]，農(nóng)業(yè)用水需求量大。新疆鹽漬土面積占全國(guó)鹽漬土總面積的1/3，新疆是我國(guó)鹽堿地分布范圍最廣的地區(qū)[2]，嚴(yán)重制約了新疆農(nóng)業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)，膜下滴灌在棉花種植中廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了兵團(tuán)乃至新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新疆棉花總產(chǎn)、單產(chǎn)、種植面積、商品調(diào)撥量連續(xù)25年位居全國(guó)第一[3-4]。因此，研究干旱區(qū)農(nóng)田鹽漬化程度對(duì)作物生長(zhǎng)有重要意義。

鄒小陽(yáng)等[5]認(rèn)為隨著土壤深度的增大，土壤鹽分空間自相關(guān)尺度逐漸減小；何平如等[6]認(rèn)為滴頭流量越大，濕潤(rùn)體交匯區(qū)土壤含水率越高，土壤鹽分淋洗效果越好，棉花產(chǎn)量越高；崔永生等[7]、趙丹丹等[8]基于不同灌溉定額、不同土壤質(zhì)地、不同灌溉方式研究土壤水鹽運(yùn)移，研究Hydrus模型在土壤水鹽運(yùn)移中的應(yīng)用，得出大多數(shù)情況下實(shí)測(cè)值與模擬值高度吻合。另外，膜下滴灌條件下膜內(nèi)地表的鹽分會(huì)以滴頭為中心由地表向深層呈放射狀路徑運(yùn)移，到達(dá)一定深度后，處在中軸位置的鹽分由于水量充足運(yùn)移，鹽分運(yùn)移深度也會(huì)逐漸變淺[9-14]?，F(xiàn)有的研究揭示了土壤水鹽運(yùn)移特征，但都基于多因素對(duì)土壤含水率、含鹽量以及作物的生長(zhǎng)狀況(生理指標(biāo)、熒光、葉面積指數(shù)等)進(jìn)行分析，而對(duì)不同鹽度土壤的含水率、含鹽量變化規(guī)律及最佳的棉花出苗含鹽量區(qū)間的研究較少，因此，本文研究不同鹽漬化程度棉田土壤水鹽動(dòng)態(tài)，并用Hydrus-2D軟件模擬土壤水鹽運(yùn)移過(guò)程，既可以為水鹽運(yùn)移理論發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，又可以與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行耦合驗(yàn)證，提高模型的可靠性，這對(duì)探索膜下滴灌棉花鹽分閾值和提高水資源利用效率、改良鹽堿土有重要意義，并為新疆鹽堿地棉花產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2019年3—5月在現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。該實(shí)驗(yàn)室位于新疆石河子市區(qū)，海拔412 m，平均地面坡度6‰。該地區(qū)氣候?yàn)闇貛Т箨懶詺夂?，降水少，年平?00 mm；蒸發(fā)強(qiáng)烈，年平均1 600 mm；0 ℃以上的活動(dòng)積溫為4 070 ℃，10 ℃以上的活動(dòng)積溫為3 649 ℃，無(wú)霜期為171 d，年平均風(fēng)速為1.5 m/s，靜風(fēng)占32%，偏南風(fēng)占22%，偏北風(fēng)占15%，偏東風(fēng)占14%，偏西風(fēng)17%[15]，地下水埋深5 m以下。

表1 試驗(yàn)區(qū)土壤物理性狀

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在測(cè)坑內(nèi)進(jìn)行，測(cè)坑規(guī)格為1.5 m×1.5 m×2 m，四周側(cè)壁進(jìn)行防滲處理。試驗(yàn)設(shè)置土壤電導(dǎo)率為四水平，即1.0 mS/cm(A1)、3.0 mS/cm(A2)、5.0 mS/cm(A3)、0.5 mS/cm(CK)，其中A1、A2、A3分別為輕度、中度、重度鹽堿土。試驗(yàn)用土分別取自石河子市周邊鹽荒地，取土?xí)r間為2019年3月29日，將土風(fēng)干，過(guò)5 mm土篩去除雜質(zhì)，于2019年3月30日分層填裝至不同測(cè)坑內(nèi)，填裝深度為2 m，每10 cm夯實(shí)1次，保證每次夯實(shí)度相同，CK為對(duì)照。

供試作物為棉花，品種采用抗鹽堿9112號(hào)。試驗(yàn)區(qū)棉花種植采用1膜2管4行的布置方式(圖1)，窄行間距為20 cm，寬行間距為60 cm，滴灌帶鋪設(shè)在膜行正中央，滴灌帶間距80 cm，滴頭間距30 cm，株距10 cm。

棉花灌水方式為滴灌，潛水泵加壓，0.1 MPa為灌水壓力，滴頭間距為30 cm，滴頭流量2.6 L/h，每平方米地灌水0.03 m3，灌溉水礦化度1.1 mS/cm。在滴灌帶下、滴灌帶間、膜間設(shè)置3個(gè)取樣點(diǎn)，每個(gè)取樣點(diǎn)沿行距方向布置3個(gè)取樣點(diǎn)，每次試驗(yàn)3組重復(fù)，試驗(yàn)地布置如圖1所示，b1為膜間、b2為滴灌帶下、b3為滴灌帶間。棉花覆膜時(shí)間為2019年4月22日，播種時(shí)間為4月23日，灌水時(shí)間為5月1日。

試驗(yàn)期間氣象數(shù)據(jù)見(jiàn)圖2。

圖1 棉花種植示意圖

圖2 2019年3月30日至5月5日氣象數(shù)據(jù)

1.3 測(cè)試指標(biāo)與方法

(1)土樣收集方法。采樣前先將鋁盒編號(hào)并稱重，將土壤剖面分為0～3、3～10、10～20、20～30、30～40、40～50、50～60、60～70、70～80、80～90、90～100 cm這11個(gè)區(qū)間進(jìn)行采樣。

(2)土壤含水率采取烘干法測(cè)定。

(3)土壤含鹽量。取10 g土樣和50 g蒸餾水按土水比1∶5混合成浸提液，采用DDB-2型電導(dǎo)率儀測(cè)定浸提液的電導(dǎo)率(EC)，電導(dǎo)率的單位為mS/cm。

(4)棉花出苗率、成活率。棉花播種1周后，觀測(cè)不同處理棉花的出苗狀況，用出苗株數(shù)除以總株數(shù)即為棉花出苗率。播種兩周以后，觀測(cè)棉花的存活狀況，存活株樹(shù)除以出苗株樹(shù)即為棉花的成活率。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用WPS2019進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，利用origin2018和Auto CAD2014繪圖，利用Hydrus-2D進(jìn)行模擬。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型鹽堿土土壤水分時(shí)空分布特征

不同鹽漬化程度土壤含水率垂向變化特征見(jiàn)圖3。試驗(yàn)中含水率的變化范圍為9.42%～23.9%，灌前表層土壤含水率為9.84%～17.93%，底層土壤含水率為11.84%～18.31%，表層土壤含水率始終低于底層。由氣象數(shù)據(jù)圖2看出，4月降水較多，故淺層土壤含水率隨時(shí)間呈增加趨勢(shì)。

不同處理土壤含水率差值顯著(P<0.05)，具體表現(xiàn)為ΔCK>ΔΔA3>ΔA2>ΔA1，換土后土壤的含水率較初始含水率有很大差異(圖3a)。

5月1日灌水后，0～40 cm土層深度土壤含水率變幅較大，增加0.5%～2%，30～40 cm土層深度土壤含水率增加最為明顯，增加0.5%～1.5%；40～100 cm內(nèi)土壤含水率呈下降趨勢(shì)，減小0.3%～0.6%(圖3f)。這是因?yàn)楣嗪笸寥浪忠缘晤^為中心平整下滲及向兩側(cè)擴(kuò)散，同時(shí)下滲作用強(qiáng)烈，而土層深度超過(guò)40 cm后，水分下滲速率減慢，土壤含水率呈遞減趨勢(shì)，隨著土層深度的增加，土壤受外界的影響較小，土壤含水率波動(dòng)較小。30～40 cm土壤含水率最大，因?yàn)?0 cm左右時(shí)，土壤接近飽和，土壤含水率值達(dá)到極值。

整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，A1、A2、A3、CK處理的土壤含水率變化分別為12.6%～22.89%、12.81%～23.21%、16.59%～23.49%、9.84%～21.82%，土壤含水率變化由大至小依次為A3>A2>A1>CK，土壤電導(dǎo)率值越大，土壤水分含量越高，灌水前后，CK處理的土壤含水率始終最低，A1、A2、A3處理的土壤含水率與CK處理存在顯著差異(P<0.05)，說(shuō)明土壤鹽堿化程度會(huì)影響土壤水分。

圖3 不同鹽漬化程度土壤含水率垂向變化特征

圖4為灌水前后不同處理土壤含水率分布圖(θ表示土壤含水率)，由圖4可知：

灌水前，各個(gè)處理土壤含水率較低，CK處理含水率為8.4%～18.3%，A1、A2、A3處理土壤含水率接近，為16.53%～19.84%，各個(gè)處理間表層土壤含水率始終最低。這是由于3月下旬氣溫回升，蒸發(fā)作用逐漸增強(qiáng)，土層深度越淺，蒸發(fā)越強(qiáng)烈，故表層土壤含水率最低。垂直方向上，土壤含水率隨深度的增加先增加后減小，底層土壤含水率隨毛管水向上運(yùn)移，故底層土壤含水率低，30～40 cm土層深度內(nèi)，土壤含水率最大，同一深度水平剖面上，土壤含水率差異較小。

灌水后，土壤含水率明顯增加，CK處理土壤含水率變幅為4.8%，A1、A2、A3處理的變幅分別為2.79%、1.07%、0.78%，表明土壤鹽分含量越低，土壤含水率增幅越明顯。

灌水后，水平方向60 cm即b2處土壤含水率最高，CK處理最大值為24.12%，A1、A2、A3處理的最大值分別為23.2%、23.22%、23.79%，土壤含水率表現(xiàn)為以滴頭為中心向兩側(cè)逐漸遞減，表現(xiàn)為b2>b3>b1，而30～50 cm深度內(nèi)土壤含水率呈圓周分布。這是由于滴頭出水的持續(xù)作用，推動(dòng)水分向下運(yùn)動(dòng)。

圖4 垂向面尺度土壤含水率變化特征

2.2 不同類型鹽堿土土壤鹽分時(shí)空分布特征

土壤含鹽量小于土壤初始含鹽量的為脫鹽區(qū)，相反，土壤含鹽量大于土壤初始含鹽量的為積鹽區(qū)[16]。本研究不同鹽漬化程度土壤含鹽量垂向變化特征(圖5)顯示：

灌水前，電導(dǎo)率值隨深度的增加先增加后減小。0～60 cm土層深度A1、A2、A3、CK處理的電導(dǎo)率值分別為1.19～2.77、2.77～4.48、4.48～5.99、0.4～1.6 mS/cm。4個(gè)處理電導(dǎo)率均在40 cm時(shí)達(dá)到最大值，A1、A2、A3、CK處理電導(dǎo)率最大值分別為2.53、4.18、5.77、1.70 mS/cm。

灌水后，土壤鹽分分布存在著明顯的積鹽區(qū)和脫鹽區(qū)，滴頭下的水分持續(xù)向下入滲，淺層土壤的濕度較高，因此鹽分被淋洗，隨著水分運(yùn)動(dòng)速率減慢，鹽分在邊緣處累積下來(lái)；60～100 cm土層深度，土壤鹽分累積的程度逐漸減小，土層越深，土壤水分運(yùn)動(dòng)速率越緩慢，隨水分運(yùn)動(dòng)的鹽分也逐漸減少。取樣周期內(nèi)，0～100 cm土層深度A3、A2、A1、CK處理的電導(dǎo)率變化值分別為4.19～5.99、2.87～4.45、1.19～2.53、0.44～1.704 mS/cm，土壤電導(dǎo)率差異顯著(P<0.05)，表現(xiàn)為ΔA3>ΔA2>ΔA1>ΔCK。

灌水前后，土壤含鹽量越大，電導(dǎo)率的變化值也越大(圖5e、f)。無(wú)論灌前還是灌后，土壤含鹽量大多聚集在40～60 cm的土層中。將圖5f和其余圖60～100 cm土層深度含鹽量對(duì)比，電導(dǎo)率值分別增長(zhǎng)0.379、0.548、0.338、0.758、0.578 mS/cm，圖5f中5月5日為灌后，據(jù)此認(rèn)為土壤含鹽量受膜下滴管的影響很小。

圖5 不同鹽漬化程度土壤含鹽量垂向變化特征

圖6為灌水前后不同處理土壤電導(dǎo)率分布圖，EC是電導(dǎo)率。由圖6可見(jiàn)：

灌水前，CK處理電導(dǎo)率值變化范圍為0.834～1.630 mS/cm，隨著土層深度的增加，土壤含鹽量表現(xiàn)為先增加后減小，電導(dǎo)率最值出現(xiàn)在b2、40 cm，值為1.63 mS/cm，這是因?yàn)镃K處理未經(jīng)換土，呈現(xiàn)原有的鹽分分布規(guī)律，滴灌帶下>膜間>滴灌帶間。另外，A1、A2、A3處理變化規(guī)律一致，均表現(xiàn)為表層土壤含鹽量高，30～50 cm土壤含鹽量高于除表層之外其他土層深度。這是因?yàn)樗终舭l(fā)向上運(yùn)移，鹽分隨著移動(dòng)，故積聚在土壤表層。

灌水后，水平方向上電導(dǎo)率表現(xiàn)為b2>b1>b3，電導(dǎo)率最大值出現(xiàn)在b1、40 cm，CK、A1、A2、A3處理的最大值為1.692、2.8、4.5、6.05 mS/cm，水分向下運(yùn)移時(shí)將滴灌帶下鹽分淋洗，鹽分隨水分向兩側(cè)擴(kuò)散，在邊緣累積。土層深度50～100 cm土壤水分運(yùn)動(dòng)速率減慢，鹽隨水動(dòng)，故鹽分變化不明顯。

圖6 垂向面尺度土壤含鹽量變化特征

2.3 不同類型鹽堿土棉花出苗率

不同鹽度土壤會(huì)對(duì)土壤水鹽運(yùn)移產(chǎn)生影響，水鹽分布又會(huì)影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育。不同處理土壤電導(dǎo)率與棉花出苗率關(guān)系(圖7)顯示：CK小區(qū)棉花出苗情況最好，出苗率最值為96.5%，A1、A2、A3處理的出苗率最值分別為94.7%、74.1%、55%，可見(jiàn)重度鹽堿土棉花出苗率最低，表明作物的生長(zhǎng)發(fā)育受到鹽分抑制，作物生長(zhǎng)的最佳環(huán)境是輕度鹽堿土壤。

由圖7擬合結(jié)果計(jì)算出y的最大值，即最優(yōu)棉花出苗率為96.5%，當(dāng)y≥90%時(shí)可以認(rèn)為棉花出苗效果好，由擬合的一元二次方程可以計(jì)算x范圍，故適宜棉花出苗的最佳土壤含鹽量為[0，1.267] mS/cm。鹽分脅迫對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育影響很大，種子吸脹發(fā)芽存在很大困難，因此，當(dāng)土壤鹽分含量過(guò)高時(shí)，應(yīng)合理增大灌水定額來(lái)淋洗土壤表層鹽分，使土壤表層含鹽量保持在較低范圍內(nèi)。

圖7 棉花出苗率與土壤電導(dǎo)率值關(guān)系圖

2.4 不同土層土壤水分運(yùn)動(dòng)模擬結(jié)果

圖8為灌水前后A3處理質(zhì)量含水率隨著土層深度的變化與Hydrus-2D軟化模擬的結(jié)果,通過(guò)對(duì)比分析可知模擬值與實(shí)測(cè)值并不完全一致，但是土壤含水率的變化趨勢(shì)相同。灌水前，淺層土壤深度上模擬值小于實(shí)測(cè)值，這是因?yàn)槭艿浇涤?、覆膜抑制蒸發(fā)等外界環(huán)境的干擾，故實(shí)測(cè)值要略高于模擬值。50～100 cm土層內(nèi)，受各種因素的干擾比較小，考慮誤差后實(shí)測(cè)值與模擬值基本一致。灌水后，0～20 cm土層深度范圍內(nèi)模擬值和實(shí)測(cè)值相吻合，30～40 cm土層深度內(nèi)實(shí)測(cè)值大于模擬值，這是因?yàn)槟M值與滴頭流量存在誤差，滴頭滴水是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程，整個(gè)過(guò)程是均勻的，水分入滲作用強(qiáng)。此外，土壤水分運(yùn)動(dòng)參數(shù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度、灌水量的多少、降水、氣溫、蒸發(fā)、各層土壤之間理化性質(zhì)的不同，以及試驗(yàn)過(guò)程中人為操作失誤都會(huì)導(dǎo)致實(shí)測(cè)值與模擬值之間存在不同程度的差異。灌水后，土壤含水率變幅最大，整個(gè)土層深度30～60 cm內(nèi)土壤含水率都有明顯的增加，這與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的變化情況一致。

圖8 灌水前后A3處理含水率模擬

圖9為不同周期內(nèi)A3處理在土層埋深30～40 cm的水分分布模擬圖，從圖9中顏色變化可以看出，土壤含水率隨著模擬時(shí)間而變化。模擬第10天時(shí)，30～40 cm土層深度內(nèi)含水率最低；第20天時(shí)，土壤含水率逐漸增大，土壤水分隨著時(shí)間的推移逐漸下移；第30天時(shí)，土壤含水率值最大。表明從測(cè)坑換土到覆膜再到灌水，土壤含水率呈遞增趨勢(shì)，這是因?yàn)?月降水偏多，覆膜以后蒸發(fā)減少，土壤始終保持濕潤(rùn)狀態(tài)，故土壤含水率呈增加趨勢(shì)。

a—10 d;b—20 d;c—30 d;d灌水后圖9 不同周期內(nèi)A3處理隨土層埋深的水分分布模擬圖

2.5 不同土層土壤鹽分運(yùn)動(dòng)模擬結(jié)果

圖10為灌水前后A3處理含鹽量的模擬結(jié)果。將實(shí)測(cè)情況與Hydrus-2D軟件模擬情況進(jìn)行對(duì)比分析后可知：土壤水分的運(yùn)動(dòng)在一定程度上影響土壤鹽分的變化，表明灌水后實(shí)測(cè)值與模擬值存在著不同。0～20 cm土層深度內(nèi)，實(shí)測(cè)值均小于模擬值，這是因?yàn)槭艿剿至芟吹淖饔谩９嗨皽\層土壤電導(dǎo)率模擬值接近實(shí)測(cè)值，因?yàn)槭艿剿值母蓴_因素比較?。还嗨昂?0～40 cm土層深度內(nèi)實(shí)測(cè)值大于模擬值，且在40 cm處電導(dǎo)率值最大，表明鹽分在40 cm處累積。此外，土壤水分運(yùn)動(dòng)參數(shù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的正確程度、灌水定額、各層土壤之間理化性質(zhì)的不同，以及試驗(yàn)過(guò)程中人為操作失誤，都會(huì)使實(shí)測(cè)值與模擬值之間存在不同程度的差異。

圖10 灌水前后A3處理含鹽量模擬

不同周期內(nèi)A3處理在土層埋深30～40 cm的鹽分分布模擬圖(圖11)顯示：模擬土壤含鹽量沒(méi)有明顯的變化，土層深度40 cm的土壤含鹽量達(dá)到最大值。灌水后土層深度30 cm兩側(cè)的含鹽量大于中間的，說(shuō)明灌水后鹽分向兩側(cè)擴(kuò)散；同時(shí)，土層深度40 cm的土壤含鹽量達(dá)到最大值，這與實(shí)測(cè)結(jié)果一致。

a—10 d;b—20 d;c—30 d;d灌水后圖11 不同周期內(nèi)A3處理隨土層埋深的鹽分分布模擬圖

3 討論

(1)土壤水分是土壤肥力的重要組成部分，是植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要影響因素，也是研究土壤，植物，大氣三者所構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)中能量與物質(zhì)交換的重要指標(biāo)，同時(shí)，土壤含水率是評(píng)價(jià)土壤滲透性能和影響作物生長(zhǎng)狀況的重要指標(biāo)[17-19]。本研究中，0 ～ 40 cm，土壤含水率變化較大，40 cm以后，變化速率減慢，這是因?yàn)樯蠈油寥朗芡寥罍囟?、太?yáng)輻照、氣流的影響較大，下層土壤所受影響較大。如圖4所示，滴灌帶下土壤含水率最大，且土壤水分以滴頭為中心，呈圓周向各個(gè)方向擴(kuò)散，形成濕潤(rùn)鋒。與黃曉敏等[20]研究結(jié)果一致，黃曉敏等的研究表明 0～40 cm深度土壤含水率為膜下窄行>寬行>膜間，40 cm以下土壤含水率波動(dòng)變化不明顯，深層土壤含水率產(chǎn)生波動(dòng)受灌水與滲漏的影響。不同處理中，土壤鹽分含量越高，鹽離子濃度越高，離子從游離態(tài)變?yōu)楸话鼑鷳B(tài)需要吸收能量，此時(shí)吸收的能量遠(yuǎn)大于水分蒸發(fā)所需能量，故含鹽量越高，土壤含水率越高。

(2)灌溉水源中水分含有一定礦化度，因此灌后各個(gè)處理中土壤電導(dǎo)率值增加[21]。從滴灌帶下到滴灌帶間、膜間，土壤含水率逐漸降低，土壤電導(dǎo)率值呈增加趨勢(shì)，水分對(duì)鹽分有淋洗作用，水分越多，對(duì)鹽分的淋洗作用越強(qiáng)，故滴灌帶下淺層土壤形成脫鹽區(qū)；反之，水分越少，淋洗作用越弱，膜間、滴灌帶間形成積鹽區(qū)。學(xué)者們研究[22-24]表明滴水在水平方向上和垂直方向上緩緩向四周、向下擴(kuò)散，將鹽分帶入濕潤(rùn)區(qū)最邊緣土層中聚集。蘇里坦等[25]研究膜下滴灌土壤含鹽量對(duì)土壤水鹽運(yùn)移及再分布的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，水平方向上土壤鹽分從滴頭到膜間呈現(xiàn)逐漸增大的分布特征；垂直方向上膜下土壤鹽分從地表到深層呈現(xiàn)先逐漸增大后減小的分布特征。本研究與上述研究的結(jié)果一致。

(3)滴灌條件下，土壤鹽分含量越低，棉花出苗效果越好。土壤含鹽量高時(shí)，會(huì)發(fā)生鹽分脅迫，使根系中鹽分濃度升高，水勢(shì)下降，從而引起種子吸水困難，吸收大量鹽分離子，鹽分離子導(dǎo)致細(xì)胞膜滲透性發(fā)生變化，代謝失調(diào)，最終影響種子萌發(fā)[26]，同時(shí)，鹽分離子會(huì)造成土壤顆粒的膨脹與分散，在干濕交替下改變土壤物理特性[27]。本研究試驗(yàn)中對(duì)各個(gè)處理的測(cè)坑進(jìn)行換土，改善了鹽堿地的物理性質(zhì)，有抑鹽、壓堿和增加土壤肥力的作用，故鹽分含量高的處理中棉花依然出苗，只是出苗率低。張磊等[28]研究結(jié)果表明，在灌溉定額相同的情況下，土壤鹽分含量越大，棉花出苗率越低，本研究的結(jié)果與其一致，因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)淋洗鹽堿地土壤表層鹽分，使其達(dá)到最佳的棉花出苗率。由于石河子是北疆典型代表地區(qū)，本研究結(jié)果不僅適用于石河子地區(qū)，針對(duì)其他北疆干旱地區(qū)鹽堿地也適用此電導(dǎo)率閾值。

4 結(jié)論

(1)灌水后，土壤水分以滴頭為中心下滲及向兩側(cè)運(yùn)移，土壤含水率表現(xiàn)為滴灌帶下>滴灌帶間>膜間，而土壤鹽分的分布則與之相反，土壤水分和鹽分是一個(gè)相互影響的過(guò)程。

(2)灌水后土層深度30～40 cm土壤含水率值最大，土壤鹽分主要累積在40～60 cm。

(3)灌水后土壤鹽分含量越低，棉花出苗效果最好，最優(yōu)棉花出苗率為96.5%，適宜棉花出苗的最佳土壤含鹽率范圍為[0，1.267] mS/cm。

(4)利用Hydrus-2D軟件模擬土壤水鹽運(yùn)移過(guò)程，能反映水鹽在土壤中的分布和變化趨勢(shì)，土壤含水率、土壤含鹽量的模擬值與實(shí)測(cè)值的數(shù)值并不完全一致，但它們的變化趨勢(shì)一致。