不同土壤基質(zhì)勢(shì)調(diào)控對(duì)文冠果果園滴灌土壤水鹽分布的影響

羅 敏，張通港，王 春，閆思慧，程 煜，張?bào)w彬，康躍虎，曾萬祺

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100；3.中國科學(xué)院水利部水土保持研究所，陜西 楊凌 712100；4.中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所陸地水循環(huán)及地表過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；5.甘肅省祁連山水源涵養(yǎng)林研究院，甘肅 張掖 734000）

0 引 言

文冠果（Xanthoceras sorbifolium）為無患子科，屬落葉灌木或小喬木，是原產(chǎn)我國的珍稀木本油料植物，其籽油可制備生物柴油，且質(zhì)量符合國家的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)展前景廣闊，是國家林業(yè)局重點(diǎn)開發(fā)的生物質(zhì)能源樹種之一[1]。文冠果具有耐干旱、貧瘠，抗風(fēng)沙的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于保健品、化妝品、醫(yī)藥等行業(yè)，具有非常高的食用、藥用、觀賞和生態(tài)價(jià)值[2]。文冠果主要分布于中國青海、甘肅、寧夏等地，通常位于海拔600～2 200 m 的黃土丘陵地帶[3]。河西走廊地區(qū)是我國西北地區(qū)重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地之一。文冠果在該地區(qū)發(fā)展勢(shì)頭高漲，集中栽培面積已達(dá)2.18 萬hm2，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)增收的主要途徑之一[4]。但是我國文冠果人工造林起步較晚，發(fā)展緩慢，文冠果種植技術(shù)還不夠成熟和完善[5]，從而造成產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)收益不穩(wěn)定[6,7]。目前文冠果種植以地面灌溉為主，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，不但造成灌溉水利用效率低，還會(huì)導(dǎo)致地下水位抬升，土壤次生鹽漬化問題日益加劇。因此大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉技術(shù)是該地區(qū)文冠果種植經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的根本出路。

滴灌是一種廣泛應(yīng)用的高效節(jié)水灌溉方式，科學(xué)合理的灌溉制度是發(fā)揮滴灌技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的關(guān)鍵。SMP 是表征土壤水分情況的重要指標(biāo)，控制作物根區(qū)SMP 閾值是制定滴灌灌溉制度的常用方法[8]。中科院地理所康躍虎研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過長期的系統(tǒng)性田間試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)在滴頭正下方20 cm 處埋設(shè)一支負(fù)壓計(jì)監(jiān)測(cè)土壤水勢(shì)，根據(jù)SMP 預(yù)設(shè)范圍指導(dǎo)灌溉，能夠很好地控制作物根系分布層的水分狀況[9]，并建立了多種作物的滴灌灌溉制度，提出了微灌農(nóng)田水分管理新理論新方法[10]。賈俊姝[11]等人在寧夏干旱地區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)滴灌條件下控制SMP 在-20 kPa 以上來指導(dǎo)灌溉，便可在枸杞根系分布層得到較好的鹽分淋洗效果；王若水[12]等人在新疆地區(qū)針對(duì)滴灌棉花的研究表明，SMP 下限控制在-5 kPa 時(shí)，0～40 cm 土壤的鹽分淋洗效果極佳；汪然[13]等人針對(duì)高頻滴灌條件下青海油菜的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)SMP 控制在-20 kPa 以上時(shí)，油菜的根系分布層土壤脫鹽效果顯著，且土壤鹽分總體向下運(yùn)動(dòng)；萬書勤[14]等人在柴達(dá)木高寒干旱地區(qū)針對(duì)枸杞的滴灌水鹽調(diào)控試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)SMP 控制在-20 kPa 以上，土壤鹽分能保持在非鹽漬土的范圍內(nèi)；韓曉宇[15]等人在河西走廊地區(qū)針對(duì)辣椒滴灌水鹽調(diào)控的研究中發(fā)現(xiàn)，通過控制滴頭正下方20 cm 深度處的SMP 高于-20 kPa，0～100 cm 土壤中鹽分基本能夠維持平衡，土壤鹽分不增加。前人的研究大多針對(duì)大棚和溫室作物例如辣椒、番茄、油菜等，而基于SMP 調(diào)控的文冠果滴灌灌溉制度的研究至今未見報(bào)道。

因此，本研究考慮文冠果生育特性，選擇不同樹齡的文冠果，研究不同滴灌條件下土壤水鹽分布情況，以期為文冠果滴灌灌溉制度的制定提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

田間試驗(yàn)于2021 年5-9 月（文冠果生長季）在甘肅省張掖市甘州區(qū)三閘鎮(zhèn)紅沙窩荒漠化綜合防治試驗(yàn)站進(jìn)行。該站地處河西走廊中部（39°01'N，100°31'E，海拔為1 450 m），屬于典型大陸性干旱荒漠氣候，氣候干燥，降水稀少，日照充足，晝夜溫差大。2010-2019年年均氣溫8.5 ℃，1月平均氣溫-10.0 ℃，7 月平均氣溫23.1 ℃，≥10 ℃積溫2 870 ℃。年均降水量144.2 mm，蒸發(fā)量1 123.7 mm，平均相對(duì)濕度43.4%，全年日照時(shí)數(shù)為3 085 h。試驗(yàn)過程中降雨量為93 mm，日平均氣溫為20.9 ℃（見圖1）。

圖1 2021年文冠果生長季日平均氣溫與降水量Fig.1 Mean daily temperature and precipitation in the growing season of Xanthoceras sorbifolium in 2021

該試驗(yàn)站土地集中連片，地勢(shì)平坦，土層深厚，土壤為灰棕荒漠土。試驗(yàn)區(qū)采用地下水灌溉，地下水埋深在2.5～4.3 m 之間，隨周邊農(nóng)田灌溉情況波動(dòng)，地下水電導(dǎo)率（EC）為2.30 dS/m，pH值為8.17。試驗(yàn)地鹽分和容重狀況見表1。

表1 試驗(yàn)地土壤理化性質(zhì)Tab.1 Soil physical and chemical properties in studied field

1.2 試驗(yàn)布置

1.2.1 文冠果種植

本試驗(yàn)選擇兩種不同樹齡文冠果，分別為1年生（2020年4月定植）和5年生（2016年4月定植），以分別代表幼樹期和結(jié)果期。種植行距為2 m，株距為2 m（圖2），每行布置兩根滴灌帶，分布在植株兩側(cè)30 cm 處。滴灌帶采用內(nèi)鑲式，滴頭額定流量為1.48 L/h（首部壓力為0.1 MPa），幼樹期文冠果滴頭間距30 cm，結(jié)果期文冠果滴頭間距20 cm。

圖2 試驗(yàn)種植模式和采樣點(diǎn)示意圖Fig.2 Schematic diagram of experimental planting mode and sampling points

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在生長季內(nèi)灌溉水為當(dāng)?shù)氐叵滤ａ槍?duì)幼樹期文冠果，以地面灌（W0）為對(duì)照，在滴灌下設(shè)置5 個(gè)SMP 閾值，分別為-10 kPa（W1）、-20 kPa（W2）、-30 kPa（W3）、-40 kPa（W4）、-50 kPa（W5）；同樣，針對(duì)結(jié)果期文冠果，以地面灌（S0）為對(duì)照，設(shè)置5 個(gè)SMP 閾值，分別為-5 kPa（S1）、-10 kPa（S2）、-15 kPa（S3）、-20 kPa（S4）、-25 kPa（S5），以及。因此，本試驗(yàn)共12 個(gè)處理，每處理3 個(gè)重復(fù)，共計(jì)36 個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為6.0 m × 15.0 m，種植3 行文冠果，每行7棵，各小區(qū)之間起壟以減少地表水分側(cè)滲（見表2）。

表2 不同處理灌水方案Tab.2 Irrigation regimes under different treatments

每個(gè)處理安裝一套獨(dú)立的滴灌首部控制系統(tǒng)，包含閥門、施肥罐、過濾器、水表、壓力表等，以及18 條滴灌帶（每小區(qū)6條，控制3行文冠果）。通過在滴頭正下方20 cm 深度處安裝的真空表式負(fù)壓計(jì)監(jiān)測(cè)SMP（圖2），每天9:00 和17:00 進(jìn)行負(fù)壓計(jì)讀數(shù)，一旦達(dá)到設(shè)定閾值，立即啟動(dòng)滴灌。灌水定額參考當(dāng)?shù)刈畲笏嫒照舭l(fā)量（10 mm）。灌水后觀察負(fù)壓計(jì)讀數(shù)，如果基質(zhì)勢(shì)升高到控制閾值，則停止灌溉，如果仍低于控制閾值，再灌水5 mm，一直到SMP 升高到控制閾值則結(jié)束灌溉。而地面灌對(duì)照處理，參考當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)灌溉制度，灌溉不區(qū)分樹齡，生長季內(nèi)分別在5 月初、7 月和9 月初各灌水1 次，每次200 mm，灌溉定額為600 mm。

1.2.3 田間管理

當(dāng)?shù)匚墓诠L季為5 月上旬到9 月下旬，按照150 d 計(jì)算，春灌后施肥灌溉，肥料隨水而施，每次灌溉都進(jìn)行施肥。以當(dāng)?shù)剞r(nóng)場(chǎng)滴灌條件推薦施肥量（全生長季N 施量360 kg/hm2，P2O5施量195 kg/hm2，K2O 施量375 kg/hm2）為基礎(chǔ)。各處理生長季內(nèi)施肥量控制一致。而地面灌處理，參考當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)操作習(xí)慣，將所有肥料在4月初將所有肥料一次性撒施。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤基質(zhì)勢(shì)

在各試驗(yàn)小區(qū)選擇生長具有代表性的文冠果，在該文冠果一側(cè)的滴灌帶滴頭正下方20 cm 深度處埋設(shè)真空負(fù)壓計(jì)，每日9:00 和17:00觀測(cè)讀數(shù)并記錄。

1.3.2 土壤水分和鹽分

在文冠果春灌前和果實(shí)成熟后采用土鉆取土。取土位置為滴頭正下方和滴灌帶兩側(cè)（圖2）。土壤質(zhì)量含水率采用烘干法測(cè)定。土樣經(jīng)風(fēng)干、碾細(xì)、過2 mm 篩后，采用飽和泥漿法測(cè)定土壤鹽分，具體方法為：取40 g 土，加15 g 去離子水，靜置12 h 飽和后，一邊緩緩加入去離子水，一邊使用調(diào)土板將其調(diào)制成飽和泥漿（土樣處于一種半流動(dòng)，表面反光，同時(shí)有自由水析出的狀態(tài)），再用離心機(jī)離心分離飽和泥漿，取上層清液，用電導(dǎo)率儀（DDS-11A，REX，上海）測(cè)定上層清液的ECe，pH。

土壤體積含水率按照以下公式計(jì)算：

式中：θv為土壤體積含水率，cm3/cm3；θm為土壤質(zhì)量含水率，%；ρ為土壤容重，g/cm3。

式中：Y 為土壤含鹽量，%；ECe為土壤飽和土漿浸提液電導(dǎo)率，dS/m。

1.3.3 氣象資料

氣象數(shù)據(jù)來源為試驗(yàn)區(qū)的小型氣象站Vantage Pro2（美國DAVIS），包括氣溫（℃），降雨量（mm）等氣象數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Microsoft Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理；采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行單因素方差（One-way ANOVA）分析，處理效應(yīng)顯著時(shí)采用LSD 法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)（P＜0.05）；作圖采用Origin 2021和Surfer19.2軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 SMP及灌水量

文冠果生長季內(nèi)SMP 隨時(shí)間顯著變化，不同處理間顯著差異（圖3 和圖4）。在7、8 月份，各處理SMP 波動(dòng)較大，這主要是因?yàn)檫@一時(shí)段文冠果處于生長旺盛，且該地區(qū)光照強(qiáng)，日照時(shí)間長，氣溫高，蒸發(fā)強(qiáng)烈。整體而言，在施肥灌溉階段，SMP都保持在各處理的控制閾值之上。

圖3 幼樹期文冠果不同處理下土壤基質(zhì)勢(shì)的變化Fig.3 Changes of SMP in young Xanthoceras sorbifolium under different treatments

圖4 結(jié)果期文冠果不同處理下土壤基質(zhì)勢(shì)的變化Fig.4 Changes of SMP in fruiting Xanthoceras sorbifolium under different treatments

不同樹齡文冠果灌水量差別較大（表2），其中結(jié)果期文冠果灌水量較多，這是由于結(jié)果期文冠果蒸騰作用較強(qiáng)，需水量大。灌水次數(shù)隨著SMP 閾值的升高而升高，這是因?yàn)槿粢沟肧MP 保持在較高閾值內(nèi)，就要增加灌水的頻率，總灌水量也隨之升高。幼樹期文冠果尚在生長階段，葉片不多，植株蒸騰較少，但與結(jié)果期文冠果的趨勢(shì)一樣，隨著控制閾值的升高，整個(gè)生長季的灌水次數(shù)和總灌水量也隨之增加。

2.2 0～100 cm深度剖面土壤水分

不同基質(zhì)勢(shì)閾值處理明顯影響0～100 cm 深度的土壤體積含水率（圖5和圖6）。隨著閾值的提高，土壤體積含水率增加（圖5 和圖6），這是因?yàn)楦逽MP 閾值處理下灌水量較多（表2）。這表明較高的閾值處理能有效改善土壤的水分狀況。

圖5 幼樹期文冠果生長季末土壤體積含水率分布Fig.5 Distribution of soil volume moisture content at the end of the growing season of Xanthoceras sorbifolia during the young period

針對(duì)幼樹期文冠果，不同處理的影響差異主要在0～40 cm土層，隨著SMP 的降低，土壤含水率逐漸降低，而各處理深層（40～100 cm 深度）土壤含水率均較高，差異不明顯，這是因?yàn)?0～100 cm 深度土壤主要為砂壤土，且地下水埋深較淺，深層土壤水分受到淺層地下水毛管上升的影響。

式中：α′和β′分別為價(jià)值函數(shù)收益區(qū)域和損失區(qū)域的凹凸系數(shù)[24]，表示Y方主體對(duì)待收益和損失的風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度，α′,β′∈(0,1);λ′為損失規(guī)避系數(shù)[25]，表示Y方主體的損失規(guī)避程度，λ′>1。

針對(duì)結(jié)果期文冠果，不同處理效應(yīng)較幼樹期更為顯著，這是因?yàn)榻Y(jié)果期文冠果整體灌水量較多；而不同處理影響了0～100 cm 深度的整個(gè)剖面含水率情況，例如S1 處理0～100 cm土壤含水率均在0.2 cm3/cm3左右，而S5 處理整個(gè)剖面含水率均在0.15 cm3/cm3以下，個(gè)別深度甚至小于0.1 cm3/cm3（圖6）。

2.3 SMP控制閾值對(duì)根區(qū)土壤水分分布的影響

文冠果根深且廣，根系發(fā)達(dá)，根幅大。幼樹期文冠果的根系絕大部分垂直分布在0～40土層，水平分布在距樹體30 cm范圍內(nèi)；結(jié)果期文冠果的根系大部分垂直分布在1 m 左右的土層中，水平分布范圍大致與樹冠相近似[16]。因此本試驗(yàn)將深度為0～40 cm，距樹體30 cm 范圍的土壤設(shè)為幼樹期文冠果根區(qū)土壤；將深度為0～60 cm，距樹體60 cm 范圍的土壤設(shè)為結(jié)果期文冠果根區(qū)土壤。

不同SMP 閾值對(duì)文冠果根區(qū)土壤含水率的影響差異明顯（圖7）。隨著SMP 的提高，文冠果根區(qū)土壤體積含水率增加（圖7和圖8）。

圖8 不同SMP控制灌溉下幼樹期文冠果生長季末土壤鹽分分布Fig.8 Salt distribution in the soil of Xanthoceras sorbifolia during the young period under different SMP controlled irrigation at the end of the growing season

針對(duì)幼樹期文冠果，不同處理的影響差異主要表現(xiàn)在根區(qū)土壤（圖7），隨著SMP 的降低，土壤含水率逐漸降低，其中W1、W2、W3、W4、W5 的根區(qū)土壤體積含水率分別為0.14、0.13、0.13、0.12、0.11 cm3/cm3。而0～100 cm 土壤含水率均較低，差異不明顯，且相鄰SMP 處理的土壤體積含水率差值差距不大，這可能是因?yàn)橛讟淦谖墓诠魈幚砉喔却螖?shù)均不多，灌溉定額較低。

針對(duì)結(jié)果期文冠果，各處理土壤體積含水率差異明顯，尤其是滴灌處理與對(duì)照的試驗(yàn)結(jié)果差異明顯。在經(jīng)歷一個(gè)生長季的溝灌灌溉處理后，結(jié)果期文冠果根區(qū)土壤體積含水率低至0.10 cm3/cm3，已處于影響文冠果正常生長的狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)文冠果進(jìn)行滴灌灌溉，有利于使文冠果土壤長期處于適宜生長的含水率。

2.4 0～100 cm深度剖面土壤鹽分

在試驗(yàn)開始之前，0～100 cm土層土壤平均ECe為5.45 dS/m（圖8）。除對(duì)照組W0外，其余各處理經(jīng)過150 d左右的頻繁灌溉后，土層土壤ECe均呈現(xiàn)大幅下降，其中W1、W2、W3、W4、W5 處理0～100 cm 土層土壤平均ECe分別為3.69、3.85、4.23、4.61 dS/m 和5.00 dS/m，與試驗(yàn)開始之前的5.45 dS/m 相比，分別降低了32.32%、29.34%、22.32%、15.37%、8.31%；說明少量多次的滴灌灌溉，可以有效淋洗土壤鹽分。W0 土壤的ECe值比實(shí)驗(yàn)前更高，說明傳統(tǒng)灌溉制度不僅無法有效淋洗鹽分，還會(huì)使得幼樹期文冠果的0～100 cm 土層土壤積鹽，不利于文冠果生長。

相較于實(shí)驗(yàn)開始前幼樹期文冠果0～100 cm 土層的土壤ECe，結(jié)果期文冠果土壤ECe值較高，為6.96 dS/m（圖9），且根區(qū)大量積鹽，嚴(yán)重影響作物生長和產(chǎn)量。經(jīng)過滴灌處理后，各處理的土壤ECe值均有明顯下降。其中S1、S2、S3、S4、S5處理0～100 cm 土層土壤ECe分別平均為4.47、4.87、4.83、5.59 dS/m 和5.71 dS/m。說明頻繁施肥灌溉對(duì)土壤鹽分的淋洗效果顯著，鹽分被淋洗到100 cm 以下的土層中，促進(jìn)植物生長。淺層（0～40 cm）土壤ECe值與深層（60～100 cm）土層土壤ECe值并無明顯差異。S0 處理的0～100 cm 土層土壤ECe平均為6.93 dS/m，與試驗(yàn)前的土壤ECe幾乎沒有差別。可能是由于相鄰兩次灌溉的時(shí)間跨度較大，土壤蒸發(fā)旺盛，鹽分被淋洗至深層土壤前又大量向地表聚集。

圖9 不同SMP控制灌溉下結(jié)果期文冠果生長季末土壤鹽分分布Fig.9 Salt distribution in the soil of Xanthoceras sorbifolia during the fruiting period under different SMP controlled irrigation at the end of the growing season

總體而言，在干旱區(qū)農(nóng)田滴灌灌溉下，頻繁施肥灌溉對(duì)土壤鹽分淋洗效果明顯；且SMP 控制灌溉閾值越高，對(duì)土壤0～100 cm土層的鹽分淋洗效果也越好。

2.5 SMP控制閾值對(duì)根區(qū)土壤鹽分分布的影響

不同SMP 閾值滴灌灌溉對(duì)文冠果根區(qū)土壤影響差異明顯（圖10），經(jīng)過整個(gè)文冠果生長季的滴灌灌溉后，根區(qū)土壤ECe值下降趨勢(shì)比0～100 cm土層土壤ECe值下降趨勢(shì)大，說明滴灌對(duì)于文冠果根區(qū)土壤鹽分的淋洗作用明顯。

圖10 不同處理下文冠果土壤所有土層和根區(qū)土層的ECe的加權(quán)平均值Fig.10 Weighted average values of ECe in all soil layers and root zone soil layers of Xanthoceras sorbifolia under different treatments

幼樹期文冠果0～100 cm土層土壤和根區(qū)土壤的ECe值加權(quán)平均值分別為5.45 dS/m 和4.67 dS/m，在圖10 中以實(shí)線和虛線標(biāo)示。經(jīng)過2021 年整個(gè)生長季的灌溉后，對(duì)照組的土壤積鹽無明顯變化；而經(jīng)過滴灌的處理，-10～-50 kPa 處理的根區(qū)土壤ECe值加權(quán)平均值下降趨勢(shì)明顯，分別為2.6、2.96、3.19、3.41、3.65 dS/m，較實(shí)驗(yàn)前分別下降了44.41%、36.6%、31.67%、26.94%、21.76%。同一生長季內(nèi)，隨著基質(zhì)勢(shì)閾值的提高，根區(qū)土壤ECe的加權(quán)平均值下降越多，表現(xiàn)為W1＞W(wǎng)2＞W(wǎng)3＞W(wǎng)4＞W(wǎng)5。

相比于幼樹期文冠果土壤ECe加權(quán)平均的本底值，結(jié)果期文冠果所在的土壤本底值更大，鹽漬化程度相對(duì)來說更高。而經(jīng)過滴灌處理，-5～-25 kPa處理的根區(qū)土壤ECe值加權(quán)平均值下降趨勢(shì)明顯（圖10），分別為3.64、3.96、4.08、4.24、5.11 dS/m，較實(shí)驗(yàn)前分別下降了40.78%、35.56%、33.61%、31.02%、16.97%。同一生長季內(nèi)，隨著基質(zhì)勢(shì)閾值的提高，根區(qū)土壤ECe的加權(quán)平均值下降越多，表現(xiàn)為S1＞S2＞S3＞S4＞S5。經(jīng)過整個(gè)生長季的灌溉后，對(duì)照組的土壤積鹽無明顯變化，根區(qū)部分的積鹽甚至高于本底值，說明傳統(tǒng)地面灌無法改善土壤鹽堿化，不利于作物生長。

總體而言，經(jīng)過2021 年整個(gè)生長季的頻繁滴灌灌溉，幼樹期和結(jié)果期文冠果根區(qū)的土壤ECe值下降趨勢(shì)明顯，且隨著SMP 閾值的提高，下降趨勢(shì)也隨之增大?？赡苁且?yàn)镾MP 閾值的提高使得整個(gè)生長季的灌溉次數(shù)增加，灌溉定額提高，促進(jìn)了鹽漬化土壤的淋洗。

3 討 論

適宜的土壤水分狀況有利于作物的生長，土壤水分狀況受滴水頻率和滴水量的影響較大[17]；康躍虎[18]在大田試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，滴灌灌溉頻率和土壤水勢(shì)對(duì)土壤水分的分布有很大影響，灌水頻率越低，灌水前的表層土壤干燥的范圍越大，灌水后的土壤濕潤范圍越大；姬祥祥[19]在河套灌區(qū)的大田試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，SMP 控制閾值越高，土壤剖面平均體積含水率越高。本研究發(fā)現(xiàn)，從整個(gè)生育季來看，對(duì)于同一樹齡的文冠果，隨著SMP 閾值的升高，灌水頻率也隨之增加，單次灌溉滴水量相同，高頻滴灌處理的0～100 cm 土壤體積含水率較高，這與前人的研究結(jié)果一致。以上分析說明通過SMP 閾值調(diào)控土壤水分狀況是可行的。

SMP 閾值對(duì)灌溉頻次影響顯著，但并不是灌溉頻率越高，灌溉技術(shù)效率也越高，灌溉頻次與灌溉技術(shù)效率之間為“倒U形”關(guān)系[20]，因此需要以作物需水規(guī)律為基礎(chǔ)，進(jìn)行科學(xué)高效灌溉。文冠果屬于耐干旱植物，但是耐旱并不意味著可以在極度缺水的情況下正常生長。謝志玉[21]的研究發(fā)現(xiàn)文冠果在重度干旱脅迫（土壤質(zhì)量含水率為6.8%～8.7%）條件下，各項(xiàng)指標(biāo)都發(fā)生了顯著變化，文冠果正常的生長發(fā)育受到了明顯的抑制。為保障文冠果的正常生長發(fā)育，將土壤質(zhì)量含水率為8.7%設(shè)為文冠果的耐旱閾值。根據(jù)式（1）計(jì)算所得，幼樹期文冠果在根區(qū)土壤體積含水率低于0.12 cm3/cm3時(shí)生長受到明顯抑制，結(jié)果期文冠果在根區(qū)土壤體積含水率低于0.12 cm3/cm3時(shí)生長受到明顯抑制。隨著閾值降低，幼樹期文冠果各處理的根區(qū)土壤體積含水率分別為0.14、0.13、0.13、0.12、0.11 cm3/cm3；結(jié)果期文冠果的根區(qū)土壤體積含水率分別為0.21、0.20、0.17、0.16、0.12 cm3/cm3。根據(jù)前人文獻(xiàn)推測(cè)，當(dāng)SMP 閾值為-40 kPa 和-50 kPa 時(shí)，幼樹期文冠果的生長發(fā)育有可能受到明顯抑制；當(dāng)灌溉閾值為-25 kPa 時(shí)，結(jié)果期文冠果的產(chǎn)量及品質(zhì)有可能會(huì)受到明顯影響。以上分析說明-40 kPa 和-50 kPa 不適用于作為河西地區(qū)文冠果幼樹的滴灌控制閾值，-25 kPa 不適用于作為結(jié)果期文冠果的SMP 灌溉控制閾值。

許多學(xué)者指出滴灌可以頻繁的對(duì)作物根區(qū)土壤進(jìn)行供水，使得根區(qū)土壤中部分鹽分隨水分運(yùn)動(dòng)到根區(qū)范圍外，且隨著SMP 控制閾值的升高，淋洗效果越顯著[22,23]。成厚亮[24]等人指出，滴灌條件下SMP 控制閾值越高，棉花主根區(qū)（0～40 cm）土壤積鹽越少；張新國[25]等人在研究中發(fā)現(xiàn)，隨著SMP 降低，各處理的0～60 cm 土層ECe逐漸增大。本研究結(jié)果顯示，滴灌條件下，-5～-20 kPa 處理的結(jié)果期文冠果根區(qū)土壤的平均ECe和-10～-30 kPa 處理的幼樹期文冠果根區(qū)土壤的平均ECe較試驗(yàn)前均有顯著降低，降幅均達(dá)30%以上，結(jié)果說明維持較高的SMP 水平有利于土壤鹽分的淋洗和根區(qū)低鹽環(huán)境的形成，這與前人的研究結(jié)果類似。

文冠果具有耐鹽堿耐貧瘠的特點(diǎn)，但不同程度的鹽漬化對(duì)文冠果的生長和產(chǎn)量會(huì)產(chǎn)生不同影響[26]。田吉等[27]對(duì)不同濃度配比（0%、0.2%、0.5%、0.8%）鹽分（NaCl∶Na2SO4=9∶1）脅迫處理下一年生文冠果進(jìn)行測(cè)定后，發(fā)現(xiàn)文冠果在鹽濃度≤0.5%時(shí)，其存活率均為100%，當(dāng)鹽溶液濃度高于這個(gè)值時(shí)，隨著濃度的增加存活的幼苗數(shù)量快速減少。宮淵奇[28]在研究中發(fā)現(xiàn)在同一堿濃度脅迫下，當(dāng)鹽濃度上升到0.5%時(shí)，文冠果的株高和地徑都出現(xiàn)了明顯的下降。本研究中，在綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率后，將0.5%作為文冠果的正常生長和不影響產(chǎn)量及品質(zhì)的耐鹽閾值。通過式（2）計(jì)算得，幼樹期文冠果的各處理根區(qū)土壤含鹽量全部滿足幼樹文冠果的耐鹽閾值，結(jié)果期文冠果各處理中，除-25 kPa 的土壤含鹽量為0.57%外，其余處理根區(qū)土壤含鹽量全部低于文冠果耐鹽閾值。在滿足文冠果正常生長發(fā)育和不影響產(chǎn)量品質(zhì)，并考慮水分利用效率后，取最小灌水量的SMP 閾值就是河西地區(qū)最佳的滴灌控制灌溉閾值。因此本研究建議河西走廊地區(qū)幼樹期文冠果滴灌灌溉的最佳SMP 閾值為-30 kPa， 結(jié)果期文冠果滴灌灌溉的最佳SMP閾值為-20 kPa。

綜上，本研究結(jié)果表明，滴灌條件下將SMP 閾值控制在合適的范圍內(nèi)可以使得土壤水鹽處在適宜文冠果生長的狀況，本研究的結(jié)果將有助于滴灌在河西地區(qū)的推廣應(yīng)用，為河西地區(qū)的文冠果產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)支撐。本研究的不足之處是僅進(jìn)行了一年的大田試驗(yàn)，長期SMP 調(diào)控下各個(gè)生長階段土壤水鹽變化情況未知；且未考慮不同處理對(duì)文冠果的生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，關(guān)于文冠果對(duì)土壤水鹽運(yùn)移的響應(yīng)有待于進(jìn)一步研究。因此，建議進(jìn)行更長時(shí)間序列的試驗(yàn)研究，以期得到適宜不同生育階段文冠果生長的SMP 閾值，指導(dǎo)文冠果種植灌溉。

4 結(jié) 論

（1）針對(duì)不同樹齡文冠果，基于SMP 閾值控制的滴灌灌溉能有效改善土壤水分狀況。隨著SMP 閾值的升高，灌水頻率也隨之增加，整個(gè)生育季灌水量增多，土壤平均體積含水率增加，為作物提供更好的水分條件。

（2）經(jīng)過一個(gè)生育季滴灌灌溉后，各處理土壤ECe均有所降低，降低幅度隨SMP 閾值的升高而增大，不同SMP 閾值處理下幼樹期土壤ECe分別從5.45 dS/m 降低至3.69～5.00 dS/m，結(jié)果期分別從6.96 dS/m 降低至4.47～5.71 dS/m，較高的SMP閾值更有利于在根區(qū)形成適宜的土壤水鹽環(huán)境。

（3）河西走廊地區(qū)文冠果種植時(shí)，可采用滴頭正下方20 cm 深度處SMP 閾值指導(dǎo)滴灌灌溉。綜合考慮文冠果耐鹽性和水分利用效率，建議幼樹期最佳SMP 閾值為-30 kPa， 結(jié)果期為-20 kPa。