灌溉量和壟高對(duì)次生鹽漬地玉米土壤水鹽運(yùn)移變化及產(chǎn)量的影響

摘要：為探究寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)因多年地面灌溉引起的地下水位上升、次生鹽漬化突顯等難題，本試驗(yàn)以寧夏紅寺堡移民區(qū)為研究點(diǎn)，選定典型試驗(yàn)區(qū)域開展定位試驗(yàn)監(jiān)測(cè)，設(shè)置高效滴灌下不同灌溉量（2 160、2 700 m3·hm-2和3 240 m3·hm-2）和起壟高度（20、30 cm和40 cm）2個(gè)因素3個(gè)水平，通過大田試驗(yàn)研究不同組合處理下的次生鹽漬地水鹽運(yùn)移變化規(guī)律以及其對(duì)玉米生長指標(biāo)、產(chǎn)量和水分利用效率的影響。結(jié)果表明，灌水定額一定時(shí)，隨壟高增加，0-60 cm土層含水率逐漸降低；相同壟高下，隨灌水定額增大，各土層含水率逐漸增加，并且深土層明顯高于淺土層。壟作滴灌可以有效降低壟上土壤鹽分含量，而各處理土壤深層均不同程度積鹽，其中T9處理（3240 m3·hn-2和40 cm組合）40-60 cm土層積鹽最明顯。T6處理（2 700m3·hm-2和40 cm組合）各項(xiàng)生長指標(biāo)及產(chǎn)量均優(yōu)于其他各處理，產(chǎn)量達(dá)6 597.15 kg·hm-2，T5（2 700 m3·hm-2和30 cm組合）水分利用效率最高，達(dá)到1.53 kg·m-3，通過回歸分析發(fā)現(xiàn)，玉米產(chǎn)量最大值時(shí)和水分利用效率（WUE）最大值時(shí)的灌水量和壟高值不同，進(jìn)一步利用空間分析方法得出，灌水量2685-2 730 m3·hm-2和壟高36～39 cm時(shí)，玉米產(chǎn)量、WUE均達(dá)最大值的90％以上。

關(guān)鍵詞：次生鹽漬地；灌溉量；壟高；水鹽運(yùn)移；揚(yáng)黃灌區(qū)；玉米

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2024）09-0149-08

寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)地處干旱半干旱地帶，降雨稀少、蒸發(fā)強(qiáng)烈、風(fēng)大沙多，生態(tài)環(huán)境十分脆弱。盡管灌區(qū)耕作歷史悠久，灌排系統(tǒng)基本配套完善，但地勢(shì)低平、排水不暢、地下水位較高等因素導(dǎo)致的土壤鹽漬化問題日益凸顯且不斷惡化，已經(jīng)嚴(yán)重制約該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。紅寺堡灌區(qū)的主要成土母質(zhì)為沖積物和洪積沖積物，其沉積層次明顯，土壤質(zhì)地以中壤和重壤為主。在開發(fā)之前，該灌區(qū)并未存在土壤鹽漬化問題，然而，由于不合理的灌溉方式以及復(fù)雜的地形和土壤結(jié)構(gòu)，特別是不同部位存在著多層黏重土壤，導(dǎo)致出現(xiàn)土壤鹽漬化問題，屬于灌溉型次生鹽漬化。因此改良鹽堿地對(duì)于保障區(qū)域耕地面積、提升耕地質(zhì)量、增強(qiáng)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力以及保障糧食安全具有重要意義。

目前，鹽堿地改良研究已經(jīng)取得一定進(jìn)展，研究者們已采用涵蓋降低土壤鹽分、增加土壤有機(jī)質(zhì)、減少表層土壤蒸發(fā)等多種改良措施，或可分為工程措施、物理措施、生物措施和化學(xué)措施等。在這些研究中，灌水洗鹽被認(rèn)為是排水改良地區(qū)治理鹽堿地的有效措施之一，而灌溉水量則為田間水鹽分布的重要影響因素之一。然而，過小的灌水定額可能無法有效淋洗鹽分，而過大的灌水定額則會(huì)加劇土壤次生鹽漬化問題。因此，確定適宜的灌水定額對(duì)于水資源的合理利用、鹽堿地改良以及提高作物產(chǎn)量至關(guān)重要。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，黃河下游鹽堿地的灌水定額為780-990 m3·hm2時(shí)，既能有效增加土壤含水率，又能減少土壤含鹽量，是灌區(qū)理想的水鹽調(diào)控灌水定額；土壤脫鹽程度隨灌水量增加越來越大，隨暗管埋深的增加，土壤脫鹽效果也更加顯著。研究者們發(fā)現(xiàn)，通過溝壟改良鹽堿地的方法是可行的；未灌溉條件下，壟的含鹽量逐漸增加，而溝的含鹽量逐漸減?。憾喔葪l件下，壟在灌溉后迅速積鹽，通常在5-7 d內(nèi)達(dá)到峰值，溝內(nèi)表層的脫鹽效果明顯，然而深層含鹽量有所上升，而后鹽分逐漸向表層積累；起壟種植相對(duì)于平作對(duì)紫穗槐生長具有顯著影響，同時(shí)9750 m3·hm-2被認(rèn)為是最優(yōu)灌溉定額；滴灌條件下起壟溝播水分入滲深度和鹽分淋洗深度均明顯大于常規(guī)平播，起壟溝播膜下土壤（0-20 cm）溶液電導(dǎo)率明顯低于常規(guī)平播。

綜上所述，前人關(guān)于種植方式（起壟、平播）與灌水定額對(duì)耕作層土壤水鹽運(yùn)移的影響進(jìn)行了深入研究，而壟高對(duì)土壤水鹽運(yùn)移、作物生長及產(chǎn)量影響的相關(guān)報(bào)道較少，并且關(guān)于灌水量與壟高結(jié)合對(duì)水鹽運(yùn)移、作物生長影響的系統(tǒng)研究尚不充分。因此，本研究將灌水量與壟高結(jié)合，設(shè)置不同壟高與不同灌水量處理開展大田試驗(yàn)，旨在探究其對(duì)土壤水鹽運(yùn)移及作物生長的影響，以便為揚(yáng)黃灌區(qū)壟作種植和鹽堿地的改良利用提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于寧夏紅寺堡移民區(qū)豹子灘村國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目核心試驗(yàn)區(qū)，屬典型的干旱大陸性氣候，多年平均蒸發(fā)量為1370 mm，年平均降水量為251.0 mm，多年平均日照為3 024 h，年平均氣溫為8.6℃，多年平均風(fēng)速為3.7 m·s-1，最大凍土深度為1.37 m。試驗(yàn)地土壤多為重砂壤土（國際制），人滲能力較強(qiáng)。處理前0～100 cm土層土壤基本理化性質(zhì)：土壤容重均值為1.22g·cm-3，田間持水率為31.56％（質(zhì)量含水率），土壤有機(jī)質(zhì)含量為7.72 mg·kg-1、全氮0.54 g.kg-1、全磷0.79 g·kg-1、全鉀14.07 g·kg-1，全鹽為0.24g·kg-1。2023年4-10月在該試驗(yàn)地選取次生鹽漬化耕地進(jìn)行大田試驗(yàn)。