朱庆超

(新疆禹通工程监理有限公司， 新疆 阿勒泰　836500)

膜下滴灌棉田土壤盐分随时间变化特征

朱庆超

(新疆禹通工程监理有限公司， 新疆 阿勒泰836500)

【摘要】为研究膜下滴灌棉田土壤盐分随时间变化特征，通过对北疆典型棉田土壤盐分连续一年的监测，采用时间序列分析方法分析了土壤盐分随时间变化特征。研究结果表明：在监测期内，90cm以下土层为稳定积盐层，其盐分值随时间波动幅度较大；0～90cm土层土壤盐分随时间变化幅度较小，其含盐率值基本保持在0.2%上下浮动，属于非盐化土壤，有利于棉花正常生长；每年的5、7两个月，各土层土壤盐分呈现出不同程度的增大趋势。本研究可以为后续长期连续监测奠定基础，同时为北疆绿洲区棉田防治土壤次生盐渍化提供理论参考。

【关键词】膜下滴灌； 土壤盐分； 时间序列

滴灌技术的发展是世界灌溉农业发展的一次历史性变革。新疆自1996年引进滴灌技术以来，已经由开始的实验研究发展为大规模推广与应用。1996—2002年，棉花膜下滴灌面积从最初的1.67hm2扩大到12万hm2[1]。目前，新疆膜下滴灌面积已突破 200×104hm2，成为世界上大田应用膜下滴灌面积最大的地区[2]。但是，随着膜下滴灌技术的不断推广与应用，膜下滴灌引起的土壤次生盐渍化问题也日益引起国内外学者的关注，国内许多学者针对膜下滴灌棉田土壤次生盐渍化问题进行了大量研究且各自保持不同观点[3-5]，牟洪臣等[3]针对长期连作棉田土壤盐分累积情况进行了长期监测并得出随着滴灌应用年限的增加，土壤中盐分含量逐渐增大的结论。而另有学者研究发现，膜内0～20cm土壤脱盐；40～80cm积盐；膜间裸地盐分表聚，60cm以上积盐，100cm以下与膜内土壤盐分接近。滴灌4a以内盐分含量较高，6a以上较低[6]。还有学者[7]针对地下水浅埋区重度盐碱地不同滴灌种植年限土壤盐分的变化规律进行了研究。谭军利等[8]研究了滴灌条件下种植年限对大田土壤盐分及pH值的影响。以上研究都是基于一定的特定条件且有些属于不同地区，基本都是研究土壤盐分年际变化情况，而本文基于连续观测的基础上，主要研究了土壤盐分在一个监测年内的变化情况，以期为后续继续监测奠定基础，为典型绿洲区土壤盐分随时间的盐化趋势研究提供参考。

1材料与方法

1.1　研究区概况

该试验在新疆石河子市农八师121团六连进行，位于天山北麓，准噶尔盆地南缘，地处欧亚大陆腹地(44°46′55″N，85°32′50″E，平均海拔337.1m)。该地区夏季炎热，极端最高气温43.1℃；冬季寒冷，极端最低气温-42.3℃；常年干旱缺水，光照充足，蒸发强烈，年降雨量为141.8mm，年蒸发量为1826.2 mm，年均日照时间约为2862h，无霜期平均为167d，地下水位埋深在3m左右，具有典型的大陆性荒漠气候的特点。该实验区种植作物皆为棉花，全生育期灌水8～9次，灌溉定额约为850mm，全部采用膜下滴灌技术进行种植。

1.2　试验方法

该实验实施时间为2012年5月19日—2013年5月23日，试验地块为2005年开始实施膜下滴灌的棉田，每月中旬取样一次，取样点位于地块中央，初次取样利用手持式GPS定位取样点，以后每次均在此取样点附近取样。取样深度为0～5cm、5～20cm、20～40cm、40～60cm、60～90cm、90～120cm、120～150cm，共计7个土层，每个取样点均重复取样2次，全监测期共取样13次，取样个数共计273个。

1.3　样品处理

将所取土样用密封袋装封后及时带回室内试验进行土壤水分及盐分测取，土壤含水率采用烘干法测取，测取土壤盐分前，将土样磨碎，过2mm筛，采用土水比1∶5(土样18g，蒸馏水90ml)制取土壤浸提液，利用DDSJ—308A型雷磁电导率仪测取。

1.4　数据处理

为避免试验误差对试验结果的影响，该实验在数据处理时将每个样点的三个数据取平均值作为该点的盐分值，利用Origin9.0专业绘图软件进行绘图。

2结果与分析

由图2可知，该试验棉田90cm以下土层为积盐层，其积盐强度为90cm>120cm>150cm土层，其中90cm土层盐分值保持1%以上的较高水平，按新疆盐碱土分类标准[9]属于重度盐化土壤，而120cm及150cm土层呈现出中度盐化特征。在整个监测期内，90cm以上土层中盐分值随时间波动幅度较小，基本保持在0.2%上下，属于非盐化土壤。由于0~90cm土层为棉花根系的主要活动区域，因此这一土体范围内的盐分含量有利于棉花正常生长。通过这一土体中盐分值的变化也可以看出，该地块经过连续9年膜下滴灌技术的应用，土壤中0~90cm土层范围内盐分值保持较低水平，处于脱盐状态。而90cm以下土层盐分呈现出累积的趋势。监测年的5月和7月两个月份各土层土壤盐分值有增大的趋势，这主要与这一时段的气温及灌溉制度有关。试验区每年4—5月为棉花苗期，自从4月中旬灌头水至6月上旬，该时段平均气温基本保持在25℃(见图1)，土壤一直处于强烈蒸发状态，导致土壤中盐分随水分向地表迁移致使各土层盐分增加。而每年的7月为当地棉花需水高峰期，该时段棉田气温基本保持在30℃左右(见图1)且植株蒸腾作用较强，棉田灌水频繁(基本保持在3次以上)，灌水导致当地地下水位上升至2.5m左右，这就使得部分土层中的盐分在地下水抬升作用下呈现出上移趋势，而深层土壤由于灌溉水的淋洗作用导致各土层不同程度盐分值增加。

图1　试验区气温变化

图2　土壤盐分随时间变化曲线

3结论与讨论

本实验通过一个监测年的连续监测，发现当地苗期(5月)、盛花期(7月)各土层土壤盐分呈现出不同程度的增大趋势，这些现象主要与当地灌溉制度及气温有关。为防止棉田土壤在苗期大量向地表积盐，建议将双膜覆盖技术与滴水出苗技术相结合，以抑制蒸发作用引起的地表积盐对棉苗的伤害，而对于花期(7月)而言，要在保证棉花正常需水的前提下有效控制地下水位深度，如：可以减小每次灌水量，增加灌水次数，以减小灌溉水的深层渗漏，从而有效降低地下水位。试验地90cm土层以上土壤盐分值基本保持在0.2%左右，属于非盐化土壤。由此可见：经过连续9年的膜下滴灌技术的应用，其土壤已经取得了良好的脱盐效果，然而90cm以下土层土壤盐分呈现出累积趋势，且随时间变化较为剧烈，属于重度盐化土，这一问题在今后的研究中应当引起足够的重视。

参考文献

[1]顾烈烽.新疆生产建设兵团棉花膜下滴灌技术的形成与发展[J].节水灌溉，2003(1)：27-29.

[2]王振华,杨培岭,郑旭荣,何新林.膜下滴灌系统不同应用年限棉田根区盐分变化及适耕性[J].农业工程学报,2014，30(4):90-99.

[3]牟洪臣,虎胆·吐马尔白,苏里坦,等.干旱地区棉田膜下滴灌盐分运移规律[J].农业工程学报,2011(7):18-22.

[4]虎胆·吐马尔白,吴争光,苏里坦,等.棉花膜下滴灌土壤水盐运移规律数值模拟[J].土壤,2012(4):665-670.

[5]李朝阳,郑旭荣,王振华,等.滴灌年限对土壤盐分分布及棉花的影响[J].节水灌溉,2012(8):39-42.

[6]王振华,郑旭荣,李朝阳.不同滴灌年限土壤盐分分布及对棉花的影响初步研究[J].中国农村水利水电,2011(6):63-66,69.

[7]窦超银,康跃虎.地下水浅埋区重度盐碱地不同滴灌种植年限土壤盐分分布特征[J].土壤,2010(4):630-638.

[8]谭军利,康跃虎,焦艳平,等.滴灌条件下种植年限对大田土壤盐分及pH值的影响[J].农业工程学报,2009(9):53-60.

[9]新疆农业厅，新疆土壤普查办公室.新疆土壤[M].北京：科学出版社，1996：151-521.

中图分类号：TV211.1

文献标志码：B

文章编号：1005-4774(2015)02-0059-03

Change characteristics of drip irrigation cotton field soil salinity
under film over time

ZHU Qingchao

((XinjiangYutongEngineeringSupervisionCo.,Ltd.,Altay836500,China))

Abstract：In the study, time series analysis method is adopted for analyzing and studying soil salinity change characteristics over time through continuously monitoring Northern Xinjiang cotton field soil salinity for one year in order to study change characteristics of drip irrigation cotton field soil salinity under film over time. Study results show that soil layer below 90 cm belongs to stable salt layer, and the salinity value was greatly changed over time during monitoring period. Salinity in soil layer from 0 to 90 cm is less changed over time. The salinity rate value is basically maintained at 0.2%, which belongs to soil without salinization. It is advantageous to normal growth of cotton. Salinity of soil in all layers is in the uptrend at varying degrees in May and July each year. The study can lay foundation for subsequent long-term continuous monitoring. Meanwhile, it can provide theory reference for preventing and controlling soil secondary salinization in cotton filed of Northern Xinjiang oasis area.

Key words：drip irrigation under film; soil salinity; time series