王 琼，尹飞虎，高志建，何 帅，刘 瑜

（新疆农垦科学院，新疆 石河子 832000）

暗管排水技术作为世界上改良盐碱土的一项先进技术，20世纪70年代荷兰大规模应用以来，得到广泛的认可。为了使暗管排水技术发挥最大的作用，不同区域的技术人员在暗管排水系统建设中有着差异，特别是不同土壤条件下对暗管的埋深和间距差别较大。有研究人员认为，暗管埋深在大于1.75 m时，能更好的控制土壤次生盐渍化，但是受到资金投入的影响，不易为大众所接受[1-2]。 印度的Ritzema[3]等研究表明，暗管埋深在0.9 ～1.2 m，间距在45 ～150 m时，能够降低地下水位和土壤盐分，提高作物产量。 Evan Christen[4]认为暗管埋设越浅，间距越窄，排出水的水质越好，对农田生态环境越有利，但是暗管埋设过浅，对土壤中盐分的淋洗作用越小，达不到土体排盐要求。 Idris Bahceci 利用Saltmode 模型证明，暗管埋深在1.2 m 时，土体脱盐效果与埋深1.5 m时相差不大，并且埋深浅能够节省投资，减少灌溉用水量[5]。

我国的暗管排盐技术还在进一步的研究中[6-8]，特别是内陆盐碱地和次生盐碱地的研究，更缺少足够的试验积累。本研究通过试验探讨灌区暗管埋深和间距对土壤电导率的影响，为进一步改良灌区土壤次生盐碱化提供理论依据，同时也为灌区内农田生态的维护提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于第三师红旗农场灌区，地处克孜勒苏柯尔克孜自治州境内 （东经 75°55′～ 76°16′，北纬39°13′～ 39°15′） ，光热资源丰富，日照时间长，无霜期225 d左右。灌区地层岩性上部主要为含细粒土砾，下部为低液限粉土，农田土壤结构复杂且盐碱化严重。自然地面以下-3.5 m 以上土层均为粉土层（砂壤土），局部夹有薄层粉质粘土和粘土层，有相对稳定的隔水层，而粘性土渗透系数很小，所以灌溉水很难下渗，易盐碱化。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计及数据采集

小区设不同暗管埋深和不同暗管间距2个研究因素。埋深设2种，分别为1 m和2 m，间距设4种，分别为6 m、8 m、10 m 和12 m。以周边非暗管排盐地块为对照。每次灌水前后分别采集各处理土样，每个处理于两条暗管之间定点采集，从暗管侧方起相隔1 m采集一个样点，直至相邻两条暗管中间。每个样点以20 cm为间隔采样，例如：1 m埋深暗管每个样点采集 0 ～ 20 cm、20 ～ 40 cm、40 ～ 60 cm、60 ～ 80 cm、80 ～ 100 cm 和 100 ～ 120 cm 6 个土样。

1.2.2 数据处理方法

土壤电导率依据电导法测定，并运用Excel 进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同暗管埋深土壤电导率变化

对试验获取的500余个土样数据进行统计分析（图1）可知，不同土样电导率虽略有差异，但整体上：1 m埋深条件下，电导率范围由暗管排盐治理前的 100 ～ 180 μs/cm 下降到 40 ～ 120 μs/cm；2 m 埋深条件下，不同间距处理在治理前后，电导率范围由治理前的 80 ～ 160 μs/cm 下降到 40 ～ 120 μs/cm。

图1 不同暗管埋深土壤电导率变化曲线

图2 暗管埋深1 m 时不同间距土壤电导率变化

图3 暗管埋深2 m 时不同间距土壤电导率变化

2.2 不同间距布设条件下土壤电导率变化

通过不同间距暗管布设的试验研究可知，暗管埋深为1 m 时（图2），随着暗管布设间距的增加，治理前土壤电导率随着土层深度的增加逐渐升高，治理后电导率值均有所下降，在6 m、8 m、10 m，和12 m 布设间距下，电导率值整体下降程度最大的为12 m间距，且随着土层深度的增加，电导率值下降的程度不断增加；电导率值下降较小的为6 m 间距。且不同间距宽度电导率值下降最小的均出现在40 ～60 cm土层深度。

暗管埋深为2 m 时（图3），治理前后土壤电导率值均呈下降趋势，且随着布设宽度的增加，电导率下降的程度也不断增加，土层深度为20 ～40 cm和80 ～100 cm时，治理前后土壤电导率值下降较小。

2.3 暗管排盐治理前后土壤电导率空间变化

由图4可知，当暗管埋深为1 m时，在0 ～120 cm土壤剖面中，不同间距处理前后电导率值变化趋势略有差异。治理前研究区土壤电导率普遍较高，且随着土层深度的增加，电导率值曲线出现轻微波动，略有下降，整体维持在 110 ～ 150 μs/cm 之间；治理后，电导率迅速下降至100 μs/cm 以下，且随着土层深度的增加，电导率曲线波动较为明显，在0 ～40 cm 土层深度，间距为10 m 的暗管布设较其他3 个间距电导率下降的程度最大；在40 ～100 cm土层深度，6 m、8 m、10 m 和 12 m 间距暗管布设对电导率的降低程度最为接近；大于1 m时，电导率曲线均呈现降低趋势。

图4 不同间距处理土壤剖面曲线

3 结论与讨论

分别对1 m 和2 m 埋深条件下，不同间距暗管布设对土壤电导率变化情况进行研究发现：（1）由于研究区为原生盐碱土区，暗管排盐治理前土壤盐碱情况较为严重，电导率值也较高，暗管排盐治理后电导率下降明显，其中1 m 暗管埋深对土壤电导率降低的效果略优于2 m 暗管埋深。 （2）1 m埋深，6 m、8 m、10 m 和 12 m 布设间距试验处理中，电导率值整体下降程度最大的为12 m 间距，且随着土层深度的增加，电导率值下降的程度不断增加；电导率值下降较小的为6 m 间距。不同间距宽度电导率值下降最小的均出现在40 ～60 cm土层深度。 （3）本试验研究表明，暗管排盐过程中，在管径和管材一致的条件下，不同埋深和布设间距对0 ～40 cm 土层电导率影响较大，对40 ～120 cm深度土层电导率影响相对较小。

利用暗管排盐技术对盐碱地进行改良，暗管的埋深与间距是较为关键的技术参数[9-10]。已有研究大多参照滨海地区盐碱地暗管铺设的方式和技术参数，但是这些方式和技术参数在不同区域的表现具有差异，特别在内陆原生盐碱土区，应当根据当地的水文地质、土壤理化性质、植被类型、气象条件等因素，通过区域试验确定适合干旱区土壤、集水充分且排盐效果较好的暗管设计方案。本研究初步探讨了2 个埋深条件、4 个间距暗管布设对土壤盐分指标电导率的影响， 对铺设暗管的管径、材质研究还没有涉及；同时，本研究仅对6 ～12 m的暗管布设间距进行了研究，在埋深一定的情况下，大于12 m 的间距是否更优，还有待进一步研究探讨。