鄂继芳 杨树青 娄 帅 刘 鹏 靳亚红

(内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院， 呼和浩特 010018)

0 引言

水资源的合理开发与利用对农业可持续发展至关重要[1]。河套灌区属干旱半干旱地区，地下微咸水资源丰富，因政策性引黄水量锐减，合理开发利用地下微咸水资源已成为有效缓解灌区淡水资源供需矛盾的重要举措之一[2]。但灌溉地下微咸水势必会增加耕地含盐量[3]，可溶性盐在表层聚集，造成耕作层及主根区含盐量显著上升[4-5]，引起盐分胁迫，影响作物生长，导致耕地盐碱化的潜在风险增大。因此，调和作物需水与土壤盐分聚集间的关系，采取有效措施调控土壤水盐分布成为安全利用地下微咸水的关键。

目前，针对微咸水安全利用已开展大量研究，其中咸淡水交替灌溉措施已被证实是一种有效的灌溉模式[6]。研究表明，咸淡水交替灌溉应避免在玉米营养生长关键期(拔节期)灌溉微咸水[7]，马文军等[8]发现，微咸水灌溉虽导致作物减产10%左右，但淡水资源节约60%以上。另外，合理的耕作措施可有效改善土壤水盐分布，为作物生长创造适宜的水土微环境[9]。研究表明，深翻与秸秆还田的耕作措施有效降低土壤无效蒸发，打破犁底层，提高土壤蓄水能力和水分利用效率，改善土壤水盐的时空分布[10-11]；微咸水灌溉结合一定地面覆盖的措施能够有效抑制微咸水灌溉后盐分表聚，降低作物根层积盐，减轻微咸水灌溉对作物后期生长不良影响[12-13]，但增加了土壤深层的盐分[14]。近年研究微咸水多侧重灌水水质、灌溉制度等对土壤盐分动态变化及作物生长效应的研究[15]，且研究结果也存在一定的差异。以井渠水交替灌溉下不同秸秆还田方式的耕作模式为切入点，研究井渠轮灌对土壤盐分分布及作物生长效应的影响鲜见报道。本研究基于井渠轮灌及不同秸秆还田方式，在河套灌区开展2年不同秸秆还田方式田间试验，探究在玉米生育期，井渠轮灌下不同耕作模式对土壤盐分分布、钠质化趋势、玉米产量及水分利用效率的影响，以期为河套灌区地下微咸水资源安全利用和秸秆资源化利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验区位于内蒙古自治区临河区双河镇九庄农业示范基地(40°42′N、107°24′E，海拔1 040 m)，地处河套灌区中上游，地势平坦，属典型干旱半干旱大陆性气候，年均降水量130 mm左右，年均蒸发量2 330 mm，夏玉米生育期多年平均地下水埋深在1.5 m以下。试验于2018年4月—2019年10月在示范区开展，试验用微咸水取自示范基地地下水，淡水源自引黄渠水。示范区耕地为偏中度盐渍土壤，供试土壤类型按照土壤质地三角图划分为粉砂壤土，平均容重1.482 g/cm3，平均田间持水率22.57%，有机质质量比12.69 g/kg，全氮质量比0.71 g/kg，全磷质量比0.34 g/kg，速效磷质量比9.35 mg/kg，速效钾质量比214.92 mg/kg。2018年和2019年研究期试验区气温及降雨量变化如图1所示。

1.2 试验设计

试验设无秸秆还田的常规耕作(CK)、秸秆表覆旋耕(BF)、秸秆深埋深翻(SM)和秸秆混拌旋耕(HB)4种处理，3次重复，共12个小区，随机区组排列。试验小区面积约90 m2，各小区间有2.5 m宽的保护带，在小区四周种植2行保护行，并在小区四周用聚乙烯塑料薄膜隔开，薄膜埋深1.2 m，且顶部预留不少于30 cm，防止小区间水肥互窜，减少影响。供试的玉米品种为钧凯918，机械覆膜播种(各处理采用普通白色地膜，膜厚0.01 mm，幅宽 80 cm)，株距0.35 m，行距0.45 m，5月初播种，9月底收获。播种前浅耙整平，各处理采用统一施肥水平(当地水平)：氮肥为尿素，施氮量225 kg/hm2(以纯N计算，施用时需换算成尿素质量)；磷肥为磷酸二铵，施磷量150 kg/hm2(以P2O5计)；钾肥为氯化钾，施钾量45 kg/hm2(以K2O计)。全部磷肥、钾肥与50%氮肥在播种时作为基肥一次施入，剩余氮肥在第1次灌水前施入。试验用秸秆来源于当地玉米收获后粉碎的秸秆(秸秆长度不超过8 cm)，秸秆用量为1.5 kg/m2，厚5 cm，多余秸秆清理干净。玉米生育期灌水3次，灌溉模式采用团队优化的“渠井渠”轮灌模式(研究期井水和渠水的主要性质如表1所示)，单次灌水量90 mm[16]。试验小区田间管理按照当地农业生产管理进行，具体试验设计如表2所示，3种秸秆还田方式示意图如图2所示。

表1 灌溉水主要性质Tab.1 Main properties of irrigation water

表2 试验处理Tab.2 Treatments of experiment

1.3 样品采集与分析

1.3.1土壤电导率及含盐量

在玉米播种前、一水到三水前、后及成熟期分层取土样，分别为0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm和80～100 cm共5层。每小区采用对角及中点取样法，共5钻土样，用干燥法测量各层土壤质量含水率；并取5钻各土层混合形成测盐土样，自然风干、研磨、过筛，配制土水质量比为1∶5的土壤浸提液，采用上海雷磁有限公司生产的DDS-307型电导仪测定各土层浸提液电导率。

土壤含盐量与土壤浸提液电导率EC1∶5(mS/cm)之间的经验统计关系为

Si=2.599EC1∶5,i+0.468 (R2=0.997)

(1)

式中Si——第i层土壤含盐量，g/kg

钠吸附比(Sodium adsorption ratio，SAR)是表征土壤碱化的重要指标，计算式为

(2)

式中LNa+、LCa2+、LMg2+——Na+、Ca2+、Mg2+浓度，mmol/L

各离子含量测定方法：Ca2+和Mg2+采用EDTA络合滴定法；Na+采用阴阳离子平衡法。

1.3.2考种测产及水分利用效率

玉米收获后，对玉米进行考种。每个小区随机选取10株玉米，测量穗长、穗粗、穗粒数等指标，对收获的籽粒进行称量，随机选取100粒，3个重复，各自称量取平均值计算百粒质量；玉米籽粒干燥后称总质量并计算单位面积产量。作物耗水量(Evaporation and transpiration，ET，mm)计算式为

ET=P+I+Wg-D-R-ΔW

(3)

式中P——生育期降雨量，mm

I——生育期玉米灌溉量，mm

Wg——生育期地下水补给量(采用定位通量法计算)，mm

D——渗漏水量，mm，该示范区研究期地下水位较高，渗漏水量远小于地下水补给量，D可忽略不计

R——地表径流量，mm，该示范区属于干旱地区，降雨或地面灌溉不能形成径流，R可忽略不计

ΔW——研究期末与期初土壤储水量的变化量，mm

土壤储水量计算式为

(4)

式中W——土壤储水量，mm

θi——第i层土壤质量含水率，%

ρi——第i层土壤容重，g/cm3

hi——第i层土层厚度，cm

水分利用效率(Water use efficiency，WUE)计算式为

WUE=Y/ET

(5)

式中Y——玉米产量，kg/hm2

1.4 数据统计分析

采用Excel 2010处理数据和制图，应用SPSS 20.0进行方差分析和相关性分析，采用最小显著差异法(Least significant difference method，LSD)进行显著性检验(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 井渠轮灌下秸秆还田方式对土壤含盐量的影响

2年各处理不同灌水时期土壤平均含盐量分布如图3所示。播前不同耕作模式下各土层含盐量差异不显著，均随土层深度加深而降低。播种后，天气逐渐转暖，土壤蒸发逐渐增强，不同程度返盐。

在一水前各处理土壤含盐量不同程度增加，增加幅度随土层深度加深而减小，CK处理的各土层平均含盐量较播前提高11.3%～31.7%，较其他3个处理显著增大(P<0.05)，其中SM处理增幅最小，平均含盐量提高3.1%～13.4%，且对40 cm以下土层影响较小。玉米生育期一水灌溉渠水，对各处理土壤盐分具有淋洗的作用，将耕层盐分淋洗到深层土壤，淡化了玉米根层。相比一水前土壤剖面平均含盐量，一水后各处理土壤平均含盐量大幅下降，随土层深度加深降幅逐渐变缓，CK处理降幅最大，为4.7%～24.8%，BF和HB处理趋势基本类似，说明灌溉或有效降雨主要淋洗上层土壤盐分，对深层土壤影响不显著；而SM处理与其他处理存在差异：在0～40 cm土层含盐量降低8.5%～11.8%，而在40～60 cm土层平均含盐量增加了2.1%，大于60 cm土层平均含盐量仅降低3.8%，这是因为耕作层盐分被淋洗时，秸秆隔层改变了水盐运移路径，部分盐分滞留在秸秆隔层附近，导致40～60 cm土层平均含盐量有所增加，同时秸秆隔层增大蓄水量，相对减少了入渗水量，导致大于60 cm土层盐分淋洗不彻底，含盐量下降幅度较小。

二水前，土壤蒸发作用较强，除SM处理外，其他处理土壤含盐量变化趋势与一水前类似，但此时期土壤平均含盐量较一水前提高5.1%～16.3%，CK处理提高幅度最大，BF处理在0～20 cm土层含盐量增加仅3.7%，有效缓解大量盐分表聚；HB处理也有缓解盐分表聚趋势，但效果不显著；与一水前相比，SM处理在0～20 cm土层含盐量较CK处理仅降低4.7%，差异不显著(P>0.05)，但在20～40 cm土层SM处理含盐量较一水前降低了5.1%，为作物根层创造了低盐环境，淡化根层，有利于玉米生长。玉米生育期的二水灌溉地下微咸水，二水后各处理土壤剖面含盐量变化趋势与一水后存在较大差异：相比二水前，CK处理在0～60 cm土层含盐量增加1.2%～8.3%，在大于60 cm土层含盐量降低，但较一水后降幅显著减小(P<0.05)；秸秆还田的3个处理土壤剖面含盐量均降低，降幅较小，在大于40 cm土层降幅减缓，说明微咸水中盐分直接增加了土壤含盐量，井水淋洗作用主要影响0～40 cm土层，在大于40 cm土层含盐量降幅均小于4.2%，淋洗作用不显著。三水前、后土壤平均含盐量变化趋势与一水前、后基本一致。

从玉米整个生育期看，各处理在60～100 cm土层平均含盐量变化比较平稳，而0～40 cm土壤平均含盐量差异较大。除CK处理，其他3个处理的0～20 cm土层平均含盐量在夏玉米生育期内出现3个峰值，分别在一水前、二水前和三水前，但二水前到二水后土层含盐量降幅较小；CK处理仅出现2个峰值，在二水后含盐量略增，增幅为2.4%，各生育期秸秆还田的0～20 cm土层含盐量均较CK处理不同程度降低，说明秸秆还田可有效抑制盐分表聚。除SM处理外，其他处理的20～40 cm土层平均含盐量在生育期出现2次峰值，分别在一水前和三水前，三水前峰值较一水前提高19.2%；SM处理的20～40 cm土层平均含盐量在整个生育期未出现峰值，却在一水后和三水后出现低谷，较播前的该土层平均含盐量下降10.8%以上，其他时期含盐量变化较平稳，说明秸秆隔层可在20～40 cm土层形成低盐土层，有效淡化根层。除CK处理外，其他处理的40～60 cm土层在灌溉后土壤含盐量均下降，下降幅度差异不显著(P>0.05)；CK处理在一水和三水后，40～60 cm土层平均含盐量均迅速下降，但二水灌溉微咸水后该土层含盐量增加，增幅平均为4.2%。

2.2 井渠轮灌下秸秆还田方式对土壤积盐率的影响

为进一步探究研究期灌溉井水对不同秸秆还田方式下土壤含盐量的影响，采用玉米收获后与播前各土层含盐量的变化来定量分析各土层积盐情况(表3)。由表3可知，各处理在0～20 cm土层均积盐，CK处理积盐率最大，2年平均积盐率为21.4%，秸秆还田的3个处理显著降低(P<0.05)表层积盐率，其中BF积盐率最小，2年平均为8.7%，说明相比传统耕作，秸秆还田有效地调控表层盐分布，抑制盐分表聚，BF处理效果较好。除SM处理，其他处理在20～40 cm土层均积盐，CK处理积盐率最高，2年平均为16.2%；BF和HB处理平均积盐率为8.5%和8.8%，二者差异不显著(P>0.05)；SM处理有脱盐趋势，2年脱盐率平均为6.8%。在40～100 cm土层各处理均积盐，积盐率随土层加深逐渐减小，CK处理积盐率最高，SM处理积盐率最小。2年各处理的1 m土体在研究期均积盐，其中CK处理平均积盐率最高，为15.6%，BF、SM和HB处理平均积盐率较CK处理下降8.7、12.4、6.9个百分点，分别为6.9%、3.2%和8.7%，显著低于CK处理的积盐率(P<0.05)。说明井渠轮灌下秸秆还田耕作模式可调控土体盐分分布，有效降低玉米生育期1 m土体的积盐率，其中秸秆深埋SM处理的效果较好，能够保持夏玉米生育期1 m内土体的盐分平衡，有利于作物生长。

2.3 井渠交替灌溉下秸秆还田方式对玉米收获后土壤钠质化的影响

钠吸附比(SAR)表征土壤钠质化的程度，土壤中Na+含量过高会减少黏粒含量，分散团聚体，降低土壤水渗透性[17]。玉米收获后土壤剖面浸提液钠吸附比与初始值(播前)的变化情况如图4(图中不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05))所示。各处理的SAR均随土层深度加深呈降低趋势，且各个秸秆还田处理较CK处理显著降低SAR(P<0.05)。研究期，HB和BF处理在0～60 cm土层的SAR差异不显著(P>0.05)，且二者在0～40 cm土层SAR超过初始值10.0%～26.4%，有钠质化趋势，土壤碱化风险较大；在大于40 cm土层二者SAR较初始值小，土壤不会出现钠质化，土壤碱化风险小；SM处理各土层SAR均不超过初始值，较初始值平均下降了0.4%～73.0%，说明井渠轮灌下秸秆深埋处理的土壤在玉米生育期内不会出现钠质化趋势，土壤碱化风险较小。CK处理的土壤SAR平均值超过初始值10.2%～53.3%，尤其表层土壤超过初始值53.3%，钠质化程度最大，土层碱化风险很大。从年际间分析，2019年各处理土壤的SAR较2018年提高0.2%～11.9%，CK处理增幅最大，SM处理增幅最小，可能是因为2019年降雨较小导致的，这也说明了井渠轮灌模式下，秸秆还田可有效减缓土壤钠质化趋势，降低土壤碱化风险，SM处理效果较好。

表3 2年不同处理的土壤含盐量变化Tab.3 Changes in soil salinity content under different treatments in two years

2.4 井渠轮灌下秸秆还田方式对玉米产量及水分利用效率的影响

2.4.1玉米产量及其构成因素、水分利用效率的响应

井渠轮溉下不同秸秆还田方式对玉米产量的构成因素产生不同程度影响，进而影响各处理的玉米产量(表4)。2年SM处理穗长和穗粗最大，较其他处理平均提高6.1%～19.3%(P<0.05)；BF和HB处理的穗长和穗粗差异不显著(P>0.05)，但较CK处理平均提高4.0%～8.3%。2年SM处理的秃尖长较其他处理显著短(P<0.05)，BF和HB处理秃尖长差异不显著(P>0.05)，分别较CK处理降低54.1%、38.6%和39.1%；2年各处理单株地上干物质量间差异不显著(P>0.05)。2018年BF、HB和CK处理的百粒质量差异不显著(P>0.05)，而2019年仅BF和HB处理的百粒质量差异不显著(P>0.05)，且较CK处理分别提高9.5%和11.3%(P<0.05)；2年均以SM处理的百粒质量最大，较其他处理提高9.9%～25.2%(P<0.05)。2年各处理以SM处理产量最高，BF和HB处理的产量差异不显著(P>0.05)，三者分别较CK处理增产19.8%、11.2%和11.6%(P<0.05)。说明相比传统耕作，秸秆还田耕作模式可显著提高玉米产量。

表4 不同处理对玉米产量构成因素及水分利用效率的影响Tab.4 Effects of different treatments on yield constitute factors and WUE of summer maize

年际间玉米产量构成因素存在不同程度的差异。除2019年各处理秃尖长较2018年增加3.4%～11.8%(CK处理增幅最大)外，各处理的其他产量构成因素较2018年降低2.9%～8.8%，其中CK减产最多，达到8.1%(P<0.05)。SM处理仅减产4.8%(P>0.05)。可见，井渠轮灌下少雨年份(2019年)因受耕层水盐的双重胁迫，导致夏玉米秃尖变长，降低其他性状，但结合秸秆还田，可缓解因水盐胁迫对夏玉米造成的不利影响，达到稳产的目的，以秸秆深埋SM处理效果较好。

2年BF和HB处理的水分利用效率(WUE)差异不显著(P>0.05)，但较CK处理平均提高18.4%和21.2%(P<0.05)；SM处理的WUE最高，较CK提高36.1%(P<0.05)。2019年(少雨年份)各秸秆还田处理的WUE较2018年提高了9.7%～19.3%，而CK处理仅提高4.8%(P>0.05)。说明井渠轮灌下秸秆还田在少雨年份可有效提高WUE，秸秆深埋还田方式效果较好。

2.4.2玉米主要性状与产量的相关性

采用SPSS及通径分析法进行玉米主要性状因子间的相关性分析(表5)发现，产量与穗长、穗粗和百粒质量呈极显著正相关(P<0.01)，与秃尖长极显著负相关(P<0.01)，与单株地上干物质量相关性未达到显著水平(P>0.05)。除单株地上干物质量，其余性状因子间也呈不同程度的显著相关性，说明玉米主要性状因子间也相互影响，且间接对产量产生不同的影响。

表5 玉米产量与主要性状因子的相关系数Tab.5 Correlation coefficient between yield and main trait factors of summer maize

为进一步明晰主要性状因子对玉米产量的直接或间接影响，采用通径分析方法对其进行分析[18]。玉米主要性状因子作为自变量，分别定义：穗长为X1、穗粗为X2、秃尖长为X3、单株地上干物质量为X4、百粒质量为X5；玉米产量Y作为因变量。经正态性检验，因变量(产量Y)服从正态分布，可进行回归分析。通径分析结果见表6，通过决策系数可得到玉米主要性状因子对产量影响的综合排序由大到小依次为：穗长、百粒质量、穗粗、单株地上干物质量、秃尖长。其中，穗长、百粒质量、穗粗对玉米产量的贡献起显著促进作用，穗长X1为主要决策因子，因为穗长直接决定作用最大(0.809)，且通过穗粗X2(0.265)和百粒质量X5(0.332)协助穗长X1增加夏玉米产量，起积极的促进作用，受单株地上干物质量X4的限制较小(-0.002)，对玉米产量影响较小；受秃尖长X3限制较大(-0.190)，对玉米产量的贡献起显著抑制作用，为产量限制因子，直接作用较大，通过其他因子影响产量的间接作用均为负。因此，欲在井渠轮灌结合秸秆还田方式下提高玉米产量，须提高穗长X1，限制秃尖长X3，基本保障百粒质量X5和穗粗X2，单株地上干物质量X4可不必过多考虑。

表6 玉米产量与主要性状因子的通径分析Tab.6 Path analysis between yield and main trait factors of summer maize

3 讨论

盐分胁迫影响作物正常生长，是盐渍化灌区农业发展的主要障碍[19]。微咸水灌溉有效缓解淡水资源短缺的压力，但增加了土壤盐分含量，影响作物生长和耕地质量。因此，采取适宜的措施调控土壤盐分分布成为微咸水安全利用的关键。微咸水灌溉结合适宜的地面覆盖可有效降低作物主根层积盐程度，抑制深层土壤返盐[12-13]，这与本研究结果类似。本研究发现，井渠轮灌与秸秆还田结合显著降低表层(0～20 cm)积盐，收获后BF处理效果较佳，较CK处理平均下降10.6%；SM处理显著减缓深层土壤返盐，在根层区20～40 cm土层形成脱盐区，而其他处理均积盐。这是因为秸秆自身具有大于土壤的孔隙率，使得SM处理秸秆隔层吸持周围土壤水分，降低了附近土壤的含水率[20]，进而促进地下水上移，但秸秆隔层在土壤中形成的毛细管障碍层破坏了土壤结构的连续性[21]，导致上部土层没有水分的持续供给，从而有效抑制地下水上升而引起土壤返盐，在20～40 cm土层形成脱盐区，2年平均脱盐率为6.9%，但由于上部土层持续蒸发导致大量盐分在0～20 cm土层聚集，2年平均积盐率为11.3%，因此SM处理可抑制深层土壤返盐，但不能抑制表层土壤蒸发而导致积盐。秸秆表覆(BF)处理减少耕作层蒸发有限，在强蒸发作用下，地下水仍会上升而引起表层土壤积盐，2年平均积盐率为8.7%，但积盐程度较CK处理下降12.7%；HB处理的秸秆混合层并未与土壤完全充斥，不会切断土体间的联系，与BF处理类似，仍会引起地下水上升而土壤返盐，但积盐程度较CK显著减小，下降了11.2%。

二水灌溉微咸水后，CK处理的0～60 cm土层含盐量增加1.2%～8.3%，这与朱成立等[22]研究结果类似，但与秸秆还田措施结合的各处理在0～60 cm土层含盐量较CK处理显著降低。一方面因为秸秆自身具有丰富的微孔隙，且灌溉微咸水，二者共同作用，提高了土壤入渗性能，促进盐分淋洗；另一方面，秸秆还田形成的秸秆-土壤结构可有效抑制土壤蒸发，减少土壤返盐，进一步缓解了耕作层积盐，SM处理灌溉井水，未显著增加玉米根层土壤含盐量，效果较优。本研究发现，秸秆还田处理的0～100 cm土体在收获后仍积盐，但河套灌区每年大水秋浇，此时将耕作层大部分盐分淋洗到土壤深层，秋浇后SM处理的秸秆隔层可有效阻碍盐分因潜水蒸发上移至耕作层，从而在播种前减少耕作层含盐量；另外，作物生育期主要调控一次灌溉井水带入的盐分，因井水矿化度为2.0～2.5 g/L，属于微咸水，且井水中的矿物质在一定程度可以刺激作物生长，不会产生严重的盐分胁迫；第三，2年收获期土壤平均积盐率分别为8.7%、6.9%和3.2%，均较CK处理(积盐率为16.2%)显著降低积盐率，缓解了试验土体的积盐，特别是SM处理可在20～40 cm土层形成脱盐层，淡化根层，这对作物生长非常有利。因此，通过秋浇淋盐、井水灌溉和秸秆阻盐的方式调控试验土体盐分分布，保障了土壤盐分平衡。

钠吸附比(SAR)是表征土壤盐碱化重要指标，是限制灌区地下微咸水资源利用的主要因子[17]。灌溉微咸水主要影响土壤的交换性钠含量和溶解性盐，SAR随着土壤中Na+含量增多而增大，逐渐引起土壤团粒的破坏和胶体的分散，而钙镁离子含量的增加有利于团粒结构和胶体的形成[23-24]。试验结果表明，收获后CK处理SAR超过初始值，尤其表层2年平均超过初始值53.3%，土壤钠质化风险很大。相比传统耕作模式，秸秆还田可显著降低SAR，有效缓解井渠轮灌下土壤碱化程度，降低土壤碱化风险。一方面因为玉米秸秆自身富含钙镁等元素[25]，本试验将粉碎的秸秆提前还田，经过近半年的时间降解，在一定程度上增加了土壤中的Ca2+、Mg2+等离子含量，促进土壤形成大量的水稳性团粒结构，增加土壤孔隙度[2,26]，有利于置换并淋洗土壤中的Na+，降低Na+对耕作层的不利影响，缓解耕地钠质化；另外，灌溉的井水中也含有少量的Ca2+、Mg2+等阳离子(表1)，灌溉井水改变了耕作层阳离子分布，也能够置换出一部分Na+，降低了SAR。在各处理中，以秸秆深埋SM处理效果较好，玉米收获后能够实现土壤水盐平衡[27]，有效缓解土壤钠质化。

耕作层含盐量与作物产量密切相关，灌浆期是玉米籽粒形成的关键期，需适宜的水土环境及充足的养分[28]，且籽粒形成期对外界的影响高度敏感，耕作层盐分胁迫影响成粒率而导致减产[29]。本研究在灌浆期灌溉渠水，淋洗耕作层盐分，降低耕作层含盐量，缓解了二水(微咸水)的盐分胁迫，有利于玉米籽粒的形成。但三水后CK处理耕作层含盐量仍比较高，盐分胁迫强烈，影响光合同化物的生产与运输，造成籽粒营养不足及减产，而秸秆还田各处理有效降低耕作层含盐量，缓解盐分胁迫，SM处理效果较好。SM处理的秸秆隔层抑制深层土壤返盐，在20～40 cm的主根区形成脱盐区，显著提高深层根系密度[30]，增强深层根提水作用，充分利用深层土壤水分[31]，促进玉米后期生长，较CK处理平均增产19.8%，水分利用效率平均提高36.1%。此外，在玉米灌浆期，CK处理的肥效基本耗尽，影响玉米灌浆期的生殖生长及籽粒的质量，而秸秆富含碳氮等营养元素、微空隙多及比表面积大[25]，还田后可吸持更多水分和养分，在玉米生育中后期逐渐释放，供其生长所需，一定程度上可实现产量与耕层养分的平衡。通过玉米产量与5个主要性状因子间的通径分析发现，百粒质量对产量的直接正效应最大，而秃尖长通过百粒质量间接对产量产生负效应最强。因此，在井渠轮溉及秸秆还田下，应采取积极的措施保证百粒质量、穗长和穗粗，并减小秃尖长，从而实现咸淡水资源优化配置及提高玉米产量的双重目标。

4 结束语

本研究揭示了井渠轮灌下不同秸秆还田方式对土壤盐分时空分布、土壤钠质化、玉米产量及水分利用效率的影响规律。与传统耕作模式相比，秸秆深埋还田(SM处理)有效缓解盐分表聚，抑制深层土壤返盐，降低土壤钠质化风险，有效调控耕作层盐分时空分布，在20～40 cm土层形成脱盐区，淡化根层，为玉米根系生长构建低盐微环境，增产19.8%，水分利用效率提高36.1%，达到提高水分利用效率及增产的目的。因此，井渠轮灌下秸秆深埋还田可为河套灌区缓解淡水资源短缺与合理安全利用微咸地下水提供参考，但仍需进一步开展长期的定位试验，更好地从土壤结构及水力学特性改变、补充土壤钙镁碳氮等营养元素等方面揭示河套灌区井渠轮灌与秸秆还田间内部的依存关系与机理。