【摘要】以新疆五家渠試驗(yàn)站棉花種植為例，在確定灌水定額情況下，選取三種膜下滴灌灌水頻率：高頻（3d）、適頻（7d）、低頻（10d），分析在～60cm土層范圍內(nèi)膜下滴灌灌水頻率土壤水鹽運(yùn)移造成的影響，并通過產(chǎn)量對(duì)不同灌水模式的優(yōu)劣進(jìn)行綜合分析。

【關(guān)鍵詞】膜下滴灌；灌水頻率；土壤水鹽運(yùn)移；棉花產(chǎn)量

不同灌溉方式對(duì)土壤水鹽的運(yùn)移有不同的影響，通過在試驗(yàn)田研究不同灌溉頻率下土壤的水鹽運(yùn)移規(guī)律，以掌握精量的灌溉技術(shù)，進(jìn)而對(duì)指導(dǎo)制定科學(xué)、合理的膜下滴灌灌溉模式。

1、實(shí)驗(yàn)方法

試驗(yàn)田選擇新疆五家渠試驗(yàn)站，試驗(yàn)田周圍為開闊的農(nóng)田，土壤條件在當(dāng)?shù)鼐哂休^好代表性，包括土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)及肥力條件。鑒于項(xiàng)目區(qū)農(nóng)田面積比較富裕，因此，大田試驗(yàn)區(qū)作物小區(qū)面積應(yīng)大于300平方米（具體面積可據(jù)實(shí)際情況確定）；測(cè)坑小區(qū)面積按設(shè)計(jì)規(guī)格面積實(shí)施（一般為6.67平方米，即1畝地的1%）。小區(qū)規(guī)格每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)為矩形（長(zhǎng)方形），其長(zhǎng)邊應(yīng)該順著土壤差異的方向。設(shè)置灌溉定額為375mm，三種不同灌水頻率：高頻（3d）、適頻（7d）和低頻（10d）；在土層不同深度每隔10cm設(shè)置張力計(jì)和鹽分觀測(cè)裝置，每隔3d取觀測(cè)一次膜下與背行土層數(shù)據(jù)變化。

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 土壤水分動(dòng)態(tài)變化情況

觀察得到在不同灌溉頻率下不同土層厚度（0～60cm范圍）和背行（0～20cm）的土壤含水量變化情況。

在灌溉定額都保持在375mm條件下，在土壤觀測(cè)范圍內(nèi)的膜下與背行土層含水量均表現(xiàn)為低頻>適頻>高頻，在棉花整個(gè)生育期內(nèi)三種不同灌水頻率的平均含水量從高到低分別為15.0%、14.5%、14.2%；在20～40cm土層含水量分別為15.8%、14.2%、13.4%；在40～60cm含水量從高到低分別為16.9%、14.6%和13.4%。膜下土層含水量整體要超過背行土層的含水量。

在棉花生長(zhǎng)的整個(gè)發(fā)育期內(nèi)，低頻處理的40mm次灌水量即可滿足植被的生長(zhǎng)需求，土壤含水量相對(duì)較高，能夠達(dá)到14.7%。膜下土壤中棉花根系的發(fā)育主要分布在深度50cm左右土層，在更深的土層內(nèi)分布較少，因此，增加60cm以下土壤含水量對(duì)植被生長(zhǎng)并無(wú)益處。在觀測(cè)的各個(gè)土層范圍內(nèi)，適頻處理的土壤含水量要超過高頻處理，灌水的下滲作用一般只在50cm深度范圍內(nèi)進(jìn)行，土壤含水量保持在適宜的范圍內(nèi)。在棉花生長(zhǎng)需水高峰時(shí)期，在0～60cm內(nèi)土壤的平均含水量，不同灌水頻率仍表現(xiàn)為低頻（14.3%）>適頻（13.4%）>高頻（12.5%），背行低頻（14.5%）>適頻（13.8%）>高頻（11.6%）。這表明在確定灌水定額的情況下，如要保證土壤含水量始終保持在適宜的范圍內(nèi)，就需要綜合考慮灌水的周期和定額，做到“勤灌”，避免灌水“太淺”。

2.2 土壤鹽分變化分析

觀察得到在不同灌溉頻率下不同土層厚度（0～60cm范圍）和背行（0～20cm）的土壤含鹽量變化情況。

分析得到，在灌溉定額都保持在375mm條件下，在0～40cm范圍內(nèi)的土層含鹽量均出現(xiàn)不同程度的下降，僅適頻處理的土層（20～40cm）存在積鹽情況。不同灌水頻率在0～20cm表層脫鹽頻率有較大的差異，低頻處理灌水周期為10d的脫鹽率最高，達(dá)到44.7%，其后依次為高頻處理的38%和適頻處理的15.8%。而在作物生長(zhǎng)的現(xiàn)蕾期和花鈴期，不同灌溉頻率在0～40cm土層的脫鹽率又有不同，表現(xiàn)為高頻處理（35.5%）>低頻處理（30.5%）>適頻處理（5.4%），但高頻灌溉卻在40～60cm土層出現(xiàn)積鹽現(xiàn)象。這說明高頻灌溉能夠?qū)\層土壤起到明顯的淋洗作用，低頻灌溉對(duì)深層土壤產(chǎn)生淋鹽作用。

0～60cm棉花根系層在苗期至鈴期階段處理對(duì)鹽分的敏感期，其平均含量量表現(xiàn)為適頻（0.69dS/m）>低頻（0.61dS/m）>高頻（0.48dS/m），這表明在輕度鹽堿土地上種植作物，不同灌溉頻率對(duì)根系層的鹽分環(huán)境影響較小，而低頻處理的淺層土壤在花蕾期出現(xiàn)鹽分積累的峰值，達(dá)到5.15g/kg，對(duì)棉花的生長(zhǎng)和產(chǎn)量有較大程度的抑制作用。

三種不同灌溉頻率條件下，背行鹽分受次灌水量的影響較大，且低頻處理和適頻處理影響程度要超過高頻處理。在0～40cm土層厚度范圍內(nèi)，高頻、適頻和低頻背行的積鹽率分別為31.9%、33.9%和34.7%。出現(xiàn)這一情況的原因?yàn)榇喂嗨康脑黾訑U(kuò)大了土壤浸潤(rùn)體的體積范圍，背行鹽分浸潤(rùn)線向深層土下移；同時(shí)，在其他條件影響下（越干旱、灌溉周期越長(zhǎng)、外界溫度越高），鹽分的運(yùn)移過程就會(huì)受阻，浸入深層土壤的鹽分就會(huì)越少。在不同灌溉頻率下，突然含鹽量均出現(xiàn)不同的下降，變化趨勢(shì)基本相同。在0～60土層范圍內(nèi)，膜下土層含鹽量表現(xiàn)為：低頻>適頻>高頻，背行脫鹽率：低頻>適頻>高頻。在對(duì)灌溉模式進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，需將膜內(nèi)和背行土層都劃入考慮范圍內(nèi)，因背行積鹽會(huì)對(duì)下季作物生長(zhǎng)造成影響。

2.3 不同灌水頻率棉花產(chǎn)量

在試驗(yàn)田范圍內(nèi)，棉花產(chǎn)量在不同灌水頻率下表現(xiàn)出明顯的差異，高頻灌水條件下棉花產(chǎn)量最高，其后依次為適頻、低頻。高頻條件下棉花產(chǎn)量平均能夠達(dá)到5.15kg/667m2，適頻處理和低頻處理的農(nóng)田平均產(chǎn)量分別為501kg/667m2、460kg/667m2。高產(chǎn)的原因主要為兩個(gè)方面：其一，高頻灌水能夠降低高鹽分對(duì)棉株的危害，試驗(yàn)田的初始含鹽量在1.34g/kg，而在棉花生長(zhǎng)的現(xiàn)蕾期、花鈴期采用高頻灌水的方式，能夠顯著降低棉株體內(nèi)的土壤鹽分，使得在膜下0～40cm土層的脫鹽率增加，且含鹽量明顯低于適頻和低頻灌溉情況。其二，保障作物有足夠的水分供應(yīng)，根系發(fā)育具有親水性，在高頻灌水條件下淺層土壤含水量較高，當(dāng)40～60cm土層缺水時(shí)，根系主要的吸水層將會(huì)上移；同時(shí)，高頻灌水在時(shí)間安排上一般會(huì)與植物不同階段的需水規(guī)律吻合，保證作物生長(zhǎng)各階段對(duì)水分的需求。

3、結(jié)語(yǔ)

在確定灌水定額375mm條件下，低頻處理和適頻處理能夠保證膜內(nèi)土層含水量滿足棉花生長(zhǎng)需求。在0～60cm土層含水量方面，低頻處理方式含水量最高，高頻處理方式會(huì)使得棉花在花鈴期處于輕度的干旱狀態(tài)，同時(shí)低頻處理具有最佳的綜合控鹽效果。膜下滴灌條件下種植棉花的灌水頻率需要綜合考慮棉花主根區(qū)的水鹽狀況及產(chǎn)量，本次實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)的作物種植宜采用高頻灌溉模式。

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作者簡(jiǎn)介：余姣，女， （1976.08—），浙江寧波人， 助理工程師，主要從事水利科研灌溉試驗(yàn)研究。