陸 陽，王 樂，韓小龍，雷 筱

(寧夏水利科學研究院科研管理辦公室，銀川 750021)

1 試驗區(qū)基本情況

1.1 試驗區(qū)概況

項目區(qū)位于立崗鎮(zhèn)蘭星村五隊(38°66′N，106°45′E，海拔1 105 m)，第四排水溝以西，立暖公路以北。項目區(qū)耕地面積186.67 hm2，由蘭星現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司承包流轉(zhuǎn)，其中蔬菜種植區(qū)面積86.67 hm2，主要種植番茄、菜花、廣東菜心等蔬菜經(jīng)濟作物。本試驗為溫室壟作膜下滴灌番茄，示范區(qū)面積20 hm2。

項目區(qū)地處溫帶干旱地帶，蒸發(fā)強烈，干旱少雨，全年多風沙，近五年的年平均氣溫為8.2 ℃，年平均降水量為190 mm，年平均蒸發(fā)量1 740 mm。土壤質(zhì)地多為均勻的中壤土，少數(shù)為重壤土或輕壤土，0～40 cm土層的田間持水量為22%～25%，表層土壤鹽分為1.1～2.1 g/kg，屬輕、中度鹽漬化耕地。2017年種植前對土壤養(yǎng)分取樣檢測，0～40 cm土層，土壤容重為1.36 g/cm3，有機質(zhì)含量為11.28 g/kg，全氮含量為0.768 g/kg，有效磷含量為11.45 mg/kg，速效鉀含量為62.37 mg/kg，土壤肥力較高。地下水埋深常年變化范圍在1.2～3 m，水位較高；地下水礦化度變化范圍在0.7～1.5 g/L，水質(zhì)偏微咸水。

1.2 試驗設(shè)計與布置

項目區(qū)種植的作物為番茄(品種名稱美盾)，灌水方式為滴灌，滴頭流量2.2 L/h，起壟種植，黑色地膜覆蓋，壟的形狀為頂部平整的半圓柱形，壟上分兩列定植，行距45 cm，株距(滴頭間距)35 cm，土壤取樣點為壟上兩行滴灌帶的中間位置處。根據(jù)種植作物的根系分布深度，結(jié)合滴灌淋洗鹽分的深度，按照壟的規(guī)格布設(shè)2個試驗處理：A處理(高壟)：壟高25 cm，壟底寬110 cm，壟頂寬60 cm，溝寬30 cm；B處理(低壟)：壟高15 cm，壟底寬110 cm，壟頂寬65 cm，溝寬30 cm。試驗小區(qū)布置及取樣位置示意圖見圖1。每個小區(qū)面積均為7.84 m2，種植30株，試驗隨機排列，重復(fù)兩次，共布置小區(qū)4個。A處理和B處理的灌水量、施肥量均相同。

圖1 試驗小區(qū)布置及取樣位置示意圖

1.3 全生育周期灌水施肥情況

溫棚番茄種植全生育期灌水17次，合計灌水量3 900 m3/hm2，見表1。

2 試驗監(jiān)測內(nèi)容和方法

2.1 土壤含水量和全鹽量監(jiān)測

在試驗小區(qū)選取固定監(jiān)測點，用取土鉆取垂直剖面土樣，取樣時間為作物種植前、灌水前后、收獲后，取樣深度按0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm取5層。土壤含水量采用烘干法測定，全鹽量采用重量法測定[3]。

2.2 地下水位和水質(zhì)動態(tài)變化監(jiān)測

在試驗小區(qū)田塊附近埋設(shè)地下水位觀測井，埋深3.5 m，管徑50 mm，外包無紡布。地下水位觀測時段為每年4-10月，平均每10 d觀測一次，灌水前后加測，采用測繩+卷尺法測量[4]。

總之，獨立學院健康發(fā)展是個系統(tǒng)工程，它不僅涉及到學校辦學定位，還涉及到國家宏觀層面的政策因素，其師資隊伍建設(shè)必然面臨許多問題與困難，獨立學院必須緊緊抓住“科學發(fā)展”這條主線，努力探索一條適合自身發(fā)展的師資隊伍建設(shè)道路。

表1 番茄生育期時間、灌水時間、灌水量

用地下水采樣器在觀測井處取水樣，取樣時間為春灌前、夏秋灌期間、冬灌前后。地下水pH值用pH計電位法測定，礦化度采用重量法測定[5]。

3 試驗結(jié)果與分析

3.1 土壤含水量變化規(guī)律

3.1.1 番茄生育期內(nèi)土壤含水量變化

由表2可知，在番茄不同生長時期，A處理和B處理壟上的土壤含水量有相同的規(guī)律：0～40 cm土層的含水量變化較大，其中20～40 cm土層的變化幅度最大，而40 cm以下土層的含水量變化較小。圖2顯示了試驗區(qū)番茄在不同生長時期，兩個試驗處理的0～100 cm深度各土層土壤含水量變化情況。根據(jù)4月1日至8月4日的監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以看出：

壟上0～20 cm土層，4月1日種植后，土壤含水量增加。壟作滴灌種植的地塊，整個番茄生育期的土壤含水量較穩(wěn)定，A處理均值為20.26%，變化范圍在18.94%～22.14%；B處理均值為20.18%，變化范圍在18.77%～21.74%。說明在滴灌條件下，土壤水分含量變化幅度較小，始終能保持較好的水分狀態(tài)，這樣給作物提供充足水分的同時，保證上層土壤鹽分處于相對較低狀態(tài)，避免了土壤水分變化幅度大而造成土壤表層鹽分處于脫鹽和積鹽循環(huán)之中[6]。土壤含水量相比，灌水后，A>B，這可能與壟的高度有關(guān)，壟頂處來自滴灌的水分運動除向下垂直入滲外，同時發(fā)生水平方向運動即向壟坡和壟溝處入滲；灌水前，B>A，是因為土壤濕度越大水分蒸發(fā)越強；7月10日灌溉結(jié)束后，在較長時間非灌溉條件下，A>B，這可能與壟的規(guī)格有關(guān)，壟頂?shù)膶挾菳處理較A處理大，面積越大蒸發(fā)速率越大。

壟上20～40 cm土層，A處理均值為21.36%，變化范圍在19.11%～23.85%；B處理均值為21.02%，變化范圍在19.03%～23.38%。土壤含水量相比，灌溉期內(nèi)A>B；灌溉結(jié)束后的短時期內(nèi)A>B，經(jīng)過較長時間非灌溉后B>A。表明在滴灌條件下，20～40 cm土層A處理較B處理具有更好的保水性。壟上40～100 cm土層，土壤含水量在番茄生育期內(nèi)的變化幅度較小，A處理極差值在0.69%～1.73%，B處理極差值在0.86%～1.84%，土壤含水量保持穩(wěn)定。

0～100 cm深度土層的均值，土壤含水量大致呈現(xiàn)以下規(guī)律：壟上高于壟溝；壟上處相比，A>B；壟溝處相比，B>A。灌溉期，在5月10日和6月21日，壟上土壤含水量分別出現(xiàn)了2個峰值，對應(yīng)的A處理為22.82%和22.84%，B處理為22.55%和22.75%，灌溉對土壤水分的補給作用明顯；灌水7 d和5 d后，在5月24日和6月8日，壟上土壤含水量分別出現(xiàn)了2個谷值，對應(yīng)的A處理為21.23%和21.3%，B處理為21.16%和21.25%，表明在強烈的蒸發(fā)下，起壟覆膜滴灌種植保持了較高和較穩(wěn)定的土壤水分。灌溉結(jié)束25 d后(8月4日)，兩個處理的壟上和壟溝處，土壤含水量均出現(xiàn)了較大幅度下降，表明在夏季停止種植和灌溉后的休閑期間，銀北地區(qū)氣候干燥、蒸發(fā)強烈的特點較突出。

表2 試驗區(qū)壟上土壤水分變化特征 %

圖2 A處理和B處理土壤含水量

3.1.2 一次灌水前后土壤含水量的變化

圖3顯示了試驗區(qū)兩個處理在一次灌水前后土壤含水量變化情況。

灌水后較灌水前相比，壟上0～20 cm土層的含水量，A處理升高幅度為16.9%，B處理升高幅度為12.3%；20～40 cm土層，A處理升高幅度為23%，B處理升高幅度為22.9%。可知，壟上表層土壤含水量表現(xiàn)為A>B。一次灌水前后土壤含水量變化情況見表3。

圖3 A、B處理壟上灌水前后土壤含水量變化

兩個試驗處理的壟上處土壤含水量有以下相同規(guī)律：由于滴灌灌水時間的間隔為5 d以上，屬于低頻灌水情況，在強烈的蒸發(fā)作用下，灌溉5 d后，0～40 cm土壤含水量下降較快。灌水后與灌水前相比，0～40 cm土壤含水量明顯升高，同時，灌溉停止后，灌溉水在土壤中繼續(xù)下滲，40～60 cm土層含水量有少量增加，60 cm以下土層含水量保持穩(wěn)定。說明灌溉水分一部分滿足番茄自身的生長需求和地表蒸發(fā)外，一部分向深層入滲，但滴灌對下層水分狀況影響較小。

表3 一次灌水前后土壤含水量變化情況

3.2 土壤全鹽量變化規(guī)律

3.2.1 番茄生育期內(nèi)土壤全鹽量變化

由表4可知，在番茄不同生長時期，A處理和B處理壟上的土壤全鹽量有相同的規(guī)律：表層土壤全鹽量最高，隨著土層深度增加，全鹽量逐漸降低；0～20 cm土層的全鹽量變化幅度最大，20 cm以下土層的全鹽量變化較小。圖4顯示了番茄在不同生長時期，兩個試驗處理的0～100 cm深度各土層土壤全鹽量變化情況。根據(jù)4月1日至8月4日的監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以看出：

在灌溉期(4月1日至7月10日)，壟上0～40 cm土層的全鹽量整體處于下降趨勢，表明利用覆膜滴灌起壟種植對表層土壤有一定的脫鹽效果；土壤全鹽量表現(xiàn)為B>A，表明在灌溉期，A處理相比B處理對表層土壤鹽分升高的抑制作用更明顯。

壟上土壤全鹽量0～40 cm土層明顯大于40～100 cm土層，主要原因一是灌溉頻率屬于低頻灌溉，同時種植番茄要求土壤含水量不能長期處于飽和狀態(tài)，故在夏秋季強烈蒸發(fā)作用下，缺少水分的向下淋洗，土壤鹽分會向表層攏聚[7]；二是灌溉水質(zhì)偏微咸水，利用微咸水滴灌鹽土，土壤表層鹽分含量會有一定增加并基本穩(wěn)定于一定數(shù)值[8]。

表4 試驗區(qū)壟上土壤全鹽量變化特征 g/kg

圖4 A處理和B處理土壤全鹽量對比

40～100 cm土層一方面接受來自上層淋洗下來的鹽分，另一方面又對地下水位的升降反映較敏感。地下水埋深在灌溉期隨季節(jié)變化逐漸升高，40～100 cm土層全鹽量整體處于緩慢上升趨勢。在灌溉期，40～60 cm土層在上層灌溉水分淋洗和下層地下水位上升水分蒸發(fā)的共同作用下，全鹽量緩慢升高；灌溉結(jié)束后，受到單一的蒸發(fā)作用影響，水分向上運移的同時帶走了一定的鹽分，40～60 cm土層全鹽量下降，逐漸形成脫鹽區(qū)[9]。

0～100 cm深度土層的均值，土壤全鹽量大致呈現(xiàn)以下規(guī)律：壟溝高于壟上；壟上處相比，B>A；壟溝處相比，A>B。灌溉初期，壟上處和壟溝處的土壤鹽分含量接近，隨著作物的生長和灌溉時間的延長，壟上的土壤全鹽量整體呈下降趨勢，壟溝的全鹽量整體呈緩慢上升趨勢。番茄生育期的后期，灌溉結(jié)束12 d后(7月22日)，地下水埋深為1.19 m，相比4月1日種植前，壟上的土壤全鹽量，A處理下降了4.2%，B處理上升了3.4%，說明在地下水淺埋區(qū)的鹽堿地上，利用覆膜滴灌技術(shù)起壟種植番茄，剖面土壤鹽分含量相對穩(wěn)定。灌水結(jié)束29 d后(8月4日)，地下水埋深1.29 m，相比4月1日，壟上的土壤全鹽量，A處理升高了3.6%，B處理7.7%，表明調(diào)控土壤水分和地下水位對控制土壤鹽分含量的變化起著重要的作用[10]。

3.2.2 一次灌水前后土壤全鹽量的變化

圖5顯示了試驗區(qū)兩個處理一次灌水前后土壤全鹽量變化情況。

圖5 溫棚壟上灌水前后土壤全鹽量變化

灌水后較灌水前相比，壟上0～20 cm土層的全鹽量，A處理降低了20.6%；B處理降低了19.9%；20～40 cm土層，A處理降低了16.6%；B處理降低了13.1%。可知，壟上表層土壤鹽分含量表現(xiàn)為B>A，脫鹽率表現(xiàn)為A>B。一次灌水前后土壤全鹽量變化情況見表5。

兩個試驗處理的壟上處土壤全鹽量有以下相同規(guī)律：0～40cm土層在灌溉水淋洗的作用下，全鹽量出現(xiàn)了明顯下降；40～60 cm土層在灌溉水分向下淋洗和下層水分向上蒸發(fā)共同作用下，全鹽量有所上升。由于起壟的原因，伴隨著水分下滲，鹽分向下運移，起到了洗鹽的效果，因此在一次灌水后表層土壤鹽分有了明顯的下降，滴灌淋洗鹽分效果明顯。

表5 一次灌水前后土壤全鹽量變化情況

3.3 灌溉期表層土壤全鹽量與淺層地下水埋深、礦化度的關(guān)系

在地下水淺埋區(qū)，地下水埋深和礦化度影響鹽分在土壤溶液中的運移。地下水礦化度相同時，地下水埋深越淺，土壤積鹽越嚴重。地下水埋深相同時，礦化度越高，土壤溶液中鹽分的濃度也隨之增加[11]。

灌溉期(5-7月)，試驗區(qū)地下水埋深變化范圍在1.19～1.26 m，在滴灌的灌溉方式下，試驗區(qū)灌期地下水位保持穩(wěn)定。表層土壤全鹽量與地下水礦化度關(guān)系曲線見圖6所示。可以看出，在起壟覆膜滴灌條件下，土壤表層全鹽量隨地下水礦化度的增加而增加，但二者之間的線性關(guān)系不明顯。主要原因是土壤表層鹽分含量更多的是受到灌水方式、灌溉水質(zhì)、灌水頻率、土壤初始鹽分含量以及土壤類型等因素影響[12]。

圖6 溫棚試驗區(qū)表層土壤全鹽量與地下水礦化度關(guān)系曲線圖

4 結(jié) 語

通過對番茄生育期內(nèi)的土壤水分、鹽分以及地下水埋深、礦化度的動態(tài)變化分析，得出以下結(jié)論。

(1)土壤含水量變化規(guī)律：0～40 cm土層的含水量變化較大，其中20～40 cm土層的變化幅度最大，而40 cm以下土層變化較??；1 m深度土層平均含水量，壟上高于壟溝，高壟上大于低壟上，高壟溝小于低壟溝；灌水后與灌水前相比， 0～40 cm土壤含水量大幅度升高，40～60 cm少量增加，60 cm以下保持穩(wěn)定。

(2)土壤全鹽量變化規(guī)律：0～20 cm土壤全鹽量最高，全鹽量隨土層深度增加而逐漸降低；灌溉期，0～20 cm土層變化幅度較大，20 cm以下土層變化較??；1 m深度土層平均全鹽量，壟溝高于壟上，高壟上小于低壟上，高壟溝大于低壟溝；灌水后與灌水前相比，0～40 cm土層全鹽量下降明顯；40～60 cm小幅上升。

(3)在地下水淺埋區(qū)，灌溉期內(nèi)應(yīng)用壟膜滴灌技術(shù)，有效調(diào)

控地下水埋深，試驗區(qū)地下水位保持相對穩(wěn)定，土壤表層全鹽量隨地下水礦化度的增加而增加，但二者之間的線性關(guān)系不明顯；種植區(qū)域的土壤未出現(xiàn)明顯積鹽現(xiàn)象，耕作層土壤鹽分含量保持在相對較低的水平。