王 瓊，尹飛虎，高志建，何 帥，劉 瑜

（新疆農(nóng)墾科學院，新疆 石河子 832000）

暗管排水技術(shù)作為世界上改良鹽堿土的一項先進技術(shù)，20世紀70年代荷蘭大規(guī)模應用以來，得到廣泛的認可。為了使暗管排水技術(shù)發(fā)揮最大的作用，不同區(qū)域的技術(shù)人員在暗管排水系統(tǒng)建設中有著差異，特別是不同土壤條件下對暗管的埋深和間距差別較大。有研究人員認為，暗管埋深在大于1.75 m時，能更好的控制土壤次生鹽漬化，但是受到資金投入的影響，不易為大眾所接受[1-2]。 印度的Ritzema[3]等研究表明，暗管埋深在0.9 ～1.2 m，間距在45 ～150 m時，能夠降低地下水位和土壤鹽分，提高作物產(chǎn)量。 Evan Christen[4]認為暗管埋設越淺，間距越窄，排出水的水質(zhì)越好，對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境越有利，但是暗管埋設過淺，對土壤中鹽分的淋洗作用越小，達不到土體排鹽要求。 Idris Bahceci 利用Saltmode 模型證明，暗管埋深在1.2 m 時，土體脫鹽效果與埋深1.5 m時相差不大，并且埋深淺能夠節(jié)省投資，減少灌溉用水量[5]。

我國的暗管排鹽技術(shù)還在進一步的研究中[6-8]，特別是內(nèi)陸鹽堿地和次生鹽堿地的研究，更缺少足夠的試驗積累。本研究通過試驗探討灌區(qū)暗管埋深和間距對土壤電導率的影響，為進一步改良灌區(qū)土壤次生鹽堿化提供理論依據(jù)，同時也為灌區(qū)內(nèi)農(nóng)田生態(tài)的維護提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于第三師紅旗農(nóng)場灌區(qū)，地處克孜勒蘇柯爾克孜自治州境內(nèi) （東經(jīng) 75°55′～ 76°16′，北緯39°13′～ 39°15′） ，光熱資源豐富，日照時間長，無霜期225 d左右。灌區(qū)地層巖性上部主要為含細粒土礫，下部為低液限粉土，農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)復雜且鹽堿化嚴重。自然地面以下-3.5 m 以上土層均為粉土層（砂壤土），局部夾有薄層粉質(zhì)粘土和粘土層，有相對穩(wěn)定的隔水層，而粘性土滲透系數(shù)很小，所以灌溉水很難下滲，易鹽堿化。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計及數(shù)據(jù)采集

小區(qū)設不同暗管埋深和不同暗管間距2個研究因素。埋深設2種，分別為1 m和2 m，間距設4種，分別為6 m、8 m、10 m 和12 m。以周邊非暗管排鹽地塊為對照。每次灌水前后分別采集各處理土樣，每個處理于兩條暗管之間定點采集，從暗管側(cè)方起相隔1 m采集一個樣點，直至相鄰兩條暗管中間。每個樣點以20 cm為間隔采樣，例如：1 m埋深暗管每個樣點采集 0 ～ 20 cm、20 ～ 40 cm、40 ～ 60 cm、60 ～ 80 cm、80 ～ 100 cm 和 100 ～ 120 cm 6 個土樣。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理方法

土壤電導率依據(jù)電導法測定，并運用Excel 進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同暗管埋深土壤電導率變化

對試驗獲取的500余個土樣數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析（圖1）可知，不同土樣電導率雖略有差異，但整體上：1 m埋深條件下，電導率范圍由暗管排鹽治理前的 100 ～ 180 μs/cm 下降到 40 ～ 120 μs/cm；2 m 埋深條件下，不同間距處理在治理前后，電導率范圍由治理前的 80 ～ 160 μs/cm 下降到 40 ～ 120 μs/cm。

圖1 不同暗管埋深土壤電導率變化曲線

圖2 暗管埋深1 m 時不同間距土壤電導率變化

圖3 暗管埋深2 m 時不同間距土壤電導率變化

2.2 不同間距布設條件下土壤電導率變化

通過不同間距暗管布設的試驗研究可知，暗管埋深為1 m 時（圖2），隨著暗管布設間距的增加，治理前土壤電導率隨著土層深度的增加逐漸升高，治理后電導率值均有所下降，在6 m、8 m、10 m，和12 m 布設間距下，電導率值整體下降程度最大的為12 m間距，且隨著土層深度的增加，電導率值下降的程度不斷增加；電導率值下降較小的為6 m 間距。且不同間距寬度電導率值下降最小的均出現(xiàn)在40 ～60 cm土層深度。

暗管埋深為2 m 時（圖3），治理前后土壤電導率值均呈下降趨勢，且隨著布設寬度的增加，電導率下降的程度也不斷增加，土層深度為20 ～40 cm和80 ～100 cm時，治理前后土壤電導率值下降較小。

2.3 暗管排鹽治理前后土壤電導率空間變化

由圖4可知，當暗管埋深為1 m時，在0 ～120 cm土壤剖面中，不同間距處理前后電導率值變化趨勢略有差異。治理前研究區(qū)土壤電導率普遍較高，且隨著土層深度的增加，電導率值曲線出現(xiàn)輕微波動，略有下降，整體維持在 110 ～ 150 μs/cm 之間；治理后，電導率迅速下降至100 μs/cm 以下，且隨著土層深度的增加，電導率曲線波動較為明顯，在0 ～40 cm 土層深度，間距為10 m 的暗管布設較其他3 個間距電導率下降的程度最大；在40 ～100 cm土層深度，6 m、8 m、10 m 和 12 m 間距暗管布設對電導率的降低程度最為接近；大于1 m時，電導率曲線均呈現(xiàn)降低趨勢。

圖4 不同間距處理土壤剖面曲線

3 結(jié)論與討論

分別對1 m 和2 m 埋深條件下，不同間距暗管布設對土壤電導率變化情況進行研究發(fā)現(xiàn)：（1）由于研究區(qū)為原生鹽堿土區(qū)，暗管排鹽治理前土壤鹽堿情況較為嚴重，電導率值也較高，暗管排鹽治理后電導率下降明顯，其中1 m 暗管埋深對土壤電導率降低的效果略優(yōu)于2 m 暗管埋深。 （2）1 m埋深，6 m、8 m、10 m 和 12 m 布設間距試驗處理中，電導率值整體下降程度最大的為12 m 間距，且隨著土層深度的增加，電導率值下降的程度不斷增加；電導率值下降較小的為6 m 間距。不同間距寬度電導率值下降最小的均出現(xiàn)在40 ～60 cm土層深度。 （3）本試驗研究表明，暗管排鹽過程中，在管徑和管材一致的條件下，不同埋深和布設間距對0 ～40 cm 土層電導率影響較大，對40 ～120 cm深度土層電導率影響相對較小。

利用暗管排鹽技術(shù)對鹽堿地進行改良，暗管的埋深與間距是較為關鍵的技術(shù)參數(shù)[9-10]。已有研究大多參照濱海地區(qū)鹽堿地暗管鋪設的方式和技術(shù)參數(shù)，但是這些方式和技術(shù)參數(shù)在不同區(qū)域的表現(xiàn)具有差異，特別在內(nèi)陸原生鹽堿土區(qū)，應當根據(jù)當?shù)氐乃牡刭|(zhì)、土壤理化性質(zhì)、植被類型、氣象條件等因素，通過區(qū)域試驗確定適合干旱區(qū)土壤、集水充分且排鹽效果較好的暗管設計方案。本研究初步探討了2 個埋深條件、4 個間距暗管布設對土壤鹽分指標電導率的影響， 對鋪設暗管的管徑、材質(zhì)研究還沒有涉及；同時，本研究僅對6 ～12 m的暗管布設間距進行了研究，在埋深一定的情況下，大于12 m 的間距是否更優(yōu)，還有待進一步研究探討。