潘 毅，論 攀，吳冰雪

（濱州市水文局，山東 濱州256600）

黃河三角洲地區(qū)位于山東省東部，取水的水源主要為地表黃河水和農(nóng)田地下水，地表水水資源相對(duì)匱乏，而農(nóng)田地下水主要以當(dāng)?shù)氐奈⑾趟推渌⑾趟Y源為主，因此合理充分利用微咸水資源可以進(jìn)行地下水和農(nóng)田灌溉，對(duì)于緩解當(dāng)?shù)厮Y源短缺問題意義非凡。

1 研究區(qū)概況

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

濱州沾化區(qū)下洼鎮(zhèn)是本次研究的試驗(yàn)區(qū)，年平均蒸降比約為3.22，年平均降水量575.5 mm，蒸發(fā)強(qiáng)烈易導(dǎo)致土壤地下水上升，進(jìn)而可能導(dǎo)致試驗(yàn)區(qū)土壤出現(xiàn)鹽堿性酸化，土壤的鹽漬化較為嚴(yán)重。地下水試驗(yàn)區(qū)的土壤中鹽分的含量較高，淺表層的地下水多數(shù)為礦化度為4～10 g/L[1]咸水。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地配備咸水淡化裝置一套，主要用于對(duì)地下水進(jìn)行淡化。本次試驗(yàn)設(shè)置兩套方案，農(nóng)作物選用冬小麥。方案1 是采用咸水淡化裝置處理的淡水進(jìn)行灌溉，方案2 借助于濃度為3 g/L 的微咸水對(duì)耕地進(jìn)行灌溉，其主要是用淡水和地下水按照既定比例混合而制成的，使用電導(dǎo)儀標(biāo)定。

在冬小麥各個(gè)生長(zhǎng)階段灌溉前后和收割后對(duì)耕地土壤中含有的鹽分進(jìn)行檢測(cè)。采集土壤深度分布為0～20 cm，20～40 cm，40～60 cm，60～80 cm，80～100 cm，5 個(gè)不同的層次，涵蓋了土壤的水分濃度、含鹽量、導(dǎo)電性能、可溶性離子濃度等指標(biāo)。水分濃度借助于PICO-BT 便攜式土壤剖面水流速度測(cè)量設(shè)備對(duì)其單位體積內(nèi)含有的水分進(jìn)行檢測(cè)。使用2 mm 的篩對(duì)風(fēng)干后的土壤篩選，按照水分土壤5∶1 的比例進(jìn)行時(shí)長(zhǎng)3 min 的振蕩搖勻，完成過濾后對(duì)土壤的晶體液體的導(dǎo)電性能、可溶性離子濃度和含鹽量等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。其導(dǎo)電性能借助于DDS-307 電導(dǎo)率設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，并轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的土壤含鹽量數(shù)值。

冬小麥的發(fā)育和產(chǎn)量狀況的檢測(cè)涵蓋了收割時(shí)植株的高度、枝葉的面積指數(shù)、麥穗長(zhǎng)度、最終產(chǎn)量、光合反應(yīng)效率等指標(biāo)。植株的高度借助于直尺進(jìn)行測(cè)定，每次測(cè)定選取植株冬小麥，最后求取平均值作為最終的高度數(shù)值。產(chǎn)量借助于整體收割手段，將果實(shí)風(fēng)干后進(jìn)行稱重。枝葉面積指數(shù)借助于CI-203 便攜式激光葉面積測(cè)量設(shè)備進(jìn)行測(cè)定求解。葉綠素濃度借助于SPAD-502葉綠素檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。光合反應(yīng)效率借助于LCpro-SD 便攜式光合作用測(cè)定設(shè)備，主要對(duì)冬小麥枝葉的光合速率（Pn）、水分蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)通程度（Gs）、細(xì)胞間CO2濃度（Ci）等生物學(xué)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。冬小麥灌漿期選擇一個(gè)晴朗的天氣，在上午8:00 到下午16:00 的時(shí)間內(nèi)每隔2 h對(duì)旗葉進(jìn)行一次測(cè)定。

2 土壤水分和土壤鹽分運(yùn)移規(guī)律分析

2.1 土壤水分運(yùn)移規(guī)律

如圖1 示，借助于微淡水和微咸水兩種不同性質(zhì)的水對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行灌溉，耕地土壤中水分的變化規(guī)律大致相同。土壤中含有的水分都是隨深度的增加而先增多，深度為40～60 cm 的位置處該數(shù)值最大，然后再減小。而灌溉（拔節(jié)水3 月11～12 日、抽穗水4 月1～3 日、灌漿水5 月19～20日）和降雨（6 月15 日）前后等不同的階段土壤含水量的變化較為明顯，特別是土壤表層0～20 cm和0～40 cm 處土壤的含水率變化幅度最為明顯，并與土層深度成負(fù)相關(guān)。

圖1 冬小麥生長(zhǎng)期淡水和微咸水灌溉處理土壤含水率的變化

2.2 土壤鹽分分布規(guī)律

如圖2 示，試驗(yàn)初始階段深度為0～20 cm，20～40 cm 位置處的土壤含鹽量數(shù)值分別為1.4 g/kg，1.9 g/kg，鹽漬化程度較輕，同時(shí)土壤表層的含鹽量數(shù)值超過了底層的數(shù)值，表層聚集較為突出。而在返青—拔節(jié)灌水之前這一階段，耕地的含水量一直較低，同時(shí)地下水深度較淺（2.3～2.5 m），土壤中的水分蒸發(fā)突出，這使得含有的鹽分表現(xiàn)出一定的表層聚集效應(yīng)。

圖2 冬小麥生長(zhǎng)期淡水和微咸水灌溉處理土壤含鹽量的變化

總而言之，因?yàn)楸韺油寥劳ǔ?huì)受到灌溉和水分蒸發(fā)等因素的影響，使得深度為0～20 cm，20～40 cm 的土壤中含有的鹽分變化較為顯著，深度在40 cm 以下的土壤中鹽分含量的變化幅度較小。借助于淡水對(duì)耕地進(jìn)行灌溉時(shí)，土壤中含有的鹽分呈現(xiàn)出先降低后增加的變化趨勢(shì)，在澆灌結(jié)束后，土壤中的含鹽量會(huì)隨著水在土壤中的滲透而向下轉(zhuǎn)移，土壤中含有的鹽分會(huì)出現(xiàn)整體的降低趨勢(shì)。如在拔節(jié)期首次實(shí)施灌溉，使用的水為淡水，這樣就保證了含鹽量的降低，實(shí)現(xiàn)了土壤中排除鹽分的效果；灌溉完成之后受到光照的影響而出現(xiàn)水分蒸發(fā)增強(qiáng)的問題，導(dǎo)致土壤中的含鹽量再次增大，尤其是深度為0～20 cm 的土壤中含鹽量的增大較為顯著。抽穗期實(shí)施第2 次灌溉，使用微咸水，這使得土壤中含有的鹽分增多，在深度為0～20 cm 的土壤中鹽分的含量從1.4 g/kg 增大到2.4 g/kg，而深度為20～40 cm 的土壤中鹽分的含量從0.9 g/kg 增大到1.3 g/kg，其他土壤分層中鹽分的含量變化幅度較小。用淡水進(jìn)行灌溉可以有效降低土壤含鹽量，并能起到顯著的淋洗效果。灌漿期實(shí)施第3 次灌溉，使用微咸水，這使得土壤中鹽分的含量持續(xù)增大，鹽分主要集中在深度為0～20 cm，20～40 cm 的土壤分層中，鹽分含量分別增大到3.1 g/kg，2.2 g/kg，土壤分層的其他深度含鹽量變化并不顯著[2]。

小麥?zhǔn)崭詈笤搮^(qū)域進(jìn)入降雨量較大的雨季，這使得土壤中的鹽分含量顯著降低，深度為0～20 cm，20～40 cm 的土壤分層中的變化幅度最大，其鹽分含量數(shù)值分別從3.1 g/kg 減小到2.3 g/kg，2.2 g/kg 減小到2.0 g/kg。由此可見，借助于微咸水對(duì)耕地實(shí)施灌溉盡管會(huì)引起土壤中鹽分含量的增大，但是之后只要保證足夠的降雨或者實(shí)施淡水灌溉就可以使土壤含鹽量降低。這對(duì)于土壤中鹽分的過量沉積起到了一定的緩解作用。尤其是在降雨量較小的年份，要適當(dāng)加大淡水灌溉的力度，保證土壤中的鹽分能夠得到有效的淋洗。

2.3 微咸水灌溉對(duì)冬小麥植株生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

微咸水和淡水灌溉的冬小麥的平均產(chǎn)量分別為9 670 kg/hm2和10 233 kg/hm2，使用兩種水灌溉的冬小麥年均產(chǎn)量無(wú)明顯不同（p＞0.05）。

用淡水灌溉處理時(shí)，冬小麥拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期、成熟收割期4 個(gè)時(shí)期株高增加程度分別為1.6 cm，59.0 cm，74.0 cm，74.0 cm；微咸水做同樣處理4 個(gè)時(shí)期株高增加程度分別為1.6 cm，59.0 cm，68.3 cm，76.0 cm；可見兩種灌溉條件下數(shù)據(jù)差異并不明顯（p＞0.05）。

葉面積和營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)指數(shù)是冬小麥營(yíng)養(yǎng)是否合理的一個(gè)重要參考因素，與產(chǎn)量成正相關(guān)。比較淡水灌溉與微咸水灌溉情況下的冬小麥的葉面積營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)指數(shù)，拔節(jié)期為0.9 和1.0，灌漿期分別為6.0 和6.4，成熟收割期分別為3.0 和3.8。

將實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，兩種灌溉情況下的冬小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量等方面并無(wú)明顯差異。結(jié)合冬小麥的生長(zhǎng)、產(chǎn)量等情況分析得出，使用礦化度為3 g/L 的微咸水用于田間淡水灌溉是可行的。但是礦化度最大值不得高于3 g/L，否則就會(huì)出現(xiàn)冬小麥產(chǎn)量減少等問題。

3 結(jié) 語(yǔ)

大量使用微咸水灌溉鹽堿地會(huì)造成土壤含鹽量增加，尤其是在地表0～20 cm 處最為嚴(yán)重，但是，增加鹽分的累積量與土地的深度成反比。土地在收割小麥后，會(huì)大量降雨，沖洗土地中的鹽分，從而降低了含鹽量，含鹽量不會(huì)隨之累積。所以在雨水不充沛的年份時(shí)，使用微咸水進(jìn)行土地灌溉是不可取的。

使用微咸水灌溉的冬小麥與淡水灌溉的植株相比較其葉面積營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)指數(shù)、產(chǎn)量等都無(wú)明顯區(qū)別。由此得出在淡水資源相對(duì)短缺的地區(qū)可以采用的微咸水與淡水進(jìn)行合理的組合灌溉，但要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)土壤鹽分動(dòng)態(tài)，并定期采取淋洗等措施來(lái)確保土壤水鹽平衡，以便土地能夠長(zhǎng)期有效使用。