周利穎，李瑞平，苗慶豐，竇 旭，田 峰，于丹丹，孫晨云

排鹽暗管間距對(duì)河套灌區(qū)重度鹽堿土鹽堿特征與肥力的影響①

周利穎，李瑞平*，苗慶豐，竇 旭，田 峰，于丹丹，孫晨云

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院，呼和浩特 010018)

為合理設(shè)計(jì)暗管排鹽參數(shù)，提高河套灌區(qū)鹽堿土的改良效果，通過(guò)布設(shè)田間試驗(yàn)，在輪灌方式下，對(duì)比分析了10、20、30 m暗管間距條件下土壤鹽離子、堿化程度和肥力指標(biāo)特征，研究了暗管間距對(duì)河套灌區(qū)重度鹽堿土脫鹽治堿效果的影響。結(jié)果表明：①10、20、30 m間距處理0 ～ 10 cm土層淋洗前土壤含鹽量分別為17.22、17.74和17.17 g/kg，秋澆前分別為10.78、11.56、11.95 g/kg，不同暗管間距處理的土壤脫鹽率表現(xiàn)為：10 m>20 m>30 m。②灌水后各處理土壤堿化指標(biāo)均表現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢(shì)，10、20、30 m間距處理0 ～ 10 cm土層土壤pH在秋澆前較第3次淋洗后分別降低了4.47%、3.72% 和2.96%，說(shuō)明小間距的暗管布設(shè)更具有緩解土壤堿化程度的潛力。③暗管排水過(guò)程中會(huì)使土壤養(yǎng)分大量流失，各間距處理的流失量依次為10 m>20 m> 30 m。

暗管排水；間距；淋洗；土壤；含鹽量；堿化度；肥力

鹽堿土改良一直以來(lái)都是世界性難題[1]。河套灌區(qū)不同程度的鹽堿化土壤面積約有30多萬(wàn)hm2[2]，土壤鹽堿化問(wèn)題嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[3]。目前灌區(qū)改良鹽堿地的方法多種多樣，包括在土壤中摻加生物質(zhì)炭、秸稈深埋等土壤改良手段[4-6]。然而，這些方法在重度鹽堿地區(qū)無(wú)法從根本上使土壤達(dá)到徹底脫鹽的效果，因此有必要探索更為快捷的改良模式。暗管排水技術(shù)可以達(dá)到較好的控鹽效果，能夠有效降低地下水位，防止土壤返鹽，為作物生長(zhǎng)提供良好的環(huán)境，目前暗管排鹽治堿技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛[7-10]，而且暗管排水技術(shù)還具有便于施工與維修、方便田間管理等優(yōu)點(diǎn)。因此，河套灌區(qū)應(yīng)用暗管排水技術(shù)可以達(dá)到較好的淋鹽效果。

暗管設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)土壤排鹽效果有很大的影響，為使灌排改良方案更為合理，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)暗管的布設(shè)方案進(jìn)行了大量的研究[11-15]。詹世坦和丁昆侖[16]認(rèn)為暗管間距小于40 m的排水系統(tǒng)改良效果較好。張金龍等[17]在田間分別布設(shè)了暗管間距3、6、9 m的小區(qū)，研究發(fā)現(xiàn)暗管間距為3 m的小區(qū)不僅脫鹽效率高，而且更為均勻。農(nóng)田暗管布設(shè)參數(shù)的確定，是暗管排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)，與排水效果、投資收益等密切相關(guān)。

目前我國(guó)對(duì)于暗管排水技術(shù)的研究多集中于鹽分淋洗效果方面，通過(guò)對(duì)鹽漬化、堿化程度進(jìn)行綜合比較的研究較少。河套灌區(qū)土壤鹽堿化程度十分嚴(yán)重，同時(shí)降低土壤鹽漬化、堿化程度是改良灌區(qū)鹽堿地的首要問(wèn)題。本文通過(guò)田間試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了不同排水暗管間距處理，研究對(duì)比了灌區(qū)重度鹽堿地在輪灌條件下土壤鹽漬化、堿化和肥力特征，以期為合理設(shè)計(jì)暗管排水技術(shù)參數(shù)、提高鹽堿土壤改良效果提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于河套灌區(qū)烏拉特前旗西山咀農(nóng)場(chǎng)四、五分場(chǎng)緊靠排干溝的田間重度鹽堿地進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)地處中溫帶大陸性氣候區(qū)，常年降雨少、蒸發(fā)強(qiáng)，具有氣溫多變、干燥多風(fēng)和無(wú)霜期較短的特點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐牡叵滤灰话阍?.0 ～ 1.8 m，雨季、灌期達(dá)到0.4 m。試驗(yàn)區(qū)土壤次生鹽漬化程度嚴(yán)重，基本物理性質(zhì)見(jiàn)表1。本研究期間2019年5—8月的土壤降雨量、氣溫變化如圖1所示，總計(jì)降雨61.6 mm。

表1 試驗(yàn)地土壤物理性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共布設(shè)3個(gè)小區(qū)，依據(jù)試驗(yàn)區(qū)土壤性質(zhì)、地下水位等實(shí)際情況，在參考暗管埋設(shè)理論公式計(jì)算暗管埋深與間距的基礎(chǔ)上[18-19]，分別埋設(shè)10、20、30 m間距的暗管，埋設(shè)深度(較深一端)均為1.1 m。每個(gè)小區(qū)鋪設(shè)4根暗管，10、20、30 m間距處理的小區(qū)面積分別為6 000、12 000和18 000 m2。暗管材料為帶孔PVC波紋管，管徑80 mm，坡降1‰，每根暗管長(zhǎng)200 m，管外包有無(wú)紡布，周?chē)佋O(shè)10 cm濾料。暗管鋪設(shè)采用挖掘機(jī)挖管溝、鋪設(shè)濾料和暗管、回填的工序。暗管鋪設(shè)完成后，在小區(qū)土壤表層施加脫硫石膏，施用量為2 t/667m2，另施加細(xì)沙(沙丘沙)5.67 m3/667m2，農(nóng)家肥6 m3/667m2，利用開(kāi)溝機(jī)對(duì)研究區(qū)每隔3 m開(kāi)0.6 ～ 0.8 m的縱向深溝以打破犁底層，回填后再深翻、旋耕整地，以在改善土壤物理性質(zhì)的基礎(chǔ)上對(duì)研究區(qū)土壤進(jìn)行暗管排鹽。暗管排水端為連接十排干分支的排水溝，排水期間用水泵將斗溝中的水統(tǒng)一抽入十排干。

試驗(yàn)區(qū)利用覆膜的方法種植耐鹽作物湖南稷子，施肥量為尿素260 kg/hm2、磷酸二銨290 kg/hm2和硫酸鉀150 kg/hm2。采用輪灌的灌溉模式，灌溉淋洗分3次進(jìn)行：第1次日期為2019年5月15日，灌水量為300 mm；第2、3次灌水時(shí)間分別為當(dāng)年6月26日、7月16日，灌水量均為130 mm。

1.3 取樣與測(cè)試分析

對(duì)每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)在4根暗管的中央縱向?qū)ΨQ(chēng)線上距暗管一端每隔50、100、150 m分別進(jìn)行采樣，各處采測(cè)點(diǎn)取3次重復(fù)。取樣過(guò)程共分為5次，第1次為淋洗前，取樣日期為5月15日；第2、3、4次分別為第1、2、3次淋洗后，采樣時(shí)間分別為6月3日、7月12日和8月2日；第5次為秋澆前，取樣時(shí)間為10月8日。每次分層取0 ～ 10、10 ～ 20、20 ～ 40 cm土層土樣，經(jīng)風(fēng)干、粉碎后過(guò)1 mm篩備用。對(duì)各樣品分別進(jìn)行鹽離子、堿化指標(biāo)和肥力指標(biāo)測(cè)定，土壤含鹽量通過(guò)電導(dǎo)率(EC值)按照式(1)計(jì)算得到[20]，土壤脫鹽率的計(jì)算公式如式(2)所示。

=3.471EC+0.015 (1)

式中：EC為土壤電導(dǎo)率，mS/cm；為土壤含鹽量，g/kg。

式中：為土壤脫鹽率，%；1為灌水前土壤鹽分初始值，g/kg；2為灌水后土壤鹽分終值，g/kg。

1)鹽離子測(cè)定。土壤中可溶性HCO– 3、CO2– 3、Cl–、SO2– 4、Mg2+、Ca2+、K+和Na+的測(cè)定依據(jù)土壤可溶性鹽的分析方法[21-22]，其中，Ca2+、Mg2+和SO2– 4測(cè)定采用EDTA滴定法；K+、Na+測(cè)定利用火焰光度計(jì)法；Cl–測(cè)定采用AgNO3滴定法；HCO– 3和CO2– 3測(cè)定利用雙指示劑鹽酸中和滴定法。電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀(DDS-308A)測(cè)得。

2)堿化指標(biāo)測(cè)定。土壤陽(yáng)離子交換量(CEC)采用乙酸鈉浸提火焰光度計(jì)法測(cè)定，交換性Na+采用乙酸銨浸提火焰光度計(jì)法測(cè)定[22]。土壤堿化度(ESP)為交換性Na+占陽(yáng)離子交換量的百分率[23]。土壤pH采用pHB-4型酸度計(jì)測(cè)得。

3)肥力指標(biāo)測(cè)定。土壤全氮含量采用凱氏蒸餾法利用凱氏定氮儀測(cè)得，有效磷含量采用Olsen法測(cè)得，速效鉀含量采用乙酸銨浸提–火焰光度法測(cè)定，土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀–外加熱法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2019處理數(shù)據(jù)，Origin 2018進(jìn)行繪圖。采用單因素方差分析法(one-way ANOVA)及最小顯著性差異法(LSD)比較各處理土壤肥力和脫鹽率的差異，顯著性水平為<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同排鹽暗管間距對(duì)土壤鹽分的影響

1)土壤陽(yáng)離子含量。利用暗管排水排鹽對(duì)灌區(qū)重度鹽堿地進(jìn)行改良，不同暗管間距處理的土壤陽(yáng)離子變化明顯不同，土壤中Na+、K+、Ca2+和Mg2+含量隨3次灌溉淋洗的變化過(guò)程如圖2所示。從圖2可知，0 ～ 40 cm土層不同陽(yáng)離子隨3次灌溉淋洗的變化過(guò)程基本一致，每次淋洗后不同陽(yáng)離子含量都呈明顯下降的趨勢(shì)。Na+是研究區(qū)土壤中含量最多的陽(yáng)離子，其淋洗效率在陽(yáng)離子中最高，與淋洗前土壤中的Na+含量相比，10、20、30 m暗管間距處理在第1次淋洗后0 ～ 40 cm土層分別降低了34%、19%、18%，在第2次淋洗后相對(duì)于第1次淋洗后分別降低了13%、7%、5%，在第3次淋洗后相對(duì)于第2次淋洗后分別降低了20%、19%、11%，說(shuō)明10 m暗管間距處理的淋洗效果明顯比20、30 m間距處理好，而20 m與30 m暗管間距處理的淋洗效果差異略小。K+含量占陽(yáng)離子的比例較低，各處理K+含量的變化過(guò)程較弱。灌區(qū)土壤Ca2+、Mg2+含量相對(duì)較高，10、20、30 m間距處理0 ～ 40 cm土層在第3次淋洗后Ca2+含量分別降低了23%、20%、18%，Mg2+含量分別降低了55%、48% 和36%，進(jìn)一步說(shuō)明10 m間距處理的脫鹽效果優(yōu)于20、30 m間距處理。

2)土壤陰離子含量。圖3為不同暗管間距條件下土壤中陰離子的的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。由圖3可知，Cl–作為土壤中含量最多的陰離子，其淋洗效率最高，10、20、30 m間距處理0 ～ 40 cm土層在淋洗前分別為5.92、6.04、6.55 g/kg，第3次淋洗后分別為3.01、3.13和4.09 g/kg，分別降低了49%、48% 和38%。而各處理的SO2– 4含量0 ～ 40 cm土層在淋洗前分別1.63、1.31和1.48 g/kg，第3次淋洗后分別為0.75、0.81、0.87 g/kg，較淋洗前分別降低了54%、38%、41%。由此可見(jiàn)，小間距的暗管布置有利于土體的迅速排鹽，排鹽效果明顯優(yōu)于較大的間距。暗管排水過(guò)程中會(huì)使灌區(qū)土壤中HCO– 3含量有小幅度的增加趨勢(shì)，但由于其含量較小，不會(huì)影響各處理鹽分的降低趨勢(shì)。

3)土壤含鹽量與脫鹽率。表2為不同暗管間距處理土壤含鹽量及脫鹽率隨灌水輪次的變化規(guī)律。由表2可知，10、20、30 m暗管間距處理的土壤鹽分含量在每次淋洗后都表現(xiàn)出不同程度的降低，各處理不同土層土壤含鹽量在淋洗前后呈顯著差異(<0.05)。淋洗前各間距處理0 ～ 10 cm土層的土壤含鹽量分別為17.22、17.74和17.17 g/kg，通過(guò)3次灌水淋洗，秋澆前分別為10.78、11.56、11.95 g/kg，經(jīng)過(guò)不停的淋洗和蒸發(fā)的反復(fù)循環(huán)過(guò)程，土壤的鹽漬化程度明顯降低，但土壤的鹽漬化程度仍屬于重度鹽堿地，仍需要進(jìn)行多年淋洗。從表2還可以看出，土壤表層的脫鹽率較大，脫鹽率的大小隨土層深度的增加而降低。10、20、30 m暗管間距處理0 ～ 10 cm土層在第1次淋洗后的脫鹽率分別達(dá)到了44.05%、30.90% 和23.63%，第2次淋洗的脫鹽率分別為21.38%、21.21% 和9.18%，第3次淋洗的脫鹽率分別為16.29%、16.15% 和11.95%。因此，暗管的布設(shè)間距越小，土壤的脫鹽率越大，灌區(qū)重度鹽堿地適宜采用小間距暗管多次淋洗的方式進(jìn)行治理。

2.2 不同排鹽暗管間距對(duì)土壤堿化特征的影響

1)土壤堿化度及交換性Na+含量。圖4為不同暗管間距處理土壤堿化度、交換性Na+含量的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，可見(jiàn)，不同土層土壤的堿化度與交換性Na+含量的變化趨勢(shì)一致，表現(xiàn)為每次灌水淋洗后增加、秋澆前降低的特點(diǎn)。10、20、30 m間距處理在0 ～ 40 cm土層淋洗前的交換性Na+含量分別為1.20、1.30、1.13 cmol/kg，第3次灌水后的交換性Na+含量分別為1.59、1.41、1.42 cmol/kg，而秋澆前分別為1.19、1.03、1.15 cmol/kg，各處理的交換性Na+含量雖然在灌水后表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，10 m間距處理土壤交換性Na+含量增加幅度略大，但當(dāng)停止灌水后土壤中的交換性Na+含量開(kāi)始逐漸降低，甚至低于淋洗前的交換性Na+含量，10 m間距處理依然略大于20 m、30 m間距處理，但總體差異不大。10、20、30 m間距處理0 ～ 40 cm土層的土壤堿化度在淋洗前分別為15.43%、17.79%、13.76%，第3次淋洗后的堿化度分別為18.41%、18.23% 和16.40%，而秋澆前的土壤堿化度依次為15.97%、15.23% 和11.87%，與交換性Na+含量的變化趨勢(shì)相似。

2)土壤pH。表3為不同暗管間距處理土壤pH隨灌水淋洗輪次的變化規(guī)律，與土壤堿化度的變化趨勢(shì)相似，各間距處理的土壤pH在灌水后會(huì)增大，而秋澆前的土壤pH較第3次淋洗后有所下降，各處理淋洗前后土壤pH差異不顯著(<0.05)。10、20、30 m間距處理0 ～ 10 cm土層土壤pH在第1次淋洗后與淋洗前相比分別增加了1.68%、1.08% 和0.36%，并且10 ～ 20、20 ～ 40 cm土層也表現(xiàn)出pH的增加，幅度依次為10 m>20 m>30 m，說(shuō)明小間距的暗管埋設(shè)會(huì)使灌水后初期的土壤pH增加程度更大。10、20、30 m間距處理0 ～ 10 cm土層土壤pH在秋澆前分別為8.30、8.25、8.17，較淋洗前分別降低了0.24%、1.32%、1.92%，表明灌水淋洗后土壤pH呈先增大后減小的變化趨勢(shì)。另外，10、20、30 m間距處理0 ～ 10 cm土層土壤pH在秋澆前較第3次淋洗后分別降低了4.47%、3.72% 和2.96，說(shuō)明小間距處理的土壤pH降低幅度更大，長(zhǎng)期使用小間距處理的暗管有利于緩解土壤堿化程度。

表2 不同暗管間距對(duì)土壤含鹽量與脫鹽率的影響

注：表中同行不同小寫(xiě)字母表示不同淋洗次數(shù)間土壤含鹽量差異顯著(<0.05)。

表3 不同暗管間距對(duì)土壤pH的影響

2.3 不同排鹽暗管間距對(duì)土壤肥力特征的影響

不同暗管間距埋設(shè)條件下土壤肥力的變化過(guò)程不同，表4為各處理土壤全氮、有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量等肥力指標(biāo)在3次灌水淋洗過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化，可見(jiàn)，不同肥力指標(biāo)在每次灌水淋洗后都明顯下降。10、20、30 m間距處理土壤全氮含量在第1次灌水淋洗后分別降低了20%、18% 和14%，第2次灌水淋洗后分別降低了11%、7%、6%，第3次灌水淋洗后分別降低了9%、5%、5%，秋澆前分別降低了7%、5%、5%，說(shuō)明不同暗管間距處理土壤養(yǎng)分淋失量表現(xiàn)為：10 m>20 m>30 m。各處理在每次灌水淋洗前后的土壤全氮含量存在顯著性差異(<0.05)，間距較小的處理在排鹽效率較高的同時(shí)也使土壤肥力流失更多，而秋澆前土壤全氮含量的下降幅度小于每次灌水后的降低幅度，更說(shuō)明暗管排水排鹽過(guò)程伴隨了一定的養(yǎng)分流失。另外10、20、30 m間距處理土壤有效磷含量在第3次灌水淋洗后較淋洗前分別降低了44%、43% 和41%，速效鉀含量分別降低了41%、30% 和32%，有機(jī)質(zhì)含量依次下降了29%、11% 和18%。不同土壤肥力指標(biāo)基本表現(xiàn)為土壤養(yǎng)分流失比例隨暗管布設(shè)間距的減小而增大，其中土壤有機(jī)質(zhì)的流失速度與暗管埋設(shè)間距的關(guān)系并不十分明顯，而且在秋澆前30 m間距處理土壤有機(jī)質(zhì)含量高于第3次淋洗后，這可能是由于研究區(qū)耐鹽作物的枯葉、根茬等在土壤中轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)[24]，使土壤中的有機(jī)質(zhì)含量大幅度增加，而有機(jī)質(zhì)含量降低的處理主要是由于灌區(qū)土壤鹽漬化程度過(guò)于嚴(yán)重，造成作物大面積缺苗，導(dǎo)致研究區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量處于一直下降的狀態(tài)。

3 討論

3.1 不同排鹽暗管間距對(duì)土壤脫鹽效果的影響

通過(guò)3次灌水淋洗，分析灌區(qū)重度鹽堿地不同暗管間距條件下的淋鹽過(guò)程，對(duì)土壤中鹽離子、堿化程度和肥力指標(biāo)進(jìn)行綜合對(duì)比，可見(jiàn)針對(duì)灌區(qū)鹽堿地鹽堿程度高的特點(diǎn)，研究區(qū)適宜采用小間距的暗管布設(shè)，以極大程度地減小土壤鹽漬化程度，使土體中的鹽分隨暗管排出。本研究中3次灌水淋洗后土壤的脫鹽率在25% ～ 60%，而張金龍等[14]研究表明，對(duì)天津?yàn)I海地區(qū)進(jìn)行3次漫灌淋洗的土壤脫鹽率在56% ～ 79%，高于本研究的脫鹽率，其原因可能包括3個(gè)方面：①本研究試驗(yàn)區(qū)土壤具有干時(shí)泥濘的特點(diǎn)，導(dǎo)致田間采樣時(shí)間略晚，部分鹽分已經(jīng)隨水分遷移至土壤表層；②本試驗(yàn)采樣點(diǎn)位于兩根暗管中央的位置，屬于暗管排鹽過(guò)程中脫鹽效果最差的區(qū)域[25-26]；③張金龍等[14]的暗管布設(shè)間距為3、6、9 m，說(shuō)明較小的暗管布設(shè)確實(shí)能起到使土壤的脫鹽效率增加的作用。本研究在淋洗過(guò)程中Cl–、Na+的含量一直較高，而且由于Cl–和Na+本底含量較高，導(dǎo)致灌區(qū)要完成徹底脫鹽需要一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。灌區(qū)10 m暗管間距處理淋鹽效果相對(duì)20、30 m間距處理要好，原因是密布暗管可以使鹽分的運(yùn)移距離縮短[14]，使土壤中的鹽分更容易隨暗管排出，能夠加快暗管排水排鹽進(jìn)度，從而從根本上解決灌區(qū)重度鹽堿地鹽漬化程度嚴(yán)重的問(wèn)題。調(diào)控不同鹽離子使其適合作物的生長(zhǎng)對(duì)于治理鹽堿地十分重要，了解鹽離子的變化過(guò)程對(duì)于指導(dǎo)河套灌區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展具有指導(dǎo)意義。本文局限于對(duì)灌區(qū)暗管間距進(jìn)行研究，對(duì)不同暗管埋深的淋鹽效果差異性有待進(jìn)一步研究。

表4 不同暗管間距對(duì)土壤肥力的影響

注：表中同行不同小寫(xiě)字母表示不同淋洗次數(shù)間土壤肥力差異顯著(<0.05)。

3.2 不同排鹽暗管間距對(duì)土壤堿化程度的影響

不同暗管間距處理的堿化度在灌水淋洗后初期表現(xiàn)出一定的上升趨勢(shì)，當(dāng)不再灌水后土壤堿化度開(kāi)始下降，10 m間距處理土壤堿化度比其他間距處理稍高，說(shuō)明大量灌水條件下小間距的暗管布設(shè)使土壤堿化度增加幅度略大，但隨著時(shí)間的推移會(huì)逐漸減小，較小的暗管間距依然可以起到減緩?fù)寥缐A化程度的作用，可使土壤堿化度由中度轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度?？傮w來(lái)看，土壤脫鹽過(guò)程伴隨著土壤堿化現(xiàn)象，而且脫鹽效果越好的小區(qū)堿化現(xiàn)象越明顯，但灌水淋洗后土壤的堿化程度會(huì)大大降低，其原因是淋洗后初期土壤中Na+隨水分上移，在土表聚積使土壤堿化度增大，后期由于暗管排水過(guò)程伴隨著Na+被大量排出，從而降低了Na+的置換強(qiáng)度，說(shuō)明長(zhǎng)期使用暗管排水技術(shù)可以達(dá)到鹽堿兼治的目的。

3.3 不同排鹽暗管間距對(duì)土壤肥力的影響

通過(guò)對(duì)不同暗管間距進(jìn)行綜合對(duì)比，得出小間距的暗管布設(shè)對(duì)于降低土壤鹽漬化的效果顯著。目前關(guān)于暗管間距對(duì)比的研究較多[12,27-28]，但多數(shù)集中于土壤的排鹽效果方面，針對(duì)土壤中鹽離子、堿化程度和肥力指標(biāo)等進(jìn)行綜合對(duì)比的研究較少。本研究結(jié)果表明，10 m間距的暗管布設(shè)與20、30 m間距相比其排鹽效果更好，而且也能在一定程度上起到緩解土壤堿化程度的作用，但土壤肥力的流失程度大于20、30 m的暗管間距，這與黃靜和姜超[29]的研究結(jié)果一致，暗管排水過(guò)程會(huì)使土壤養(yǎng)分流失。因此，在利用暗管排水技術(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)與培肥相結(jié)合，鹽漬化程度較為嚴(yán)重的地區(qū)可選擇首先進(jìn)行多次淋洗排鹽，當(dāng)土壤鹽分含量滿足作物生長(zhǎng)要求后，對(duì)土壤進(jìn)行培肥，以保證作物對(duì)肥力水平的生長(zhǎng)需要。灌區(qū)重度鹽堿地可以采用10 m暗管間距的布設(shè)方式，中度、輕度鹽堿程度的土壤可以考慮適度增大暗管之間的距離，但過(guò)大的管距可能導(dǎo)致土壤鹽漬化程度差異較大，甚至起不到淋鹽的作用，這還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

暗管排水可以降低土壤鹽漬化程度，減小暗管間距能夠加快土壤脫鹽速度，從而達(dá)到改良灌區(qū)土壤鹽堿化的目的。灌區(qū)10 m暗管間距的淋鹽效果優(yōu)于20、30 m間距，其土壤的脫鹽速度更快。各暗管間距處理在灌水淋洗后初期土壤堿化度的增加幅度表現(xiàn)為10 m>20 m>30 m，但由于暗管排水過(guò)程伴隨著Na+被大量排出，使Na+的置換強(qiáng)度下降，后期土壤堿化度依然會(huì)逐漸降低，甚至低于淋洗前的初始值，說(shuō)明長(zhǎng)期使用暗管排水技術(shù)可以達(dá)到鹽堿兼治的目的。不同肥力指標(biāo)在每次灌水淋洗后其含量都明顯下降，雖然10 m暗管間距處理脫鹽率大于20、30 m間距處理，但各養(yǎng)分指標(biāo)的流失量也大于20、30 m間距處理，因此灌區(qū)重度鹽堿地在使用小間距暗管排鹽技術(shù)時(shí)要更加注重土壤的培肥管理。

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Effects of Underground Drainage Pipe Spacing on Salt and Alkali Characteristics and Fertility of Heavy Saline Soil in Hetao Irrigation Area

ZHOU Liying, LI Ruiping*, MIAO Qingfeng, DOU Xu, TIAN Feng, YU Dandan, SUN Chenyun

(College of Water Conservancy and Civil Engineering, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China)

In order to determine the optimal spacing of underground drainage pipes and promote the improvement of saline-alkali soil in Hetao irrigation area, a field experiment with rotation irrigation was conducted, soil salt contents, alkalization degrees and fertility indexes under 10, 20 and 30 m spacings were determined and compared. The results showed that soil salt contents of 0–10 cm soils with 10, 20 and 30 m spacings were 17.22, 17.74 and 17.17 g/kg respectively before leaching, and were 10.78, 11.56 and 11.95 g/kg respectively before autumn irrigation. Soil desalination rates of different spacings were as follows: 10 m> 20 m>30 m. Soil alkalization indexes increased first and then decreased after irrigation. pH of 0–10 cm soils with 10, 20 and 30 m spacings before autumn irrigation decreased by 4.47%, 3.72% and 2.96% respectively compared with that after the third leaching, indicating that small spacing was more effective to alleviate soil alkalization. But underground pipe drainage could lead to severe soil nutrient loss, which was in an order of 10 m >20 m>30 m.

Underground pipe drainage; Space; Leaching; Soils; Salt content; Degree of alkalization; Fertility

S276

A

10.13758/j.cnki.tr.2021.03.021

周利穎, 李瑞平, 苗慶豐, 等. 排鹽暗管間距對(duì)河套灌區(qū)重度鹽堿土鹽堿特征與肥力的影響. 土壤, 2021, 53(3): 602–609.

內(nèi)蒙古自治區(qū)科技重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目(zdzx2018059)和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51839006；51769021)資助。

(nmglrp@163.com)

周利穎(1995—)，女，內(nèi)蒙古赤峰人，碩士研究生，主要從事灌溉理論與新技術(shù)研究。E-mail: 1475531298@qq.com