摘要:為探究寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)因多年地面灌溉引起的地下水位上升、次生鹽漬化突顯等難題,本試驗(yàn)以寧夏紅寺堡移民區(qū)為研究點(diǎn),選定典型試驗(yàn)區(qū)域開展定位試驗(yàn)監(jiān)測,設(shè)置高效滴灌下不同灌溉量(2 160、2 700 m3·hm-2和3 240 m3·hm-2)和起壟高度(20、30 cm和40 cm)2個因素3個水平,通過大田試驗(yàn)研究不同組合處理下的次生鹽漬地水鹽運(yùn)移變化規(guī)律以及其對玉米生長指標(biāo)、產(chǎn)量和水分利用效率的影響。結(jié)果表明,灌水定額一定時,隨壟高增加,0-60 cm土層含水率逐漸降低;相同壟高下,隨灌水定額增大,各土層含水率逐漸增加,并且深土層明顯高于淺土層。壟作滴灌可以有效降低壟上土壤鹽分含量,而各處理土壤深層均不同程度積鹽,其中T9處理(3240 m3·hn-2和40 cm組合)40-60 cm土層積鹽最明顯。T6處理(2 700m3·hm-2和40 cm組合)各項生長指標(biāo)及產(chǎn)量均優(yōu)于其他各處理,產(chǎn)量達(dá)6 597.15 kg·hm-2,T5(2 700 m3·hm-2和30 cm組合)水分利用效率最高,達(dá)到1.53 kg·m-3,通過回歸分析發(fā)現(xiàn),玉米產(chǎn)量最大值時和水分利用效率(WUE)最大值時的灌水量和壟高值不同,進(jìn)一步利用空間分析方法得出,灌水量2685-2 730 m3·hm-2和壟高36~39 cm時,玉米產(chǎn)量、WUE均達(dá)最大值的90%以上。
關(guān)鍵詞:次生鹽漬地;灌溉量;壟高;水鹽運(yùn)移;揚(yáng)黃灌區(qū);玉米
中圖分類號:S513 文獻(xiàn)標(biāo)識號:A 文章編號:1001-4942(2024)09-0149-08
寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)地處干旱半干旱地帶,降雨稀少、蒸發(fā)強(qiáng)烈、風(fēng)大沙多,生態(tài)環(huán)境十分脆弱。盡管灌區(qū)耕作歷史悠久,灌排系統(tǒng)基本配套完善,但地勢低平、排水不暢、地下水位較高等因素導(dǎo)致的土壤鹽漬化問題日益凸顯且不斷惡化,已經(jīng)嚴(yán)重制約該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。紅寺堡灌區(qū)的主要成土母質(zhì)為沖積物和洪積沖積物,其沉積層次明顯,土壤質(zhì)地以中壤和重壤為主。在開發(fā)之前,該灌區(qū)并未存在土壤鹽漬化問題,然而,由于不合理的灌溉方式以及復(fù)雜的地形和土壤結(jié)構(gòu),特別是不同部位存在著多層黏重土壤,導(dǎo)致出現(xiàn)土壤鹽漬化問題,屬于灌溉型次生鹽漬化。因此改良鹽堿地對于保障區(qū)域耕地面積、提升耕地質(zhì)量、增強(qiáng)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力以及保障糧食安全具有重要意義。
目前,鹽堿地改良研究已經(jīng)取得一定進(jìn)展,研究者們已采用涵蓋降低土壤鹽分、增加土壤有機(jī)質(zhì)、減少表層土壤蒸發(fā)等多種改良措施,或可分為工程措施、物理措施、生物措施和化學(xué)措施等。在這些研究中,灌水洗鹽被認(rèn)為是排水改良地區(qū)治理鹽堿地的有效措施之一,而灌溉水量則為田間水鹽分布的重要影響因素之一。然而,過小的灌水定額可能無法有效淋洗鹽分,而過大的灌水定額則會加劇土壤次生鹽漬化問題。因此,確定適宜的灌水定額對于水資源的合理利用、鹽堿地改良以及提高作物產(chǎn)量至關(guān)重要。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),黃河下游鹽堿地的灌水定額為780-990 m3·hm2時,既能有效增加土壤含水率,又能減少土壤含鹽量,是灌區(qū)理想的水鹽調(diào)控灌水定額;土壤脫鹽程度隨灌水量增加越來越大,隨暗管埋深的增加,土壤脫鹽效果也更加顯著。研究者們發(fā)現(xiàn),通過溝壟改良鹽堿地的方法是可行的;未灌溉條件下,壟的含鹽量逐漸增加,而溝的含鹽量逐漸減?。憾喔葪l件下,壟在灌溉后迅速積鹽,通常在5-7 d內(nèi)達(dá)到峰值,溝內(nèi)表層的脫鹽效果明顯,然而深層含鹽量有所上升,而后鹽分逐漸向表層積累;起壟種植相對于平作對紫穗槐生長具有顯著影響,同時9750 m3·hm-2被認(rèn)為是最優(yōu)灌溉定額;滴灌條件下起壟溝播水分入滲深度和鹽分淋洗深度均明顯大于常規(guī)平播,起壟溝播膜下土壤(0-20 cm)溶液電導(dǎo)率明顯低于常規(guī)平播。
綜上所述,前人關(guān)于種植方式(起壟、平播)與灌水定額對耕作層土壤水鹽運(yùn)移的影響進(jìn)行了深入研究,而壟高對土壤水鹽運(yùn)移、作物生長及產(chǎn)量影響的相關(guān)報道較少,并且關(guān)于灌水量與壟高結(jié)合對水鹽運(yùn)移、作物生長影響的系統(tǒng)研究尚不充分。因此,本研究將灌水量與壟高結(jié)合,設(shè)置不同壟高與不同灌水量處理開展大田試驗(yàn),旨在探究其對土壤水鹽運(yùn)移及作物生長的影響,以便為揚(yáng)黃灌區(qū)壟作種植和鹽堿地的改良利用提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)地位于寧夏紅寺堡移民區(qū)豹子灘村國家重點(diǎn)研發(fā)項目核心試驗(yàn)區(qū),屬典型的干旱大陸性氣候,多年平均蒸發(fā)量為1370 mm,年平均降水量為251.0 mm,多年平均日照為3 024 h,年平均氣溫為8.6℃,多年平均風(fēng)速為3.7 m·s-1,最大凍土深度為1.37 m。試驗(yàn)地土壤多為重砂壤土(國際制),人滲能力較強(qiáng)。處理前0~100 cm土層土壤基本理化性質(zhì):土壤容重均值為1.22g·cm-3,田間持水率為31.56%(質(zhì)量含水率),土壤有機(jī)質(zhì)含量為7.72 mg·kg-1、全氮0.54 g.kg-1、全磷0.79 g·kg-1、全鉀14.07 g·kg-1,全鹽為0.24g·kg-1。2023年4-10月在該試驗(yàn)地選取次生鹽漬化耕地進(jìn)行大田試驗(yàn)。