干旱区长期膜下滴灌农田耕层土壤盐分变化

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1、干旱区长期膜下滴灌农田耕层土壤盐分变化*国家重点研发计划（2017YFD0201808）、国家自然科学基金面上项目(31471947）资助SupportedbytheNationalKeyResearchandDevelopmentProgramofChina（No.SQ2017ZY060067),theNationalNaturalScienceFoundationofChina(No.31471947)孟超然1颜林2张书捷3危常州1†通讯作者Correspondingauthor，E-mail：czwei@shzu.edu.cn作者简介：孟超然（1990-），

2、男，河南开封人，硕士研究生，主要从事新型肥料与现代施肥技术研究。E-mail:chaoranmeng@163.com收稿日期：年-月-日；收到修改稿日期：年-月-日；收到修改稿日期：（1石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室，新疆石河子832003）（2新疆生产建设兵团第八师一四七团，新疆石河子832045）（3新疆农垦科学院科技信息研究所，新疆石河子832003）摘　要　新疆地处干旱地区，水资源短缺，膜下滴灌作为有效的节水灌溉技术在新疆农业生产中广泛使用。但新疆同时是盐碱化普遍发生的地区，采用滴灌技术后，传统灌溉的灌溉洗盐过程随之消失，且该地区

3、灌溉水矿化度较高，对土壤盐分有一定的补充作用，因此滴灌技术虽然节水增产效果明显，但长期滴灌可能导致土壤盐分积累，降低土壤质量。通过监测一个长期膜下滴灌、面积约为224km2的农场15a农田土壤盐分含量，对长期膜下滴灌土壤盐分含量的变化进行研究，研究结果可为膜下滴灌土壤盐分管理提供科学依据。以位于新疆北部玛纳斯河流域的新疆生产建设兵团第八师147团农田为研究对象，通过收集该团场自1996年至2010年记录的农田耕层盐分和养分指标的分析数据，利用统计学知识及地理信息系统技术，对不同滴灌年限下土壤耕层盐分变异特征及土壤耕层盐分与其他土壤指标的相关性进行研究。研究表明：（

4、1）在滴灌的第一个3年周期内，土壤耕层盐分平均含量从3.13gkg-1降低至3.00gkg-1，降幅达4.2%，但经12年滴灌年限，土壤耕层盐分从3.13gkg-1升高至4.81gkg-1，升高了53.7%；（2）在五个监测周期(15a)内，土壤盐分含量明显上升，研究区土壤耕层盐分含量集中分布在4~10gkg-1，土壤耕层多为中度盐化土和重度盐化土；（3）长期膜下滴灌导致土壤耕层盐分发生重新分布，全团范围内农田盐分含量分布接近正态分布。本研究条件下，长期膜下滴灌会造成土壤耕层盐分积累，滴灌水携带的盐分对土壤盐分有一定的补充作用；采用2~3年进行一次大水洗盐以及培肥

5、土壤、提高土壤有机质含量对防止滴灌土壤积盐具有重要作用。关键词　长期膜下滴灌；耕层土壤；盐分含量；147团中图分类号S156.4+1文献标识码A1996年新疆建设兵团开始试验膜下滴灌技术，至1999年开始大面积应用，拉开了膜下滴灌技术迅猛发展的序幕[1]。经过多年的研究与实践，膜下滴灌技术逐渐趋于成熟和完善，并成为了新疆地区采用面积最大的节水栽培技术[2]。膜下滴灌能在提高土地和水资源利用率的同时显著提高作物产量。滴灌条件下与盐分有关的增产机理为：以滴头为圆心，形成一个直径15cm~30cm的淡化脱盐区域，有利于作物生长[3-4]。但由于滴灌技术理论上具有“浅灌、

6、勤灌、湿润范围小”的特点，与淹灌相比滴灌条件下没有洗盐过程，不能排除田间土壤盐分[5]，而且新疆地区土壤母质含盐量高，加之灌溉水矿化度高，灌溉水蒸发和蒸腾后，其所含盐分即留在土壤中，因此在没有洗盐过程存在时，灌溉对土壤盐分可能有一定的补充作用。除此之外，由于西北地区蒸发量大而降水稀少的特征，土壤水分以向土壤上层运动为主[6]，在长期滴灌条件下深层盐分可能随水分向土壤上层积累[7]10。土壤盐分是作物生长的重大障碍因素[8]，因此研究长期膜下滴灌土壤耕层盐分积累对系统认识和掌握干旱区滴灌背景下耕地质量和建立科学灌溉制度具有重要的意义。本研究以新疆生产建设兵团第八师1

7、47团为样本，分析从1996到2010年0~20cm层次土壤盐分的时间和空间变异特征及其主要原因，阐明长期膜下滴灌地区的土壤盐分运动规律，为土壤管理提供科学依据。1材料与方法1.1研究区概况新疆建设兵团第八师147团位于玛纳斯河流域中部，玛纳斯河东侧，处于天山北麓中段准噶尔盆地南缘的山前冲积平原（图1），南北长26km，东西宽8.5km，总面积约224km2。研究区自南向北地势逐渐降低，地貌为山前倾斜平原冲洪积扇，坡降0.02%且稳定。流域内年均气温在5.2℃，极端最高气温为43℃，极端最低气温为-43.1℃，年降水量100~200mm，年均蒸发量1500~210

8、0mm，无