寧夏引黃灌區冬灌對溫室環境的影響

摘要：寧夏引黃灌區冬灌容易使設施農業產生土壤鹽漬化現象，通過研究冬灌對寧夏引黃灌區設施農田地下水位、水質、土壤環境、溫度、濕度的影響，分析冬灌對溫室環境的影響程度。結果表明，冬灌后溫室地下水位上升，冬灌對地下水質的影響較大，降低了土壤ｐＨ、增加了土壤全鹽含量，對溫室的溫度和濕度影響均不大。

關鍵詞：冬灌；溫室環境；土壤鹽漬化；寧夏引黃灌區

中圖分類號：Ｓ６０７＋．１；Ｓ６２６．5 文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０11）19－3939-03

Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｗｉｎｔｅｒ Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ Ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ Ａｒｅａ ｏｆ Ｎｉｎｇｘｉａ

ＨＯＮＧ Ｙｕ，ＷＡＮＧ Ｆａｎｇ，ＬＩＵ Ｒｕ－ｌｉａｎｇ，ＬＩ Ｙｏｕ－ｈｏｎｇ，ＣＨＥＮ Ｃｈｅｎ，ＺＨＡＯ Ｔｉａｎ－ｃｈｅｎｇ

（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｎｉｎｇｘｉａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５０００２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｏｆ ｓｏｉｌ ｓａｌｉｎｉｚａｔｉｏｎ ｗａｓ ｃａｕｓｅｄ ｅａｓｉｌｙ ｂｙ ｗｉｎｔｅｒ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ iｒｒｉｇａｔｉｏｎ aｒｅａ ｏｆ Ｎｉｎｇｘｉａ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｗｉｎｔｅｒ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ， ｓｏｉｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ａｉｒ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｗａｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ． Ｔｈｅ ｅｘｔｅｎｔ ｏｆ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｗｉｎｔｅｒ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｗａｓ ｒｉｓｉｎｇ， ｓｏｉｌ ｐＨ ｗａｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｔｏｔａｌ ｓａｌｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｆｔｅｒ ｗｉｎｔｅｒ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ； ｗｉｎｔｅｒ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｈａｄ ａ ｇｒｅａｔｅｒ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｌｉｔｔｌｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ａｉｒ ｍｏｉｓｔｕｒｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｗｉｎｔｅｒ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ； ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ condition； ｓｏｉｌ ｓａｌｉｎｉｚａｔｉｏｎ； ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ａｒｅａ ｏｆ Ｎｉｎｇｘｉａ

在北方農業生產中，一般在越冬前進行灌溉（稱為冬灌），使土壤儲水，保證土壤墑情，防止春旱。我國季節性凍土區的面積約占國土面積的５０％，冬季土壤凍融是北方季節性凍土區一種常見的自然現象。在土壤凍融過程中，土壤內部不斷進行著熱量傳輸、水分遷移；同時土壤與大氣之間存在水分和能量的交換，因此土壤系統屬于動態的開放系統。在北方農業區，越冬期土壤水熱狀況對農作物的生長有很大影響［１－３］。

然而長期以來，由于在農業生產中普遍采用大水漫灌的灌溉方式，造成地下水位升高，對設施農業產生很大影響，加上溫室獨特的環境條件，在灌溉水的下滲和強烈的蒸發、蒸騰作用下，土壤中水鹽運移活躍，加上排水系統不健全，導致溫室土壤發生次生鹽漬化現象。為了保證農業生產的正常進行，冬、春季只能采用大水壓鹽，年復一年，惡性循環，土壤次生鹽漬化的發展已成為威脅寧夏設施農業發展的重要環境因素［４－６］。寧夏引黃灌區冬灌容易使設施農田產生土壤鹽漬化現象，本試驗通過研究冬灌對設施農田地下水位、水質、土壤環境、溫室室內溫度和濕度的影響，分析冬灌對設施環境的影響程度，以期為合理灌溉和防止土壤鹽漬化提供科學依據。

１材料與方法

１．１研究區概況

寧夏引黃灌區位于黃河上游下河沿——石嘴山兩水文站之間，沿黃河兩岸地形呈“Ｊ”型帶狀分布；以青銅峽水利樞紐為界，將其分割為上游的衛寧灌區和下游的青銅峽灌區。地處中溫帶干旱區，屬大陸性氣候，日照充足，溫差較大，熱量豐富，無霜期較長。灌區年均氣溫８～９ ℃，干旱少雨；年均蒸發量１ １００～１ ６００ ｍｍ，年均降水量１８０～２００ ｍｍ，降水年內分配不均，干、濕季節明顯。地貌類型為黃河沖積平原，地勢平坦，溝渠縱橫，海拔１ １００～１ ３００ ｍ，土壤類型主要為灌淤土、鹽漬土、淡灰鈣土。

本試驗研究區位于銀川市掌政鎮設施蔬菜園區，屬青銅峽灌區，為有壩控制引水，位于寧夏北部。溫室于２０００年建立，此后逐步擴建，建成前的土地利用類型為農田，目前大多數屬于二代日光溫室。土壤類型為灌淤土，無巖石層，重壤土。溫室栽培作物大多一年兩茬，以秋冬茬和冬春茬為主；主要以西紅柿／黃瓜、西紅柿或黃瓜連作、扁豆／西紅柿、茄子／西紅柿等為主；全部采用滴灌方式。

１．２材料與方法

在掌政鎮設施蔬菜園區選擇７年齡溫室４棟，秋冬茬和冬春茬均種植西紅柿／黃瓜。其中１棟溫室不進行冬灌作為對照（ＣＫ），進行周邊壓膜隔水處理，以防止冬灌造成的側滲和串流；另外３棟分別為溫室Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，進行冬灌。冬灌在２００９年１１月１６日進行，于冬灌前（１１月１２日）、冬灌后（１１月３０日）檢測地下水位，同時取水樣、土樣。檢測地下水中全氮、全磷、硝態氮、銨態氮、ｐＨ、全鹽量等６項指標，檢測土壤的ｐＨ、全鹽含量兩項指標。

控制４棟溫室在揭草苫時間、通風時間等條件相同的情況下，于冬灌前后一周內，每天早晨、中午、傍晚觀測溫度、相對濕度３次。

應用ＳＰＳＳ １３．０軟件進行數據的統計分析，應用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ ２００３軟件繪制曲線。

２結果與分析

２．１冬灌對溫室地下水位的影響

由圖１可知，４棟溫室冬灌后地下水位均趨于上升，冬灌后溫室Ⅰ地下水位由－２．９５ ｍ上升至－１．６５ ｍ；溫室Ⅱ地下水位由－２．７０ ｍ上升至－１．６０ ｍ；溫室Ⅲ地下水位由－２．２０ ｍ上升至－１．１５ ｍ，說明冬灌水量只有很小一部分消耗于土壤蒸發，而大部分則貯存于土壤之中，增加了土壤墑情，同時對地下水補給有所貢獻。而不冬灌溫室（ＣＫ）的地下水位由－２．５０ ｍ上升至－１．８０ ｍ，上升幅度最小，表明不冬灌溫室受外界大水浸灌環境影響，地下水系存在連通體效應。

２．２冬灌對溫室地下水質特征的影響

因全鹽、硝態氮與銨態氮不易被土壤吸附固定，瞬間可淋失，由表１可以看出，冬灌后，除溫室Ⅰ和露天大田的硝態氮含量增加外，溫室地下水中的全鹽、硝態氮、銨態氮含量均呈下降趨勢，其中大田的變幅較大，這是冬灌大水淋洗的效果。因磷易被土壤吸附固定，溶解度低，冬灌后土壤水飽和，促進磷的溶解淋失，但淋失較氮類化合物相對滯后，冬灌后地下水中全磷含量除溫室Ⅰ下降外，其余均普遍升高。冬灌后土壤脫鹽，促進土壤碳酸鹽及重碳酸鹽的分解，水中ＯＨ－濃度增加，因此地下水ｐＨ普遍趨于升高。試驗表明冬灌對設施農業地下水水質影響較大；因露天大田冬灌水量大，灌水前后水質變幅亦較大。

２．３冬灌對溫室土壤ｐＨ、全鹽含量的影響

由圖２可以看出，冬灌后溫室土壤ｐＨ均呈下降趨勢；而土壤全鹽含量均呈上升趨勢，其中３個試驗溫室的變幅較大，大田其次，而對照溫室的變幅較小。這說明冬灌時地下水位上升至土壤淺層，溫室的特殊環境導致鹽分聚積，通過地下水的上升被帶到土壤表層中。

２．４冬灌對溫室溫度、濕度的影響

不同蔬菜生長發育所需要的空氣溫度、濕度不同，溫室中晴天白天氣溫的調節范圍，原則上可參考各種蔬菜光合作用光合成的適溫。黃瓜光合作用的適宜溫度為２７～２８ ℃，西紅柿為２５～２６ ℃，辣椒為３０～３２ ℃，茄子為２９～３０ ℃。午后的溫度大體上宜降低到光合成適溫以下５ ℃；夜間溫度應更低，保持一定的晝夜溫差，有利養分的積累。陰雨天的光照弱，大棚中的溫度應降低，一般較晴天降低約５ ℃。由圖３可以看出，冬灌前溫室Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ氣溫在１５．０～１７．８ ℃之間，冬灌后氣溫有所下降，為１４．４～１６．６ ℃，而對照溫室冬灌前后的氣溫變幅不大；可見冬灌對溫室氣溫的影響不大。

一般茄果類蔬菜生長發育適宜的濕度范圍為５０％～６０％，西瓜、西葫蘆、甜瓜等瓜類生長發育適宜的濕度范圍為４０％～５０％，黃瓜為７０％～８０％，豆類蔬菜為５０％～７０％。在適宜的濕度范圍內，作物生長發育良好，濕度過低，土壤干旱，植株易失水萎蔫；濕度過高，作物易旺長，并易誘發病害。由圖４可以看出，冬灌前溫室Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相對濕度在５８％～７５％之間，冬灌后第一天相對濕度有所上升，在７５％～８５％之間，而對照溫室冬灌前后的相對濕度沒有太大起伏。可見冬灌對溫室相對濕度的影響不大。

３結論

試驗表明，溫室水土環境受周邊大田冬灌的影響較大，因大田冬灌水量大，灌水前后水質變幅較大。冬灌后溫室地下水位上升，對地下水質的影響較大，對溫室的溫度和濕度影響均不大；溫室的特殊環境導致鹽分聚積，通過地下水的上升被帶到土壤表層，容易產生土壤鹽漬化現象。

為防止不利影響，建議如下：①為大田冬灌確定合理的灌溉量，盲目漫灌既浪費水資源也會對農業環境產生不利影響；②在下雨時撤除薄膜，借助雨水淋洗以增加降鹽效果；③大棚周圍及大棚內部要采取完善的排水措施，每個大棚的周圍要有深度為３０～４０ ｃｍ深的圍溝，有條件的應埋設暗管，這樣可排除土壤中的部分鹽分［７，８］。

參考文獻：

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［３］ 范曉元，張凌梅． 論河套灌區秋澆的必要性及節水的途徑［Ｊ］． 內蒙古水利，２０００（３）：３１－３３．

［４］ 馮廣平，姜卉芳，董新光，等． 干旱內陸河灌區地面灌溉條件下土壤水鹽運動規律研究［Ｊ］． 灌溉排水學報，２００６，２５（３）：８２－８４．

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［８］ 趙莉，羅建新，黃海龍，等． 保護地土壤次生鹽漬化的成因及防治措施［Ｊ］． 作物研究，２００７，２１（５）：５４７－５５０，５５４．