咸水灌溉技術研究綜述

□魏　巍（開封市引黃管理處）

咸水灌溉技術研究綜述

□魏巍（開封市引黃管理處）

隨著淡水資源不足形勢的日益凸顯，安全合理的開發(fā)和利用咸水資源勢在必行。文章闡述了國內外咸水灌溉的常用技術，分析了每種技術的優(yōu)點和缺點；總結了影響咸水安全利用的主要因素，并指出了各自的影響效應；基于以往研究的不足，對咸水灌溉領域今后的研究思路進行了展望，以期為實現(xiàn)咸水資源高效利用及農業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

咸水灌溉；土壤；作物；水鹽

0　前言

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)和生活用水不斷擠占農業(yè)用水。許多專家指出，若灌溉方法得當，咸水可以替代淡水資源用于農業(yè)生產[1]。中國及世界上許多國家，鹽堿旱地面積廣闊，這些地區(qū)淡水資源極其匱乏，但咸水資源儲量豐富。咸水用于農田灌溉，在增加土壤濕度的同時，也帶入了鹽分，生產實踐中，若灌溉管理措施不當，會對作物生長和土壤環(huán)境造成潛在的危害[2]。土壤鹽分運移過程極為復雜，采用適當?shù)墓嗨夹g調控水鹽分布，為作物根區(qū)創(chuàng)造適宜水分和鹽分環(huán)境是合理利用咸水資源的關鍵[3]。基于以往研究，文章綜述了國內外咸水灌溉的常用技術，并闡述了各自的適用范圍；分析了制約咸水灌溉安全性的主要因素，對咸水灌溉今后的研究重點進行了展望，以期能為咸水資源在農業(yè)領域的高效利用提供參考。

1　咸水灌溉技術研究概況

咸水利用方式主要包括咸水直接灌溉、咸淡水交替灌溉和咸淡水混合灌溉。咸水直接灌溉適用于礦化度較低的咸水。馮棣研究指出，礦化度＜4 g/L的微咸水直接灌溉棉田不會對作物生長和土壤環(huán)境產生明顯的影響[4]。受作物種類、土壤質地、氣候條件和灌水方式等因素的影響，咸水直接灌溉的適宜礦化度閾值差異很大。咸淡水交替灌溉是針對水資源年內分布不均和作物不同生育階段耐鹽差異性的特點，交替使用咸水和淡水灌溉。何雨江等在新疆的研究結果表明，膜下滴灌下棉花咸淡輪灌的適宜灌溉制度為微咸水80%、淡水20%，耐鹽能力較弱的蕾期和盛鈴期灌溉淡水。咸淡水混合灌溉是將咸水和淡水按照一定比例混合后再供給農田，這種措施稀釋了高礦化度咸水，使以前不能用于灌溉的咸水得以利用。Malash等設置了6種不同的咸淡水混合比例用于西紅柿灌溉，指出60%淡水和40%咸水混灌處理的效果最佳[5]。

咸水灌溉技術涵蓋了滴灌、畦灌、溝灌、噴灌等。咸水滴灌的優(yōu)點是灌水定額小，灌水頻率高，這種高頻淋洗作用促使鹽分向濕潤鋒附近累積，在滴頭附近范圍內形成一淡化區(qū)，同時維持較高的土壤基質勢，從而為作物生長創(chuàng)造了良好的水分環(huán)境[6]；缺點是投入成本較高。咸水畦灌成本低，但易導致土壤積鹽，適用于短時性干旱的半濕潤半干旱區(qū)。咸水溝灌促使鹽分產生不均勻分布，增大了溝底鹽分的淋洗效率，致使鹽分由溝底向壟上運移[7]。咸水噴灌應用相對較少，該技術在黃昏和夜間進行效果較好，白天容易導致作物葉面的灼傷。

2　制約咸水灌溉的因素

咸水水質、土壤質地、灌水方式和作物種類等是制約咸水灌溉效果的主要因素。礦化度和鈉吸附比是咸水水質的兩項重要指標，高礦化度咸水灌溉引發(fā)土壤積鹽，導致土壤硬度和容重增加，形成板結，不利于作物生長；然而，較低礦化度的咸水灌溉有利于促進土壤顆粒紊凝，增加其團聚性，滲透性增強。鈉吸附比高的咸水灌溉易導致土壤理化性狀惡化，使土壤顆粒分散和膨脹，降低土壤通透性。土壤質地不同，對咸水灌溉的適應性也不同，大粒徑比例愈高的土壤透水性愈強，鹽分亦愈容易淋洗，一般而言，砂質土壤比粘質土壤更適宜于咸水灌溉[8]。同一水質咸水采用不同的灌水方式，土壤水鹽運移過程存在很大的差異，咸水灌溉的效應亦大不相同。以咸水漫灌為例，濕潤地區(qū)，加大灌水定額，減少灌水次數(shù)，有利于土壤中鹽分的淋洗和土壤溶液濃度降低；干旱地區(qū)，蒸發(fā)返鹽強烈，縮短灌溉周期、加大灌溉頻率可有效降低根系層鹽分的積累。不同作物的耐鹽能力差異非常大，如：油葵、棉花、枸杞等作物的耐鹽性較強，而胡蘿卜、玉米、黃瓜等作物的耐鹽性較差。同一作物，不同生育階段其耐鹽性存在很大差異，如：棉花萌發(fā)出苗期和幼苗期耐鹽性較弱，隨著生育期的推進，耐鹽性逐漸增強。

3　咸水灌溉領域今后的研究重點

3.1土壤水鹽運移規(guī)律及耦合模擬

咸水灌溉對土壤質量和作物生長的影響歸根結底是由土壤水分和鹽分引起，明確咸水灌溉條件下土壤水鹽變化特征、揭示二者之間的遷移機制和耦合效應是實現(xiàn)咸水高效利用的保證。水分是鹽分的溶劑和載體，鹽分隨著水分而運動，但與水分的運動軌跡又不完全一致，“鹽隨水來，水散鹽留”是鹽分運行受水分運行支配的基本規(guī)律。受氣候條件、土壤質地、地下水位、耕作措施、供水條件、作物生長等多個因素的影響，土壤水鹽運移規(guī)律極其復雜，精確模擬土壤水鹽耦合運移過程是調控土壤鹽分分布和指導咸水安全灌溉的重要前提。

3.2作物耐鹽特性與耐鹽指標

不同作物的耐鹽性差異很大，同一作物不同生長階段的耐鹽強度亦大不相同；耐鹽指標是通過作物的生長指標來指示鹽害的程度。明確各種作物的耐鹽特性和耐鹽指標對于指導制定咸水灌溉制度以及確定咸水灌溉指標至關重要。

3.3咸水灌溉安全性評價

開展咸水灌溉不僅要關注經(jīng)濟效益，更應注重土壤環(huán)境。適量濃度的咸水灌溉對作物生長和土壤環(huán)境影響不大，但超過一定限度便會造成危害。此外，咸水灌溉對土壤環(huán)境的影響具有后續(xù)性和累積效應，短期影響不大，但多年連續(xù)灌溉可能存在風險。綜合考慮經(jīng)濟效益和土壤質量兩個因素，探討咸水灌溉安全性的評價方法是今后的研究重點。

3.4咸水綜合利用模式

將咸水利用方式和灌水方式與農藝措施（如地膜和秸稈覆蓋）、耕作方式（如深松、起壟溝播、有機肥施用）和土壤改良措施（如施加黃河泥沙、石膏）等幾項措施相結合的集成技術是今后咸水安全利用的重要模式。

4　結語

綜上所述，咸水適用于各種灌水技術，每種技術在國內外都有成功的經(jīng)驗可借鑒。然而，咸水灌溉的效果受土壤質地、水質、灌溉方式、作物類型等多個因素的影響，在實際應用時，需要因地制宜的采取適宜的灌溉技術。

實施咸水的關鍵在于調控作物根區(qū)土壤水鹽分布，保證生態(tài)環(huán)境不發(fā)生惡化和經(jīng)濟效益不明顯降低是評價咸水灌溉安全性的2項基本標準。深入開展不同灌水技術下土壤水鹽耦合模擬、明確不同作物耐鹽特性和耐鹽指標、探討制定咸水灌溉安全性的評價標準等課題是咸水灌溉領域今后的研究重點。

［1］張俊鵬，馮棣，曹彩云，等.咸水灌溉對覆膜棉花生長與水分利用的影響［J］.排灌機械工程學報，2014，32（5）：448-455.

［2］H US.J.，SH ENY.J.，CH ENX.L.，etal..Effect sof sal i ne w at er dri p i rri gat i on on soi lsal i ni t y and cot t on grow t h i n an O asi sFi el d［J］.Ecohydrol ogy，2013，6（6）：1021-1030.

［3］馮棣，張俊鵬，孫景生等，咸水畦灌棉花耐鹽性鑒定指標與耐鹽特征值研究［J］.農業(yè)工程學報，2012，28（8）：52-57.

［4］何雨江，汪丙國，王在敏，等.棉花微咸水膜下滴灌灌溉制度的研究［J］.農業(yè)工程學報，2010，26（7）：14-20.

［5］竇超銀，康躍虎，萬書勤.地下水淺埋區(qū)重度鹽堿地覆膜咸水滴灌水鹽動態(tài)試驗研究［J］.土壤學報，2011，48（3）：524-532.

［6］何新林，陳書飛，王振華，等.咸水灌溉對沙土土壤鹽分和胡楊生理生長的影響［J］.生態(tài)學報.2012，32（11）：3449-3459.

［7］孫肈君，李魯華，張偉，等.膜下滴灌棉花耐鹽預警值的研究［J］.干旱地區(qū)農業(yè)研究，2009，27（4）：140-145.收稿日期：2016-06-15

（責任編輯：韋詩佳）

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1673-8853（2016）08-0104-02