長期應用膜下滴灌技術對農田影響的研究綜述

甘泉

【摘要】膜下滴灌技術是覆膜種植技術與滴灌技術有機結合的一種新的灌溉技術，新疆生產建設兵團從1996年開始引進膜下滴灌技術，經過實驗、示范和推廣已經18個年頭，該技術在應用后是否存在衍生問題和潛在威脅，專家學者們對此問題進行了哪些方面的研究，研究進展和研究結果怎么樣。本文從長期應用膜下滴灌技術對土壤鹽分及pH值的影響、對環境的影響等方面綜述了國內有關長期應用膜下滴灌技術對農田影響的研究的研究進展和成果，以期科學評價和推廣應用該項技術。

【關鍵詞】膜下滴灌；滴灌年限；土壤鹽分；此生鹽漬化；殘膜

引言

膜下滴灌技術，顧名思義，是在膜下應用滴灌技術。它是將以色列滴灌技術和國內覆膜技術相結合的一種新的灌水技術，它打破了傳統灌水方法和鹽堿地開發的思維方式，集地膜覆蓋與滴灌技術的優點于一身，同時克服了單獨覆膜或滴灌時的不足。本文對長期應用膜下滴灌技術所產生的影響進行闡述。

1、長期應用膜下滴灌技術對土壤鹽分及pH值的影響

追本溯源，要想搞清楚長期應用膜下滴灌技術對土壤鹽分及pH值的影響就必須弄明白膜下滴灌土壤水鹽運移的影響因子有哪些以及膜下滴灌土壤水鹽運移的機理等。土壤中鹽分的運移是一個復雜的物理、化學和生物學過程，眾多專家學者對此進行了大量的實驗研究。土壤鹽分隨著土壤水分的運動而遷移，在滴灌條件下，土壤鹽分運移受到滴頭流量、灌水量、灌水歷時、土壤質地和初始含水量的影響。在研究了膜下滴灌技術參數后，當滴頭流量大、超出點源人滲能力時，土壤表面將會積水，形成水平濕潤范圍大于垂直向下濕潤深度。這種情況下不利于鹽分向下移動，同時隨著灌水強度增加，人滲水分將在較大毛管中運動，不利于攜帶較多鹽分向深層遷移，降低了淋洗水效率。布設滴頭時，必須使濕潤體進行交替，故滴頭間距取計劃深度的2/3，即15-20cm較宜。研究了灌水頻率對膜下滴灌土壤水鹽分布和棉花生長的影響后，結果表明：在灌水量相同的情況下，高含鹽量土壤花鈴期高頻灌溉與低頻灌溉相比，棉花增產28%，而對于低鹽土，灌溉頻率對產量沒有顯著影響。研究了土壤質地對膜下滴灌鹽分的運移規律后，結果表明：土壤質地條件不同鹽分運移規律也是不相同的，壤土的棉田中鹽分分布在0-60cm土層呈逐漸增多趨勢，而在60-100cm土層呈逐漸減少趨勢。但在黏土中此規律則并不明顯。

2、長期應用膜下滴灌技術對環境的影響

如今，生態環境已經成為全球關注的重大問題，利用現有土地進行農業耕作、發展經濟，同時也要恢復綠洲是新疆發展農業應該遵循的原則。傳統的灌溉方法主要有渠灌和噴灌，雖然這些方法會造成水資源的大量浪費，但另一方面這種傳統方法的灌溉也使得許多水分滲入田邊的土壤中，為田邊的生態林提供了生存的水分。膜下滴灌作為新型的精準灌溉，沒有過多的水源浪費，使得田邊的生態林缺少水分，長此以往會造成生態林大面積退化，可將結余下來的水灌溉田邊的生態林和流域下游生態用水將會產生更大的生態效益和社會效益。

與常規灌溉相比，膜下滴灌棉花苗期進水早，蹲苗時間短，根系發育差，加上滴灌頻率高，導致根系生長量小且分布淺，80%以上的根系均集中在0-40cm土層內。根系總量少且深層土壤根系分布少，不利于棉花根系吸收深層土壤的水分和養分，是阻礙低產棉田產量提高的主要因素。此外，棉花根冠比過小，加上鹽漬化等外界因素的影響，導致根系對鉀的吸收量減少，在生育后期不能滿足蕾鈴發育需要，如管理不慎，會造成其抗旱性、抗倒伏性減弱，生理后期容易導致蕾鈴脫落和植株早衰現象的發生。一旦發生早衰，對棉花產量和品質的形成十分不利，輕度早衰常減產10%左右，重度早衰則可減產20%-50%，而且纖維品質指標也相應降低。

運用膜下滴灌技術很重要的一部分就是大量塑料膜的使用，覆膜具有顯著的增溫、保墑作用，可以大大提高農業用水效率，但由于目前使用的地膜屬于不可降解的材料，需要回收清理，但存在不能完全回收的問題，所以隨著膜下滴灌技術運用年限的增加，土壤中殘膜將會造成土壤污染。自20世紀70年代末，新疆便引進了棉花塑料地膜栽培技術，有報道指出，1980-2007年，新疆共使用地膜約145萬t，其中，2005年膜下滴灌面積達到175×104hm2，約占播種面積的40.3%。盡管采用人工和機械回收等措施，但由于地膜厚度小、強度弱，回收困難大，每年仍然有大量地膜殘留在土地中。同時由于殘膜降解速度極慢，阻礙棉花生長和產量提高。土壤中殘膜量與覆膜年限有關，覆膜年限越久，殘留量越高，污染越嚴重，連續覆膜10年和20年單種棉花棉田中地膜殘留量可分別達（259.7±36.78）kg/hm2和（307.9±35.84）kg/hm2，當土壤中殘膜量達75kg/hm2時，棉花單株鈴數即減少0.8-1.0個，導致棉花產量降低7.3%-21.6%，其危害程度不容小覷。以碎片形式大量存在于土壤中的殘膜會產生物理阻隔作用，導致土壤孔隙度下降、容重上升等土壤物理性質變化，從而破壞耕層土壤結構，導致爛種和爛芽率大幅度提高，根系生長受阻或畸變，不利于作物吸收土壤水分及養分，進而降低作物產量和品質。另外，殘膜還影響機械耕作，并可能導致水分難以下滲、鹽難以被向下淋洗，從而造成根系層土壤鹽堿化程度加重等危害。

3、結語

下滴灌技術使用以來，因為去除了排堿渠這種排鹽堿設施，使得土壤鹽分只進不出。雖然節省了水資源，可以把作物根區的鹽分淡化，但是這只是一種治標不治本的調節土壤鹽分分布的措施。有研究指出膜下滴灌條件下鹽分始終在農田累積，到一定程度容易在強烈蒸發或者灌溉措施不合理等條件下，通過毛管作用強烈地聚集在地表，造成嚴重的農田次生鹽漬化現象，嚴重影響棉田可持續發展。也有研究指出長期膜下滴灌條件下，土壤濕潤鋒處的鹽分不會長期積累，不可能造成土壤次生鹽，造成土壤次生鹽堿化的原因不是膜下滴灌技術本身，而是水質和不合理的灌溉制度。由于沒有完善的灌區水鹽監測和灌溉試驗網絡，無長系列的監測資料，目前研究成果還不能充分說明膜下滴灌技術應用后衍生問題的潛在威脅。時間可以證明一切，隨著膜下滴灌技術應用時間的推移，它所帶來的問題也將日益突出，孰對孰錯到時一目了然。

參考文獻：

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