采用智能化噴灌抑制園林綠地返鹽效果的研究

陳慶斌 安林 魏立穎

摘要：以天津市港城大道園林綠地土壤為研究對象，研究不同灌水量情況下，采用智能化噴灌對鹽堿地返鹽的抑制作用，并提出抑制園林綠地土壤返鹽的建議。結果表明，采用智能化噴灌在2.7 mm/d的灌水條件下，0-20 cm的水溶性鹽含量整體呈下降趨勢，降鹽率為16.1%，并能較好地抑制表層土壤返鹽。同時，節水效果最佳，澆水成本最低。

關鍵詞：智能化噴灌;返鹽;園林綠地

中圖分類號：S275.5

文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114[ 2020） 20-0105-03

DOl：10.1408 8/j .cnki.issn0439-8114.2020.20.023

在自然狀態下，園林綠地土體中鹽分垂直運行的主體方向是趨向地表，特別是春季干旱季節，表層土壤很容易形成鹽漬化[1]。以往研究中，常采用地面漫灌的方式降低土壤鹽分[2]，漫灌方式下的土壤，表土層鹽分含量有所下降。但這一方式，隨著溫度的升高，灌溉后土壤水將強烈上行運動，易于出現地表復鹽現象[3]。地面漫灌是園林綠化中重要的灌溉方式[4]，但隨著中國的經濟發展水平越來越高，城市化水平也越來越高[5]，中國已將節水灌溉技術應用于園林綠化中[4，6]。有研究指出，噴灌洗鹽較地面漫灌洗鹽能節省2/3的水量[7]，其優點是用水少、灌水均勻度高，灌水時間和灌水量可控性好，對土壤結構影響小[8]。與地面漫灌相比，能達到同樣的淋洗效果[9]。

研究者采用噴灌的方式研究土壤水鹽運移特征，考察了鹽分的淋洗效果[4，7，9]。鹽分淋洗效率除受灌水方式影響外，還與灌水頻率和灌水量密切相關[10]。郭路利等[2]進行了灌水定額、灌水頻率對非生育期棉田返鹽效果的試驗，指出在相同灌水量條件下，不同頻率的灌水洗鹽比一次性灌水洗鹽效果明顯，會更好地抑制返鹽現象。在不同的灌水定額下，隨著灌水量的增加，洗鹽率逐漸升高，返鹽率逐漸降低[11]。

鹽堿地深層的鹽分為被水溶解后，因毛細管作用而上升到土壤表面，嚴重時形成一層白色結晶。天津市大量分布著鹽堿土，抑制春秋季節的土壤返鹽，關系到園林植物能否正常生長。本試驗以天津市空港經濟區港城大道園林綠地土壤為研究對象，采用智能化噴灌的澆水方式，研究與常規養護相比，不同灌水量對土壤水溶性鹽總量、pH的淋洗效果，確定抑制土壤返鹽的最佳灌水量，為采用智能化噴灌的園林綠地養護提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點基本情況

天津市空港經濟區港城大道綠化帶（39°7' 14”N，117°26'49”E）修建于2012年，種植太陽李、海棠、金葉槐、龍柏等，草坪為早熟禾。2018年4月將綠化帶灌溉管網進行提升改造，安裝智能化節水灌溉系統，依托物聯網技術，通過電腦端或手機端即可控制噴灌的開啟及開啟時長。噴頭型號為雨鳥1804-18van，半圓狀噴灑，設計流量為0.6m3/h（圖1）。

1.2 測定方法

土壤水溶性鹽總量采用5：1水土比重量法測定，pH采用2.5：1水土比懸濁液酸度計測定。

1.3 試驗設計

1.3.1 試驗區域劃分根據現場情況，選擇港城大道北側綠化帶為試驗區域，每個處理及對照長度為50 m，寬度9m，共設8個小區，每個小區內均有獨立電磁閥控制本小區噴灌開關（圖2）。結合蔣庭菲等[12]的研究，北京地區4月草坪每日平均需水量約為2.7 mm。因此，本試驗設置3組處理：處理1為2.0 mm/d，處理2為2.7 mm/d，處理3為3.4 mm/d。1組對照，對照及處理各重復2次。

1.3.2 測量噴頭出水流量隨機選擇5個噴頭，用塑料袋罩住噴頭，打開噴頭開關，讓噴出的水全部流人塑料袋中，確保不漏水，噴頭開啟1 min后關閉，將塑料袋內接的水無損轉移至量筒內，測得水量，計算得出噴頭出水量（ m3/h）。實際測得噴頭流量為0.4 m3/h。根據此流量，以確定每個處理噴頭開啟的時長。

1.3.3 澆水及取樣本試驗自3月28日起至5月6日結束。采用智能化噴灌澆水方式，在手機APP內設置好參數，噴頭可自動開啟及關閉。處理1噴頭開啟時長為35 min，處理2噴頭開啟時長為46min，處理3噴頭開啟時長為58 min。3組處理每4d澆水1次，對照按照養護標準每7d常規澆水1次。對照及處理取樣深度分別為0-20 cm和20-40cm，每個土壤樣品由3個取樣點混合而成。測定土壤水溶性鹽總量、pH。

2 結果與分析

2.1 不同灌水量下土壤水溶性鹽含量

圖3對比了不同灌水量（CK，2.0、2.7、3.4 mm/d）下0-20 cm土壤中的水溶性鹽含量。由圖3可以看出，隨著灌水量的增加，除CK外，各處理的水溶性鹽含量整體均呈下降趨勢并趨于穩定，處理1水溶性鹽含量由3.59 g/kg降至3.05 g/kg，降鹽率為15.1%;處理2水溶性鹽含量由3.48 g/kg降至2.92g/kg，降鹽率為16.1%;處理3水溶性鹽含量由3.36g/kg降至2.90 g/kg，降鹽率為13.7%。說明智能化噴灌方式可有效降低土壤鹽分。4月26日的土壤檢測結果發現，CK水溶性鹽含量由3.27 g/kg上升至3.53 g/kg，有返鹽現象出現，5月1日降雨，鹽分又有所下降。處理2和處理3鹽分降至3.0 g/kg以下，呈持續下降趨勢，說明這2個處理能有效地抑制返鹽，處理2降鹽效果最佳。

圖4對比了不同灌水量（CK，2.0、2.7、3.4 mm/d）下20-40 cm土壤中的水溶性鹽含量，整體呈先降低再升高再降低的趨勢。在澆水初期鹽分有所下降，但4月12日和4月19日的檢測結果發現，隨著時間的推移，鹽分又有所上升，CK鹽分上升最為明顯，4月26日檢測值達到最高，為3.61g/kg。4月26日以后鹽分又逐步下降，處理2與處理3后期水溶性鹽含量較為接近，由試驗最初的3.4 g/kg降至3.0 g/kg。2.2不同灌水量下土壤pH的變化

圖5對比了不同灌水量下0-20 cm土壤pH的變化，0-20 cm土壤pH總體呈先升高再降低再升高的趨勢，CK的pH最大值為8.43，最小值為8.28;處理l的pH最大值為8.40，最小值為8.32;處理2的pH最大值為8.43，最小值為8.33;處理3的pH最大值為8.43，最小值為8.35。

圖6對比了不同灌水量下20-40 cm土壤pH的變化，20-40 cm土壤pH總體呈上升趨勢，CK的pH由8.29上升至8.80，處理l的pH由8.49上升至8.65，處理2的pH由8.62上升至8.75，處理3的pH由8.54上升至8.91。

3 小結

1）在不同灌水量條件下，0-20 cm土壤的水溶性鹽含量整體呈下降趨勢，2.7、3.4 mm/d澆水量情況下，鹽分下降至2.90 g/kg左右并趨于穩定，并能較好地抑制返鹽。處理2降鹽率最大，達16.1%。考慮到降鹽效果及用水成本，澆水量為2.7 mm/d時降鹽效果最好，且用水量少，成本最低。

2）在本試驗灌水量條件下，對20-40 cm土壤的降鹽作用不明顯，并在試驗中后期有返鹽的情況出現，0-20 cm土壤的降鹽效果優于20-40 cm土壤。

3）在本試驗灌水量條件下對pH無明顯降低作用，而且隨著氣溫的上升，pH總體有上升趨勢，20-40 cm土壤pH上升趨勢明顯。

4）本試驗采用智能化噴灌系統，通過互聯網對灌溉系統遠程化控制，實現了園林灌溉的自動化、智能化和精準化，降低了人工成本和管理成本，節水節能效果顯著，實現了精準灌溉。

4 減少土壤返鹽的建議

1）合理安排用水。在土壤含鹽量較高的地區，為防止鹽分在植物主要根系分布層積累，用灌溉的方法來調節鹽分是非常重要的。要做到“凍水打透，春水給夠”，指的是在冬春2個返鹽季節中適時、適量進行灌溉，達到對土壤鹽分的調控。一般打凍水的時間從霜降后根據墑情就可以陸續開始，春季澆返青水從3月上旬開始，連續2-3次澆透水。

2）科學施肥。苗木移栽后易受鹽堿危害，如施肥不當，會加速苗木死亡。生產過程中增施有機肥，增加土壤對鹽分的緩沖能力。尿素在分解時造成局部強堿性反應，所以施肥應以施用有機肥料為主，最好不用尿素[13]。施肥方法上要掌握少量多次，隨水追施[14]。

3）合理排鹽設計。暗管排鹽是鹽堿土降鹽的主要方式。華北地區的調查研究表明，沙壤土和輕壤土，毛管水上升較高，水量大，容易返鹽。在一定條件下，地下水礦化度越高，土壤表層也易積鹽[15]。因此，在園林工程之初進行暗管排鹽設計時，必須進行全面分析，合理設計暗管埋深和間距。

4）中耕松土，切斷土壤毛細管，使鹽分不能上升到土表。鏟除積鹽較多的表土或以客土壓鹽，也可暫時緩解土壤的表層積鹽。

參考文獻：

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[15]劉先覺，郭育文.天津園林綠化技術[M].天津：天津科學技術出版社，2009.

作者簡介：陳慶斌（1986-），男，天津人，副高級工程師，主要從事土壤退化研究及治理T作，（電話）022-58883604（電子信箱）chenqingbin0820@126.com。