灌溉量和壟高對次生鹽漬地玉米土壤水鹽運移變化及產量的影響

摘要：為探究寧夏揚黃灌區因多年地面灌溉引起的地下水位上升、次生鹽漬化突顯等難題，本試驗以寧夏紅寺堡移民區為研究點，選定典型試驗區域開展定位試驗監測，設置高效滴灌下不同灌溉量（2 160、2 700 m3·hm-2和3 240 m3·hm-2）和起壟高度（20、30 cm和40 cm）2個因素3個水平，通過大田試驗研究不同組合處理下的次生鹽漬地水鹽運移變化規律以及其對玉米生長指標、產量和水分利用效率的影響。結果表明，灌水定額一定時，隨壟高增加，0-60 cm土層含水率逐漸降低；相同壟高下，隨灌水定額增大，各土層含水率逐漸增加，并且深土層明顯高于淺土層。壟作滴灌可以有效降低壟上土壤鹽分含量，而各處理土壤深層均不同程度積鹽，其中T9處理（3240 m3·hn-2和40 cm組合）40-60 cm土層積鹽最明顯。T6處理（2 700m3·hm-2和40 cm組合）各項生長指標及產量均優于其他各處理，產量達6 597.15 kg·hm-2，T5（2 700 m3·hm-2和30 cm組合）水分利用效率最高，達到1.53 kg·m-3，通過回歸分析發現，玉米產量最大值時和水分利用效率（WUE）最大值時的灌水量和壟高值不同，進一步利用空間分析方法得出，灌水量2685-2 730 m3·hm-2和壟高36～39 cm時，玉米產量、WUE均達最大值的90％以上。

關鍵詞：次生鹽漬地；灌溉量；壟高；水鹽運移；揚黃灌區；玉米

中圖分類號：S513 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2024）09-0149-08

寧夏揚黃灌區地處干旱半干旱地帶，降雨稀少、蒸發強烈、風大沙多，生態環境十分脆弱。盡管灌區耕作歷史悠久，灌排系統基本配套完善，但地勢低平、排水不暢、地下水位較高等因素導致的土壤鹽漬化問題日益凸顯且不斷惡化，已經嚴重制約該地區生態系統的穩定和農業的可持續發展。紅寺堡灌區的主要成土母質為沖積物和洪積沖積物，其沉積層次明顯，土壤質地以中壤和重壤為主。在開發之前，該灌區并未存在土壤鹽漬化問題，然而，由于不合理的灌溉方式以及復雜的地形和土壤結構，特別是不同部位存在著多層黏重土壤，導致出現土壤鹽漬化問題，屬于灌溉型次生鹽漬化。因此改良鹽堿地對于保障區域耕地面積、提升耕地質量、增強農業綜合生產能力以及保障糧食安全具有重要意義。

目前，鹽堿地改良研究已經取得一定進展，研究者們已采用涵蓋降低土壤鹽分、增加土壤有機質、減少表層土壤蒸發等多種改良措施，或可分為工程措施、物理措施、生物措施和化學措施等。在這些研究中，灌水洗鹽被認為是排水改良地區治理鹽堿地的有效措施之一，而灌溉水量則為田間水鹽分布的重要影響因素之一。然而，過小的灌水定額可能無法有效淋洗鹽分，而過大的灌水定額則會加劇土壤次生鹽漬化問題。因此，確定適宜的灌水定額對于水資源的合理利用、鹽堿地改良以及提高作物產量至關重要。相關研究發現，黃河下游鹽堿地的灌水定額為780-990 m3·hm2時，既能有效增加土壤含水率，又能減少土壤含鹽量，是灌區理想的水鹽調控灌水定額；土壤脫鹽程度隨灌水量增加越來越大，隨暗管埋深的增加，土壤脫鹽效果也更加顯著。研究者們發現，通過溝壟改良鹽堿地的方法是可行的；未灌溉條件下，壟的含鹽量逐漸增加，而溝的含鹽量逐漸減小：而灌溉條件下，壟在灌溉后迅速積鹽，通常在5-7 d內達到峰值，溝內表層的脫鹽效果明顯，然而深層含鹽量有所上升，而后鹽分逐漸向表層積累；起壟種植相對于平作對紫穗槐生長具有顯著影響，同時9750 m3·hm-2被認為是最優灌溉定額；滴灌條件下起壟溝播水分入滲深度和鹽分淋洗深度均明顯大于常規平播，起壟溝播膜下土壤（0-20 cm）溶液電導率明顯低于常規平播。

綜上所述，前人關于種植方式（起壟、平播）與灌水定額對耕作層土壤水鹽運移的影響進行了深入研究，而壟高對土壤水鹽運移、作物生長及產量影響的相關報道較少，并且關于灌水量與壟高結合對水鹽運移、作物生長影響的系統研究尚不充分。因此，本研究將灌水量與壟高結合，設置不同壟高與不同灌水量處理開展大田試驗，旨在探究其對土壤水鹽運移及作物生長的影響，以便為揚黃灌區壟作種植和鹽堿地的改良利用提供理論依據和技術參考。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗地位于寧夏紅寺堡移民區豹子灘村國家重點研發項目核心試驗區，屬典型的干旱大陸性氣候，多年平均蒸發量為1370 mm，年平均降水量為251.0 mm，多年平均日照為3 024 h，年平均氣溫為8.6℃，多年平均風速為3.7 m·s-1，最大凍土深度為1.37 m。試驗地土壤多為重砂壤土（國際制），人滲能力較強。處理前0～100 cm土層土壤基本理化性質：土壤容重均值為1.22g·cm-3，田間持水率為31.56％（質量含水率），土壤有機質含量為7.72 mg·kg-1、全氮0.54 g.kg-1、全磷0.79 g·kg-1、全鉀14.07 g·kg-1，全鹽為0.24g·kg-1。2023年4-10月在該試驗地選取次生鹽漬化耕地進行大田試驗。