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膜下滴灌棉田水盐平衡及淋盐需水量研究

闫映宇  
【摘要】: 滴灌一般不产生深层渗透,难以利用灌溉水淋洗盐分,盐分仅在土体中转移而无法消除。基于绿洲灌区农业的可持续发展考虑,长期采用膜下滴灌可能会存在潜在的生态风险。因此膜下滴灌水盐平衡关系与淋盐水量定量化研究已成为绿洲区农业可持续发展的研究重点与热点问题。 本文首先从农田水盐运移特性、水盐模型及水盐平衡、淋盐水量等方面分析了膜下滴灌水盐动态及平衡的研究现状。发现膜下滴灌条件下,土壤盐分呈逐渐积累的趋势;缺乏对滴灌条件下淋盐方式、淋盐水量及膜下滴灌技术的适宜性评价研究。为此,通过三年膜下滴灌田间试验,从水盐动态及平衡,棉花根系、地上部生物量累积对水分的响应入手,分析了膜下滴灌节水效果、淋盐效果、棉花耐盐指标及膜下滴灌技术的适宜性。 对膜下滴灌棉田水分动态及平衡的研究表明:土壤水分的水平分布表现为宽行窄行膜间。垂直方向,滴灌只能影响0-100 cm的土壤含水量,而100 cm以下基本相同。在3926-4265 m~3/hm~2滴灌量下,湿润峰可达100 cm,2947-3600 m~3/hm~2滴灌量下,湿润峰可达60 cm,而2618 m~3/hm~2滴灌量下,湿润峰只能达到40 cm深度。南疆膜下滴灌棉花生育期需水量543.2 mm。苗期最小,占生育期总需水量的10.0 %;花铃期最大,占53.0 %;蕾期占15.4 %;吐絮期占21.6 %。休闲期耗水量238.1 mm。计算得出最佳耗水区间为506.0-536.7 mm。滴溉量达3464 m~3/hm~2时,棉花产量最高为6361 kg/ hm2。 膜下滴灌棉花根系、地上部生物量及产量对水分响应的研究发现:各水分处理棉花根系主要分布在膜下,占根系总生物量的60.7 %-73.5 %,而膜间仅占39.4 %-26.6 %。水分亏缺可以增加根系下扎深度及根系水平分布范围。膜下距离棉株24.1 cm,12.9 cm深度处,棉花根长密度最大为26.5 mm/cm3。水分过量处理(4265 m~3·hm~(-2))的棉花株高、倒四叶宽、果枝数、蕾数均增加,干物质积累速率加快,根冠比及干物质在营养器官中的分配比例增大,生物产量提高。但同时蕾铃脱落率也增加,经济产量降低。3600 m~3/hm~2滴灌量下,棉花干物质在不同器官及生育期的累积与分配最合理,可以获得高产。对膜下滴灌棉田土壤盐分分布特征及平衡的研究表明:土壤盐分呈“Y”状的空间分布特征。膜下土壤盐分含量小于膜间,呈“两头小、中间大”的分布,而膜间从下层到表层呈逐渐增大的趋势。随滴灌量增加,膜下土壤盐分峰值位置下移。滴灌结束后,膜下0-60及0-100 cm土壤平均含盐量均减小,脱盐率随滴灌量增大而增加。0-60 cm土层脱盐率在6.0 %到34.8 %;而膜间土壤积盐,积盐程度随滴灌量减小而增大。随滴灌年限增加,0-60 cm土壤含盐量逐年增加。在综合分析膜下滴灌的土壤盐分分布特征、淋盐效果及棉花耐盐性的基础上,建立了基于水盐平衡的“测盐配方”淋盐水量估算模型。并通过该模型估算了淋盐水量。初步确立了膜下滴灌的适宜性评价指标。


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