喷滴灌对土壤主要理化性状的影响研究.pdf

摘要 喷、滴灌作为先进的灌水技术在全世界范围内得到广泛的应用。但是喷灌雨 滴打击土壤表面，对表层土壤结构产生明显的影响；喷灌土壤水分的运动和分布 不同于传统灌溉方式，喷灌参数对土壤水分的分布也产生重要的影响，从而影响 土壤硝态氮的运移和分布。研究喷灌条件下表层土壤孔隙的变化以及土壤硝态氮 的运动和分布，可以为揭示喷灌的节水增产机理提供科学依据。滴灌条件下的水 盐调控是咸水灌溉和盐碱地开发利用的关键，在地下水浅埋区，利用滴灌技术进 行咸水灌溉和次生盐渍化的防治对该地区具有重要的意义。 通过田间试验和综合分析以往研究结果，研究了喷灌对表层土壤孔隙、土壤 硝态氮分布的影响，地下水浅埋区滴灌水盐调控对作物、土壤水分、土壤盐分等 的影响以及不同滴灌水量对土壤水分、土壤盐分分布的影响。得出以下主要结论： （1）灌溉方式和喷灌操作参数都是影响土壤孔隙的重要因素。喷灌条件下 表层土壤总孔隙度、空气孔隙度、长方形孔隙度要大于地面灌溉，毛管孔隙度、 圆形和不规则孔隙度要小于地面灌溉条件下。在裸地条件下，随喷灌强度、喷灌 雨滴直径或喷灌水量的增加，表层土壤总孔隙度、空气孔隙度和长方形孔隙度都 具有相似的降低趋势和方式，与喷灌强度、喷灌雨滴直径和喷灌水量之间的关系 可分别表示为幂函数、指数函数和对数函数关系。毛管孔隙、圆形和不规则孔隙 没有明显的变化趋势。长方形孔隙和大孔隙的减少是总土壤孔隙度减少的主要原 因。 （2 ）喷灌条件下土壤硝态氮的分布受到土壤水分运动和分布的影响，但土 壤硝态氮的分布相对于土壤水分的分布具有一定的滞后性。与地面灌溉相比，喷 灌条件下灌溉水和土壤硝态氮含量峰值分布比地面灌溉条件下要浅，而且含量也 要明显小于地面灌溉条件下。在喷灌的操作参数中，喷灌水量和喷灌强度对表面 施肥后的土壤硝态氮变化影响较大，土壤硝态氮运移深度随灌水量的增加而增 加，增加幅度随土壤深度的增加逐渐减小；土壤硝态氮含量增加的土壤深度和增 加量随喷灌强度先增加然后减少，在喷灌强度为 10.0～15.0 mm/h 时最大，土壤 硝态氮增加的土壤深度有随喷灌雨滴直径的增加而增加的趋势，但表层土壤硝态 氮的增加量有随喷灌雨滴直径增加而减小的趋势。 （3 ）在“咸水滴灌+高垄+覆膜”模式下，土壤水分主要受到灌溉水量的影 i 响，以及由此引起的作物耗水及地下水位的变化。随着土壤基质势控制水平的降 低，滴灌水量降低。利用咸水滴灌二年栽植枸杞，在垄上各处理土壤盐分都有一 定的增加。当土壤基质势控制水平较高时（-10kPa 和-20kPa ），土壤盐分有远离 滴头的趋势，当土壤基质势控制水平较低时（-30～-50kPa ），土壤盐分有向滴头 靠近的趋势。在垄沟内，各处理与处理前相比土壤总含盐量都减小，减小幅度有 随土壤基质势控制水平的降低而增加的趋势。 （4 ）在“咸水滴灌+高垄+覆膜”模式下，栽植二年枸杞的株高、冠径、植 株茎粗和新枝长随土壤基质势的变化没有明显的规律性变化，枸杞干重产量随土 壤基质势控制水平的降低而降低，灌溉水利用效率随着基质势控制的降低先增 加，后降低，在-35kPa 左右时最大。从节水的角度讲，土壤基质势控制在-35kPa 左右时效果最好。 （5 ）在地下水浅埋区土壤水分明显受到地下水的影响，起垄后相当于降低 了地下水位。在“咸水滴灌+高垄”模式下，滴灌土壤水分的垂直分布要明显大 于水平分布，各处理在垂直方向上土壤水分的分布没有明显差异，在水平方向上 随着滴灌水量的增加量滴头附近土壤含水量和高含水量区域都有增加的趋势。土 壤盐分减小的区域随着滴灌水量的增加而增加，但盐分在垄坡面的累积也随着滴 灌水量的增加而增加。对土壤中盐分的淋洗使得不管灌水量大小总能在滴头附近 形成一定大小的低盐区，滴灌水量的大小关系到低盐区的大小和盐分在垄坡面和 下层中的累积。综合考虑土壤剖面盐分的淋洗和减少土壤盐分在剖面的累积，在 高垄咸水滴灌条件下一次滴灌水量为 20 mm 最好。 （6 ）水盐调控影响盐分离子在剖面的含量，但各盐分离子在土壤剖面中的 + - 分布规律主要与盐分离子本身的性质有关，Na 和Cl 离子主要分布在湿润体的边 缘，SO 2- 2+ 2+ +