干旱區(qū)長(zhǎng)期膜下滴灌農(nóng)田耕層土壤鹽分變化*

孟超然 顏 林 張書捷 危常州?

（1 石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院/新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子 832003）

（2 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師一四七團(tuán)，新疆石河子 832045）

（3 新疆農(nóng)墾科學(xué)院科技信息研究所，新疆石河子 832003）

干旱區(qū)長(zhǎng)期膜下滴灌農(nóng)田耕層土壤鹽分變化*

孟超然1顏 林2張書捷3危常州1?

（1 石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院/新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子 832003）

（2 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師一四七團(tuán)，新疆石河子 832045）

（3 新疆農(nóng)墾科學(xué)院科技信息研究所，新疆石河子 832003）

新疆地處干旱地區(qū)，水資源短缺，膜下滴灌作為有效的節(jié)水灌溉技術(shù)在新疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用。但新疆同時(shí)是鹽堿化普遍發(fā)生的地區(qū)，采用滴灌技術(shù)后，傳統(tǒng)灌溉的灌溉洗鹽過(guò)程隨之消失，且該地區(qū)灌溉水礦化度較高，對(duì)土壤鹽分有一定的補(bǔ)充作用，因此滴灌技術(shù)雖然節(jié)水增產(chǎn)效果明顯，但長(zhǎng)期滴灌可能導(dǎo)致土壤鹽分積累，降低土壤質(zhì)量。通過(guò)監(jiān)測(cè)一個(gè)長(zhǎng)期膜下滴灌、面積約為224 km2的農(nóng)場(chǎng)15a農(nóng)田土壤鹽分含量，對(duì)長(zhǎng)期膜下滴灌土壤鹽分含量的變化進(jìn)行研究，研究結(jié)果可為膜下滴灌土壤鹽分管理提供科學(xué)依據(jù)。以位于新疆北部瑪納斯河流域的新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師147團(tuán)農(nóng)田為研究對(duì)象，通過(guò)收集該團(tuán)場(chǎng)自1996年至2010年記錄的農(nóng)田耕層鹽分和養(yǎng)分指標(biāo)的分析數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)及地理信息系統(tǒng)技術(shù)，對(duì)不同滴灌年限下土壤耕層鹽分變異特征及土壤耕層鹽分與其他土壤指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行研究。研究表明：（1）在滴灌的第一個(gè)3年周期內(nèi)，土壤耕層鹽分平均含量從3.13 g kg-1降低至3.00 g kg-1，降幅達(dá)4.2%，但經(jīng)12年滴灌年限，土壤耕層鹽分從3.13 g kg-1升高至4.81 g kg-1，升高了53.7%；（2）在五個(gè)監(jiān)測(cè)周期（15 a）內(nèi)，土壤鹽分含量明顯上升，研究區(qū)土壤耕層鹽分含量集中分布在4～10 g kg-1，土壤耕層多為中度鹽化土和重度鹽化土；（3）長(zhǎng)期膜下滴灌導(dǎo)致土壤耕層鹽分發(fā)生重新分配，全團(tuán)范圍內(nèi)農(nóng)田鹽分含量分布接近正態(tài)分布。本研究條件下，長(zhǎng)期膜下滴灌會(huì)造成土壤耕層鹽分積累，滴灌水?dāng)y帶的鹽分對(duì)土壤鹽分有一定的補(bǔ)充作用；采用2～3年進(jìn)行一次大水洗鹽以及培肥土壤、提高土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)防止滴灌土壤積鹽具有重要作用。

長(zhǎng)期膜下滴灌；耕層土壤；鹽分含量；147團(tuán)

1996年新疆建設(shè)兵團(tuán)開(kāi)始試驗(yàn)?zāi)は碌喂嗉夹g(shù)，至1999年開(kāi)始大面積應(yīng)用，拉開(kāi)了膜下滴灌技術(shù)迅猛發(fā)展的序幕［1］。經(jīng)過(guò)多年的研究與實(shí)踐，膜下滴灌技術(shù)逐漸趨于成熟和完善，并成為了新疆地區(qū)采用面積最大的節(jié)水栽培技術(shù)［2］。膜下滴灌能在提高土地和水資源利用率的同時(shí)顯著提高作物產(chǎn)量。滴灌條件下與鹽分有關(guān)的增產(chǎn)機(jī)理為：以滴頭為圓心，形成一個(gè)直徑15～30 cm的淡化脫鹽區(qū)域，有利于作物生長(zhǎng)［3-4］。但由于滴灌技術(shù)理論上具有“淺灌、勤灌、濕潤(rùn)范圍小”的特點(diǎn)，與淹灌相比滴灌條件下沒(méi)有洗鹽過(guò)程，不能排除田間土壤鹽分［5］，而且新疆地區(qū)土壤母質(zhì)含鹽量高，加之灌溉水礦化度高，灌溉水蒸發(fā)和蒸騰后，其所含鹽分即留在土壤中，因此在沒(méi)有洗鹽過(guò)程存在時(shí)，灌溉對(duì)土壤鹽分可能有一定的補(bǔ)充作用。除此之外，由于西北地區(qū)蒸發(fā)量大而降水稀少的特征，土壤水分以向土壤上層運(yùn)動(dòng)為主［6］，在長(zhǎng)期滴灌條件下深層鹽分可能隨水分向土壤上層積累［7］。土壤鹽分是作物生長(zhǎng)的重大障礙因素［8］，因此研究長(zhǎng)期膜下滴灌土壤耕層鹽分積累對(duì)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)和掌握干旱區(qū)滴灌背景下耕地質(zhì)量和建立科學(xué)灌溉制度具有重要的意義。本研究以新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師147團(tuán)為樣本，分析從1996年至2010年0～20cm層土壤鹽分的時(shí)間和空間變異特征及其主要原因，闡明長(zhǎng)期膜下滴灌地區(qū)的土壤鹽分運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為土壤管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師147團(tuán)位于瑪納斯河流域中部、瑪納斯河?xùn)|側(cè)，處于天山北麓中段準(zhǔn)噶爾盆地南緣的山前沖積平原（圖1），南北長(zhǎng)26 km，東西寬8.5 km，總面積約224 km2。研究區(qū)自南向北地勢(shì)逐漸降低，地貌為山前傾斜平原沖洪積扇，坡降0.02%且穩(wěn)定。流域內(nèi)年均氣溫為5.2℃，極端最高氣溫為43℃，極端最低氣溫為-43.1℃，年降水量為100～200 mm，年均蒸發(fā)量為1500～2100 mm，無(wú)霜期為147～152 d，屬典型的溫帶大陸性干旱半干旱氣候。在自然條件下，轄區(qū)內(nèi)土壤淋溶和脫鹽過(guò)程十分微弱，土壤中的可溶性鹽形成大面積鹽土，其中以地下水位較高、地下水量較豐富，且流動(dòng)不暢的洪積沖積扇扇緣及沖積平原上部鹽漬化最嚴(yán)重［9］。

圖1 研究區(qū)地理位置圖Fig. 1 Geographical position of the study area

147團(tuán)位于天山北坡泉水溢出帶，地下水位埋深一般在6～8 m，土壤鹽分含量較高且鹽分類型復(fù)雜，有“北疆鹽堿土博物館”之稱。147團(tuán)成立以來(lái)，通過(guò)逐年開(kāi)墾，目前有耕地14×103hm2，通過(guò)大水洗鹽、排渠排鹽、有機(jī)質(zhì)改良、打破板結(jié)層等措施［10］，土壤鹽分逐年下降，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)步提高。該團(tuán)從1999年為節(jié)約水資源，從常規(guī)灌溉轉(zhuǎn)為膜下滴灌，棉花是147團(tuán)的主要作物，種植面積占總耕地面積的95%以上，全部實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)，100%實(shí)行膜下滴灌［11］。糧食作物主要為玉米，油料作物、甜菜、苜蓿等也有小面積種植。由于該團(tuán)土壤鹽分較重，團(tuán)場(chǎng)常年在秋季取土進(jìn)行土壤鹽分和氮磷鉀含量監(jiān)測(cè)。本研究利用團(tuán)場(chǎng)長(zhǎng)期鹽分監(jiān)測(cè)資料，分析常年滴灌農(nóng)田耕層土壤鹽分含量變化特征，為評(píng)價(jià)干旱區(qū)膜下滴灌土壤鹽分變化及準(zhǔn)確進(jìn)行土壤鹽分管理提供依據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)采集與處理

147團(tuán)農(nóng)科中心自1996年開(kāi)始采用三年一個(gè)周期對(duì)全團(tuán)所有農(nóng)田耕層土壤進(jìn)行樣品采集，并用殘?jiān)娓伞|(zhì)量法（水土比為5∶1）測(cè)定土壤水溶性鹽含量，用常規(guī)方法測(cè)定土壤pH及有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀含量，進(jìn)行長(zhǎng)期土壤養(yǎng)分和鹽分監(jiān)測(cè)。本研究根據(jù)1996—2010年的監(jiān)測(cè)結(jié)果，利用ArcView 3.3對(duì)全團(tuán)條田規(guī)劃利用現(xiàn)狀圖進(jìn)行數(shù)字化和唯一化編號(hào)，通過(guò)地址匹配的方法將各監(jiān)測(cè)周期土壤鹽分含量數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS系統(tǒng)。共得到1996—1998年（S1）、1999—2001年（S2）、2002—2004年（S3）、2005—2007年（S4）和2008—2010年（S5）5個(gè)周期15年的土壤耕層指標(biāo)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。其中S1為漫灌時(shí)期土壤鹽分含量，S2～S5為不同滴灌年限土壤鹽分含量。S1～S5樣本數(shù)量分別為354、291、284、255、199個(gè)，均在秋季進(jìn)行土壤樣品的采集。與漫灌相比，滴灌樣本數(shù)量逐周期減少，主要原因是采用滴灌后排堿渠等傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)設(shè)施廢棄，且將小條田合并為大田塊。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Office 工具Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理；Statistics 18.0對(duì)樣本數(shù)據(jù)作描述性統(tǒng)計(jì)分析；ArcView3.3進(jìn)行研究區(qū)和采樣點(diǎn)矢量地圖的制作；ArcMap10.2進(jìn)行插值分析、柵格運(yùn)算、空間分析及分布圖的制作。

2 結(jié) 果

2.1 土壤耕層鹽分統(tǒng)計(jì)特征

表1為土壤耕層鹽分的統(tǒng)計(jì)特征值，對(duì)比峰度系數(shù)與偏度系數(shù)可知S1～S5周期中土壤耕層鹽分含量均呈明顯的偏態(tài)分布；S4、S5周期土壤耕層鹽分含量平均值明顯高于S1、S2和S3，且除S2之外呈明顯的逐年增高趨勢(shì)；對(duì)五個(gè)周期鹽分含量平均值進(jìn)行多重比較發(fā)現(xiàn)，S1、S2、S3周期的土壤耕層鹽分含量無(wú)顯著差異，而S4與S5較S1、S2、S3土壤耕層鹽分含量顯著升高。隨著膜下滴灌年限延長(zhǎng)，土壤耕層鹽分含量的標(biāo)準(zhǔn)差明顯較大。S1～S5監(jiān)測(cè)周期內(nèi)土壤耕層鹽分含量的變異系數(shù)范圍為65.1%～85.2%，屬中等變異強(qiáng)度。峰度系數(shù)和偏度系數(shù)隨滴灌年限延長(zhǎng)逐步降低，顯示全團(tuán)土壤鹽分含量逐漸接近正態(tài)分布，且鹽分含量趨于平均分布。

2.2 不同監(jiān)測(cè)周期土壤鹽分含量及其分布

為了更直觀地反映整個(gè)147團(tuán)研究區(qū)域土壤耕層鹽分含量及其變化特征，利用GIS軟件ArcMap10.2進(jìn)行Kriging插值。參考石元春和辛德惠［12］制定的土壤鹽分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，鹽分含量≥10 g kg-1為鹽土、4～10 g kg-1為重度鹽化土、2～4 g kg-1為中度鹽化土、1～2 g kg-1為輕度鹽化土、＜1 g kg-1為非鹽化土，得到S1～S5土壤耕層鹽分含量分布圖（圖2）。

表1 147團(tuán)土壤耕層鹽分統(tǒng)計(jì)特征Table 1 Statistical characteristics of soil salinity in the plow layer of the farmland in Regiment 147

由圖2可知，干旱條件下，采用膜下滴灌技術(shù)土壤耕層存在明顯的鹽分積累現(xiàn)象。重度鹽化土在S1、S2周期主要分布在該團(tuán)東北部的3連、15連、20連，S3周期也出現(xiàn)在東南部的7連、8連、9連、11連，至S4、S5周期已廣泛分布在全團(tuán)大部分區(qū)域，S1～S4監(jiān)測(cè)周期內(nèi)不存在的鹽土和非鹽化土在S5周期也出現(xiàn)了。

圖2 147團(tuán)S1～S5土壤耕層鹽分含量空間分布Fig. 2 Distribution of soil salt content in the plow layer in Regiment 147 relative to monitoring period

表2 147團(tuán)S1～S5各級(jí)鹽分圖斑面積統(tǒng)計(jì)Table 2 Areas of salinity patches relative to salinity grade of Regiment 147 relative to monitoring period

利用ArcMap10.2空間分析工具，對(duì)各級(jí)鹽分圖斑面積及其所占比例進(jìn)行計(jì)算，得到表2結(jié)果。可以看出S1～S4周期中，中度鹽化土占據(jù)較大比例，分別為64.2%、83.8%、65.7%、60.4%，至S5周期，則是重度鹽化土所占比例最大，為62.1%。除S2周期外，重度鹽化土面積及其所占比例在S1～S5周期內(nèi)呈逐漸增大趨勢(shì)。

2.3 不同滴灌年限土壤耕層鹽分變化

利用ArcMap10.2柵格分析工具對(duì)膜下滴灌實(shí)施以來(lái)的四個(gè)監(jiān)測(cè)周期（S2～S5）與漫灌監(jiān)測(cè)周期（S1）土壤耕層鹽分含量進(jìn)行柵格減法運(yùn)算，規(guī)定結(jié)果≤-3、-3～-0.5、-0.5～0.5、0.5～3和≥3時(shí)分別為土壤耕層鹽分顯著降低、降低、持平、增高和顯著增高，得到不同滴灌年限下147團(tuán)土壤耕層鹽分含量的升降變化圖（圖3）。其中S2～S1為滴灌3年、S3～S1為滴灌6年、S4～S1為滴灌9年、S5～S1為滴灌12年。由圖可以看出，在滴灌3年時(shí)，研究區(qū)較大區(qū)域的土壤耕層鹽分含量呈降低趨勢(shì)，隨滴灌年限的增加，研究區(qū)土壤耕層鹽分含量增高的區(qū)域面積逐漸增大，至滴灌12年時(shí)，研究區(qū)大部分區(qū)域的土壤耕層鹽分含量均有增高趨勢(shì)。根據(jù)監(jiān)測(cè)周期內(nèi)土壤耕層鹽分統(tǒng)計(jì)特征值，可知在滴灌年限為3年、6年、9年和12年時(shí)，研究區(qū)土壤耕層鹽分含量的平均值分別增高了-4.2%、5.8%、21.1%和53.7%，呈明顯地隨滴灌年限增加而增大的趨勢(shì)。

圖3 不同滴灌年限下土壤耕層鹽分變化Fig. 3 Variation of soil salinity in the plow layer relative to drip-irrigation history

2.4 研究區(qū)土壤耕層鹽分局部動(dòng)態(tài)

根據(jù)已有的分區(qū)數(shù)據(jù)，利用ArcMap10.2的空間分析工具，以連隊(duì)為單位對(duì)Kriging插值結(jié)果進(jìn)行分區(qū)統(tǒng)計(jì)，得到147團(tuán)各連隊(duì)土壤耕層鹽分平均值在整個(gè)監(jiān)測(cè)周期和各滴灌年限的變化（表3）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大部分連隊(duì)五個(gè)監(jiān)測(cè)周期土壤耕層鹽分平均含量最大值出現(xiàn)在滴灌年限較長(zhǎng)的S4、S5周期，僅有14連出現(xiàn)在S1周期，這可能與局部作物類型不同有關(guān)。土壤耕層鹽分含量增高的連隊(duì)數(shù)在滴灌年限為3年、6年、9年、12年時(shí)分別為10、15、19、22，呈明顯地隨滴灌年限增加而增加的趨勢(shì)，土壤耕層鹽分含量增加的百分比也有同樣的變化趨勢(shì)。

2.5 土壤鹽分含量與土壤屬性的相關(guān)性

對(duì)S4～S5周期土壤鹽分含量與有機(jī)質(zhì)、堿解氮，速效磷、速效鉀含量及土壤pH等指標(biāo)之間的相關(guān)性進(jìn)行分析，得到表4的結(jié)果?？梢钥闯?，S4周期與土壤鹽分含量有顯著相關(guān)性的指標(biāo)分別為有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、pH，S5周期分別為堿解氮、速效鉀、pH。綜合兩周期檢驗(yàn)結(jié)果可知，耕層鹽分與速效鉀、堿解氮呈顯著正相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)性速效鉀＞堿解氮；耕層鹽分含量與pH呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。雖然這些指標(biāo)與土壤鹽分均有極顯著的相關(guān)性，但相關(guān)系數(shù)均較小，屬中或弱相關(guān)。

3 討 論

本研究中較長(zhǎng)（12 a）年限的滴灌造成147團(tuán)幾乎所有連隊(duì)土壤耕層鹽分含量明顯積累，與滴灌技術(shù)本身的固有特點(diǎn)及灌溉水性質(zhì)有關(guān)。147團(tuán)棉田平均灌溉定額約為5670 m3hm-2［13］，灌溉水礦化度約為0.4 g L-1，其中Na+、K+、Cl-等可駐留離子礦化度約為0.22 g L-1［14-15］，每年由灌溉水帶入土壤的鹽分離子量為1247 kg hm-2。本研究區(qū)如以每公頃農(nóng)田0～60 cm土層干土質(zhì)量為 7020 t，土壤初始鹽分含量為3.13 g kg-1（S1時(shí)期）計(jì)算，則每公頃農(nóng)田0～60 cm土層鹽分質(zhì)量為21973 kg，每年灌溉水帶入土壤的鹽分占比為5.6%，因此可以認(rèn)為灌溉水?dāng)y帶鹽分與長(zhǎng)期滴灌農(nóng)田耕層鹽分積累有關(guān)。也有研究［16］認(rèn)為，隨著滴灌年限增加，土壤耕層的鹽分含量降低，耕層以下的鹽分含量將逐步增加，但該研究只是對(duì)同一塊滴灌農(nóng)田進(jìn)行4a跟蹤監(jiān)測(cè)，滴灌年限較短。牟洪臣等［17］的研究也發(fā)

現(xiàn)，膜下滴灌技術(shù)使用初期可使土壤鹽分含量下降。本研究中147團(tuán)在滴灌初期（S2）出現(xiàn)土壤耕層鹽分含量的平均值及重度鹽化土面積的降低，也驗(yàn)證了這個(gè)觀點(diǎn)，說(shuō)明較短年限的膜下滴灌可以降低土壤耕層鹽分含量。

表3 147團(tuán)土壤耕層鹽分局部變化Table 3 Variation of soil salinity in the plow layer of certain parts of Regiment 147

表4 147團(tuán)土壤耕層指標(biāo)相關(guān)分析矩陣Table 4 Matrix of correlation coefficients between soil indices of the plow layer in Regiment 147

本研究發(fā)現(xiàn)147團(tuán)土壤耕層鹽分含量偏度系數(shù)和峰度系數(shù)均顯著降低，接近于正態(tài)分布，表明膜下滴灌條件下，土壤鹽分含量分布趨于平均?？赡苁潜镜貐^(qū)水資源大量開(kāi)采，導(dǎo)致地下潛水位降低，地下水補(bǔ)充鹽分作用微弱［18］，并且滴灌量較低，導(dǎo)致鹽分主要在土壤耕層遷移和重新分布［19］。由于資料局限，缺失20cm深度以下土壤鹽分含量數(shù)據(jù)，因此還需要對(duì)灌溉濕潤(rùn)鋒范圍內(nèi)的鹽分分布進(jìn)行細(xì)致地研究。

本研究中，耕層土壤鹽分含量與有機(jī)質(zhì)含量呈弱負(fù)相關(guān)，而與土壤pH呈極顯著負(fù)相關(guān)，反映了有機(jī)質(zhì)對(duì)改良鹽堿土的重要作用［20］，pH與土壤鹽分含量極顯著負(fù)相關(guān)，可能與化肥的長(zhǎng)期大量施用有關(guān)。土壤鹽分含量還與有效鉀含量呈極顯著正相關(guān)，反映了鉀既是養(yǎng)分元素又是鹽分元素的特征。土壤鹽分與有效磷含量幾乎無(wú)相關(guān)性，而與堿解氮含量顯著正相關(guān)，可能與本地氮肥用量較大有關(guān)，也可能與鹽分較重土壤作物吸收氮素?cái)?shù)量較低［21］而導(dǎo)致較大土壤氮?dú)埩粲嘘P(guān)。

鑒于本研究結(jié)果，滴灌雖然是一種節(jié)水灌溉技術(shù)且具有顯著增產(chǎn)作用，但是長(zhǎng)期滴灌仍然導(dǎo)致土壤耕層鹽分積累。因此為了保證土壤健康，在一定周期內(nèi)（如2～3年）進(jìn)行一次大水漫灌進(jìn)行土壤洗鹽非常必要。土壤有機(jī)質(zhì)含量與耕層鹽分含量呈負(fù)相關(guān)，滴灌背景下為了防止土壤積鹽和土壤退化，應(yīng)重視土壤培肥和有機(jī)肥施肥。

4 結(jié) 論

膜下滴灌在較短的滴灌年限內(nèi)可以降低土壤耕層鹽分含量，但長(zhǎng)期的膜下滴灌會(huì)造成土壤耕層鹽分積累；膜下滴灌是一種局部灌溉，長(zhǎng)期膜下滴灌（12a）導(dǎo)致土壤耕層鹽分積累，土壤耕層鹽分含量集中分布在4～10 g kg-1，土壤耕層多為中度鹽化土和重度鹽化土，長(zhǎng)期滴灌導(dǎo)致土壤鹽分分布趨于平均，鹽分含量分布從偏態(tài)分布接近于正態(tài)分布。

［1］ 馬英杰，何繼武，洪明，等. 新疆膜下滴灌技術(shù)發(fā)展過(guò)程及趨勢(shì)分析. 節(jié)水灌溉，2010（12）：87—89 Ma Y J，He J W，Hong M，et al. Development process and trend of drip-irrigation in Xinjiang（In Chinese）.Water Saving Irrigation，2010（12）：87—89

［2］ 顧烈烽. 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)棉花膜下滴灌技術(shù)的形成與發(fā)展. 節(jié)水灌溉，2003（1）：27—29 Gu L F. Formation and development of mulched drip irrigation for cotton in Xinjiang Production and Construction Group（In Chinese）. Water Saving Irrigation，2003（1）：27—29

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Variation of Soil Salinity in Plow Layer of Farmlands under Long-term Mulched Drip Irrigation in Arid Region

MENG Chaoran1YAN Lin2ZHANG Shujie3WEI Changzhou1?
（1 College of Agronomy，Shihezi University/Key Laboratory of Oasis Ecological Agriculture，Xinjiang Production and Construction Group，Shihezi，Xinjiang 832003，China）
（2 The 147th Farms，Xinjiang Production and Construction Group，Shihezi，Xinjiang 832045，China）
（3 Research Institute of Technology and Information，Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science，Shihezi，Xinjiang 832003，China）

【Objective】In Xinjiang，an arid region，water scarcity has promoted extensive use of drip irrigation under plastic film mulch in agricultural production as an effective water-saving technique in this region. However，Xinjiang is also a region where soil salinization is common. With the extensive replacement of conventional irrigation with drip irrigation，the benefit of the former washing salts off the soil disappeared.Moreover，the irrigation water in this region is quite high in mineralization and ready to supply the soil with salt. So，although the effect of drip irrigation saving water and increasing yield is quite obvious，long-term adoption of the technique may lead to salt accumulation in the soil，thus lowering soil quality. This paper is oriented to explore impacts of 15-year long-term drip irrigation on soil salinity or soil salt content of the field in an attempt to provide certain scientific basis for management of soil salt under mulched drip irrigation in this region.【Method】A tract of farmland，around 224 km2in area was delineated in Regiment 147，Division Eight of the Xinjiang Production and Construction Corp，in the Manas River Basin，North Xinjiang for the study. The data of salt contents and soil available nutrient contents in the plow layer accumulated during the years from 1996 to 2010 of the tract of farmland were analyzed statistically with the aid of GIS technology to characterize variation of soil salt in the plow layer and relationship between soil salt and other soil indices in the plow layer relative to irrigation history.【Result】Results show：（1）soil salt content in the plow layer decreased from 3.13 g kg-1to 3.00 g kg-1or by 4.2% in the first 3 years of drip irrigation，but it rose back up to 4.81 g kg-1or 53.7% at the end of the study；（2）after 15 years of drip irrigation，soil salt content in the plow layer of the study region increased significantly，varying mainly in the range of 4～10 g kg-1，and a large proportion of the plow layer soil could be sorted as moderately or heavily salinized soil；and（3）long-term mulched drip irrigation in the arid region led to redistribution of soil salt in the plow layer，approaching to normal distribution in the scope of the regiment as a whole.【Conclusion】Under the condition of the study，long-term mulched drip irrigation has led to salt accumulation in the plow layer，because the water used in drip irrigation carries some salt，which may serve as supplement to soil salinity.It is，therefore，recommended to flood the field to wash soil salt off every two or three years in areas under long-term mulched drip irrigation，and to build up soil fertility and soil organic matter content，which may play a positive role in controlling soil salt accumulation due to drip irrigation in this region.

Long-Term mulched drip irrigation；Soil plow layer；Soil salt content；Regiment 147

S156.4+1

A

10.11766/trxb201704270601

* 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFD0201808）、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31471947）資助 Supported by the National Key Research and Development Program of China（No. 2017YFD0201808），the National Natural Science Foundation of China（No.31471947）

? 通訊作者 Corresponding author，E-mail：czwei@shzu.edu.cn

孟超然（1990—），男，河南開(kāi)封人，碩士研究生，主要從事新型肥料與現(xiàn)代施肥技術(shù)研究。E-mail：chaoranmeng@163.com

2017-04-27；

2017-07-01；優(yōu)先數(shù)字出版日期（www.cnki.net）：2017-07-25