暗管排水條件下春灌定額對土壤水鹽運移規(guī)律的影響

竇 旭 史海濱 李瑞平 苗慶豐 田 峰 于丹丹

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院， 呼和浩特 010018；2.高效節(jié)水技術(shù)裝備與水土環(huán)境效應(yīng)內(nèi)蒙古工程研究中心， 呼和浩特 010018)

0 引言

河套灌區(qū)作為我國重要的糧食產(chǎn)區(qū)，自20世紀(jì)90年代開始，通過節(jié)水灌溉技術(shù)的創(chuàng)新、實踐和規(guī)模化應(yīng)用，克服了資源稟賦的不足，充分發(fā)揮了自身的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特色[1-2]。河套灌區(qū)降水稀少、蒸發(fā)強烈、地下水礦化度高，水資源短缺和土壤鹽漬化是制約該地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素[3]。節(jié)水控鹽對治理鹽漬化土壤具有較強的抗性，對于農(nóng)業(yè)具有節(jié)水、增產(chǎn)的作用，暗管排水技術(shù)能較好地解決這一問題，該技術(shù)能夠利用相對較少的灌溉水量淋洗出更多的鹽分[4-5]。河套灌區(qū)耕地中約有68.65%的土壤存在不同程度的土壤鹽漬化[6]，因此如何進(jìn)行水鹽調(diào)控對灌區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

暗管排水占地少、污染小、壽命長、無坍塌和長草問題，易于管理，節(jié)省勞力，土方工程量少，運行維護方便和便于機械化施工等，在國內(nèi)外鹽漬化土壤治理中應(yīng)用越來越普遍[7-9]。MORENO 等[10]研究表明，暗管排水能較好地將土壤鹽分排出土壤，同時可以提高作物產(chǎn)量；ABDEL-DAYEM等[11]研究表明，暗管排水能夠顯著降低土壤鹽分，如果想獲得最佳脫鹽率，必須去除土壤鹽結(jié)皮；JAFARI-TALUKOLAEE等[12]研究表明，暗管埋深、間距的不同對土壤排鹽效果有顯著差異，隨著排水間距和深度的增加，水稻和油菜的產(chǎn)量增加；SIYAL等[13]利用HYDRUS-2D和HYDRUS-3D模型對不同土壤質(zhì)地、土壤排水深度和土壤深度的剖面鹽分淋溶進(jìn)行了模擬。近年來，國內(nèi)也有許多學(xué)者對暗管排水進(jìn)行了研究，LUO等[14]根據(jù)天氣和土壤資料，研究了暗管排水條件下DRAINMOD模型輸入不同蒸散發(fā)(ET)對作物產(chǎn)量和排水量的影響；王振華等[15]研究表明，采用暗管排水技術(shù)配合滴灌淋洗，農(nóng)田土壤鹽分得到實質(zhì)性改善，2次灌水后，暗管排水階段性改良效果明顯；張金龍等[16]對暗管排水條件下濱海鹽土漫灌淋洗水鹽時空變化特征進(jìn)行了模擬研究。另外，相關(guān)學(xué)者還對土壤養(yǎng)分運移[17-18]、土壤理化性質(zhì)[19-20]、控制地下水埋深和排水量[21-22]、農(nóng)作物生長和產(chǎn)量影響[23-24]等進(jìn)行了研究。河套灌區(qū)長期大規(guī)模使用暗管排水是否會導(dǎo)致一些新的農(nóng)業(yè)環(huán)境問題，還有待進(jìn)一步研究。

目前，灌區(qū)推廣應(yīng)用春季灌溉淋洗，春灌具有水分利用和淋洗效率高的特點，適于種植向日葵等播種時間較晚的作物，但春灌定額較大。本研究重點探討河套灌區(qū)暗管排水條件下不同春灌灌水量對土壤水鹽運移規(guī)律的影響，進(jìn)一步分析土壤脫鹽率、離子含量變化情況，以及對作物產(chǎn)量和水分利用效率等方面的影響，系統(tǒng)分析不同調(diào)控措施的應(yīng)用，以尋求暗管排水條件下的最佳春灌定額，實現(xiàn)節(jié)水控鹽的目標(biāo)，保持控鹽與保墑之間的平衡，提高排鹽效率和灌溉水利用效率，為灌區(qū)科學(xué)制定鹽漬化土壤合理的春灌節(jié)水控鹽灌溉制度提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2019年4—10月在烏拉特灌域進(jìn)行，位于內(nèi)蒙古河套灌區(qū)下游烏拉特灌域西山咀農(nóng)場暗管排水綜合試驗區(qū)(東經(jīng)108°38′16″，北緯40°45′28″，海拔1 018.88 m)，試驗區(qū)地處中溫帶大陸性氣候區(qū)，氣溫多變，干燥多風(fēng)，日照充足，光能豐富，降水少，蒸發(fā)強，無霜期較短。試驗區(qū)多年平均氣溫6～8℃；多年平均降雨量196～215 mm、蒸發(fā)量為2 172.5 mm、無霜期130 d、風(fēng)速2.5～3 m/s、日照時數(shù)3 230.9 h；最大凍土深度為1.2 m。屬于典型的干旱地區(qū)。油葵生育季(5—9月)有效降雨量為141.45 mm(圖1)。

圖1 2019年油葵生育期降雨量和氣溫Fig.1 Rainfall and temperature during growth period of oil sunflower in 2019

1.2 試驗設(shè)計

試驗選擇田間小區(qū)進(jìn)行，設(shè)5個小區(qū)(包括對照)，以明溝排水常規(guī)春灌水平(2 250 m3/hm2)作為對照組(CK)，設(shè)置暗管排水條件下常規(guī)春灌灌水量的100%、90%、80%、70%(即W1，2 250 m3/hm2；W2，2 025 m3/hm2；W3，1 800 m3/hm2；W4，1 575 m3/hm2)，共5個處理。其中暗管排水試驗區(qū)，每個小區(qū)布設(shè)2根暗管，暗管埋深100 cm，間距20 m，管徑為80 mm，坡度為0.1%。暗管排水系統(tǒng)中，暗管南北布設(shè)，斗溝東西布設(shè)，暗管排水流入斗溝中，匯集到支溝后，最終匯集到試驗區(qū)北側(cè)十排干中。試驗小區(qū)長40 m，寬30 m，每個試驗小區(qū)間隔10 m，并在小區(qū)周圍設(shè)有保護帶，埋設(shè)1 m深聚氯乙烯塑料布隔離，防止相互干擾。對照選擇當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)明溝排水，當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)排水溝深1.5 m，間距100 m。播種前對試驗區(qū)進(jìn)行了激光平地和鹽堿地改良，試驗區(qū)土壤中加入脫硫石膏(30 t/hm2)置換土壤吸附的有害鈉離子；施加細(xì)沙(沙丘沙)(85.05 m3/hm2)改善土壤通透性，改變土壤性質(zhì)；經(jīng)過深松深翻40 cm徹底打破犁底層，每個小區(qū)布設(shè)1組負(fù)壓計(60、100、140 cm)測定土水勢，小區(qū)中心點布設(shè)1眼地下水位監(jiān)測井觀測地下水位動態(tài)。灌溉水為黃河水，礦化度約為0.67 g/L，灌溉水通過水泵抽取，灌水量用水表計量與控制，灌溉水離子組成如表1所示。初始土壤剖面(0～100 cm)平均質(zhì)量含水率約為22.57%，電導(dǎo)率(EC)為1.27 dS/m，pH值為8.8左右，根據(jù)土壤鹽漬化等級劃分標(biāo)準(zhǔn)[25]，屬于中度鹽漬化土壤。試驗區(qū)土壤基本物理性質(zhì)如表2所示。暗管排水小區(qū)土壤采樣點位布設(shè)在距暗管0、2.5、5、10 m處，對照區(qū)土壤采樣點位布設(shè)在距排水溝0.4、12.5、25、50 m處。共20個采樣點，每個點取3次重復(fù)。具體布設(shè)如圖2(圖中B為暗管間距、L為暗管長度)所示。

表1 灌溉水離子濃度

表2 試驗區(qū)土壤基本理化性質(zhì)Tab.2 Soil physical quality in experimental area

圖2 田間布置示意圖Fig.2 Field layout diagram

2019年5月17日進(jìn)行春灌，5月31日人工施底肥播種，供試作物為油料向日葵(簡稱油葵)，品種為澳33，行距60 cm，株距20 cm，施肥量為尿素(含N 質(zhì)量分?jǐn)?shù)46%)260 kg/hm2，磷酸二銨(含N質(zhì)量分?jǐn)?shù) 18%)290 kg/hm2，硫酸鉀(含K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù) 50%)150 kg/hm2，施肥后立即覆蓋地膜進(jìn)行人工點播，播種后穴口用細(xì)砂覆蓋，種植密度4.95×104株/hm2，9月25日收獲，生育期不再進(jìn)行灌溉和施肥，其他田間管理措施與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶一致。

1.3 取樣方法與數(shù)據(jù)測定

1.3.1土壤鹽分含量與含水率

1.3.2土壤脫鹽率

脫鹽率是指試驗小區(qū)土壤鹽分含量的減小值占初始值的百分比，它可以評價淋洗和暗管協(xié)同作用下土壤層的脫鹽效果，在已有研究中得到廣泛采用[26-27]。土壤脫鹽率計算公式為

(1)

式中N——脫鹽率,%

S1——春灌前土壤電導(dǎo)率，dS/m

S2——春灌后土壤電導(dǎo)率，dS/m

1.3.3油葵產(chǎn)量

油葵成熟時，在各小區(qū)非邊行選取標(biāo)準(zhǔn)樣株20株，單獨收獲考種測產(chǎn)。

1.3.4土壤水分利用效率

土壤水分利用效率(WUE)計算公式為

(2)

其中

ET=P+I+G-L-D-ΔW

(3)

式中Y——作物籽粒產(chǎn)量，kg/hm2

ET——油葵生育期的耗水量，mm

P——降水量，mm

I——灌水量，mm

G——地下水補給量，mm

L——深層滲漏量，mm

D——側(cè)向排水量，mm

ΔW——試驗開始及結(jié)束時0～100 cm土壤層中土壤平均儲水量的變化量，mm

根據(jù)田間負(fù)壓計實測土壤水勢數(shù)據(jù)確定土壤水分的流向，利用達(dá)西定律計算地下水補給量和深層滲漏量。

1.3.5地下水埋深

各小區(qū)中心點田間布設(shè)地下水位觀測井測定小區(qū)平均地下水埋深，生育期每隔7 d測定1次，灌溉前后每天測定1次，觀測井為直徑110 mm的PVC管，長6 m，垂直埋入地下，埋入深度5.7 m，埋入部分打孔及濾布包裹，人工利用鉛錘測量地下水埋深。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel整理數(shù)據(jù)和制圖，利用SPSS 17.0軟件進(jìn)行方差分析，多重比較采用LSD法。用Sufer 12軟件繪制土壤鹽分剖面分布圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同春灌定額對土壤水鹽分布的影響

2.1.1土壤水分

由于河套灌區(qū)春灌灌水量較大，灌溉后地下水位迅速升高，利用暗管可將土壤水分與鹽分排出土體，所以暗管排水對土壤水分和鹽分的運移規(guī)律以及分布有較大的影響。

圖3為各處理春灌前后7d土壤含水率變化情況。由圖可知，不同處理0～100 cm土壤含水率有明顯差異。0～20 cm表層土壤較疏松，其受外界干擾，如氣溫、蒸發(fā)等因素影響較大，土壤比較干燥，含水率較低。0～40 cm土層為作物主要根系分布層，作物耗水也多以根層水分為主，各處理灌后0～40 cm土壤含水率隨著灌水量的增加而增大，由小到大依次為CK、W1、W2、W3、W4。如圖4(圖中不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同)所示，CK處理土壤含水率較W1、W2、W3、W4分別高0.27、0.42、0.77、1.23個百分點，除與W1、W2不顯著外，均顯著高于其他處理(P<0.05)，說明相同灌水量及減少10%的情況下，暗管排水比對照組含水率減少效果不顯著。40～100 cm土壤含水率受灌水量的影響較大，隨著灌水量的增加，深層土壤含水率逐漸增大，其中CK和W1處理深層土壤含水率顯著高于其他處理(P<0.05)，CK和W1處理之間不顯著，W2處理土壤含水率略高于W3、W4處理；W3、W4由于灌水量較小，深層土壤受其灌水影響相對較小，土壤含水率較低。說明在當(dāng)前春灌水平及減少10%后，暗管排水能保蓄較多水分在土壤根層(0～40 cm)，W1、W2、CK處理之間無顯著差異，這種保水效應(yīng)可為作物前期生長提供充足水分，保證作物出苗率，促進(jìn)作物生長發(fā)育。在 40～100 cm 土層，其含水率受不同灌水量的影響較大，處理間差異明顯。

圖3 各處理春灌前后0～100 cm土壤剖面含水率Fig.3 Water content of 0～100 cm soil profile before and after spring irrigation

圖4 各處理春灌后0～40 cm土壤含水率Fig.4 Soil water content of 0～40 cm after spring irrigation

圖5 不同處理土壤鹽分剖面分布Fig.5 Distribution of soil salinity profile of different treatments

2.1.2土壤鹽分

由于春季氣溫和地溫開始逐漸上升，蒸發(fā)開始變得強烈，各處理春灌前土壤鹽分均呈現(xiàn)表聚型，為了控制根層土壤鹽分滿足作物生長需要，利用春灌進(jìn)行淋洗壓鹽。圖5為不同處理土壤鹽分剖面圖，鹽分用電導(dǎo)率(EC)表征，可以反映春灌前后土壤鹽分水平和垂直方向遷移特征和過程，暗管排水改變了土壤水分分布規(guī)律，其鹽分也隨之改變。春灌前土壤長期處于積鹽狀態(tài)，表層土壤鹽分含量較高，EC在1.6 dS/m以上。隨著土壤深度的增加，土壤鹽分含量降低，鹽分呈表聚型。春灌后，不同灌水處理均具有較好的淋洗作用，土壤鹽分含量(0～100 cm)出現(xiàn)了不同程度下降。春灌后土壤鹽分隨著灌溉水的驅(qū)動力，沿著暗管排出，0～100 cm土壤鹽分含量總體呈現(xiàn)下降趨勢，其中W1處理下降趨勢最大，EC平均下降了54.09%，土壤鹽漬化程度降低。0～20 cm土壤鹽分含量下降明顯，脫鹽效果最好，EC平均下降了44.35%，20～100 cm土壤脫鹽效果降低，EC平均下降了34.02%。春灌后各處理與暗管不同水平距離土壤鹽分含量變化特征有明顯差異，各處理距暗管(明溝)近的地方土壤脫鹽率較大，距離暗管(明溝)越遠(yuǎn)土壤脫鹽效果越差，W3處理土壤鹽分含量表現(xiàn)最為明顯，因為W3處理灌水量為常規(guī)灌水量的80%，灌水量較小，淋洗不充分導(dǎo)致與暗管遠(yuǎn)的距離和暗管上土壤鹽分淋洗效果相差7.57%，在空間上具有較大差異。W1與W2處理灌水量相對較大，W1的淋洗效果好于W2，W1、W2處理灌溉后0～100 cm土壤EC分別在0.22～0.74 dS/m、0.36～0.72 dS/m，處理間無顯著差異，W4處理灌水量最小，其對土壤鹽分淋洗效果整體較差，灌溉后EC在0.63～1.47 dS/m，距暗管不同水平距離土壤鹽分含量變化不大。

2.1.3土壤脫鹽率

脫鹽率作為土壤淋洗鹽分的重要指標(biāo)，也用于評價灌溉和暗管協(xié)同作用下土壤的脫鹽效果。表3為不同處理春灌后與暗管不同水平距離各層土壤脫鹽效果，0～100 cm土壤平均脫鹽率由大到小依次為W1、W2、CK、W3、W4。W1、W2處理淋洗深度較深，脫鹽效果較好，土壤脫鹽率顯著高于CK處理(P<0.05)，0～100 cm土壤脫鹽率高達(dá)52.97%和49.94%，分別較CK高18.33、15.30個百分點。W1、W2處理間土壤脫鹽率無顯著差異。W3處理土壤脫鹽率略低于CK處理但不顯著，W4處理脫鹽率顯著低于CK(P<0.05)。脫鹽率和與暗管(明溝)水平距離成反比關(guān)系，在暗管上部(0 m)處W1、W2處理土壤脫鹽率高達(dá)56.43%、52.37%，因為灌溉時地下水位開始上升，土壤鹽分開始溶解于灌溉水中，水分向暗管(明溝)匯集排出土體，導(dǎo)致距離暗管(明溝)越近的地方土壤鹽分淋洗效果越好。0～20 cm土壤脫鹽率最大，且隨著土壤深度的增加土壤脫鹽率逐漸減小。暗管排水處理在春灌灌水量90%及以上時，0～100 cm土壤脫鹽率優(yōu)于明溝排水。

油葵根系主要分布在0～40 cm土層，土壤脫鹽率由大到小依次為W1、W2、W3、CK、W4(圖6)，暗管排水可顯著降低根層土壤鹽分，W1、W2處理0～40 cm土壤脫鹽效率較好且無顯著差異，二者顯著大于CK、W3、W4處理(P<0.05)。W3處理顯著高于CK和W4處理(P<0.05)，脫鹽率為45.49%；W4處理脫鹽效率最差，僅為13.29%，過小的灌水量不足以把土壤鹽分淋洗出根層土壤。W1、W2、W3處理灌后均具有較好的脫鹽效果，根層土壤脫鹽率比CK處理分別提高了18.47、18.24、7.75個百分點。暗管排水處理在春灌灌水量80%及以上時，根層土壤(0～40 cm)脫鹽率優(yōu)于明溝排水，且灌后土壤鹽分能保證作物正常生長。

圖6 各處理0～40 cm土壤脫鹽率Fig.6 Soil desalination rate of 0～40 cm in each treatment

河套灌區(qū)降雨少，蒸發(fā)強烈，春灌水量較少時，40～100 cm土壤鹽分淋洗不徹底，隨著氣溫升高，春灌后土壤反鹽現(xiàn)象將會嚴(yán)重。而春灌灌水量較大時，造成水分利用效率不高，浪費嚴(yán)重，灌水量減少10%其脫鹽效率與當(dāng)?shù)卮汗喽~土壤脫鹽率無顯著差異，因此在當(dāng)?shù)毓嗨炕A(chǔ)上減少10%是適宜灌溉方案。若受水資源限制，也可采用減少20%灌水量(W3處理)，雖然脫鹽效率略低，但可以增加改良周期來緩解土壤鹽漬化。

通過回歸分析得到土壤脫鹽率在灌水量和與暗管水平距離作用下的線性回歸模型

N=-83.16+0.064Xm-0.546Xx

(4)

式中Xm——灌水量，m3/hm2

Xx——與暗管水平距離，m

模型決定系數(shù)R2為0.924，具有較好的擬合度。通過分析回歸方程系數(shù)可知，在本研究條件下，適當(dāng)增加灌水量可以提高土壤脫鹽效率，距離暗管越近土壤脫鹽效率越高，中間點位置土壤脫鹽效果最差，W1處理暗管上部脫鹽率最大為56.43%，W4處理暗管中間點脫鹽率最小，僅為9.36%。根據(jù)脫鹽效果以及水資源情況選擇適當(dāng)?shù)拇汗喙嗨恳赃_(dá)到提高土壤脫鹽率與節(jié)水的雙重目的。

2.2 不同春灌定額對土壤鹽分離子淋洗效果的影響

圖7 各處理春灌前后鹽分離子含量及脫鹽率Fig.7 Content and desalination rate of salt isolates before and after spring irrigation in each treatment

2.3 不同處理暗管排水對地下水埋深的影響

圖8為不同處理對地下水埋深的影響，由于春灌灌水量較大，5月17日灌溉之后，各試驗小區(qū)地下水埋深變化基本一致，并且可以明顯劃分為穩(wěn)定期、上升期和下降期。4月初，由于凍結(jié)層土壤消融逐漸補給地下水，水位略有上升。灌溉后各處理地下水埋深明顯上升，處理間差異明顯，隨著灌水量的增加，地下水埋深上升程度越高。5月21日達(dá)到最大值后開始逐漸下降。CK處理地下水埋深上升最快，且下降最慢，暗管排水處理在灌溉之后灌水量越大地下水埋深越淺。CK和W1處理在5月底地下水埋深在0.6 m以上，地下水埋深相對較高，影響作物正常種植。W2處理下降時間最佳，在5月底，地下水埋深下降到0.8 m，剛好是葵花種植的最佳時間。

圖8 各處理地下水埋深變化曲線Fig.8 Change of buried depth in each treatment

地下水埋深下降不同，土壤鹽分累積及水分有效性也不同，圖9為土壤儲水量與鹽分積累變化情況，隨著作物生長吸收水分，蒸騰作用也越來越強烈，土壤儲水量開始逐漸降低，其中CK處理由于灌水量相對較大，土壤中儲水量也相對較大，較其他處理高0.6%～19.49%，但其鹽分淋洗不充分，導(dǎo)致作物在中后期返鹽情況相對較嚴(yán)重，土壤EC在1.45 dS/m左右，對作物生長發(fā)育有一定影響，導(dǎo)致作物減產(chǎn)。暗管排水處理隨著灌水量的減少土壤儲水量逐漸降低，W1和W2處理能夠維持土壤中較好的水分狀況，略低于CK處理，但能夠維持作物生長所需要的水分，后期差異性更小，較W3、W4處理高1.16%～11.61%；同時鹽分在中后期有小幅上升，但不影響作物正常生長發(fā)育，控鹽效果較好，生育后期EC在0.79～0.89 dS/m之間，處理間無顯著差異。W3和W4處理灌水量較少，土壤儲水量相對較低，隨著作物生長發(fā)育完全，土壤儲水量較W1、W2處理顯著減少，到生育后期差異逐漸變小，并且返鹽較嚴(yán)重，W4在生育后期EC高達(dá)1.75 dS/m。

圖9 土壤儲水量和鹽分積累變化曲線Fig.9 Changes in soil water storage and salt accumulation

2.4 不同處理對油葵產(chǎn)量及水分利用效率的影響

表4為不同處理油葵作物產(chǎn)量與水分利用效率，不同處理油葵籽粒產(chǎn)量有明顯差異，其產(chǎn)量由大到小依次為W1、CK、W2、W3、W4。W1處理油葵產(chǎn)量顯著高于其他處理(P<0.05)，分別較CK、W2、W3、W4增產(chǎn)3.27%、3.54%、6.46%、17.98%，CK處理與W2處理產(chǎn)量無顯著變化，常規(guī)灌溉量下暗管排水對油葵增產(chǎn)效果顯著。從水分利用效率來看，其水分利用效率最高的是W2處理，由大到小依次為W2、W1、CK、W3、W4，其中W1、W2相對較高，差異沒有達(dá)到顯著水平，二者顯著大于其他處理(P<0.05)。W4處理水分利用效率最低。

表4 各處理油葵產(chǎn)量及水分利用效率Tab.4 Oil sunflower yield and water use efficiency in each treatment

3 討論

3.1 不同處理對土壤水鹽運移規(guī)律及其分布的影響

灌溉淋洗配套排水設(shè)施是改良鹽漬化土壤的重要方法，暗管排水技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于鹽漬化土壤的改良。暗管排水可以改變土壤水鹽的運動規(guī)律[16,28]，提高脫鹽率，降低作物苗期土壤含鹽量，0～40 cm作為作物主要根層土壤，其鹽分含量是制約作物生長的重要因素[29]。本試驗中，CK處理作為河套灌區(qū)常規(guī)灌水模式，由于灌水量較大，0～40 cm土壤含水率較高，墑情較好，顯著高于W3、W4處理(P<0.05)，與W1、W2處理無顯著差異。暗管排水處理可有效降低土壤鹽分，其中0～40 cm土壤暗管排水處理常規(guī)灌水量(W1)和減少10%灌水量處理(W2)土壤脫鹽率效果較好，二者無顯著差異，同時能較好保證作物苗期生長條件，CK處理土壤脫鹽率僅顯著高于W4處理(P<0.05)，且顯著低于W1、W2、W3處理(P<0.05)。同時研究還發(fā)現(xiàn)，暗管排水處理，土壤水分會向暗管匯集，攜帶土壤中的鹽分將其排出土壤，這也導(dǎo)致距離暗管近的土壤鹽分降低幅度較大，兩暗管中間點的位置土壤脫鹽率最差，這與錢穎志等[27]研究結(jié)果一致。

單一鹽類比多種鹽類并存對土壤的危害更大[30]，因此，灌溉淋洗的同時如何平衡土壤鹽分離子應(yīng)高度重視。鹽分組成及離子濃度的失衡會對土壤和植物造成多種危害，土壤中Na+含量過多會導(dǎo)致土壤顆粒和團聚體分散，使土壤孔隙減少，滲透性降低，并引起植物Ca2+、Mg2+、K+的缺乏和其他營養(yǎng)失調(diào)；Cl-含量過多會抑制植物的生長發(fā)育，使植物代謝紊亂甚至發(fā)生中毒[31-32]。本試驗中，土壤鹽分離子Cl-、K++Na+含量相對較多，嚴(yán)重影響作物生長和發(fā)育，利用暗管排水灌溉有效地減少土壤中的Cl-、K++Na+，脫鹽效果較好。同時隨著灌溉淋洗水量的增加，土壤的離子組成朝良性方向發(fā)展。因此，在后續(xù)試驗中還應(yīng)該增加灌水次數(shù)，合理平衡土壤鹽分離子，為作物生長提供適宜的條件。

3.2 不同處理對地下水埋深的影響

暗管排水技術(shù)能夠有效地控制地下水埋深，但大多數(shù)用在南方或者濱海地區(qū)除澇降漬兼顧鹽分控制[9]，而北方地區(qū)用于降低土壤鹽分，改良鹽漬化土壤[33-34]。河套灌區(qū)春灌水量較大，灌溉后地表經(jīng)常積水，導(dǎo)致水位下降較慢，影響作物正常生長，錯過作物最佳種植日期。本試驗區(qū)位于河套灌區(qū)下游的烏拉特灌域，春灌灌水時間較晚，同時土質(zhì)相對較黏，土壤滲透性小，地下水下降速率慢，CK處理在灌后地下水埋深上升最快且下降最慢，灌后25 d地下水埋深才降到0.8 m。在當(dāng)?shù)毓嗨炕A(chǔ)上減少10%同時結(jié)合暗管排水技術(shù)(W2)下降時間最佳，且W2處理能很好地保持土壤水分，且鹽分積累相對較小，可以使作物較好地生長，能較好地平衡洗鹽與保墑之間的關(guān)系。

3.3 不同處理對油葵產(chǎn)量及水分利用效率的影響

節(jié)水的同時低鹽分脅迫和較好的土壤墑情是作物高產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，這也正是本文的研究目的所在，W1處理在降低土壤鹽分的同時其土壤水分在作物生育期相對較充足，油葵產(chǎn)量顯著高于CK處理(P<0.05)，從增產(chǎn)的角度分析，常規(guī)灌水量同時結(jié)合暗管排水技術(shù)(W1)最有利。在常規(guī)灌水量基礎(chǔ)上減少10%(W2)同樣可以有效降低土壤鹽分，根層土壤(0～40 cm)脫鹽率和灌后含水率與W1處理均無顯著差異，但在作物生長后期土壤水分相對缺少，影響油葵生長發(fā)育，導(dǎo)致產(chǎn)量相對于W1處理減少。從水分利用效率來看，W2處理最高，與W1處理無顯著差異，同時顯著高于W3、W4、CK(P<0.05)。從控鹽、保墑、節(jié)水、穩(wěn)產(chǎn)等多角度分析，在常規(guī)灌水量基礎(chǔ)上減少10%結(jié)合暗管排水處理(W2)是最佳選擇。這對于河套灌區(qū)提高水分利用效率以及緩解灌區(qū)水資源短缺至關(guān)重要。本研究采用大水春灌來淋洗土壤鹽分，對于暗管排水技術(shù)多次灌水淋洗土壤鹽分效果還有待進(jìn)一步研究和完善。

4 結(jié)束語

在中度鹽漬化土壤和河套灌區(qū)普遍采用的暗管排水工程條件下，與常規(guī)處理(CK)相比，常規(guī)灌水結(jié)合暗管排水處理(W1)和在常規(guī)灌水量基礎(chǔ)上減少10%結(jié)合暗管排水處理(W2)均可顯著提高根層土壤脫鹽率(P<0.05)，能較好地保持土壤水分。為提高作物出苗率，且在作物生長初期保證作物所需要的生長條件，從增產(chǎn)角度分析，W1處理顯著高于其他4個處理(P<0.05)，是可供選擇的方法，W2與CK處理對作物產(chǎn)量無顯著差異。若受水資源限制，則也可采用減少20%灌水量(W3)，脫鹽率略低，較明溝排水低2.99個百分點，可以增加改良周期，緩解土壤鹽漬化。從對土壤控鹽、保墑、節(jié)水、穩(wěn)產(chǎn)、水分利用效率多角度綜合分析，在常規(guī)灌水量基礎(chǔ)上減少10%、結(jié)合暗管排水技術(shù)(W2)是適宜的灌溉模式。