2023 年 1 月 灌溉排水學報 第 42 卷 第 1 期 Jan 2023 Journal of Irrigation and Drainage No 1 Vol 42 80 文章編號 1672 3317 2023 01 0080 07 不同水質滴灌 與 施氮措施 下 土壤鹽分及關鍵離子 變化 研究 陳 昊 1 2 王 軍 2 馬 超 2 胡海珠 1 李久生 2 1 內蒙古大學 呼和浩特 010021 2 中國水利水電科學研究院 北京 100048 摘 要 目的 探明 不同 滴灌水質和施氮量對土壤鹽分及 關鍵離子 變化的影響 方法 基于 棉花 盆栽 試驗 設置 3 個施氮水平 分別為 F1 255 kg hm2 F2 315 kg hm2 和 F3 375 kg hm2 3 個 滴灌 水質 分別為 Q1 礦 化度為 1 27 g L Q2 礦化度為 3 03 g L 和 Q3 礦化度為 4 90 g L 分析不同滴灌水質與施氮水平下 的 土壤鹽分 及關鍵離子的響應差異 結果 棉花 生育 末 期 微咸水與咸水滴灌下 的 土壤總鹽 量 與 Na Ca2 物質的量 濃度分別 相 比地下水滴灌高 14 78 42 197 與 58 253 土壤鈉吸附比 SAR 與可交換性鈉百分比 ESP 相比地 下水滴灌 提高 了 5 109 與 48 90 較高 施氮量 315 375 kg hm2 下的 土壤 總鹽量 Na Ca2 物質的量 濃度 相比 低施氮量 255 kg hm2 降低了 11 70 6 42 與 21 138 土壤 SAR與 ESP分別降低 了 5 27 與 3 19 結論 土壤鹽分 總量 隨 著 滴灌 水質礦化度的 增加而增加 適宜的 施氮量 315 kg hm2 能夠降低土壤鹽分總量和 關鍵離子 量 緩解土壤鹽堿化 關 鍵 詞 滴灌 微咸水 土壤鹽堿化 離子 水肥一體化 中圖分類號 S278 文獻標志碼 A doi 10 13522 ki ggps 2022396 OSID 陳昊 王軍 馬超 等 不同水質滴灌與施氮措施下土壤鹽分及關鍵離子變化研究 J 灌溉排水學報 2023 42 1 80 86 CHEN Hao WANG Jun MA Chao et al The Combined Effect of Drip Irrigation Quality and Nitrogen Fertilization on Soil Salinity and Na and Ca2 Concentration in Soil Water J Journal of Irrigation and Drainage 2023 42 1 80 86 0 引 言 1 研究意義 水資源短缺是制約 中國 西北 干 旱區(qū) 農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的 關鍵 因素 近年來 滴灌技術因其 節(jié)水 增產(chǎn)和增效的優(yōu)勢 1 在我國西北地區(qū)得到 了 大面積推廣應用 成為緩解 干 旱區(qū)水資源短缺的重要 途徑 另一方面 西北 干 旱區(qū)地下微咸水資源豐富 合理利用微咸水資源已成為 緩解 該地區(qū)水資源短缺 的 有效措施 然而 不合理的微咸水灌溉極易導致土 壤鹽堿化 2 因此 有必要 重點分析 干 旱區(qū)微咸水 不 同 灌溉 與 施肥措施對土壤鹽分的影響 研究進展 微咸水灌溉后 的 土壤 鹽 分 水平 取決 于 微咸水 礦化度 張劉東 等 3 認為 灌溉 水 礦化度越 高 土壤鹽分 累積量 則 越大 Wei 等 4 研究表明 礦 化度為 2 0 g L 的微咸水灌溉可以緩解土壤鹽漬化 而 3 5 5 0 g L 的微咸水灌溉則會 增加 土壤鹽分 累積 量 同時 微咸水中 的 鹽分 會 影響土壤微生物活性 5 進而影響 作物對 氮素 的 轉化和吸收 適當?shù)奈⑾趟?灌溉 和 施肥管理措施能夠促進作物生長 且不增加 收稿日期 2022 07 16 基金項目 國家自然科學基金 項目 52179055 51790513 中國水科院 基本業(yè)務費專項 ID110145B0022021 科技興蒙專項 NMKJXM202105 作者簡介 陳昊 1998 男 碩士研究生 主要從事 節(jié)水灌溉理論與技 術研究 E mail 1255741795 通信作者 王軍 1984 男 正 高級工程師 主要從事 節(jié)水灌溉理論與 技術研究 E mail junwangcau 土壤含鹽量 6 侯森等 7 發(fā)現(xiàn) 微咸水灌溉 條件 下 增 施氮肥 可以 降低 鹽分對棉花生長的脅迫 程度 Zhang 等 8 發(fā)現(xiàn) 鹽分脅迫下增施氮肥可以提高 棉花 產(chǎn)量和 氮素利用效率 邵志遠 等 9 研究表明 適當增施氮肥 可降低土壤 鹽分 累積 量 Che 等 10 研究表明 微咸水 灌溉條件下 棉花 蕾期和花鈴期施氮量為 255 kg hm2 和 375 kg hm2能夠 有效降低根區(qū)土壤鹽分累積 量 然 而 Min 等 11 認為 增施氮肥 可以 促進作物 的 蒸騰作 用 從而 增加土壤水分 流失 導致根區(qū)可溶性鹽 的 淋 洗 量 減少 上層土壤 鹽分發(fā)生累積 切入點 近年來 國內外學者圍繞 微咸水灌溉 施肥 措施 對土壤鹽分與作物生長的影響開展了大量 研究 然而 灌 溉 水質與施氮量之間的交互作用機制 尚不清楚 微咸水灌溉條件下的 施氮 水平 對土壤鹽分 變化的影響 尚 存在爭議 同時 旱區(qū) 土壤 和 水質 的 時 空變異性進一步增加了 微咸水灌溉下土壤鹽分演變 的 復雜性和不確定性 擬解決的關鍵問題 鑒于此 本研究 基于 控制性 棉花盆栽試 驗 研究 不同 滴灌 水質 與施氮量 對 土壤鹽分 總量 關鍵離子量 鈉吸附 比 SAR 可交換鈉百分比 ESP 的影響 進而 確定 適宜的灌溉水質與 施氮量 為我國 干 旱區(qū) 微咸水灌溉 的 水肥 科學 管理提供技術支撐 陳昊 等 不同水質滴灌與施氮措施下土壤鹽分及關鍵離子變化研究 81 1 材料與方法 1 1 研究區(qū)概況 露天 盆栽試驗于 2020 年 5 10 月在新疆生產(chǎn)建 設兵團第一師 水利局 水土保持 試驗 站 內 81 11 43 E 40 37 22 N 海拔 1 017 m 進行 該地區(qū) 屬于 典型 的暖溫帶極端大陸性干旱荒漠氣候 年平均氣溫 為 11 3 年平均降 水 量 為 45 7 mm 年 際 蒸發(fā)量 為 1 877 2 559 mm 地下水埋深為 3 5 m 研究區(qū) 土壤 性質如表 1 所示 表 1 試 驗地土壤物理性質 Table 1 Physical properties of soil in the study plots 土 層 深度 cm 體積質量 g cm 3 田間持水率 cm3 cm 3 顆粒質量百分數(shù) 土壤質地 0 002 mm 0 05 0 002 mm 0 05 2 0 mm 0 20 1 54 0 22 1 04 45 15 53 79 砂壤土 20 40 1 52 0 21 0 99 43 24 55 76 砂壤土 40 60 1 44 0 24 0 89 40 44 58 76 砂壤土 注 土壤分類 基于 美國農(nóng)業(yè)部的土壤分類系統(tǒng) 由土壤顆粒百分比確定 1 2 試驗設計 供試棉花 品種為 新陸早 46 號 采用 露天 控 制性盆栽試驗 盆栽所用容器為 外徑 40 cm 高 70 cm 的 PVC 桶 在桶底鋪設 5 cm 厚 度 的反濾層 并 開設 3 個直徑為 1 5 cm 的圓孔 以便排水和通氣 土壤風干 后 過 5 mm 篩 按 平均 田間土壤 體積質量 1 50 g cm3 在反濾層上方分層填土 每層填土 5 cm 共 60 cm 0 40 cm 土層 土壤 的 初始鹽分和離子量如 表 2 所示 試驗考慮了灌溉水質和施氮量 2 個因素 施氮量 水平 包括 低 氮 F1 255 kg hm2 中 氮 F2 315 kg hm2 高 氮 F3 375 kg hm2 灌溉 水質 包括 地下水 Q1 礦化度為 1 27 g L 微咸水 Q2 礦 化度為 3 03 g L 和咸水 Q3 礦化度為 4 90 g L 同時 設置深層地下水不施 氮 作為對照 CK 試 驗共 計 10 個處理 每個處理設置 10 個 重復 地下水 和微咸水的化學性質如表 3 所示 表 2 試驗地土壤 鹽分 初始 值 Table 2 Initial values of soil salinity in the study plots 土壤鹽分 量 g kg 1 Na 量 mmol L 1 K 量 mmol L 1 Mg2 量 mmol L 1 Ca2 量 mmol L 1 5 57 66 17 3 75 2 79 56 40 表 3 灌溉水化學 特性 Table 3 Irrigation water chemical characteristics in the study area 水 質 TN 量 mg L 1 K 量 mg L 1 Na 量 mg L 1 Ca2 量 mg L 1 Mg2 量 mg L 1 CO32 量 mg L 1 HCO32 量 mg L 1 Cl 量 mg L 1 SO42 量 mg L 1 地下水 0 356 4 92 259 83 4 34 0 0 1 76 7 605 206 微咸水 1 79 12 6 615 141 67 5 5 30 78 1 1 190 839 咸水 0 585 20 3 1320 216 108 2 65 124 2 010 1 370 1 3 灌水與施肥 棉花生育期內灌水 定額 根據(jù)作物需水量確定 ETc采用計算 為 ETc Kc ET0 1 式中 ETc 為作物需水量 mm d Kc 為參考作物系 數(shù) 12 取值參考 Yang 等 13 研究結果 苗期 0 30 d 為 0 23 蕾 期 31 80 d 為 0 23 0 88 花鈴 期 81 135 d 為 0 88 吐絮 期 136 180 d 為 0 88 0 45 ET0 為 參 考 作 物 需 水 量 利 用 FAO56 推薦的 Penman Monteith 公式計算 灌水方式為膜下滴灌 滴頭流量為 1 6 L h 灌水 間隔 期為 7 d 每 次灌水量為 125 ETc 試驗 周期內 共灌水 11 次 在蕾期 花鈴期和吐絮期分 3 次施 氮 施 氮 量分別為設計總施肥量的 30 40 和 30 灌 水施 氮 過程如圖 1 所示 1 4 土壤 SAR ESP 與陽離子測定 在棉花 蕾期 花鈴期與吐絮期 分別利用直徑 為 4 cm 的土鉆 采集 0 20 20 40 40 60 cm 土樣 分 層測定 0 60 cm 土壤 含 鹽量 將土樣在陰涼處風干后 研磨 過 2 mm 篩 取風干土 10 g 按 1 5 的土水 比加入蒸餾水 50 mL 振蕩 3 min 浸提 后利用土壤 電導儀測定土壤溶液的電導率 根據(jù) Yang 等 13 提出 的土壤電導率 EC1 5 與鹽分質量比之間的標定關系 計算土壤含鹽量 同時 利 用離子色譜儀 881 Compact IC Pro 測定土壤浸提液中的無機鹽分離子 Ca2 Mg2 K Na 量 在此基礎上 計算土 壤鈉吸附 比 SAR mmol L 0 5 和土壤 可交換性 鈉百分比 ESP 計算方法詳見文獻 14 1 5 統(tǒng)計分析 采用方差分析 ANOVA 檢驗灌溉水質和施氮量 單因素和交互作用對土壤鹽分 陽離子 SAR 和 ESP 的影響 p 0 05 利用 SPSS19 0 軟件對數(shù)據(jù)進行 雙因 素方差分析 Two way ANOVA 和 顯著性分析 灌溉排水學報 82 a 灌水過程 b 施氮過程 圖 1 灌溉 和施氮 過程 Fig 1 Irrigation and fertigation process 2 結果 與 分析 2 1 土壤 含鹽量變化 不同處理下的 棉花各生育階段土壤含鹽量變化 如圖 2 所示 全生育期內土壤含鹽量呈增加趨勢 棉 花吐絮期地下水 微咸水和咸水灌溉下的土壤含鹽量 相比蕾期分別高 21 6 38 5 23 6 54 0 和 24 5 51 7 灌溉水質對棉花全生育期土壤含鹽量 的 影響顯著 表 4 p 0 05 土壤含鹽量隨著灌溉 水 礦化度的增加而增加 棉花蕾期 花鈴期 吐絮期 微咸水與咸水 灌溉下的 土壤 含鹽量相比地下水灌溉 分別 高 11 1 30 9 11 8 26 1 14 2 54 9 與 28 7 70 5 32 1 63 1 40 9 78 2 表 4 不同因素土壤含鹽量方差分析 Table 4 Variance analysis of soil salinityduring different growth stages 因子 蕾期 花鈴期 吐絮期 灌溉 水質 0 004 0 007 0 000 施氮量 0 000 0 005 0 001 灌溉 水質 施氮量 0 437 0 073 0 028 注 分別表示在 p 0 05 和 p 0 01 水平上差異顯著 下同 施氮量顯著影響棉花不同生育階段的土壤含鹽量 p 0 05 由圖 2 可知 在棉花蕾期 花鈴期與吐 絮期 地下水滴灌下的 F2 處理 與 F3 處理下的土壤含 鹽量 相比 F1 處理分別降低 19 4 57 1 25 4 與 56 9 43 2 70 4 微咸水 灌溉條件下 F2 處理 與 F3處理下的土壤含鹽量比 F1 處理分別降低 15 2 48 2 35 7 與 8 6 52 5 22 2 咸水滴灌條件 下 F2 處理與 F3 處理下的土壤含鹽量 相比 F1 處理分 別降低 18 7 27 3 11 0 與 18 4 25 3 24 7 上述結果表明 適量增施氮肥能夠降低土壤含鹽量 同時 棉花吐絮期灌溉水質與施氮量的交互作用對土 壤含鹽量 存在 顯著影響 p 0 05 地下水灌溉條件 下 不同施肥處理之間的差異顯著 微咸水灌溉下 吐絮期低施氮量 F1 與中 高施氮量 F2 F3 處 理之間差異顯著 而中 高施氮量之間則無顯著差異 咸水灌溉下 吐絮期高施氮量與中 低施氮量處理之 間差異顯著 中 低施氮量之間無顯著差異 地下水 微咸水和咸水灌溉條件下 的適宜施氮量分別為 F3 375 kg hm2 F2 315 kg hm2 和 F3 375 kg hm2 圖 2 棉花 生育期不同處理土壤 含鹽量 差異 Fig 2 Differences in soil salt content of different treatments during cotton fertility 2 2 土壤陽離子變化 不同處理 下的 棉花吐絮期土壤陽離子差異如圖 3 所示 土壤中 Na K Ca2 Mg2 物質的量 濃度分 別為 31 7 103 0 0 2 0 8 29 0 129 6 mmol L 和 1 9 5 6 mmol L 可見土壤中主要陽離子為 Na 與 Ca2 由表 5 可 知 灌溉水質顯著影響土壤 Na Ca2 Mg2 0 2 4 6 8 100 50 100 150 200 250 300 350 400 0617 0630 0713 0726 0808 0821 0903 0917 降水量 mm 灌水量 mm 日期 降水量 灌水量 0 2 4 6 8 100 50 100 150 200 250 300 350 400 0617 0630 0713 0726 0808 0821 降水量 mm 施氮量 k g hm 2 日期 降水量 F1 F2 F3 b c d c d d b c d b bc c bc d d a bc bc a b b a bc bc a a b 0 5 10 15 20 F1 F2 F3 F1 F2 F3 F1 F2 F3 土壤含鹽量 g kg 1 蕾期 花鈴期 吐絮期 生育期不同處理施氮水平 kg hm 2 Q1 Q2 Q3處理 陳昊 等 不同水質滴灌與施氮措施下土壤鹽分及關鍵離子變化研究 83 物質的量濃度 p 0 05 相比地下水灌溉 微咸水 與咸水滴灌 條件下的 土壤 Na Ca2 Mg2 物質的量 濃度 分 別 升 高 42 0 73 6 86 7 186 1 9 78 1 與 129 3 197 2 57 6 252 8 15 1 157 1 可見 隨著灌溉水礦化度的增加 土 壤中無機陽離子物質的量濃度也隨之增加 a 土壤 Na 物質的量濃度 b 土壤 K 物質的量濃度 c 土壤 Ca2 物質的量濃度 d 土壤 Mg2 物質的量濃度 圖 3 棉花吐絮期根區(qū) 0 40 cm 土壤陽離子物質的量濃度 變化 Fig 3 Changes in soil salt cation content in the root zone 0 40 cm of cotton at the batting stages 表 5 土壤 陽離子方差分析 Table 5 Variance analysis of soil cation 因子 Na K Ca2 Mg2 灌溉 水質 0 000 0 050 0 000 0 001 施氮量 0 002 0 000 0 000 0 008 灌溉 水質 施氮量 0 011 0 388 0 000 0 000 施氮量顯著影響吐絮期土壤 Na K Ca2 Mg2 物質的量濃度 p 0 05 由圖 3 可知 4 種離子物 質的量濃度均隨著施氮量的增加而降低 地下水滴灌 條件下 中 高施氮量 F2 F3 處理下的 土壤 Na K Ca2 Mg2 物質的量 濃度 分別相比低施氮量 F1 處理 降低了 37 9 75 1 138 4 150 9 與 41 5 226 9 63 4 37 9 微咸水滴灌條件下 中 高施氮量處理下的 土壤 Na K Ca2 Mg2 物質的 量 濃度分別比低施氮量處理降低 20 9 49 5 55 6 43 5 與 15 7 65 1 21 2 23 7 咸 水滴灌條件下 中 高施氮量處理下的 土壤 Na K Ca2 物質的量 濃度分別相比低施氮量處理降 低了 6 3 45 4 26 9 與 24 2 103 0 94 8 中 施氮量處理土壤中 Mg2 物質的量濃度比低施氮量處 理低 12 3 高施氮量處理土壤中 Mg2 物質的量濃度 比低施氮量處理高 19 7 此外 灌溉水質與施氮量 的交互作用顯著影響土壤 Na Ca2 和 Mg2 物質的量 濃度 p 0 05 說明在微咸水和咸水灌溉條件下 施氮量的增加有效降低了土壤陽離子物質的量濃度 2 3 土壤 SAR 變化情況 不同處理下的 棉花不同生育階段根區(qū)土壤 SAR 變化如表 6 所示 地下水滴灌條件下 棉花吐絮 期土 壤 SAR 比蕾期高 59 6 139 4 微咸水與咸水滴灌 條件 下 棉花吐絮期土壤 SAR 比蕾期分別降低 23 6 55 3 與 22 3 30 8 不同灌溉水質 下的 土壤 SAR差異顯著 p 0 01 土壤 SAR 隨著灌溉水礦化度的增加而增加 在棉花蕾 期 花鈴期 吐絮期 微咸水與咸水滴灌條件下的土 壤 SAR 分別 相比地下水滴灌高出 136 7 149 0 0 8 27 6 4 8 12 與 206 8 554 44 9 121 1 57 2 108 9 蕾期和花鈴期施氮量處理對根區(qū)土壤 SAR 影響顯著 p 0 05 棉花吐絮期 地下水滴灌 條件 下的 F3 處理土壤 SAR 分別比 F1 處理和 F2 處理 低 12 2 與 27 0 微咸水滴灌下 F3 處理的 土壤 SAR 分別 相比 F1 F2 處理低 5 0 與 8 3 咸水滴灌條件 下 F1 處理 的 土壤 SAR 比 F2 F3 處理分別低 5 6 與 10 4 此外 灌溉水質與施氮量的交互作用對棉花 全生育期土壤 SAR 的影響達到顯著水平 p 0 05 e f f c d d a a b 0 20 40 60 80 100 120 F1 F2 F3 Na 物質的量 濃度 m mo l L 1 施氮 水平 kg hm 2 Q1 Q2 Q3處理 b d e a c cd ab c d 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 F1 F2 F3 K 物質的量 濃度 m mo l L 1 施氮 水平 kg hm 2 Q1 Q2 Q3處理 c g f a d b a c e 0 50 100 150 F1 F2 F3 Ca 2 物質的量 濃度 mm ol L 1 施氮 水平 kg hm 2 Q1 Q2 Q3處理 b e d b d c a b a 0 2 4 6 8 F1 F2 F3 Mg 2 物質的量 濃度 mmo l L 1 施氮 水平 kg hm 2 Q1 Q2 Q3處理 灌溉排水學報 84 微咸水灌溉 下 棉花蕾期高施氮量 F3 與低施氮量 F1 處理間的土壤 SAR 差異顯著 咸水灌溉 下 棉花吐絮期低施氮量與高施氮量之間的土壤 SAR 差 異顯著 表 6 不同生育階段土壤 SAR Table 6 SAR at different growth stages 處理 SAR mmol L 1 0 5 蕾期 花鈴期 吐絮期 F1Q1 3 95 0 43de 6 24 0 26b 7 42 0 43cd F1Q2 9 61 0 97bc 6 43 1 05b 7 78 0 28c F1Q3 12 21 0 25b 9 04 0 24a 12 53 0 29a F2Q1 5 27 0 58de 5 91 0 59b 8 41 0 52c F2Q2 12 47 4 2b 5 96 0 17b 8 03 0 18c F2Q3 16 16 1 49a 8 62 0 76a 13 22 0 3ab F3Q1 2 77 0 36e 4 17 0 86c 6 62 0 76d F3Q2 6 88 0 69cd 5 32 0 41b 7 41 0 94cd F3Q3 18 08 2 5a 9 21 0 93a 13 82 1 04a 方差分析 Q p 0 000 p 0 000 p 0 000 F p 0 012 p 0 016 NS p 0 066 F Q p 0 003 p 0 047 p 0 020 2 4 土壤 ESP 變化 不同處理下根區(qū) 0 40 cm 土壤 ESP 差異如表 7 所示 地下水滴灌條件下 棉花吐絮期土壤 ESP 比蕾 期高 53 9 126 6 微咸水與咸水滴灌 條件下 棉花 吐絮期土壤 ESP 比蕾期分別低 20 6 44 7 與 17 8 24 0 灌水水質顯著影響根區(qū)土壤 ESP p 0 01 土壤 ESP 隨著灌溉水礦化度的增加而增加 在棉花蕾期 花鈴期 吐絮期 咸水滴灌 下的土壤 ESP比地下水與微咸水滴灌分別高出 17 0 434 6 36 0 64 2 51 5 71 9 與 22 9 127 7 41 3 107 48 0 90 2 蕾期和花鈴期 施氮量 對土壤 ESP 的影響顯著 p 0 05 棉花吐絮期 地 下水灌溉條件下 F1 F3 處理 的 土壤 ESP 比 F2 處理 分別低 10 6 與 19 3 微咸水灌溉下 F1 F3 處理 土壤 ESP 比 F2 處理分別低 2 8 與 7 0 咸水灌溉 下 F2 F3 處理土壤 ESP 比 F1 處理分別降低 4 4 與 7 8 雙因素方差分析結果表明 灌水水質與施 氮量的交互作用對棉花全生育期土壤 ESP 產(chǎn)生了顯 著性影響 p 0 05 微咸水灌溉棉花蕾期高施氮量 F3 與低施氮量 F1 處理的 土壤 ESP 差異顯著 咸水灌溉 吐絮期 低施氮量與高施氮量之間的土壤 ESP 差異顯著 這說明在微咸水滴灌下 適當增施氮 肥可以降低土壤 ESP 咸水滴灌下 增施氮肥可 提高 土壤 ESP 表 7 不同生育階段土壤 ESP Table 7 ESP during different growth stages 處理 ESP 蕾期 花鈴期 吐絮期 F1Q1 5 55 0 55de 8 4 0 27b 9 99 0 56cd F1Q2 12 59 1 1b 8 75 1 31b 10 43 0 34c F1Q3 15 47 0 27b 11 89 0 28a 15 81 0 29b F2Q1 7 26 0 77cd 8 09 0 73b 11 17 0 6c F2Q2 15 53 4 32b 8 14 0 21b 10 74 0 2c F2Q3 19 48 1 48a 11 42 0 89a 16 54 0 3ab F3Q1 3 98 0 49e 5 83 1 14c 9 02 0 95d F3Q2 9 34 0 86c 7 35 0 53b 9 98 1 15cd F3Q3 21 27 2 31a 12 06 1 12a 17 15 1 07a 方差分析 Q p 0 000 p 0 000 p 0 000 F p 0 006 p 0 014 NS p 0 052 F Q p 0 002 p 0 048 p 0 023 3 討 論 灌溉水質是決定土壤鹽分水平的主要因素 本研 究結果表明 土壤含鹽量與離子量隨著灌溉水礦化度 的增加而增加 這與 Yuan 等 15 的 研究結果相同 隨 著灌溉水中含鹽量的增加 大量陽離子進入土壤 使 土壤 化學 性質發(fā)生改變 如 Na 量升高會導致土壤黏 粒分散 破壞團聚體結構 降低 土壤滲透性 8 形成 離子毒害并誘發(fā)鹽分脅迫 16 另一方面 二價陽離子 Ca2 和 Mg2 能夠置換出土壤膠體中所吸附的 Na 促進膠體絮凝 改善土壤結構 17 高 礦化度灌溉水質 4 90 g L 條件 下 土壤中 Na 量 提高 129 3 197 2 土壤鹽堿化程度 SAR 與 ESP 也隨之增加 說明高 礦化度水質灌溉能夠顯著提高土壤 SAR 與 ESP 這與 邵建 榮等 18 的研究結果相同 適當增施氮肥能夠降低土壤鹽分量 土壤含鹽量 隨著施氮量的增加而降低 這與 Che 10 和 謝承陶 19 研究結果相同 Machado 等 20 也 得出了類似結論 即 適當增施氮肥可降低土壤鹽分累積 不同生育期施氮 量對土壤鹽分的影響不同 焦會青等 21 研究表明 施 氮可促進土壤中 Na Ca2 的競爭置換 通過生成 CaSO4沉淀在一定程度緩解土壤鹽分累積 這可能是 由于適當增施氮肥降低了土壤鹽分關鍵離子量 22 進 而降低土壤鹽分 較高施氮量 315 375 kg hm2 降 低了 Na Ca2 物質的量濃度 這可能是由于增施氮 肥能夠促進土壤中水穩(wěn)性重團聚體的形成 23 從而 吸 附游離態(tài) Na 降低土壤中關鍵離子量 當土壤陽離 子隨著施氮量的增加而減少時 土壤 SAR 與 ESP 也 隨之降低 進而降低土壤鹽漬化程度 灌水水質與施氮量之間存在交互作用 進而影響 陳 昊 等 不同水質滴灌與施氮措施下土壤鹽分及關鍵離子變化研究 85 土壤鹽分量 10 Ould 等 24 發(fā)現(xiàn) 灌溉水質和施氮量 的交互作用對土壤鹽分具有 顯著影響 本文結果表明 較高的施氮量 315 375 kg hm2 和較低礦化度灌溉 水質 1 27 3 g L 組合能夠顯著降低土壤含鹽量和 Na Ca2 物質的量濃度 這可能是因為適量增加施 氮量能夠提高土壤中的 NO3 量 緩解土壤中氯化物 的影響 25 隨著施氮量的增加 土壤中的 NH4 與 Na 產(chǎn)生競爭作用 26 水穩(wěn)性團聚體吸附 Na 23 降低土 壤含鹽量 但是 當灌溉水礦化度過高時 增施氮肥 會導致土壤鹽堿化程度加劇 咸水灌溉 條件 下 高施 氮量處理土壤 SAR 與 ESP 分別提高了 4 5 和 3 7 這可能 是因為土壤鹽分脅迫越大對氮素礦化和硝化 過程的抑制作用越強 27 鹽分 脅迫 成為主要影響因素 同時 過量施氮會導致土壤酸化 硝化反應產(chǎn)生的大 量 H 進入土壤 28 進一步誘導堿性陽離子直接釋放 到土壤溶液中 加速了土壤鹽漬化 15 4 結 論 1 土壤鹽分和離子量隨著灌溉水礦化度的增加 而增加 棉花生育末期 微咸水與咸水滴灌 條件下土 壤含鹽量 Na Ca2 物質的量濃度分別比地下水滴 灌高 14 2 78 2 42 197 2 與 86 7 252 8 土壤 SAR與 ESP分別高 4 8 108 9 與 48 0 90 2 2 適當增施氮肥能夠降低土壤鹽分與關鍵離子 量 較高施氮量 315 375 kg hm2 條件下 土壤鹽 分與 Na Ca2 物質的量濃度分別比低施氮量 255 kg hm2 處理 低 8 6 70 4 與 6 3 41 5 21 2 138 4 土壤 SAR 與 ESP 分別降低 5 0 27 與 2 8 19 3 3 綜合考慮土壤鹽分量 離子 物質的量濃度 SAR 與 ESP 建議咸水和微咸水滴灌條件下適宜施 氮量為 315 kg hm2 參考文獻 1 邢英英 張富倉 張燕 等 滴灌施肥水肥耦合對溫室番茄產(chǎn)量 品質 和水氮利用的影響 J 中國農(nóng)業(yè)科學 2015 48 4 713 726 XING Yingying ZHANG Fucang ZHANG Yan et al Effects of water and fertilizer coupling under drip irrigation on yield quality and water and nitrogen utilization of greenhouse tomato J Chinese Agricultural Science 2015 48 4 713 726 2 REDA Abdel aziz Impact of Treated Wastewater Irrigation on Soil Chemical Properties and Crop Productivity J International Journal of Water Resources and Arid Environments 2015 4 1 30 36 3 張劉東 王慶明 咸水非充分灌溉對土壤鹽分分布的影響及 SWAP 模 型模擬 J 節(jié)水灌溉 2015 7 32 35 ZHANG Liudong WANG Qingming Effects of inadequate saline water irrigation on soil salinity distribution and SWAP model simulation J Water 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