膜下滴灌不同灌溉定额对土壤水盐分布和春玉米产量的影响

王增丽，董平国，樊晓康，王天任

（1武威市中心灌溉试验站，甘肃武威 733000；2武威市水利技术综合服务中心，甘肃武威 733000）



膜下滴灌不同灌溉定额对土壤水盐分布和春玉米产量的影响

王增丽1，董平国1，樊晓康2，王天任2

（1武威市中心灌溉试验站，甘肃武威 733000；2武威市水利技术综合服务中心，甘肃武威 733000）

摘要：【目的】研究膜下滴灌条件下，不同灌溉定额对土壤水盐时空分布特征、春玉米产量和水分利用效率的影响。【方法】在石羊河流域中游，通过2014—2015两年的灌溉试验，对春玉米生育期设置不同灌溉定额（4 800、4 200和3 600 m3·hm-2），测定0—100 cm土层内，土壤水盐时空分布特征，春玉米播种前和收获后土壤全盐量在年内和年际间的变化，春玉米产量及其构成要素。【结果】随灌水定额的增加，0—60 cm土层土壤含水率增加明显，当灌水定额从420 m3·hm-2增加到480 m3·hm-2时，春玉米吐丝扬花期0—60 cm土层平均含水率可保持在24.52％以上。在作物需水关键期，当灌水定额为480 m3·hm-2时，能明显增加深层土壤的蓄水量。当灌溉定额低于360 m3·hm-2时，灌水量严重不足，土壤水分亏缺明显。在非灌溉期，土壤盐分随水分蒸发在表层耕作土壤中积聚。垂直方向上，在0—40 cm土层发生积盐现象，80—100 cm土层发生脱盐现象。在灌溉期，在垂直方向上，随着灌溉定额的增加，土壤淋洗深度呈增加的趋势。不同灌溉定额条件下，0—20 cm土层土壤发生脱盐现象，40—100 cm土层发生积盐现象。但0—100 cm土层内，土壤全盐量盈亏量总体基本平衡。在水平方向上，土壤盐分以滴头为中心向滴灌带两侧运移，滴头间土壤水分的交汇作用将原耕层的部分盐分迁移到滴灌带的湿润锋边缘处。各处理土壤含盐量均表现为滴灌带间较滴头间增加明显。不同灌溉定额对春玉米穗长、穗行数、行粒数影响不显著，对穗粗、秃尖长、百粒重影响显著。降低灌溉定额可增加春玉米的穗粗和百粒重，但对作物增产无显著作用。【结论】膜下滴灌条件下，春玉米耗水量受灌水量影响，适度水分亏缺能提高水分利用效率（WUE），但使春玉米产量降低4.45％ —20.99％。春玉米全生育期灌水10次，灌水定额为420 m3·hm-2，灌溉定额为4 200 m3·hm-2的灌溉制度节水、压盐、增产效益最优。

关键词：春玉米；膜下滴灌；灌溉定额；水盐运移；产量

联系方式：王增丽，E-mail：wangzengli1201@163.com

0 引言

【研究意义】甘肃省石羊河流域属内陆干旱地区，水资源严重短缺，水资源调用难度大使区内膜下滴管技术得到了广泛应用，但膜下滴灌造成的盐分在耕层底部聚集累积问题，严重制约了区域农业的可持续发展［1-2］。由于土壤水分和盐分运动是相互联系、影响的。只有综合研究土壤水分和盐分，才能系统表述它们的运动过程和变化规律［3］。【前人研究进展】MASS等［4］通过对试验资料对比分析，确定了大部分作物的临界含盐量，同时提出作物产量随含盐量的增加呈线性下降趋势。MINHAS等［5］研究结果表明，在同样盐分水平下，咸水、淡水轮灌措施较咸淡水混灌措施能明显提高作物的产量。TEDESCHI等［6］研究结果表明，高频灌水决定了土壤剖面较高的水分含量和较低的盐分积累，低频灌水由于较高的次灌水量，可将较多的盐分淋洗出作物根区。赵成义等［7］研究结果表明，滴灌条件下，土壤湿润锋与盐分的峰值随灌水量的增加而下移，且灌水量越大，土壤脱盐效果越好。缩小滴头的间距可提高对土壤盐分的淋洗作用［8］。沈浩等［9］、魏光辉等［10］、朱海清等［11］先后在新疆地区玛纳斯河流域、孔雀河流域以及石河子地区进行了水盐运移研究，结果表明，土壤盐分变异强度较土壤水分大，盐分在土壤表层运移活跃，而深层盐分变化幅度不大，土层盐分和含水量具有较强的空间相关性。【本研究切入点】前人的研究大多集中在盐渍土壤方面，而对不同灌溉方式、灌溉制度条件下农田土壤水盐时空分布特征方面的研究鲜有报道。【拟解决的关键问题】本研究通过2年田间定位试验，重点研究膜下滴灌条件下，不同灌溉定额对春玉米生育期农田土壤水盐时空分布特征、春玉米产量及水分利用效率，旨在为当地农业生产提供技术指导和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2014—2015年在武威市中心灌溉试验站进行，试验站海拔1 582 m，东经102°50′，北纬37°52′，为典型的干旱荒漠区。多年平均降水量163.2 mm，多年平均蒸发量2 019.9 mm。土壤质地为粉质壤土，土壤初始含盐量0.35 g·kg-1，土壤容重1.45 g·cm-3，田间持水量29％，灌溉水源为井水（矿化度0.56 g·L-1），地下水埋深48 m。

1.2 试验材料及设计

供试玉米品种为先玉335，2014年于4月21日种植，9月26日收获，全生育期158 d。2015年于4月23日种植，9月21日收获，全生育期152 d。采用玉米穴播机进行播种，播种量 30 kg·hm-2，膜下滴灌采用一膜两管四行设置，株距20 cm，行距40 cm，滴灌带间距80 cm。灌水下限为田间持水量的65％。滴灌带采用北京绿源塑料有限责任公司生产的内镶式滴灌带，滴灌带管径16 mm，滴头间距35 cm、工作压力 0.1 MPa，滴头流量1.38 L·h-1。

在作物播前，随旋耕施入基肥，尿素262.5 kg·hm-2，磷酸二氢铵525 kg·hm-2。在拔节期随灌水追肥1次，追施尿素200 kg·hm-2。如表1所示，试验采用随机区组设计，共3个灌水处理，每个处理重复3次。小区面积62 m2（6.2 m×10 m），周围布置保护区，试验前各处理进行春灌，灌水定额为1 200 m3·hm-2。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤水盐含量测定 试验采用土钻法分6层（0—10、10—20、20—40、40—60、60—80、80—100 cm）取样。在滴灌带正下方，沿铺设方向距滴头水平距离0、10、20、30 cm处取样（滴头间），记作0，t1，t2，t3；在垂直于滴灌带方向上，距滴头水平距离0、15、30、45 cm处向膜中心取样（滴灌带间），记作0、d1，d2，d3，各处理每次取样42个。在春玉米各生育期进行取样，灌水、降雨前后进行加测。采用烘干法测定土壤水分，利用 SG-3型电导率仪测定电导率 EC1∶5（土水质量比为 1∶5），根据文献［12］计算土壤全盐量。

1.3.2 作物产量及特征值测定 作物成熟后，各小区取具有代表性长势基本一致的连续10株进行考种。考种指标包括穗长、秃尖长、穗粗、百粒重。测产采取小区单打单收方法测定。

1.3.3 气象因子测定 2014—2015年春玉米生育期降雨量由站内自动气象站测定。其中，2014、2015年春玉米生育期有效降雨量分别为 167.6 mm、112.6 mm。

1.4 数据处理与分析方法

利用 SPSS16.0对试验数据进行方差分析和显著性检验，采用Surfer8.0软件进行制图。

表1　2014—2015年不同处理春玉米灌水方案Table 1 Experimental design of irrigation treatment for spring maize in 2014-2015（m3·hm-2）

2 结果

2.1 土壤剖面盐分动态变化

2014—2015年春玉米生育期土壤剖面全盐含量动态变化如图1、2所示。以2014年为例（图1），在苗期（灌后5 d），垂直方向上，各处理在0—20 cm、80—100 cm土层内出现黑色闭合曲线，表明土壤盐分在该土层内发生累积；水平方向上，滴头间（X轴 0 —-30刻度区间）土壤盐分含量色度较滴灌带间（X 轴0—30刻度区间）浅，表明滴头间土壤的淋洗作用高于滴灌带间。到拔节期（灌前1 d），在根系吸水和蒸发蒸腾作用下，灌水定额对土壤脱盐、积盐土层深度影响明显。其中，T1处理在0—80 cm土层发生积盐，80—100 cm土层发生脱盐。滴头处0—80 cm土层盐分为 0.83 g·kg-1，80—100cm 土层盐分为 0.72 g·kg-1。T2、T3处理表层积盐量均较T1处理明显增加。0—20 cm土层内，T2、T3含盐量分别为0.80和0.81 g·kg-1。吐丝扬花期（灌后1 d），在垂直方向上，各处理在0—60 cm土层发生脱盐，60—100 cm土层发生积盐。其中，T1、T2、T3处理60—100 cm土层含盐量较 0—60 cm土层分别降低 0.28％、0.47％和0.02％。水平方向上，T1、T2、T3处理0—20 cm土层滴头间较滴灌带间分别降低1.11％、2.45％和0.20％。结果表明，增加灌水定额可明显提高对土壤盐分的淋洗作用，且滴头间的淋洗作用高于滴灌带间的。到灌浆期（灌后2 d），T1处理对土壤表层盐分的淋洗作用从滴头间逐渐延伸至滴灌带间，这可能与土壤在干湿交替、重力等作用下，土壤容重增加，土壤水分的垂向运移减缓，侧向运动逐渐增加有关。

与2014年相比，2015年春玉米拔节期灌水前测定结果表明，不同处理在垂直方向和水平方向上，各土层含盐量均表现为较2014年对应值偏低，这与2015 年5月25日至6月26日降雨量（降雨7次，有效降雨量37.2 mm）较大有关。在频繁降雨和较低蒸发蒸腾作用下，土壤含盐量在垂直方向上向深层土壤下移，水平方向上向湿润锋边缘运移。

表2、3分别为2014年播前和2015年收获后的0—100 cm土层内和距滴头水平距离处的土壤含盐量变化表。由表2可知，年度内0—100 cm土壤含盐量随灌溉定额的增加呈降低趋势。2015年作物收获后土壤含盐量测定结果表明，T1处理0—100 cm土壤含盐量较2014年播前降低0.18％，T2、T3处理0—100 cm土壤含盐量较2014年播前增加0.05％和0.42％，土壤盐分主要分布在40 cm土层深度以下。结合表3分析可知，土壤盐分以滴头为中心向滴灌带两侧运移，t1、t2、t3处较滴头处土壤含盐量分别增加0.1％、0.25％和 0.13％，d1、d2、d3处较滴头处土壤含盐量分别增加0.45％、0.75％和0.63％，各处理土壤含盐量均表现为滴灌带间较滴头间增加明显。此外，连续2年的定位试验结果表明，0—100 cm土层内土壤全盐量盈亏变化基本平衡，这可能与人为进行农田春灌措施，土壤盐分随水分蒸发被带到地表，又随灌溉水和雨水向下运移，土壤盐分在土壤中进行了多次重新分配有关。

X轴0、15、30、45刻度分别为滴灌带间取样点距滴头0、15、30、45 cm处，0、-10、-20、-30为刻度分别为滴灌带下方取样点距滴头0、10、20、30 cm的距离。下同The calibration 0， 15， 30 and 45 of X axis indicated distance from vertical drip trap respecticely， the calibration 0， -10， -20 and -30 of X axis indicated distance from horizontal drip trap respecticely. The same as below图1　不同处理2014年春玉米不同生育期土壤含盐量动态变化Fig.1 Dynamic changes of soil salt at different stages of spring maize in 2014

图2　不同处理2015年春玉米不同生育期土壤含盐量动态变化Fig. 2 Dynamic changes of soil salt at different stages of spring maize in 2015

表2　2014年播前和2015年收获后不同处理0—100 cm土层含盐量变化Table 2 Variability of soil salt content in 0-100 cm depth before seeding in 2014 and after harvesting in 2015 （g·kg-1）

表3　2014年播前和2015年收获后不同处理水平距离土壤含盐量变化Table 3 Variability of soil salt content in vertical drip trap distance before seeding in 2014 and after harvesting in 2015 （g·kg-1）

以上结果说明，在土壤水分蒸发阶段，在垂直方向上，土壤盐分在0—40 cm土层发生积盐现象，80—100 cm土层发生脱盐现象。在水平方向上，土壤盐分以滴头为中心向滴灌带两侧运移，滴头间土壤水分的交汇作用将原耕层的部分盐分迁移到滴灌带的湿润锋边缘处。在灌水阶段，表层土壤发生淋洗作用，灌水定额对滴头间土壤的淋洗作用优于滴灌带间。到作物生育后期，土壤经历多次干湿交替过程后，灌水定额对滴灌带间土壤表层盐分的淋洗作用更加明显。

2.2 土壤剖面水分动态变化

图3、4为2014—2015年春玉米不同生育期0— 100 cm土层土壤水分变化。由图3可知，在苗期（灌后5 d），各处理0—100 cm土壤含水率分布规律基本一致，均随土壤深度的增加呈缓慢降低的趋势。进入拔节期，在棵间蒸发和作物蒸腾的作用下，各处理 0 —40 cm土层水分含量较40—100 cm土层明显减少。T1、T2、T3处理0—40 cm土壤含水率为10.28％—12.53％，40—100 cm土壤含水率为12.22％—14.99％。吐丝扬花期（灌后1 d），随着春玉米生育进程的延长，灌水定额对土壤水分的影响逐渐明显。灌水措施明显增加0—40 cm土层的水分含量。进入灌浆期（灌后2 d），作物水分大量往籽粒转移，各处理土壤水分含量较前期明显降低。T1、T2处理土壤含水率曲线出现交叉、重叠，灌水定额对土壤水剖面分布的影响差异减弱。收获期各处理土壤含水率为16.71％—19.92％，其中T1处理最高，T3处理最低，处理间差异较前期减弱。

图3　不同处理2014年春玉米不同生育期土壤水分含量动态变化Fig.3 Dynamic changes of soil moisture at different stages of spring maize in 2014

图4　不同处理2015年春玉米不同生育期土壤水分含量动态变化Fig.4 Dynamic changes of soil moisture at different stages of spring maize in 2015

2015年各处理不同生育期0—100 cm剖面土壤水分含量分布特征与2014年结果基本一致（图4），表明灌溉定额对 0—100 cm土壤水分变化影响较为稳定。其中，在拔节期，T1、T2、T3处理土壤含水率较2014年分别增加2.30％、2.34％和1.99％，这可能与2015年该生育阶段的有效降雨量较2014年增加有关（2014、2015年该阶段有效降雨量分别为11.2 mm 和37.2 mm）。在收获期，2015年各处理土壤含水率较2014年对应值明显降低，变化规律差异较大，这可能是因为 2014年该阶段降雨量较 2015年增加 77.8 mm，较大的降雨量增加了土壤0—100 cm土壤的蓄水量，消除了处理间的差异。

2014—2015年研究结果表明，在根系吸水和蒸发蒸腾作用下，灌水定额对土壤水分的分布影响明显。当灌水定额为480 m3·hm-2时，春玉米吐丝扬花期0—60 cm土层土壤含水率可保持在24.52％以上。在作物需水关键期，当灌水定额高于480 m3·hm-2时，能明显增加深层土壤水分的蓄水量。当灌溉定额低于360 m3·hm-2时，灌水量严重不足，土壤水分亏缺明显。

2.3 作物产量及水分利用效率分析

2014—2015年春玉米期产量及构成因子见表4。对产量构成因子进行方差分析，结果表明，不同灌溉定额对春玉米穗长、穗行数、行粒数影响不显著。对穗粗、秃尖长、百粒重影响显著。由 T1处理测定结果可知，降低灌溉定额春玉米穗粗和百粒重呈增加趋势，但对作物增产无明显促进作用。

将各处理的产量（籽粒含水率均值为 10.9％）在自然风干条件下晾晒3周后进行测产，结果表明，2014 年T1产量最高，为18 165.15 kg·hm-2，T2、T3处理产量分别为17 869.80和14 407.50 kg·hm-2，较T1处理降低1.63％、20.69％。其中T1、T3处理差异显著（P＜0.05）。2015年各处理产量分析结果与2014年变化规律基本一致。T1产量仍然最高，为 18 873.3 kg·hm-2，T2、T3处理产量分别为17 500.2和14 855.4 kg·hm-2，较T1处理分别降低7.28％、22.29％。T1、T3处理差异仍然显著（P＜0.05）。

2014—2015年各处理耗水量为 287.89—374.47 mm。T3处理水分亏缺严重，2年的作物耗水量均较其他处理低。水分利用效率（WUE）为 4.11—5.17 kg·m-3，其中T2＞T1＞T3，T1、T2处理与T3处理差异显著（P＜0.05）。

2年的定位田间试验研究结果表明，从经济及高效利用水资源的角度出发，在春玉米生育期灌水 10次，灌水定额为420 m3·hm-2，灌溉定额为4 200 m3·hm-2的灌溉制度节水、增产效益最优。

表4　春玉米产量特征值及水分利用效率分析Table 4 Yield， its components and WUE of spring maize

3 讨论

对作物进行合理的灌溉是保证农业可持续发展的前提，灌溉水量直接影响土壤水分和盐分状况。李宗杰［13］研究了胡杨林地土壤水盐变化，结果表明，土壤盐分的变化总体趋势为随土层的不断加深，盐分含量不断的减少，其中以0—10 cm 层土壤的盐分最高。张瑞喜等［14］研究了膜下滴灌条件下普通水和磁化水对土壤水盐分布特征。结果表明，利用磁化水进行灌溉有利于将更多的盐分淋洗出土体。张金珠等［15］研究结果表明，对盐碱土进行秸秆覆盖可明显减少土壤盐分的表聚。本研究结果表明，土层盐分累积和淋溶与灌水定额有关，这与尹美娥等［16］的研究结果相一致。作物产量与灌溉定额和土壤盐分积累程度关系密切，较强的蒸发蒸腾作用导致土壤盐分积累，产生的渗透势影响会作物根系吸水，进而导致作物减产［17-19］。特别是在气温较高且蒸发强烈时，对作物进行过量灌水不仅不利于压盐，反而促进深层土壤盐分向上运移和累积［20］。因此，在灌水量一定的情况下，延长灌水周期具有抑制土壤返盐的作用［21-22］。王成等［23］研究结果表明，免冬春灌使棉田土壤盐分主要积累在0—30 cm土层之间，灌溉定额为369 mm以上可将土壤盐分淋洗到60 cm土层以下。但也有研究［24］表明，膜下滴灌土壤盐分在生育期和非生育期的累积与淋洗，共同决定了土壤的盐碱化趋势。采用作物非生育期进行冬灌或春灌，可保证在多年尺度上土壤根区盐分不会出现明显累积现象。本研究结果表明，不同灌溉定额对土壤剖面水分含量的变化影响主要反映在深层土壤中（60—100 cm）。这与蒋静等［25］研究结果相一致。

4 结论

在土壤水分蒸发过程中，在垂直方向上，土壤表层发生积盐现象，中层发生脱盐现象，深层土壤盐分变化基本稳定。在水平方向上，土壤盐分以滴头为中心向滴灌带两侧运移，随灌水定额的增加，棵间土壤盐分累积效应越明显。在灌溉过程中，随灌水定额的增加，土层发生积盐、脱盐现象的深度增加。膜下滴灌条件下，灌溉水的作用范围主要发生在纵向 0—60 cm，横向30 cm左右，且滴头处的土壤水分垂向运动较其他位置明显。当灌水定额大于480 m3·hm-2时，土壤水分的垂直运动较为明显。

从经济及高效利用水资源的角度出发，滴灌条件下，春玉米全生育期灌水10次，灌水定额为420 m3·hm-2，灌溉定额为4 200 m3·hm-2的灌溉制度节水、压盐、增产效益最优。

References

［1］ HU H C， TIAN F Q， HU H P. Soil particle size distribution and its relationship with soil water and salt under mulched drip irrigation in Xinjiang of China. Science China Technological Sciences， 2011， 6（54）：1568-1574.

［2］ 康绍忠， 粟晓玲， 沈清林， 石培泽， 杨秀英. 石羊河流域水资源利用与节水农业发展模式的战略思考. 水资源与水工程学报， 2004，15（4）： 1-8. KANG S Z， SU X L， SHEN Q L， SHI P Z， YANG X Y. Strategy for water resources utilization and water-saving agriculture development models in Shiyanghe river basin. Journal of Water Resources and Water Engineering， 2004， 15（4）： 1-8. （in Chinese）

［3］ 蔡焕杰. 大田作物膜下滴灌的理论与应用. 杨凌： 西北农林科技大学出版社， 2003. CAI H J. The Theory and Application of Drip Irrigation Under Mulch for Field Crops. Yangling： The Press of Northwest A&F university，2003. （in Chinese）

［4］ MASS E V， HOFMAN G J. Salinity sensitivity of sorghum at three growth stages. Irrigation Science， 1986， 7（1）： 1-11.

［5］ MINHAS P S， GUPTA R K. Conjunctive use of saline and non-saline waters III. Validation and applications of a transient model for wheat. Agricultural Water Management， 1993， 23（2）： 149-160.

［6］ TEDESCHI A， MENENTI M. Simulation studies of long term saline water use： Model validation and evaluation of schedules. Agricultural Water Management， 2002， 54（2）： 123-157.

［7］ 赵成义， 闫映宇， 李菊艳， 盛钰， 伊力哈木·伊马木. 塔里木灌区膜下滴灌的棉田土壤水盐分布特征. 干旱区地理， 2009， 32（6）：892-898. ZHAO C Y， YAN Y Y， LI J Y， SHENG Y， YILIHAMU Y M M. Distributed characteristics of soil water-salt of cotton field under drip irrigation under mulching in Tarim Irrigated Area. Arid Land Geography， 2009， 32（6）： 892-898. （in Chinese）

［8］ 王卫华， 王全九， 刘建军， 李淑芹， 赵春艳. 膜下滴灌湿润体交汇区土壤水盐运移特征田间实验研究. 干旱区地理， 2011， 34（4）：558-564. WANG W H， WANG Q J， LIU J J， LI S Q， ZHAO C Y. Field experimental study of soil water-salt transport characteristics in the interference area of weetted volume under the mulched drip irrigation. Arid Land Geography， 2011， 34（4）： 558-564. （in Chinese）

［9］ 沈浩， 吉力力·阿不都外力. 玛纳斯河流域农田土壤水盐空间分布特征及影响因素. 应用生态学报， 2015， 26（3）： 769-776. SHEN H， JILILI ABDWL. Spatial distribution of soil moisture and salinity and their influence factors in the farmland of Manas River catchment， Northwest China. Chinese Journal of Applied Ecology，2015， 26（3）： 769-776. （in Chinese）

［10］ 魏光辉， 杨鹏年. 干旱区不同灌溉方式下棉田土壤水盐调控研究.节水灌溉， 2015（6）： 26-30. WEI G H， YANG P N. Study on water-sail regulation in cotton field soil under different irrigation methods in arid area. Water Saving Irrigation， 2015（6）： 26-30. （in Chinese）

［11］ 朱海清， 虎胆·吐马尔白， 马合木江·艾合买提， 赵经华， 赵永成， 朱冬桥. 干旱区长期膜下滴灌棉田土壤水盐空间分布特征研究. 节水灌溉， 2015（8）： 54-57， 62. ZHU H Q， HUDAN TMEB， MA HEMUJIANG AHMT， ZHAO J H，ZHAO Y C， ZHU D Q. Study on spatial distribution characteristics of soil moisture and salinity in drip irrigation under mulch cotton field inarid area. Water Saving Irrigation， 2015（8）： 54-57， 62. （in Chinese）

［12］ 赵志才， 冯绍元， 霍再林， 蒋静， 秦俊桃. 咸水灌溉条件下土壤水盐分布特征. 应用生态学报， 2010， 21（4）： 945-951. ZHAO Z C， FENG S Y， HUO Z L， JIANG J， QIN J T. Distribution characteristics of water and salt in a spring wheat soil under brackish water irrigation. Chinese Journal of Applied Ecology， 2010， 21（4）：945-951. （in Chinese）

［13］ 李宗杰， 田青， 宋玲玲. 胡杨林地土壤水盐动态及对植被生长的影响. 甘肃农业大学学报， 2015， 50 （3）： 126-131. LI Z J， TIAN Q， SONG L L. Dynamic of soil water and salt in Populus euphratica forest and its effect on the growth condition of vegetation in Jinta County. Journal of Gansu Agricultural University，2015， 50（3）： 126-131. （in Chinese）

［14］ 张瑞喜， 王卫兵， 褚贵新. 磁化水在盐渍化土壤中的入渗和淋洗效应. 中国农业科学， 2014， 47（8）： 1634-1641. Doi：10.3864/j.issn.0578-1752.2014.08.019. ZHANG R X， WANG W B， CHU G X. Impacts of magnetized water irrigation on soil infiltration and soil salt leaching. Scientia Agricultura Sinica， 2014， 47（8）： 1634-1641. Doi：10.3864/j.issn.0578-1752.2014.08.019. （in Chinese）

［15］ 张金珠， 王振华， 虎胆·吐马尔白. 干旱区秸秆覆盖对滴灌棉花生长及产量的影响. 排灌机械工程学报， 2014， 32（4）： 350-355. ZHANG J Z， WANG Z H， HUDAN TMEB. Effect of straw mulching on growth and yield of cotton under drip irrigation in arid area. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering， 2014，32（4）： 350-355.（in Chinese）

［16］ 尹美娥. 咸水灌溉下的土壤水盐运动规律. 水利水电技术， 2000，31（7）： 22-24. YIN M E. Soil water-salt movement rule under saline water irrigation. Water Resources and Hydropower Engineering， 2000， 31（7）： 22-24. （in Chinese）

［17］ KATERJI N， VAN HOORN J W， HAMDY A， MASTRORILLI M. Salinity effect on crop development and yield， analysis of salt tolerance according to several classification methods. Agricultural Water Management， 2003（62）： 37-66.

［18］ SHANI U， DUDLEY L M. Field studies of crop response to water and salt stress. Soil Science Society of America Journal， 2001（65）： 1522-1528.

［19］ BEN HUR M， LI F H， KEREN R， RAVINA I， SHALIT G. Water and salt distribution in a field irrigated with marginal water under high water table conditions. Soil Science Society of America Journal， 2001（65）： 191-198.

［20］ 巨龙， 王全九， 王琳芳， 史晓楠. 灌水量对半干旱区土壤水盐分布特征及冬小麦产量的影响. 农业工程学报， 2007， 23（1）： 86-90. JU L， WANG Q J， WANG L F， SHI X N. Effects of irrigation amounts on yield of winter wheat and distribution characteristics of soil water-salt in semi-arid region. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2007， 23（1）： 86-90. （in Chinese）

［21］ 马军勇， 周建伟， 何帅， 郑国玉， 苏秦. 膜下滴灌灌水周期对盐渍化土壤水盐运移影响研究. 灌溉排水学报， 2013， 33（4）： 46-49. MA J Y， ZHOU J W， HE S， ZHENG G Y， SU Q. Influence of irrigation frequency of drip irrigation under mulch on soil water-salt transport of salinization soil. Journal of Irrigation and Drainage，2013， 33（4）： 46-49. （in Chinese）

［22］ 付恒阳， 朱拥军， 王雅琴. 干旱地区大田膜下滴灌对土壤盐分的影响. 灌溉排水学报， 2013， 32（2）： 21-24. FU H Y， ZHU Y J， WANG Y Q. Influence of drip irrigation with plastic mulch on soil salinity of cropland in arid regions. Journal of Irrigation and Drainage， 2013， 32（2）： 21-24. （in Chinese）

［23］ 王成， 姚宝林， 李发永， 王龙. 免冬春灌不同灌水定额条件下棉花膜下滴灌对土壤盐分变化规律的影响. 塔里木农垦大学学报，2011（4）： 54-60. WANG C， YAO B L， LI F Y， WANG L. Study on soil salt transfer law for cotton field with drip irrigation under mulch with no-winter and spring irigation. Journal of Tarim University of Agricultural Reclamation， 2011（4）： 54-60. （in Chinese）

［24］ 胡宏昌， 田富强， 张治， 杨鹏举， 倪广恒， 李冰. 干旱区膜下滴灌农田土壤盐分非生育期淋洗和多年动态. 水利学报， 2015， 46（9）：1034-1046. HU H C， TIAN F Q， ZHANG Z， YANG P J， NI G H， LI B. Soil salt leaching in non-growth period and salinity dynamics under mulched drip irrigation in arid area. Journal of Hydraulic Engineering， 2015，46（9）： 1034-1046. （in Chinese）

［25］ 蒋静， 冯绍元， 王永胜， 霍再林. 灌溉水量和水质对土壤水盐分布及春玉米耗水的影响. 中国农业科学， 2010， 43（11）： 2270-2279. JIANG J， FENG S Y， WANG Y S， HUO Z L. Effect on water-salt distribution and evapotranspiration of spring maize under different water quantities and qualities. Scientia Agricultura Sinica， 2010，43（11）： 2270-2279. （in Chinese）

（责任编辑 杨鑫浩）

Effects of Irrigation Quota on Distribution of Soil Water-Salt and Yield of Spring Maize with Drip Irrigation Under Mulch

WANG Zeng-li1， DONG Ping-guo1， FAN Xiao-kang2， WANG Tian-ren2
（1Key Irrigation Experimental Station in Wuwei， Wuwei 733000， Gansu；2The Integrated Service Centre on Water Conservancy Technologies in Wuwei， Wuwei 733000， Gansu）

Abstract：【Objective】 The objective of the experiment was to investigate the effects of irrigation quota on distribution of soil water-salt， yield and water use efficiency of spring maize under the condition of drip irrigation under film. 【Method】 In the spring maize growth period， field experiment were conducted with different irrigation quota （4 800， 4 200 and 3 600 m3·hm-2） in the middle reach of the Shiyanghe Basin in 2014-2015. Soil water and salt space-time distribution of 0-100 cm soil layer， the interannual change of soil salt content and spring maize yield and its components were measured.【Result】 The more irrigation quota was ， the more soil water content was in 0-60 cm soil layer. Increasing irrigation quota from 420 m3·hm-2to 480 m3·hm-2， soil water content could be higher than 24.52％ of average in 0-60 cm soil layer. In key water requirement period of crop， it could increase the deep soil moisture with 480 m3·hm-2of irrigation quota. While it had a serious soil moisture deficit with 360 m3·hm-2of irrigationquota. In non-irrigation period， soil salt accumulated in 0-40 cm layer and desalinated in 80-100 cm layer in vertical direction. In the irrigation period， desalt depth increased with increasing irrigation quota in vertical direction. Soil salt desalinated in 0-20 cm soil layer and accumulated in 40-100 cm soil layer， while total soil salt of 0-100 soil layer remained unchanged. In horizontal direction， soil salt migrated in both sides of drip irrigation belt， in addition， the effect of soil moisture movement migrated parts of soil salt which was been kept in arable layer to wetting front edge between the middle of the two drip irrigation belt in horizontal direction. Soil salt content in drip irrigation belt interval was higher than in drippers interval， irrigation quota had no significant effect on ear length， ear rows and rows grains of spring maize， while had significant effect on ear diameter， bald tip length and hundred-grain weight.【Conclusion】Under the condition of drip irrigation， water consumption of spring maize was mainly influenced by irrigation water. Water deficit in a certain extent could elevate water use efficiency （WUE）， while yield of spring maize was reduced by 4.45％-20.99％. Irrigation schedule which had irrigation norms of 420 m3·hm-2and 10 irrigation frequencies was recommended as the most optimal result of saving water， preventing soil salt from moving up and increasing yield of spring maize.

Key words：spring maize； drip irrigation under mulch； irrigation quota； water-salt transport； yield

收稿日期：2015-11-26；接受日期：2016-03-06

基金项目：水利部公益性行业科研专项经费项目（201501017）、甘肃省水利科研推广项目