不同水头和土壤容重下微润灌湿润体内水盐分布特性

刘小刚 朱益飞 余小弟 李义林 唐建楷 喻黎明

(昆明理工大学现代农业工程学院，昆明650500)

不同水头和土壤容重下微润灌湿润体内水盐分布特性

刘小刚 朱益飞 余小弟 李义林 唐建楷 喻黎明

(昆明理工大学现代农业工程学院，昆明650500)

为探明微润灌溉施肥的湿润体内水盐分布规律，开展不同压力水头和土壤容重下室内微润灌溉入渗试验。设置3个水头(H1.0:1.0m、H1.5:1.5m和H2.0:2.0m)和3个土壤容重(D1.00:1.00 g/cm3、D1.15:1.15 g/cm3和D1.30:1.30 g/cm3)，以质量分数0.3%的硝酸钾溶液为入渗溶液，研究微润灌湿润体内水盐空间分布规律和变异特征。结果表明:微润管入口水头和土壤容重对湿润体内含水率、与K+含量均值影响显著。同一土壤容重下，H1.5和H2.0与H1.0相比，湿润体剖面面积增大13.50%～21.61%，湿润体内含水率、与K+含量均值分别增大3.69% ～10.71%、7.80% ～10.95%和7.29% ～17.49%，均匀系数分别增大7.65% ～18.63%、5.22%～13.63%和9.34%～21.89%;同一水头下，D1.15和D1.30与D1.00相比，湿润体剖面面积减小5.76%～ 9.21%，含水率、含量均值分别减小15.73% ～21.54%、8.08% ～10.97%，而K+含量均值增大34.89% ～ 64.79%，三者均匀系数分别减小9.02%～11.45%、4.04%～7.25%和7.09%～11.54%。K+在微润管周围分布较集中，K+聚集分布面积约占湿润体剖面面积的40.80%～61.41%。微润灌湿润体内含水率、和K+含量均值与至微润管的水平距离符合四参数Log-logistic模型。

微润灌溉施肥;土壤容重;水头;湿润体;水盐分布;四参数Log-logistic模型

引言

微润灌溉是一种精准高效的节水灌溉技术，能够向作物根部持续微量供水［1－4］，可在无外加动力下实现自动供水［5－6］，相对于其他灌水器而言沿程水头损失极其微小，其流态指数比一般灌水器大［3］，同时减少地表蒸发与土壤深层渗漏，具有节水高效、降低能耗、抗堵塞性能强等特点［7－10］。有关微润灌溉的应用基础方面已有较多的研究成果，主要集中在压力水头、土壤容重、溶液矿化度对微润灌土壤入渗特性的影响等方面［1－4，7－9］。微润灌溉产生以微润管为轴心的对称圆形湿润体，土壤含水率最大值出现在微润管附近，并向管带四周逐渐减小［7］;压力是入渗量的重要因素，微润管埋深显著影响湿润体形状。压力越大，湿润锋运移距离越大，土壤水分分布范围越广，土壤平均含水率越高［1－2］;土壤密度和质地也是影响湿润体分布的重要因素，湿润锋运移距离与时间呈显著幂函数关系，累积入渗量和灌水时间呈线性函数关系［8］;微润灌溉的矿化度对湿润体体积影响显著，而对湿润体形状影响较小，湿润锋运移距离、土壤累积入渗量、湿润体体积均随入渗溶液矿化度提高而增大［9］。

漫灌、地表滴灌、覆盖膜滴灌、膜下滴灌等灌水模式下土壤水盐含量及分布对土壤微生物、作物生长、水分利用及产量影响显著［11－20］。作为一种新型农业节水技术，微润灌溉对土壤水盐分布的影响还鲜见报道。有关微润灌溉入渗特性研究大多集中在水平埋设条件下，而对于适宜于宽距作物的竖插式微润管入渗特性还研究较少，尤其是水肥一体微润灌湿润体水盐分布规律尚不清楚。本文研究水肥一体微润灌溉下微润管竖直布设时，毛管入口压力和土壤容重对土壤水盐分布的影响，并建立湿润体水盐分布模型，以期为水肥一体微润灌溉推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验土样

按国际制土壤分类方法(International Society of Soil Science，ISSS)，供试红壤土属多砾质砂质壤土。土壤颗粒组成采用Mastersizer 2000型激光粒度分析仪(英国马尔文公司)测定，土壤自然堆放下粒径组成为直径 d＞2 mm、0.02 mm＜d≤2 mm、0.002mm＜d≤0.02 mm和0＜d≤0.002 mm分别占21.75%、74.27%、3.96%和0.12%，初始含水率为 3.56%，与 K+含量本底值分别为19.74mg/kg和39.52mg/kg。土壤容重分别为1.00、1.15、1.30 g/cm3时的饱和含水率分别为66.80%、47.52%和40.69%。按照控制的容重分层填装土样，层间打毛。

1.2 试验装置

试验装置由土箱和供水系统组成。有机玻璃土箱的尺寸(长×宽×高)为40 cm×40 cm×45 cm，厚度为10mm。微润管(深圳市微润灌溉技术有限公司提供)、马氏瓶和橡胶软管组成供水系统。微润管为四折痕双层结构，内层为厚度0.06mm的高分子半透膜。孔隙直径在10～900 nm之间，膜上孔密度约为105个/cm2。微润管公称直径为16mm，折径(宽度)为(25±1.5)mm，壁厚为(0.9±0.5)mm，正常工作压力为0.02 MPa。马氏瓶提供连续恒压水头，升降支架实现水头调控。

1.3 试验设计与方法

试验设3个微润管入口水头(H1.0:1.0 m、H1.5:1.5 m和 H2.0:2.0 m)和 3个土壤容重(D1.00:1.00 g/cm3、D1.15:1.15 g/cm3和D1.30: 1.30 g/cm3)完全组合共9个处理，各处理重复3次，文中所有数据取均值。采用质量分数为0.3%的硝酸钾溶液模拟灌溉施肥。试验开始前，控制容重分层装土，每层5 cm，层间打毛。微润管长度为30 cm，有效渗水长度为25 cm，进水上端采用专用塑料接头与橡胶软管连接，下端采用生料带缠绕橡胶塞封闭。有机玻璃土箱内高为 45 cm，装土高度为40 cm。竖直插入微润管时保持上端接头与土面齐平，控制两侧与土箱两壁水平距离各1 cm。选取湿润体的1/4作为观测对象，记录湿润锋轮廓变化。在土层表面覆盖塑料薄膜抑制土壤水分蒸发。入渗时间持续124 h，0～12 h每2 h、12～48 h每4 h、48～124 h每8 h记录马氏瓶刻度，并在玻璃土箱侧面描绘湿润锋。入渗结束立即用小土钻分层取样，竖直方向从土壤表面起每隔5 cm取样1次，水平方向每隔5 cm取样。烘干法测定土壤含水率，紫外可见分光光度计和火焰光度计测定土壤与K+含量。

1.4 计算方法

(1)湿润体剖面面积计算示意图如图1所示。

图1 微润灌湿润体及剖面面积计算示意图Fig．1 Schematic diagram ofwetted body and section area

湿润体剖面面积计算公式为

式中 S——湿润体剖面面积

f(x)——入渗124 h的湿润锋移动位置曲线的拟合函数(与实测曲线相关系数大于0.9)

x——湿润体深度 n——正整数

ai——f(x)的拟合系数

DM——湿润体最大深度

f(x)拟合函数由SPSS 19.0分析完成，根据拟合函数通过Matlab 7.0软件编程计算得到湿润体剖面面积。

(2)湿润体内水盐分布均匀度采用克里斯琴森均匀系数计算，计算公式为

式中 Cu——湿润体内水盐分布均匀系数

θi——第i个取样点的润体内水盐含量

m——取样点个数

1.5 作图及统计方法

湿润体内水盐分布采用SigmaPlot 10.0绘制，显著性分析采用SPSS 19.0统计完成。

2 结果与分析

2.1 湿润体内土壤水盐分布

2.1.1 土壤水分分布

由图2可知，与H1.0相比，H1.5和H2.0时，D1.00、D1.15和D1.30的湿润体剖面面积分别增大7.41%～15.02%、10.46%～21.35%和17.39%～26.09%，且越靠近微润管含水率越高，距离微润管最近处接近饱和含水率。D1.00时，H1.0、H1.5和H2.0的含水率超过35%的面积分别占湿润体剖面面积的43.16%、56.09%和65.57%。其中D1.30的湿润体剖面面积最小。土壤容重一定时，与H1.0相比，H1.5和 H2.0时的湿润体剖面面积增大13.50% ～21.61%;水头一定时，与 D1.00相比，D1.15和D1.30的湿润体剖面面积减小5.76% ～9.21%。

图2 不同容重和水头下微润灌湿润体土壤水分分布(单位:%)Fig．2 Soilwater distributions ofmoistube-irrigated wetted body under different bulk densities and pressure heads

图3 不同容重和水头下微润灌的湿润体土壤-N 含量分布(单位:mg/kg)Fig．3 Soilcontent distributions ofmoistube-irrigated wetted body under different bulk densities and pressure heads

2.1.3 土壤K+分布

K+含量大于120 mg/kg的分布面积较小且聚集在微润管附近，K+含量最大可达600 mg/kg以上(图4)。与H1.0相比，H1.5和H2.0时，D1.00、D1.15和D1.30的K+含量大于120 mg/kg的分布面积分别增大 5.26% ～18.42%、5.83% ～26.09%、12.57% ～22.16%。与 D1.00相比，D1.15和D1.30时，H1.0、H1.5和H2.0的K+含量大于120 mg/kg的分布面积分别减小18.64% ～26.75%、18.34% ～21.62%和14.07% ～24.45%; K+含量大于120 mg/kg的分布面积分别占湿润体剖面面积的35.12%、38.73%和43.15%。

综上(图2～4)可知，K+含量分布规律与含水率和含量的差异明显，K+含量分布面积较小且随距离的增大变幅较大。综上可知，湿润体剖面水盐分布相对均匀，底部含量未明显增大，因此未出现淋洗现象。

图4 不同容重和水头下微润灌的湿润体土壤K+含量分布(单位:mg/kg)Fig．4 Soil K+content distributions ofmoistube-irrigated wetted body under different bulk densities and pressure heads

2.2 湿润体内水盐分布变化特性

容重一定时，与H1.0相比，H1.5和H2.0时的K+含量均值与均匀系数分别增大7.29%～17.49%和9.34%～21.89%。水头一定时，与D1.00相比，D1.15和D1.30时的K+含量均值增大34.89% ～64.79%，而均匀系数减小7.09%～11.54%。在同一水头下，容重越大，K+含量越大。D1.00、D1.15和D1.30的K+含量均匀系数分别为65.60% ～74.81%、58.42% ～72.15%和54.19% ～70.23%。D1.00的K+含量均匀系数最大，而D1.30时最小，比D1.00减小6.12%～17.39%。

表1 微润灌的湿润体内水盐分布特征Tab．1 Characteristics of soil water and salinity distribution in moistube-irrigated wetted body

2.3 微润灌湿润体内水盐含量均值

2.3.1 四参数Log-logistic分析

Logistic模型是S型曲线的常用模型，大量试验表明呈S型曲线的数据都符合该模型［21－26］。Loglogistic模型是Logistic的扩展，拟合效果优于前者，且参数更有实际意义［25］。用四参数Log-logistic模型进行曲线拟合，得到不同水头和土壤容重湿润体内含水率、和K+含量均值与至微润管水平距离的关系。试验数据回归结果如表2所示，其模型为

表2 微润管湿润体内水盐含量的四参数Log-logistic拟合Tab．2 Fitting formula of soilwater and salinity contents in moistube-irrigated wetted body using fourparameter Log-logistic model

式中 l——与微润管水平距离 λ——拟合含量

D——含量的下渐近线，略低于水平距离趋近于湿润体边缘时的最小λ值［25］

A——含量的上渐近线，略高于水平距离趋近微润管时的最大λ值

B——含量变化速率参数，相当于模型曲线的最大斜率

C——模型曲线拐点所对应的λ值

表2中各回归方程式的R2均大于0.97，并通过P＜0.05的显著性检验。因此，湿润体内含水率、和K+含量均值与至微润管水平距离的关系规律符合四参数Log-logistic模型。水头与土壤容重一定时，根据拟合公式可计算出与微润管不同水平距离相应的水盐含量均值。

图5 湿润体剖面水盐含量均值实测值与模拟曲线Fig．5 Measurement values and simulation curves of average contents of soilwater and salinity in wetted body profile

图5为入渗124 h后湿润体内不同距离水盐含量的均值。由图5可知，水头越大，湿润体内水盐含量均值越大，高水头的模拟曲线均位于低水头上方。湿润体内含水率与含量均值随着与微润管水平距离的增大而减小，随着土壤容重的增加而减小;K+含量均值随着土壤容重的增加而略有增大，随着与微润管水平距离的增大而减小，而减小到趋于土壤本底值后基本不变。随着与微润管水平距离的增大，湿润体内含水率和含量均值模拟曲线的斜率由小变大，而K+含量均值的模拟曲线斜率由大变小，主要由于土壤对水盐的吸附程度不同所致。

3 讨论

水肥一体化技术是水和肥同步供应的一项农业技术，是将可溶性固体或液体肥料配制成的肥液，借助压力系统与水一起灌溉，根据土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，均匀、定时、定量浸润作物根系发育生长区域，从而达到提高作物品质、增产增收的一项新技术。前人对水肥一体化滴灌条件下土壤水盐分布做了较多研究，结果发现季节变化、土壤质地、咸水灌溉均会影响滴灌模式下的土壤水盐分布［14－15，18］。有关土壤盐分的研究大多采用电导率这一综合指标，然而不同离子在土壤中迁移转化规律有所不同，因此本文对水肥一体化微润灌溉的土壤含水率、和K+含量进行探讨，分析水盐分布规律和变异特征，并建立微润灌湿润体内水盐含量均值模型以期指导实际生产。

水头是控制微润灌溉流量的主要参数，通过影响入渗界面的势梯度进而改变水分运动通量［1］。水盐在土壤中的运移与土壤孔隙及含量密切相关，土壤容重越小，水盐实际流动面积越大，入渗能力越强［27］，本试验中土壤容重增加，溶液入渗总量也随之减小。因此，随着水头的增加，湿润体剖面面积及高于本底值的和K+含量分布面积显著增大;而随着土壤容重的增加，水盐分布面积显著减小。水头和土壤容重对微润灌溉湿润体内含水率、和K+含量均值影响显著。前人研究发现，不同水头下含水率最大均值出现在微润管附近;同一位置，压力水头越大，土壤平均含水率越高［1］，这与本文水分分布规律类似。本文同时发现，不同水头下土壤水盐含量最大值均出现在微润管附近，并向管带四周逐渐减小含量均值与微润管水平距离的减小速率与水分类似，先小后大再小，而K+含量均值减小速率先大后小;同一水平位置，水头越大，土壤水盐含量均值越高。随着水头的增加，与K+含量均值与均匀系数均增大。主要由于增加水头使得土壤吸湿和导水性能增大，同时增大水盐入渗速率以及湿润体增加速率，从而显著提高土壤水盐均匀度［28］。土壤容重增大，含水率均匀系数减小，湿润体减小［6］。而本文发现土壤容重增大，含量均值减小，而K+含量均值增大，水盐均匀系数均减小。可能由于土壤容重增加，密实度增大，孔隙率减小，水分通道变小，水盐入渗总量减小。带负电荷，作为一种非吸附性离子，在土壤中的迁移能力较强，显著表现出“随水运动”的规律。而土壤对K+的吸附性较强且随容重增大而增强，K+在土壤中移动性较小，结合土壤容重增大，K+分布面积略有减小，因此K+含量均值随土壤容重增加而增大，且在微润管附近出现富集现象，D1.30时微润管附近K+含量最高。土壤容重增大，水盐均匀系数减小，可能由于土壤容重增大，孔隙度减小，水盐运移、扩散与再分布降低所致。另外，相对于入渗界面的势梯度，重力势梯度对水盐的影响微小，因此未出现淋洗现象。

土壤水盐迁移常用经典数学模型计算获得，但由于模型参数较多且较难确定，限制了模型的应用。Logistic模型在多个领域已有广泛应用［21－26］。与传统模型比较，四参数Log-logistic模型增加了一个参数(拐点)，该模型灵活性高，对于符合S型曲线的数据，拟合效果优良［25］。本文基于水盐含量均值拟合的曲线公式，系统总结了不同水头与容重下的水盐分布模型，通过模拟曲线可直观得到与竖插式微润管不同距离的水盐含量均值。因此，四参数Loglogistic模型为模拟微润灌溉水盐分布提供了思路。

水肥一体化微润灌溉可根据土壤状况及作物不同阶段的生长特性，有效控制水分、养分供给的数量和比例，充分发挥水肥耦合效应，提高水肥利用率，达到以肥调水，以水促肥，协调水肥供应状况，实现水肥高效利用。根据土壤容重和作物在不同生长期的水盐(水肥)需求量，通过调控水头来改变湿润体的水盐分布，同时调控微润管与作物的水平距离使水盐分布与作物需求相匹配，从而达到节水增效的目的。本研究结果尤其对宽距经济林微润水肥一体化灌溉的推广应用具有一定的指导意义。

4 结论

(1)微润管竖直布设下，水头和土壤容重对微润灌溉湿润体内含水率、和K+含量均值影响显著。

(4)四参数Log-logistic模型能很好地拟合竖插式微润灌溉湿润体内含水率、和K+含量均值的分布规律。

1 薛万来，牛文全，张俊，等．压力水头对微润灌土壤水分运动特性影响的试验研究［J］．灌溉排水学报，2013，32(6):7－11．XUEWanlai，NIUWenquan，ZHANG Jun，etal．Effects of hydraulic head on soil water movement under moistube-irrigation［J］．Journal of Irrigation and Drainage，2013，32 (6):7－11．(in Chinese)

2 牛文全，张俊，张琳琳，等．埋深与压力对微润灌湿润体水分运移的影响［J/OL］．农业机械学报，2013，44(12):128－134．http:∥www．j-csam．org/jcsam/ch/reader/view_abstract．aspx?flag=1＆file_no=20131221＆journal_id=jcsam．DOI:10．6041/j．issn．1000-1298．2013．12．021 NIUWenquan，ZHANG Jun，ZHANG Linlin，et al．Effects of buried depth and pressure head on watermovement of wetted soil duringmoistube-irrigation［J/OL］．Transactions of the Chinese Society for AgriculturalMachinery，2013，44(12):128－134．(in Chinese)

3 朱燕翔，王新坤，程岩，等．半透膜微润管水力性能试验的研究［J］．中国农村水利水电，2015(5):23－25．ZHU Yanxiang，WANG Xinkun，CHENG Yan，et al．Research on the hydraulic performance of semi-permeable membrane moistube［J］．China RuralWater and Hydropower，2015(5):23－25．(in Chinese)

4 李朝阳，夏建华，王兴鹏．低压微润灌灌水均匀性及土壤水分分布特性［J］．节水灌溉，2014(9):9－12．LIZhaoyang，XIA Jianhua，WANG Xingpeng．Soil water distribution characteristic and irrigation uniformity of low-pressure moisture irrigation［J］．Water Saving Irrigation，2014(9):9－12．(in Chinese)

5 张子卓，张珂萌，牛文全，等．微润带埋深对温室番茄生长和土壤水分动态的影响［J］．干旱地区农业研究，2015，33(2): 122－129．ZHANG Zizhuo，ZHANG Kemeng，NIUWenquan，et al．Effects of burying depth on growth of tomato and soilmoisture dynamics bymoistube-irrigation in greenhouse［J］．Agricultural Research in the Arid Areas，2015，33(2):122－129．(in Chinese)

6 何玉琴，成自勇，张芮，等．不同微润灌溉处理对玉米生长和产量的影响［J］．华南农业大学学报，2012，33(4):566－569．HE Yuqin，CHENG Ziyong，ZHANG Rui，et al．Effects of different ways ofmicro-moist irrigation on growth and yield ofmaize［J］．Journal of South China Agricultural University，2012，33(4):566－569．(in Chinese)

7 谢文香，祁世磊，刘国宏，等．地埋微润管入渗试验研究［J］．新疆农业科学，2014，51(12):2201－2205．XIEWenxiang，QIShilei，LIU Guohong，et al．Buried moistube infiltration testing under sandy loam［J］．Xinjiang Agricultural Science，2014，51(12):2201－2205．(in Chinese)

8 张俊，牛文全，张琳琳，等．微润灌溉线源入渗湿润体特性试验研究［J］．中国水土保持科学，2012，10(6):32－38．ZHANG Jun，NIUWenquan，ZHANG Linlin，et al．Experimental study on characters of wetted soil in moistube irrigation［J］．Science of Soil and Water Conservation，2012，10(6):32－38．(in Chinese)

9 牛文全，薛万来．矿化度对微润灌土壤入渗特性的影响［J/OL］．农业机械学报，2014，45(4):163－172．http:∥www．jcsam．org/jcsam/ch/reader/view_abstract．aspx?flag=1＆file_no=20140426＆journal_id=jcsam．DOI:10．6041/j．issn．1000-1298．2014．04．026．NIUWenquan，XUEWanlai．Effects ofmineralization degrees on soil infiltration undermoistube-irrigation［J/OL］．Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2014，45(4):163－172．(in Chinese)

10 张立坤，窦超银，李光永，等．微润灌溉技术在大棚娃娃菜种植中的应用［J］．中国农村水利水电，2013(4):53－55．ZHANG Likun，DOU Chaoyin，LIGuangyong，et al．Application of self-irrigation to baby cabbage planting in greenhouses［J］．China RuralWater and Hydropower，2013(4):53－55．(in Chinese)

11 BUIE．Soil salinity:a neglected factor in plant ecology and biogeography［J］．Journal of Arid Environments，2013，92:14－25．

12 PATEL N，RAJPUT T B S．Effect of drip tape placement depth and irrigation level on yield of potato［J］．Agricultural Water Management，2007，88:209－223．

13 YAN Nan，MARSCHNER Petra，CAO Wenhong，et al．Influence of salinity and water content on soil microorganisms［J］．International Soil and Water Conservation Research，2015，3:316－323．

14 MACINNIS-NG C M O，ZEPPELM JB，PALMER A R，et al．Seasonal variations in tree water use and physiology correlate with soil salinity and soilwater content in remnantwoodlands on saline soils［J］．Journal of Arid Environments，2016，129:102－110．

15 SELIM T，BERNDTSSON R，PERSSON M．Simulation of soil water and salinity distribution under surface drip irrigation［J］．Irrigation and Drainage，2013，62:352－362．

16 PARVIZIH，SEPASKHAH A R，AHMADI S H．Effect of drip irrigation and fertilizer regimes on fruit yields and water productivity of a pomegranate(Punica granatum(L．)cv．Rabab)［J］．AgriculturalWater Management，2014，146:45－56．

17 SAADAT S，HOMAEEM．Modeling sorghum response to irrigation water salinity at early growth stage［J］．Agricultural Water Management，2015，152:119－124．

18 AHMED C B，MAGDICH S，ROUINA B B，et al．Saline water irrigation effects on soil salinity distribution and some physiological responses of field grown chenlali olive［J］．Journal of Environment Management，2012，113:538－544．

19 SELIM T，BOUKSILA F，BERNDTSSON R，et al．Soilwater and salinity distribution under different treatments of drip irrigation［J］．Soil Science Society of America Journal，2013，77(4):1144－1156．

20 RUSSO D，LAUFER A，BARDHAN G，et al．Salinity control in a clay soil beneath an orchard with treated waste water in the presence of a high water table:a numerical study［J］．Journal of Hydrology，2015，531(Part1):198－213．

21 施建平，鲁如坤，时正元，等．Logistic回归模型在红壤地区早稻推荐施肥中的应用［J］．土壤学报，2002，39(6):853－862．SHI Jianping，LU Rukun，SHIZhengyuan，et al．Application of logistic regression for early rice recommended fertilization in red soil area［J］．Acta Pedologica Sinica，2002，39(6):853－862．(in Chinese)

22 张英虎，牛健植，杜晓晴，等．鹫峰国家森林公园土壤优先流现象分析［J］．水土保持学报，2013，27(1):41－45．ZHANG Yinghu，NIU Jianzhi，DU Xiaoqing，etal．Analysis of preferential flow phenomenon in Jiufeng national forest park［J］．Journal of Soil and Water Conservation，2013，27(1):41－45．(in Chinese)

23 陈世宝，林蕾，魏威，等．基于不同测试终点的土壤锌毒性阈值及预测模型［J］．中国环境科学，2013，33(5):922－930．CHEN Shibao，LIN Lei，WEIWei，et al．Comparative study of Zn-toxicity thresholds in 16 Chinese soils as determined by different bioassay endpoints and its predicted models［J］．China Environment Science，2013，33(5):922－930．(in Chinese)

24 王金满，郭凌俐，白中科，等．黄土区露天煤矿排土场复垦后土壤与植被的演变规律［J］．农业工程学报，2013，29(21):223－232．WANG Jinman，GUO Lingli，BAIZhongke，etal．Succession low of reclaimed soil and vegetation on opencast coalmine dump of loess area［J］．Transactions of the CSAE，2013，29(21):223－232．(in Chinese)

25 冯国双，谭德讲，刘韫宁，等．四参数log-logistic模型在生物活性测定中的应用［J］．药物分析杂志，2013，33(11):1849－1851．FENG Guoshuang，TAN Dejiang，LIU Yunning，et al．Application of 4-parameter log-logistic model in bioassay［J］．Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis，2013，33(11):1849－1851．(in Chinese)

26 薛晓萍，王建国，郭文琪，等．氮素水平对初花后棉株生长量、氮素累积特征及氮素利用率动态变化的影响［J］．生态学报，2006，26(11):3631－3640．XUE Xiaoping，WANG Jianguo，GUO Wenqi，et al．Effects of nitrogen applied levels on the dynamics of biomass，nitrogen accumulation and nitrogen fertilization recovery rate of cotton after initial flowering［J］．Acta Ecologica Sinica，2006，26(11): 3631－3640．(in Chinese)

27 李卓，吴普特，冯浩，等．容重对土壤水分入渗能力影响模拟试验［J］．农业工程学报，2009，25(6):40－45．LIZhuo，WU Pute，FENG Hao，et al．Simulated experiment on effect of soil bulk density on soil infiltration capacity［J］．Transactions of the CSAE，2009，25(6):40－45．(in Chinese)

28 王红兰，唐翔宇，张维，等．施用生物炭对紫色土坡耕地耕层土壤水力学性质的影响［J］．农业工程学报，2015，31(4): 107－112．WANG Honglan，TANG Xiangyu，ZHANGWei，et al．Effects of biochar application on tilth soil hydraulic properties of slope cropland of purple soil［J］．Transactions of the CSAE，2015，31(4):107－112．(in Chinese)

Water-Salinity Distribution Characteristics in Wetted Soil of Moistube Irrigation under Different Pressure Heads and Soil Bulk Densities

LIU Xiaogang ZHU Yifei YU Xiaodi LIYilin TANG Jiankai YU Liming
(Faculty of Modern Agricultural Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650500，China)

In order to investigate water-salinity distribution characteristics in wetted soil of moistube fertigation，the infiltration experiment ofmoistube irrigation was carried outunder different pressure heads and soil bulk densities，the 0．3%potassium nitrate solution was used in infiltration experiment，and three pressure heads(H1.0:1.0 m，H1.5:1.5 m and H2.0:2.0 m)and three soil bulk densities (D1.00:1.00 g/cm3，D1.15:1.15 g/cm3and D1.30:1.30 g/cm3)were designed to study the watersalinity distribution and spatial variation traits in wetted soil ofmoistube irrigation．The results showed that pressure heads and soil bulk densities had significant effect on average contents ofmoisture，and K+in wetted soil．Under the same soil bulk density，compared with H1.0，the sectional area of wetted soil of H1.5 and H2.0 was increased by 13.50% ～21.61%，average contents of moisture，and K+were increased by 3.69% ～10.71%，7.80% ～10.95%and 7.29% ～17.49%， respectively，and uniformity coefficients were increased by 7.65% ～18.63%，5.22% ～13.63%and 9.34% ～21.89%，respectively．Under the same pressure head，compared with D1.00，the sectional area ofwetted soil of D1.15 and D1.30 was decreased by 5.76% ～9.21%，average contents ofmoisture andwere decreased by 15.73% ～21.54%and 8.08% ～10.97%，but average content of K+was increased by 34.89% ～64.79%，and uniformity coefficients ofmoisture，and K+contents in wetted soil were decreased by 9.02% ～11.45%，4.04% ～7.25% and 7.09% ～11.54%，respectively．K+distributed intensively around moistube and accounted for 40.80% ～61.41% ofdistribution area of wetted soil．Average contents of the moisture，and K+in wetted soil of moistube irrigation and the horizontal distance from moistube conformed to the four-parameter Log-logistic model．The research results can provide theoretical basis and practical reference formoistube fertigation．

moistube fertigation;soil bulk density;pressure head;wetted soil;water-salinity distribution;four-parameter Log-logistic model

S275.3

A

1000-1298(2017)07-0189-09

2016-11-01

2017-01-16

国家自然科学基金项目(51469010、51109102)、云南省应用基础研究项目(2014FB130)、云南省教育厅重点项目(2011Z035)和大学生创新创业训练计划项目(201610674068)

刘小刚(1977—)，男，教授，博士，主要从事水土资源高效利用研究，E-mail:liuxiaogangjy@126．com

喻黎明(1976—)，男，副教授，博士，主要从事节水灌溉理论与设备研究，E-mail:liming16900@sina．com

10．6041/j．issn．1000-1298．2017．07．024