采用智能化喷灌抑制园林绿地返盐效果的研究

陈庆斌 安林 魏立颖

摘要：以天津市港城大道园林绿地土壤为研究对象，研究不同灌水量情况下，采用智能化喷灌对盐碱地返盐的抑制作用，并提出抑制园林绿地土壤返盐的建议。结果表明，采用智能化喷灌在2.7 mm/d的灌水条件下，0-20 cm的水溶性盐含量整体呈下降趋势，降盐率为16.1%，并能较好地抑制表层土壤返盐。同时，节水效果最佳，浇水成本最低。

关键词：智能化喷灌;返盐;园林绿地

中图分类号：S275.5

文献标识码：A

文章编号：0439-8114[ 2020） 20-0105-03

DOl：10.1408 8/j .cnki.issn0439-8114.2020.20.023

在自然状态下，园林绿地土体中盐分垂直运行的主体方向是趋向地表，特别是春季干旱季节，表层土壤很容易形成盐渍化[1]。以往研究中，常采用地面漫灌的方式降低土壤盐分[2]，漫灌方式下的土壤，表土层盐分含量有所下降。但这一方式，随着温度的升高，灌溉后土壤水将强烈上行运动，易于出现地表复盐现象[3]。地面漫灌是园林绿化中重要的灌溉方式[4]，但随着中国的经济发展水平越来越高，城市化水平也越来越高[5]，中国已将节水灌溉技术应用于园林绿化中[4，6]。有研究指出，喷灌洗盐较地面漫灌洗盐能节省2/3的水量[7]，其优点是用水少、灌水均匀度高，灌水时间和灌水量可控性好，对土壤结构影响小[8]。与地面漫灌相比，能达到同样的淋洗效果[9]。

研究者采用喷灌的方式研究土壤水盐运移特征，考察了盐分的淋洗效果[4，7，9]。盐分淋洗效率除受灌水方式影响外，还与灌水频率和灌水量密切相关[10]。郭路利等[2]进行了灌水定额、灌水频率对非生育期棉田返盐效果的试验，指出在相同灌水量条件下，不同频率的灌水洗盐比一次性灌水洗盐效果明显，会更好地抑制返盐现象。在不同的灌水定额下，随着灌水量的增加，洗盐率逐渐升高，返盐率逐渐降低[11]。

盐碱地深层的盐分为被水溶解后，因毛细管作用而上升到土壤表面，严重时形成一层白色结晶。天津市大量分布着盐碱土，抑制春秋季节的土壤返盐，关系到园林植物能否正常生长。本试验以天津市空港经济区港城大道园林绿地土壤为研究对象，采用智能化喷灌的浇水方式，研究与常规养护相比，不同灌水量对土壤水溶性盐总量、pH的淋洗效果，确定抑制土壤返盐的最佳灌水量，为采用智能化喷灌的园林绿地养护提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点基本情况

天津市空港经济区港城大道绿化带（39°7' 14”N，117°26'49”E）修建于2012年，种植太阳李、海棠、金叶槐、龙柏等，草坪为早熟禾。2018年4月将绿化带灌溉管网进行提升改造，安装智能化节水灌溉系统，依托物联网技术，通过电脑端或手机端即可控制喷灌的开启及开启时长。喷头型号为雨鸟1804-18van，半圆状喷洒，设计流量为0.6m3/h（图1）。

1.2 测定方法

土壤水溶性盐总量采用5：1水土比重量法测定，pH采用2.5：1水土比悬浊液酸度计测定。

1.3 试验设计

1.3.1 试验区域划分根据现场情况，选择港城大道北侧绿化带为试验区域，每个处理及对照长度为50 m，宽度9m，共设8个小区，每个小区内均有独立电磁阀控制本小区喷灌开关（图2）。结合蒋庭菲等[12]的研究，北京地区4月草坪每日平均需水量约为2.7 mm。因此，本試验设置3组处理：处理1为2.0 mm/d，处理2为2.7 mm/d，处理3为3.4 mm/d。1组对照，对照及处理各重复2次。

1.3.2 测量喷头出水流量随机选择5个喷头，用塑料袋罩住喷头，打开喷头开关，让喷出的水全部流人塑料袋中，确保不漏水，喷头开启1 min后关闭，将塑料袋内接的水无损转移至量筒内，测得水量，计算得出喷头出水量（ m3/h）。实际测得喷头流量为0.4 m3/h。根据此流量，以确定每个处理喷头开启的时长。

1.3.3 浇水及取样本试验自3月28日起至5月6日结束。采用智能化喷灌浇水方式，在手机APP内设置好参数，喷头可自动开启及关闭。处理1喷头开启时长为35 min，处理2喷头开启时长为46min，处理3喷头开启时长为58 min。3组处理每4d浇水1次，对照按照养护标准每7d常规浇水1次。对照及处理取样深度分别为0-20 cm和20-40cm，每个土壤样品由3个取样点混合而成。测定土壤水溶性盐总量、pH。

2 结果与分析

2.1 不同灌水量下土壤水溶性盐含量

图3对比了不同灌水量（CK，2.0、2.7、3.4 mm/d）下0-20 cm土壤中的水溶性盐含量。由图3可以看出，随着灌水量的增加，除CK外，各处理的水溶性盐含量整体均呈下降趋势并趋于稳定，处理1水溶性盐含量由3.59 g/kg降至3.05 g/kg，降盐率为15.1%;处理2水溶性盐含量由3.48 g/kg降至2.92g/kg，降盐率为16.1%;处理3水溶性盐含量由3.36g/kg降至2.90 g/kg，降盐率为13.7%。说明智能化喷灌方式可有效降低土壤盐分。4月26日的土壤检测结果发现，CK水溶性盐含量由3.27 g/kg上升至3.53 g/kg，有返盐现象出现，5月1日降雨，盐分又有所下降。处理2和处理3盐分降至3.0 g/kg以下，呈持续下降趋势，说明这2个处理能有效地抑制返盐，处理2降盐效果最佳。

图4对比了不同灌水量（CK，2.0、2.7、3.4 mm/d）下20-40 cm土壤中的水溶性盐含量，整体呈先降低再升高再降低的趋势。在浇水初期盐分有所下降，但4月12日和4月19日的检测结果发现，随着时间的推移，盐分又有所上升，CK盐分上升最为明显，4月26日检测值达到最高，为3.61g/kg。4月26日以后盐分又逐步下降，处理2与处理3后期水溶性盐含量较为接近，由试验最初的3.4 g/kg降至3.0 g/kg。2.2不同灌水量下土壤pH的变化

图5对比了不同灌水量下0-20 cm土壤pH的变化，0-20 cm土壤pH总体呈先升高再降低再升高的趋势，CK的pH最大值为8.43，最小值为8.28;处理l的pH最大值为8.40，最小值为8.32;处理2的pH最大值为8.43，最小值为8.33;处理3的pH最大值为8.43，最小值为8.35。

图6对比了不同灌水量下20-40 cm土壤pH的变化，20-40 cm土壤pH总体呈上升趋势，CK的pH由8.29上升至8.80，处理l的pH由8.49上升至8.65，处理2的pH由8.62上升至8.75，处理3的pH由8.54上升至8.91。

3 小结

1）在不同灌水量条件下，0-20 cm土壤的水溶性盐含量整体呈下降趋势，2.7、3.4 mm/d浇水量情况下，盐分下降至2.90 g/kg左右并趋于稳定，并能较好地抑制返盐。处理2降盐率最大，达16.1%。考虑到降盐效果及用水成本，浇水量为2.7 mm/d时降盐效果最好，且用水量少，成本最低。

2）在本试验灌水量条件下，对20-40 cm土壤的降盐作用不明显，并在试验中后期有返盐的情况出现，0-20 cm土壤的降盐效果优于20-40 cm土壤。

3）在本试验灌水量条件下对pH无明显降低作用，而且随着气温的上升，pH总体有上升趋势，20-40 cm土壤pH上升趋势明显。

4）本试验采用智能化喷灌系统，通过互联网对灌溉系统远程化控制，实现了园林灌溉的自动化、智能化和精准化，降低了人工成本和管理成本，节水节能效果显著，实现了精准灌溉。

4 减少土壤返盐的建议

1）合理安排用水。在土壤含盐量较高的地区，为防止盐分在植物主要根系分布层积累，用灌溉的方法来调节盐分是非常重要的。要做到“冻水打透，春水给够”，指的是在冬春2个返盐季节中适时、适量进行灌溉，达到对土壤盐分的调控。一般打冻水的时间从霜降后根据墒情就可以陆续开始，春季浇返青水从3月上旬开始，连续2-3次浇透水。

2）科学施肥。苗木移栽后易受盐碱危害，如施肥不当，会加速苗木死亡。生产过程中增施有机肥，增加土壤对盐分的缓冲能力。尿素在分解时造成局部强碱性反应，所以施肥应以施用有机肥料为主，最好不用尿素[13]。施肥方法上要掌握少量多次，随水追施[14]。

3）合理排盐设计。暗管排盐是盐碱土降盐的主要方式。华北地区的调查研究表明，沙壤土和轻壤土，毛管水上升较高，水量大，容易返盐。在一定条件下，地下水矿化度越高，土壤表层也易积盐[15]。因此，在园林工程之初进行暗管排盐设计时，必须进行全面分析，合理设计暗管埋深和间距。

4）中耕松土，切断土壤毛细管，使盐分不能上升到土表。铲除积盐较多的表土或以客土压盐，也可暂时缓解土壤的表层积盐。

参考文献：

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[15]刘先觉，郭育文.天津园林绿化技术[M].天津：天津科学技术出版社，2009.

作者简介：陈庆斌（1986-），男，天津人，副高级工程师，主要从事土壤退化研究及治理T作，（电话）022-58883604（电子信箱）chenqingbin0820@126.com。