盐碱地地下水不同利用年限的土壤水盐动态变化

张永宏 谈自明 冯少红 吴霞 王旭

摘要 为缓解目前宁夏灌区内用水紧张局面，开展了区域地下水利用对土壤地下水埋深、水质、土壤剖面盐分的影响研究，了解银北灌区地下水利用下的水盐运移规律和水土环境效应。结果表明，示范区由于利用地下水，采用节水灌溉，施用土壤调理剂、水溶肥等，减少了灌水、化肥等用量，地下水埋深、地下水矿化度、地下水pH、土壤盐分明显降低，极大缓解了由于地下水位高导致的土壤次生盐渍化，改良了盐碱地，提高了盐碱地蔬菜种植效益。

关键词 盐碱地；地下水利用年限；地下水埋深；土壤盐分；动态变化

中图分类号 S275  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）13-0053-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.13.013

Dynamic Changes of Soil Water and Salt in Saline Alkali Land with Different Utilization Years of Groundwater

ZHANG Yong-hong1，TAN Zi-ming2，FENG Shao-hong3 et al

（1.Institute of Agricultural Resources and Environment，Ningxia Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Yinchuan，Ningxia 750002;2.Natural Resources Bureau of Pingluo County，Pingluo，Ningxia 753400;3.Ningxia Wuzhong Agricultural Products Quality and Safety Testing Center，Wuzhong，Ningxia 751100）

Abstract In order to alleviate the current water shortage situation in Ningxia irrigation areas，the effects of regional groundwater utilization on soil groundwater depth，water quality and soil profile salinity were studied，in order to timely understand the water and salt transport law and water and soil environmental effects under the utilization of groundwater in Yinbei irrigation area.The results showed that due to the use of groundwater，water-saving irrigation，soil conditioner and water-soluble fertilizer，the amount of irrigation and chemical fertilizer were reduced，the groundwater depth，groundwater mineralization degree，groundwater pH and soil salt were significantly reduced，the secondary salinization of soil caused by high groundwater level was greatly alleviated，the saline alkali land was improved，and the vegetable planting benefit in saline alkali land was improved.

Key words Saline alkali land;Utilization years of groundwater;Groundwater depth;Soil salinity;Dynamic change

基金项目 国家重点研发计划项目（2021YFD1900605-05）；国家农业环境银川观测实验站项目（NAES091AE18）。

作者简介 张永宏（1965—），男，宁夏石嘴山人，研究员，从事盐碱地改良与利用研究。

收稿日期 2022-08-03；修回日期 2022-08-30

宁夏盐碱土主要分布在北部引黄灌区，盐渍化面积占现有耕地面积的48.93%，其中轻、中、重各级盐渍区的比例为2.1∶1.4∶1.0，是制约该区农业发展的主要障碍［1］。由于干旱少雨，该区农田灌溉用水主要依赖纵贯银川平原的黄河水，但长期的大引大排导致下游银北地区潜水水位埋深较浅，加上降水稀少，蒸发强烈，使地下水和下层土壤中的盐分聚积地表形成土壤盐渍化；另一方面，由于长期过量引黄灌溉，地表水渗漏对地下水常年大量补给，形成较好的浅层淡水和微咸水资源，但地下水开采程度低，地下水长期保持高水位，蒸发是其主要排泄途径，从而加剧了土壤盐渍化的形成，且表现为地下水埋深越浅，矿化度越大，土壤含盐量越高，土壤盐渍化越严重［1］。

因此对于含盐土壤，继续采用大水冲洗控制土壤盐分维持土壤耕层中盐分动态平衡的粗放方式已远不能适应以节水为中心的现代化农业的要求［1-7］。通过开发利用浅层地下水，不仅能降低地下水位，利于土壤脱盐，而且能提高灌溉用水保证率，是解决水资源不足的最现实、最经济有效的措施［1］。高地下水位也是土壤次生盐渍化的主要原因之一［1，8-9］。姚荣江等［10］研究發现耕层土壤盐分与地下水埋深呈负相关;Qadir 等［11］认为地下水浅埋区盐分难以排出时易形成咸水渍害。由此可见，利用浅埋区地下水灌溉，一方面可以避免外来水进一步抬高地下水位;另一方面，可以降低地下水位，减轻土壤返盐和次生盐渍化的风险，为作物生长提供相对良好的土壤环境［1］。

2014年宁夏银北引黄灌区利用地下水喷灌节水灌溉技术进行蔬菜种植，充分利用地下水资源，节约引黄水量，既缓解了目前灌区内用水紧张局面，又降低地下水位，使灌区的盐碱地得到逐步改善和治理。但随着应用年限的增长（至今已近 7年），是否存在节水灌溉型土壤盐渍化问题引起很多学者关注［1］。虽然有部分专家学者针对地下水喷灌条件下土壤盐分运移规律进行了相关研究，研究成果对于指导农田水盐调控和改良也起到了一定作用，但是这些成果尚不能回答长期地下水喷灌土壤积盐的问题［1］。因此，笔者尝试探索长期地下水喷灌农田土壤的水盐动态变化，为地下水喷灌技术进一步推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

为了了解银北灌区不同年限地下水喷灌灌溉农田对当地地下水位、土壤盐分含量的影响，2014—2019年通过田间试验对当地地下水水位、水质和土壤盐分剖面变化进行了观测。观测设利用地下水喷灌灌溉区（示范区）和引黄河水地面灌溉区（非示范区）2个区域［1］。示范区设在宁夏回族自治区平罗县姚伏镇蔬菜基地（106°29′E，38°46′N）；非示范区布设在示范区附近，田面坡度、土壤等情况与示范区一致。研究区域均处于宁夏银川市以北，土壤质地黏重，地下水位较高、春季土壤积盐严重；每年4月份地下水埋深在1.2 ～ 1.5 m，0 ～ 40 cm土层土壤全盐含量3.16 ～ 4.38 g/kg［1］。

1.2 试验设计 示范区栽培的蔬菜种类为广东菜心；每年3月20日播种，连续种收4次；每茬作物施基肥腐熟鸡粪275 kg/hm2或腐熟羊粪200 kg/hm2，追施丹路生物有机肥2 700 kg/hm2，随喷灌灌溉施水溶复混肥1.3 kg/hm2和大量元素水溶肥0.7 kg/hm2。非示范区栽培的蔬菜种类为油白菜；每年5月25日播种，连续种收2茬（次）；每茬（次）施基肥腐熟鸡粪275 kg/hm2或腐熟羊粪200 kg/hm2或施永乐有机肥3 000 kg/hm2，追施磷酸二铵300 kg/hm2、硝酸磷肥225 kg/hm2。

示范区灌溉用水由布设在示范区内的机井供给；机井井深50 m，每7 hm2农田打井1眼，井水矿化度为1.2～1.5 g/L;灌溉方法为喷灌，单次灌水量为30 m3/hm2，每茬菜喷40次。非示范区灌溉引黄河水地面灌溉（垄灌或畦灌），单（茬）次灌水量為600 m3/hm2，每（茬）次灌水2次。

在示范区选定2015、2017、2019年开始应用喷灌的菜地6块，每一年份各选2块。示范区布置观测井6个（每一年份2个）、非示范区布置观测井2个；观测井井深4 m，观测井之间间隔100 m。每月10日、20日、30日对观测井内的地下水埋深进行观测，每一点位重复观测3次；并同时采集水样测定其矿化度、pH。每年4月20日、9月20日对示范区和非示范区按0 ～ 20、20 ～ 40、40 ～ 60、60 ～ 80、80 ～ 100 cm深度布设5个采样点采集土样，土样用于测定土壤盐分含量、pH。

1.3 样品测定

土壤含盐量用电导法测定。将风干土样研磨后过 1 mm 筛，按1∶5土水比制备浸提液，用 DDS-307A型电导率仪测定电导率，再将电导率转化为土壤含盐量。水样矿化度、pH分别采用DDS-307A电导率仪和雷磁pHS-3C型pH计测定［1］。

1.4 数据分析

利用 Excel 2010 进行数据整理，并进行绘图分析土壤盐分含量和地下水矿化度、pH年际间差异。

2 结果与分析

2.1 地下水埋深变化 从不同地下水利用年限地下水埋深变化（图1）来看，地下水埋深变化趋势一致，4月份最高，未利用地下水的区域地下水埋深最浅。随着地下水年限增加，地下水埋深均逐渐变深，说明随着节水技术的应用及地下水的持续利用，地下水位降低比较明显。

2.2 地下水矿化度变化

从不同地下水利用年限地下水矿化度变化（图2）来看，地下水矿化度变化趋势基本一致，2、3月份较高。随着地下水年限增加，地下水矿化度均逐渐降低，说明随着节水技术的应用及地下水的持续利用，地下水矿化度也是逐渐降低的。

2.3 地下水pH变化

从不同地下水利用年限地下水pH变化（图3）来看，非灌溉期（1—4、9—12月份）未利用地下水的区域地下水pH较高，灌溉期（5—8月份）利用与未利用地下水的pH差异不甚明显；随着年限增加，地下水pH在非灌溉期降低比较明显。

2.4 土壤盐分变化

从示范区与非示范区土壤盐分变化（表1）来看，在4月份示范区各层土壤盐分总体比非示范区土壤盐分低。 从示范区地下水利用年限来看，随着年限的增加，土壤盐分略有上升。说明一方面，示范区由于持续利用地下水，使得地下水位明显下降，土壤盐分总体在下降；另一方面，由于示范区采用节水灌溉，灌水量小，土壤盐分未得到充分淋洗，9月份的土壤盐分略高于4月份，相反非示范区由于大水漫灌，土壤盐分得到充分淋洗，9月份的土壤盐分明显低于4月份。

3 结论

通过对盐碱地试验区的地下水埋深、地下水矿化度、土壤盐分等调查研究，总的来看，示范区由于采用节水灌溉，施用土壤调理剂、水溶肥等，减少了灌水、化肥等用量，地下水埋深、地下水矿化度、地下水pH、土壤盐分明显降低，极大缓解

了由于地下水位高导致的土壤次生盐渍化，改良了盐碱地，提高了盐碱地蔬菜种植效益。同时也出现了一些新的问题，由于示范区蔬菜频繁种植，耕作层较浅，深层土壤严重板结，土壤水分渗透性差，土壤盐分得不到充分淋洗，随着地下水利用年限的增加，土壤盐分略有上升。因此建议盐碱地连续节水灌溉4年后，须对土壤进行深耕，破除土壤板结并适时进行冬灌以使土壤盐分得到充分淋洗。

参考文献

［1］ 张永宏，周涛，樊丽琴，等.宁夏引黄灌区菜田利用地下水喷灌对土壤水盐动态的影响［J］.土壤通报，2019，50（6）：1323-1327.

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