不同流量点源入渗对苹果园土壤盐分分布的影响

摘要 ［目的］通过调查点源入渗体的盐分分布特征，分析随着滴灌点源入渗苹果园土壤盐分的变化规律，筛选出影响主干型苹果园土壤盐分分布的最佳滴头流量和滴灌时长。［方法］设置5种滴头流量（q1、q2、q3、q4、CK），采用剖面网格取样法，分别于滴灌前、滴灌开始3、7、10 h和滴灌结束24 h监测滴头点下水平、垂直各网格的土壤含盐量，进一步研究滴头流量和滴灌时长对土壤盐分水平方向和垂直方向分布的影响。［结果］各处理距滴头水平距离0～60 cm中，处理q2滴灌7 h的土壤含盐量最低，为82.55 g/kg，较CK降低了6.33 g/kg。距滴头垂直距离0～30 cm中，处理q2滴灌7 h时的土壤含盐量最低，为83.67 g/kg，较CK降低了10.26 g/kg。［结论］影响苹果园土壤盐分运移的最佳滴头流量为8 L/h，最适宜的滴灌时长为7 h。

关键词 滴头流量；滴灌时长；土壤含盐量

中图分类号 S275.6 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2024）17-0194-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.17.045

Effects of Infiltration from Different Flow Point Sources on Soil Salt Distribution in Apple Orchard

Mayinuer·Mijiti， ZHANG Dong-hai，CHANG Xue-yan et al

（Xinjiang Production and Construction Corps Third Division Institute of Agricultural Sciences，Tumushuke， Xinjiang 843900）

Abstract ［Objective］By investigating the salt distribution characteristics of point source infiltration bodies， the changes of soil salinity in apple orchards with the infiltration of drip irrigation point sources were analyzed to screen out the optimal dripper discharge and drip irrigation duration that affect the distribution of soil salt in the main apple orchard. ［Method］Set five types of dripper discharge for experiment（q1，q2，q3，q4，CK），using profile grid sampling method，monitor the soil salt content of the horizontal and vertical grids under the drip point before drip irrigation，at 3，7，10 hours after the start of drip irrigation and at 24 hours after the end of drip irrigation，further study on the effects of drip flow rate and drip irrigation duration on the horizontal and vertical distribution of soil salinity.［Result］The research results indicate that：the horizontal distance between each treatment and the emitter is 0-60 cm，soil salt content is the lowest when treated with q2 drip irrigation for 7 hours，is 82.55 g/kg，reduced by 6.33 g/kg compared to the control group（CK）.Vertical distance from the emitter 0 to 30 cm，soil salt content is the lowest when treated with q2 drip irrigation for 7 hours，is 83.67 g/kg，reduced by 10.26 g/kg compared to the control group.［Conclusion］This indicates that the optimal drip flow rate that affects soil salt transport in apple orchards in this experiment is 8 L/h，the most suitable drip irrigation duration is 7 hours.

Key words Dripper discharge;Drip irrigation duration;Soil salinity

基金项目 新疆生产建设兵团“强南”科技骨干人才计划项目（2021CB-019）；新疆生产建设兵团重大科技项目（2021AA005）；新疆生产建设兵团英才青年项目。

作者简介 马依努尔·米吉提（1991—），女，新疆伽师县人，助理研究员，硕士，从事果树栽培技术研究。

通信作者，助理研究员，从事果树水肥高效利用技术与推广研究。

收稿日期 2023-10-19

在我国干旱及半干旱地区，水资源的缺乏，严重制约着农业发展，尤其是新疆具有光照强、蒸发量大的气候特点，这种干旱的气候条件是形成土壤盐渍化的动力，因此提高水分利用率成为根本途径［1-2］。为了缓解用水压力，传统灌溉方式已逐步向节水灌溉技术转变，其中滴灌是一种先进的节水灌溉技术，具有省水、省工、减少地面蒸发及提高水分利用效率等优点［3］。针对新疆严重的水资源不足的特点，采用节水的滴灌技术对农业发展及生态环境维护具有重大意义，而且滴灌淡化了作物主根区的盐分，创造了良好的水盐环境［4］。随着南疆大面积推广林果业，滴灌同样被用来灌溉果树，但目前对于新疆南疆极端干旱区林果通过地下滴灌灌溉、施肥达到水肥高效利用、控盐、高产优质目的的控制性指标的研究较少，滴头流量、灌水量和滴灌时长等因素对根区土壤水、盐分运移的影响研究更少［1］。张伟等［5］研究了不同土壤类型及土壤粒径对水盐运移的影响，得出了滴灌条件下，壤土和砂土中的盐分分布具有很强的规律性，黏土中盐分分布无明显的规律性。吕谋超等［6-7］通过研究滴灌参数对土壤水分分布的影响，确定了灌水量、滴头流量、滴头间距、灌水频率和周期是影响土壤中盐分分布的重要因素，土壤含盐量随着灌水量的增加而减少，水平和垂直脱盐范围均随着土壤灌水量的增加而增大。李毅等［8］研究了滴头流量对土壤盐分的影响，得出了滴头流量是控制土壤含盐量的重要参数，距滴头越近，土壤含盐量越低，远离滴头方向含盐量逐渐升高，表层土壤含盐量受滴头流量的影响较小，土层越深，土壤含盐量受滴头流量的影响也越大。王卫华等［9］研究了滴头间距对土壤水分与盐分运移的影响，得出了滴头间距越小，交汇区土壤含水量越高，湿润深度也越大，该区土壤含盐量越低。Rajak等［10-11］在不同的灌溉条件进行研究，发现相对于沟灌，在盐碱地滴灌有利于在根区保持较髙的含水率和低盐的环境。Hu等［12-14］研究了土壤粒径对盐分运移的影响，结果表明，土壤粒径对盐分分布有较大影响，盐分随土壤砂粒含量的增大而减少，随土壤黏粒、粉粒含量的增大而增大。前人研究中有关不同滴头流量、滴灌时长对随水盐分运移的研究少，因此笔者针对不同滴头流量及滴灌时长下土壤盐分的运移状况进行观测、记录，分析不同滴头流量及滴灌时长对土壤盐分分布的影响，确定最佳滴头流量和适宜的滴灌时长，建立适合于南疆苹果园控盐、优质、高产的滴灌技术方案，以期为新疆林果的高效、可持续发展提供理论依据，可为我国其他干旱地区的节水农业发展提供经验。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

该试验于2022年在新疆生产建设兵团第三师图木舒克市44团9连苹果园（78°95′21″E，39°65′14″N）内进行。试验地所在区域属于典型的暖温带内陆极端干旱气候区，年降雨量为63.2 mm，年均气温为12.8 ℃，全年蒸发量为2 127.2 mm，全年日照时数为2 449.6 h，无霜期在225 d 以上。

苹果园土壤为砂壤土，pH 8.15，有机质9.29 g/kg，水溶性总盐1.78 g/kg，碱解氮94.85 mg/kg，有效磷46.50 mg/kg，速效钾101.75 mg/kg。

1.2 试验材料

供试品种为3年生富士系中熟苹果品种“九月奇迹”，树形为细长纺锤形，树高2.5～2.7 m，冠幅1.3～1.5 m，砧木为M9T337，株行距配置3.5 m×1.0 m。

1.3 试验方法

共设5个处理，分别为q1、q2、q3、q4、CK（6、8、10、20、4 L/h）。试验毛管采用Φ16管上式滴灌管，滴头间距设定2 m，用输水管上的调压阀调控滴灌带压力，使试验区压力与整块地压力布置均匀，布设滴灌区域人工平整表层土地，防止地势不均产生地表径流导致试验误差。土壤盐分测定方法采用土钻取土，时间为滴灌前，滴管开始3、7、10 h和滴灌结束24 h，对各处理土壤采用剖面取土法，分别为垂直和水平方向。在取样点水平方向0～15、15～30、30～45、45～60、60～75和75～90 cm处进行取样，垂直方向分别在深度为0～10、10～20、20～30、30～40、40～50和50～60 cm处取土壤。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 土壤物理性质。

土壤质地的测定用干筛法，土壤容重、田间持水量的测定参考张红梅［15］的环刀法，土壤比重的测定参考付小梅［16］的比重瓶法。

土壤总孔隙度、土壤毛管孔隙度计算参考张红梅［15］的计算方法：

土壤总孔隙度=（1-土壤容重/土壤比重）×100%

土壤毛管孔隙度=土壤田间持水量×土壤容重

1.4.2 点源湿润体取样。

取样于试验区光照、蒸发量相对较强的7月中旬，采用剖面网格取样法，即滴灌前，滴灌开始3、7、10 h和滴灌结束24 h分别对每个处理在滴头正下方朝一侧挖长1.0 m深0.6 m的观测沟，按照水平方向每隔15 cm，垂直方向每隔10 cm将开挖的土壤剖面划分为36个长方形网格，用铝盒在长方形网格内取土样，及时带回实验室，测定土壤总盐，每个处理采集剖面土样180个。

1.4.3 土壤化学性质及样品盐分测定。

采用“S”确定试验区的取样点位，在每个点位每隔20 cm分层取样，组成混合样，送陕西杨凌沃恩生物科技有限公司检测土壤6项化学性质，将带回实验室的土样用DDSJ-318电导率仪测定土壤总盐。

1.5 统计分析

数据用Excel 16进行统计、分析、作图。

2 结果与分析

2.1 主干型苹果园不同土层土壤物理性质

由表1可知，试验地块土壤表现为从上而下相同的质地结构，均属典型砂壤质地；土壤容重则表现为20～40 cm最大1.58 g/cm3，土壤比重总体随着土层深度的增加而降低，土壤毛管孔隙度和田间持水量均随着土层深度的增加则逐渐增大，这种土壤对于保水保肥有较好的效果，水肥在上层不易穿透运移至底层，但水分迁移能力弱也会导致盐分随水分迁移至下层的能力弱，最终造成田间排盐效果不佳。因此，就该类果园而言，使用少量多次的滴灌节水技术使根区始终保持在淡盐水平下反而是一种较为适宜的技术。

2.2 不同滴头流量对土壤盐分水平剖面分布的影响

从图1可见，随着距滴头水平距离的增大，各处理含盐量有所不同，滴灌之前各处理会有较高含盐量，滴灌开始后原有的含盐量开始发生明显的变化。滴灌开始3 h后各处理的含盐量开始降低，明显小于滴灌前，距滴头水平距离0～60 cm，处理q4土壤含盐量最低，为102.05 g/kg，处理q1含盐量最高，为115.01 g/kg，处理q4含盐量较处理q1降低12.96 g/kg，较CK降低2.97 g/kg。滴灌开始7 h后距滴头水平距离0～60 cm，处理q2含盐量最低，为82.55 g/kg，处理q3含盐量最高，为135.06 g/kg，处理q2含盐量较处理q3降低52.51 g/kg，较CK降低6.33 g/kg。

滴灌开始10 h后距滴头水平距离0～60 cm，处理q2含盐量最低，为82.93 g/kg，处理q3含盐量最高，为141.95 g/kg，处理q2含盐量较处理q3降低59.02 g/kg，较CK降低44.30 g/kg。滴灌结束24 h后对各处理进行了含盐量的测定，结果显示，滴灌结束24 h后各处理含盐量开始升高，出现了返盐现象，原因是土壤盐分随水运移，停水后开始地表积累。滴灌结束24 h后距滴头水平距离0～60 cm，处理q2土壤含盐量最低，为94.20 g/kg，处理q4含盐量最高，为153.94 g/kg，处理q2含盐量较处理q4降低59.74 g/kg，较CK降低31.88 g/kg。由以上分析可知，水平方向上处理q2（8 L/h）含盐量最低，可以作为最好的处理，因此不同滴头流量在水平方向上对土壤盐分分布的影响中，最佳滴头流量为8 L/h，而最适宜的滴灌时长还需要进一步分析。

2.3 滴灌时长对土壤盐分在水平剖面分布的影响

由图2可见，距滴头水平0～60 cm，滴灌前会有一定的含盐量，滴灌开始后会有明显的降低，随着滴灌时间的延长各处理含盐量有所不同，表现出的适宜滴灌时长也不同。在0～60 cm土层，处理q1滴灌10 h的含盐量最低，为107.09 g/kg，滴灌结束24 h后的含盐量最高，为137.81 g/kg，滴灌10 h的含盐量较滴灌结束24 h降低了30.72 g/kg。处理q2滴灌7 h的含盐量最低，为79.38 g/kg，滴灌前的含盐量最高，为129.43 g/kg，滴灌7 h的含盐量较滴灌前降低了50.05 g/kg。处理q3滴灌3 h的含盐量最低，为105.58 g/kg，滴灌10 h的含盐量最高，为141.95 g/kg，滴灌3 h的含盐量较滴灌10 h降低了36.37 g/kg。处理q4滴灌7 h的含盐量最低，为104.28 g/kg，滴灌结束24 h的含盐量最高，为153.94 g/kg，滴灌7 h的含盐量较滴灌结束24 h降低了49.66 g/kg。从以上各处理的含盐量降低幅度来看，处理q2滴灌7 h的含盐量降低幅度最大，为50.05 g/kg，明显大于其他处理滴灌时长处理。从各处理最低含盐量分析可知，处理q2滴灌7 h的含盐量最低，为79.38 g/kg，较CK低8.95 g/kg，可以进一步确定水平方向上处理q2（8 L/h）可作为最好的处理，滴灌7 h可以作为最适宜的滴灌时长。因此，各处理不同滴灌时长在水平方向上对土壤盐分分布的影响中，最佳滴头流量为8 L/h，最适宜的滴灌时长为7 h。

2.4 不同滴头流量对土壤盐分垂直分布的影响

由图3可见，随着距滴头垂直距离的增大，各处理含盐量有所不同。滴灌前的含盐量测定结果表明，滴灌前各处理会有较高的含盐量，滴灌开始3 h后各处理的含盐量开始降低，明显低于滴灌前。距滴头垂直距离0～30 cm，处理q2的土壤含盐量最低，为97.22 g/kg，处理q4的含盐量最高，为109.38 g/kg，处理q2含盐量较处理q4降低了12.16 g/kg，较CK降低了20.68 g/kg。滴灌开始7 h后，距滴头垂直距离0～30 cm，处理q2的土壤含盐量最低，为83.67 g/kg，处理q3的含盐量最高，为143.00 g/kg，处理q2含盐量较处理q3降低了59.33 g/kg，较CK降低了10.26 g/kg。滴灌开始10 h后距滴头垂直距离0～30 cm，处理q2的土壤含盐量最低，为96.40 g/kg，处理q3的含盐量最高，为136.82 g/kg，处理q2含盐量较处理q3降低了40.42 g/kg，较CK降低了32.97 g/kg。滴灌结束24 h后各处理的含盐量测定结果显示，滴灌结束24 h后各处理含盐量开始升高，出现了返盐现象，其中处理q2的土壤含盐量最低，为102.05 g/kg，处理q4的含盐量最高，为169.32 g/kg，处理q2含盐量较处理q4降低了67.27 g/kg，较CK降低了29.81 g/kg。由此可知，垂直方向上处理q2（8 L/h）含盐量最低，可以作为最优处理，因此不同的滴头流量在垂直方向上对土壤盐分分布的影响中，最佳滴头流量为8 L/h，而最适宜滴灌时长还需要进一步分析。

2.5 不同滴灌时长对土壤盐分垂直分布的影响

从图4可见，各处理在滴灌前，滴灌开始3、7、10 h和滴灌结束24 h测定的含盐量来看，随着距滴头垂直距离的增大，各处理不同滴灌时长的含盐量有所不同，表现出适宜滴灌时长也不同。距滴头垂直距离0～30 cm，处理q1滴灌3 h的含盐量最低，为104.30 g/kg，滴灌结束24 h后的含盐量最高，为147.48 g/kg，滴灌3 h的含盐量较滴灌结束24 h降低了43.18 g/kg。处理q2滴灌7 h的含盐量最低，为83.67 g/kg，滴灌前的含盐量最高，为141.00 g/kg，滴灌7 h的含盐量较滴灌前降低了57.33 g/kg。处理q3滴灌3 h的含盐量最低，为107.37 g/kg，滴灌10 h的含盐量最高，为136.82 g/kg，滴灌3 h的含盐量较滴灌10 h降低了29.45 g/kg。处理q4滴灌7 h的含盐量最低，为100.09 g/kg，滴灌结束后24 h的含盐量最高，达155.99 g/kg，滴灌7 h的含盐量较滴灌结束24 h降低了55.90 g/kg。

由以上不同处理各滴灌时长的含盐量降低幅度来看，处理q2滴灌7 h的含盐量降低幅度最大，为57.33 g/kg，明显大于其他处理滴灌时长。从各处理最低含盐量分析可知，处理q2滴灌7 h的含盐量最低，为83.67 g/kg，较CK低10.26 g/kg。这说明使用大流量滴头滴灌时，要严格控制滴灌时长，滴灌时长过大或过小，易引起地表径流，且不利于根区淡盐区的形成。进一步确定垂直方向上处理q2可以作为最优处理，滴灌7 h可以作为最适宜的滴灌时长。因此各处理不同的滴灌时长在垂直方向上对土壤盐分分布的影响中，最佳滴头流量为8 L/h，最适宜的滴灌时长为7 h。

3 小结与讨论

土壤盐分运移主要受到土壤质地、管理措施、灌溉水质以及植被条件等因素的影响。其中，管理措施中灌水量、滴头流量、滴头间距和灌水频率等滴灌技术参数对土壤水盐运移的影响非常大，也是调控土壤水盐运动重要因素［1］。因此，筛选出最佳滴头流量和最适宜的滴灌时长在调控土壤含盐量上起着很大的作用。

不同的滴头流量及滴灌时长对土壤盐分分布的影响结果表明，不同滴头流量在水平、垂直方向上随着距滴头距离的增大，各处理土壤含盐量有所不同。其中，滴头流量8 L/h土壤含盐量最低，明显低于其他处理。不同的滴灌时长在水平、垂直方向上随着距滴头距离的增大，各滴灌时长土壤含盐量有所不同。其中，滴灌开始7 h后测定的含盐量最低，明显低于其他滴灌时长，尤其是处理q2滴灌开始7 h后的含盐量最低，可以作为最适宜的滴灌时长。因此，对主干型苹果园土壤盐分调控过程中，处理q2在整个滴灌时长中盐分控制较好，土壤盐分大体呈下降趋势，即使升高也会低于滴灌前，尤其是处理q2滴灌开始7 h后的含盐量最低，能达到最好的盐分调控目的，并能为苹果生长提供最好的环境。建议在果树生产过程中，选用最佳滴头流量为8 L/h，最适宜滴灌时长为7 h，作为控制土壤含盐量的重要参数。

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