18全部

Size: px

Start display at page:

Download "18全部"

琛邬
5 years ago
Views:

1 中国农学通报 017,33(1):71-75 Chinese Agricultural Science Bulletin 灌溉方式对土壤水盐运移及油葵产量的影响张永宏 1, 田生昌, 杨建国 1, 樊丽琴 1 3, 吴秀梅 ( 1 宁夏农林科学院, 农业资源与环境研究所, 银川 75000; 宁夏农林科学院, 银北盐改站, 宁夏平罗 ; 3 宁夏平罗县通伏乡农业服务中心, 宁夏平罗 ) 摘要 : 为了解不同灌水覆膜方式对盐碱土壤水分盐分迁移过程及其对油葵产量的影响, 提出基于油葵产量最大化的水盐调控技术体系与精量灌溉技术试验设计为二因素, 因素一为灌水方式 : 滴灌漫灌 ; 因素二为覆盖方式 : 不覆膜覆膜结果表明 : 滴灌 + 覆膜的土壤全盐处于低位变化之中, 土壤含水量向油葵生长有利的方向发展, 各油葵产量由高到低的顺序为 ( 滴灌 + 覆膜 )>( 漫灌 + 覆膜 )>( 漫灌 + 不覆膜 )>( 滴灌 + 不覆膜 ), 其中滴灌 + 覆膜产量比漫灌 + 不覆膜增产.% 结论: 采用滴灌 + 覆膜种植油葵能降低土壤蒸发量, 有效控制地表返盐, 抑制盐分表聚, 能为油葵根系生长提供低盐环境, 提高油葵产量关键词 : 盐碱地 ; 油葵 ; 水盐运移中图分类号 :S75,565 文献标志码 :A 论文编号 :cas0019 Effects of Irrigation Methods on Soil Water and SaltMigration and Oil Sunflower Yield Zhang Yonghong 1, Tian Shengchang, Yang Jianguo 1, Fan Liqin 1, Wu Xiumei 3 ( 1 Institute of Agricultural Resources and Environment, Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Yinchuan 75000; Yinei SalineLand Improvement Station, NingxiaAcademy of Agriculture and Forestry Sciences, Pingluo Ningxia ; 3 Tongfu AgricultureServiceCenter of NingxiaPingluoCounty, Pingluo Ningxia ) Astract:In order to study the effects of different irrigation and film mulching methods on saline alkali soil moisture and salt migration process and yield of oil sunflower,the water salt control technology system and precision irrigation technology was proposed ased on maximizing yield of oil sunflower.we designed two factors, factor one was irrigation methods: drip irrigation and flood irrigation; factor two was the covered way: no mulching and film mulching. The results showed that soil total salt of drip irrigation under plastic film mulching was in low variation, value and soil water content changed to a favorale direction of sunflower growth, the yield of oil sunflower from high to low followed an order of drip irrigation under plastic film mulching>flood irrigation under plastic film mulching>flood irrigation under no mulching>drip irrigation under no mulching, the yield of drip irrigation under plastic film mulching increased the yield y.% compared withflood irrigation under no mulching. The treatment of drip irrigation under film mulching could reduce soil evaporation, effectively control saltreturn in surface, inhiit salt accumulation, provide a low salt environment for oil sunflower root growth, and improve oil sunflower yield. Key words: saline alkali land; oil sunflower; water and salt migration 基金项目 : 宁夏农林科学院科技创新先导资金引黄灌区障碍性土壤节水抑盐与肥力提升技术研究与示范 (NKYG-14-6); 宁夏农林科学院十三五重点科技项目宁夏耕地可持续利用与农田生产力提升技术研究与示范 (NKYZ--090); 国家科技支撑计划课题河套地区盐碱地水盐调控与肥力提升关键技术研究与示范 (013BAC0B05)第一作者简介 : 张永宏, 男,1965 年出生, 宁夏平罗人, 研究员, 本科, 主要从事作物栽培与耕作研究通信地址 :75000 宁夏银川市黄河东路 590 号宁夏农林科学院农业资源与环境研究所,Tel: , zyh401@3.com通讯作者 : 田生昌, 男,1966 年出生, 宁夏西吉人, 副研究员, 硕士, 主要从事作物生产和土壤肥料等研究通信地址 : 宁夏平罗县银北盐改站, Tel: , nxpltsc@3.com 收稿日期 :0-0-9, 修回日期 :0--30

2 7 中国农学通报 0 引言宁夏位于西北地区东部, 处于腾格里乌兰布和毛乌素沙漠包围之中,3/4 的面积处于干旱半干旱地带, 气候干燥, 降雨稀少, 蒸发强烈, 风大沙多银北盐碱地区更是水资源供应不足, 地下水位高, 土壤盐渍化严重, 加上人为的不合理灌溉及过度施肥等因素使土壤盐碱化问题日益加剧, 严重影响当地区域农业的发展 [1-3] 当前, 水资源短缺和灌溉引起的土地盐渍化问题已严重制约黄河上中游地区农业生产发展而该区的主要作物普遍采用大水漫灌, 灌溉水的利用效率仅为 50%, 过量灌溉已造成地下水位上升和土壤次生盐渍化 [4-6], 所以要大力发展节水灌溉实施大面积节水灌溉, 可调控当地的水循环, 对当地的水盐运移产生重大影响为研究适宜的节水灌溉模式, 模拟当地的种植灌溉实践, 采取不同的试验, 连续监测土壤水盐运移的过程, 分析土壤水盐的运移与聚集规律, 对揭示滴灌这种新的灌溉方式下水盐运移规律特点以及潜在的环境风险有重大的现实意义 [7-] 油葵是宁夏重要的油料作物, 种植面积曾达 1.69 万 hm, 年总产量.1 万 t, 其籽粒具有出油率高油质品位高饼粕质量高的特点, 据测定, 葵籽含油率达 45%~50%, 带壳出油率为 3%, 葵籽油富含脂肪酸, 亚油酸含量高达 66%, 远高于油菜大豆等食用油, 油脂中不含芥酸和硫代葡萄糖甙等有害物质, 饼粕中含有较高的蛋白质等营养, 为上等饲料, 无需就可饲用, 其茎秆是重要的纤维原料, 具有较高的经济利用价值, 而且油葵耐旱耐瘠薄耐盐碱 [11-1] 种植油葵既节水又能改良利用盐碱地, 对于缓解宁夏引黄灌区供水不足以及高耗水作物种植面积比例过大等原因引起的农业灌溉用水紧张的现状有重要意义 [13-14] 针对引黄灌区存在问题及土壤主要特征, 开展障 [15-1] 碍性土壤节水抑盐及肥力提升技术研究对于解决灌区现有农业的发展瓶颈具有重要意义本研究的核心问题是发展以节水灌溉为中心的节水及培肥技术, 用于调控及防治引黄灌区内由于大水漫灌造成的土壤次生盐渍化, 同时还可以减少地下水的过量开采和过量引水, 保护生态环境, 促进农业可持续发展, 以期为该地区土壤改良利用因地制宜地发展节水农业, 选择适宜的节水增产措施提供依据, 同时为推进引黄灌区优势特色农业产业提供技术支撑 1 材料与方法 1.1 试验区概况试验于年在宁夏平罗县 ( E, N) 实施, 试验点地处贺兰山东麓洪积平原与黄河冲积平原的过渡地带, 海拔 0 m, 地势平坦, 土壤质地为粘土, 地下水埋深 1.5~.0 m, 年均降水量为 176 mm, 年蒸发量为 1709 mm, 属干旱大陆性气候该区域光照资源丰富, 年平均日照 4 h, 全年的有效积温为 317 土壤以灌淤盐化土为主, cm 耕层土壤理化性质为 : 有机质 g/kg, 全氮 0.7 g/kg, 全盐 g/kg,.33, 碱解氮 6.0 mg/kg, 有效磷.60 mg/kg, 速效钾 15.4 mg/kg 1. 试验设计及实施试验设置为二因素, 因素一为灌水方式 ( 现蕾期开花期灌浆期各一次 ): 滴灌 (A 1) 漫灌 (A ); 因素二为覆盖方式 : 不覆膜 (B 1) 覆膜 (B ), 即 : 滴灌 + 不覆膜 (A 1B 1) 滴灌 + 覆膜 (A 1B ) 漫灌 + 不覆膜 (A B 1) 漫灌 + 覆膜 (A B ) 共 4 个, 随机区组排列,3 次重复, 小区面积为 45m 小区用双层加厚塑料薄膜垂直分开, 薄膜垂直埋深 1.0 m 漫灌灌水量 m 3 /(m 次 ), 滴灌灌水量 m 3 /(m 次 ), 灌水前后 5 天取 0~60 cm 土样, 测定土壤水分含量土壤全盐含量有机质速效氮速效磷速效钾各按常规方式进行施肥及管理调查油葵成活率, 每隔 15 天调查油葵生长情况, 收获时调查油葵产量 1.3 供试作物向日葵 (Helianthus annuns L.) 属于菊科向日葵属, 油葵品种 KWS03 是其中的一个栽培种, 是世界四大油料作物之一它较耐瘠薄抗干旱抗盐碱, 是荒漠地盐碱地的先锋作物, 其生长发育阶段划分为 : 出苗期现蕾期开花期成熟期四个主要时期 1.4 测定项目与方法 (1) 理化指标土壤含水率采用烘干法测定土壤采用 1:1 水土混合液测定 ; 土壤可溶性盐分采用 5:1 [19] 的水土比提取待测液测定 ; 全盐采用重量法测定 () 生理指标在油葵开花期选取代表性植株进行测定, 用 LI-6400 型便携式光合作用测定仪 ( 美国 LI- COR 公司生产 ), 在上午 :00 11:00 测定剑叶中部的光合速率 ; 用 CM00 型便携式叶绿素仪测定油葵叶中部的叶绿素, 每重复测定 3 点 (3) 数据试验数据用 Excel 软件进行统计和方差分析结果与分析.1 不同对油葵生长发育的影响油葵各生长发育情况见表 1, 叶绿素含量变化见图 1

3 张永宏等 : 灌溉方式对土壤水盐运移及油葵产量的影响 73 表 1 各油葵生长发育情况播种期 ( 月 / 日 ) 出苗期 ( 月 / 日 ) 5/1 5/ 6/ 5/ A1B 5/ AB1 5/ AB 5/ 光合速率 /[μmol/(m s)] 图 1 不同光合速率变化由表 1 可看出, 覆膜比不覆膜油葵早出苗天, 覆膜油葵生长发育较快, 各叶片数和株高均表现为滴灌 + 覆膜 (A 1B )> 滴灌 + 不覆膜 (A 1B 1) 漫灌 + 覆膜 (A B )> 漫灌 + 不覆膜 (A B 1) 滴灌 + 覆膜 (A 1B ) 株高比漫灌 + 不覆膜 (A B 1) 增加了 6.5 cm 叶片数增加了 4 片由图 1 可看出, 覆膜比不覆膜增加了油葵光合速率, 各光合速率表现为滴灌 + 覆膜 (A 1B )> 漫灌 + 覆膜 (A B ) > 漫灌 + 不覆膜 (A B 1) > 滴灌 + 不覆膜 (A 1B 1), 滴灌 + 覆膜 (A 1B ) 油葵生长发育更快一些. 不同对土壤全盐水分含量的影响各土壤全盐含量水分含量的变化见表由表可看出, 在 cm 土层内全盐含量为滴灌 + 覆膜 (A 1B ) 处于低位变化之中, 而漫灌 + 不覆膜 (A B 1) 处于高位变化之中, 其他个居中这说明单独采取滴灌措施不能降低土壤表层盐分含量, 反而会使土壤表层盐分含量加重 ; cm 土层内全盐含量为滴灌 + 覆膜 (A 1B ) 处于低位变化之中, 而漫灌 + 不覆膜 (A B 1) 处于高位变化之中, 其他两个交叉居中这说明漫灌会使 cm 土层内全盐含量加重, 应采取滴灌 + 覆膜 (A 1B ) 措施最为适宜 ;40~ 60 cm 土层深度内, 各土壤盐分含量交替变化, 看不出高低变化规律由此说明, 上述各在 40 cm 表各土壤全盐水分含量的变化土层 / cm 4/1 6/ 7/ 7/ / A1B AB AB

4 74 中国农学通报土层深度以下对土壤盐分含量影响作用甚微, 同时也说明各主要影响 0~40 cm 土层深度内土壤盐分含量变化值在 cm 土层土壤表现为在油葵生长前期为滴灌 + 覆膜 (A 1B )> 滴灌 + 不覆膜 (A 1B 1)> 漫灌 + 不覆膜 (A B 1)> 漫灌 + 覆膜 (A B ), 在油葵生长后期为漫灌 + 不覆膜 (A B 1) > 漫灌 + 覆膜 (A B ) > 滴灌 + 不覆膜 (A 1B 1)> 滴灌 + 覆膜 (A 1B ), 前期漫灌比滴灌有利于控制土壤耕层但是到了后期则显现出滴灌 + 不覆膜滴灌 + 覆膜两抑制土壤上升的效果和作用在 cm 土层土壤含水量表现为漫灌 + 不覆膜 (A B 1)> 漫灌 + 覆膜 (A B )> 滴灌 + 覆膜 (A 1B )> 滴灌 + 不覆膜 (A 1B 1); cm 土层土壤含水量表现为漫灌 + 不覆膜 (A B 1)> 漫灌 + 覆膜 (A B )> 滴灌 + 覆膜 (A 1B )> 滴灌 + 不覆膜 (A 1B 1); cm 土层深度内上述各对土壤含水量影响不大, 也就是说各主要影响 0~ 40 cm 土层深度内土壤含水量.3 不同对油葵产量的影响表 3 可见各间差异达到了极显著水平, 覆膜比不覆膜提高了油葵产量, 各油葵产量表现为滴灌 + 覆膜 (A 1B )> 漫灌 + 不覆膜 (A B 1)> 漫灌 + 覆膜 (A B )> 滴灌 + 不覆膜 (A 1B 1), 其中滴灌 + 覆膜比漫灌 + 不覆膜产量增加了.% 表 3 各油葵产量均值 / (kg/hm ) A1B AB1 AB 方差分析结果 F0.05 F a A AB B B 以上分析表明, 基于对土壤含水量土壤化学性质油葵生长发育和生理性状及产量的综合考虑, 采用滴灌 + 覆膜种植油葵降低了土壤蒸发量, 有效控制了地表返盐, 抑制了盐分表聚, 为油葵根系的生长提供了低盐环境, 增加了油葵产量 3 讨论与结论针对盐碱土的特点, 在农业生产中采取一切必要措施, 降低土壤盐分含量是盐碱地改良利用的要务土壤地下水与表层土壤水维持一定的动态平衡, 地下水位恒定, 表层土壤中的离子含量相对稳定气候干旱时, 土壤蒸发量增大, 土壤中的水分含量下降, 引起地下水沿土壤毛细管上移, 土壤中的盐分也随着水分同时运动水分蒸发以后, 盐分则在土壤表层积累, 盐 [] 分离子达到一定高的浓度时, 就发生土壤盐碱化所以, 绝大部分盐碱土分布在干旱半干旱地区宁夏引黄灌区有 000 多年的灌溉耕作历史, 但由于特殊的地理环境和气候土壤条件, 土壤次生盐渍化一直是灌区农业生产的主要限制因素根据多年的土壤盐渍化治理经验, 除了有效调控土壤剖面中的盐分分布状况, 使之不致过分集中于表土危害作物的生长外, 重点要采取合理的节水灌溉和有效的培肥措施在节水的前提下, 通过科学的水盐调控及肥盐调控技术, 淡化作物关键生长时期土壤耕作层的盐分, 在盐渍化土壤改良利用过程中达到有盐无害的目的一方面通过节水灌溉措施调控用水, 提高灌溉效率, 减少深层渗透, 防止地下水位上升 ; 另一方面通过采取调整作物布局平整土地地膜秸秆覆盖增施有机肥有机无机配合使用灌溉抑盐压盐合理利用地下水抑制表土返盐等措施, 建立与盐渍化土地改良利用相适应的农业产业结构, 提高盐渍化土地的生产能力和产品竞 [3] 争力本研究的核心问题是发展以节水灌溉为中心的节水及培肥技术, 用于调控及防治引黄灌区内由于大水漫灌造成的土壤次生盐渍化, 同时还可以减少地下水的过量开采和过量引水, 保护生态环境, 促进农业可持续发展主要结论有 : (1) 从油葵生长发育及生理性状表现看 : 覆膜比不覆膜油葵早出苗天, 覆膜比不覆膜增加了油葵光合速率, 覆膜油葵生长发育较快, 各表现为滴灌 + 覆膜 (A 1B )> 滴灌 + 不覆膜 (A 1B 1) 漫灌 + 覆膜 (A B )> 漫灌 + 不覆膜 (A B 1) () 从各对土壤全盐土壤含水量的影响看 : 在 cm 土层内全盐含量为滴灌 + 覆膜处于低位变化之中, 而漫灌 + 不覆膜处于高位变化之中, 其他个居中 ; 在 cm 土层内全盐含量为滴灌 + 覆膜处于低位变化之中, 而漫灌 + 不覆膜处于高位变化之中, 其他个交叉居中 ; 在 cm 土层深度内, 各土壤盐分含量交替变化, 看不出高低变化规律, 说明在 40 cm 土层深度以下对土壤盐分影响甚微, 同时也说明各主要影响 0~40 cm 土层深度内土壤盐分含量变化各在 cm 土层土壤表现为前期漫灌比滴灌有利于控制土壤耕层, 但是到了后期则显现出滴灌 + 覆膜滴灌 + 不覆膜两抑制土壤上升的效果和作用

5 张永宏等 : 灌溉方式对土壤水盐运移及油葵产量的影响 75 各在 cm 土层土壤含水量影响表现为漫灌 + 不覆膜 > 漫灌 + 覆膜 > 滴灌 + 覆膜 > 滴灌 + 不覆膜 ; 在 cm 土层深度内上述各对土壤含水量影响不大, 也就是说各主要影响 0~40 cm 土层深度内土壤含水量 (3) 覆膜比不覆膜提高了油葵产量, 各油葵产量表现为滴灌 + 覆膜 > 漫灌 + 不覆膜 > 漫灌 + 覆膜 > 滴灌 + 不覆膜, 其中滴灌 + 覆膜比漫灌 + 不覆膜产量增加了.% 总之, 基于对土壤含水量土壤化学性质油葵生长发育和生理性状及产量的综合考虑, 采用滴灌 + 覆膜种植油葵降低了土壤蒸发量, 有效控制了地表返盐, 抑制了盐分表聚, 为油葵根系的生长提供了低盐环境, 增加了油葵产量, 是最佳技术模式参考文献 [1] 周和平, 张立新, 禹锋, 等. 我国盐碱地改良技术综述及展望 [J]. 现代农业科技,007(11):159-1,4. [] 尹志荣, 张永宏, 桂林国, 等. 宁夏银北盐碱地枸杞节水技术改良 [J]. 西北农业学报,01,1(11): [3] 余美, 芮孝芳. 宁夏盐碱地改良利用研究进展 [J]. 水利水电科技进展,006,6(6):5-9,94. [4] 田生昌, 陈新会, 马建军, 等. 种稻对周围旱地土壤盐分和土壤水分含量的影响 [J]. 西北农业学报,01,1(7):77-3. [5] 杨金娟, 马琨, 丁东, 等. 不同培肥方式对旱作区耕地土壤的影响 [J]. 西北农业学报,013,(1):75-1. [6] 雷金银, 张建宁, 班乃荣, 等. 不同类型耐盐植物对盐碱土物理性质的影响 [J]. 宁夏农林科技,011,5(1):5-60. [7] 郑晓辉, 巴特尔巴克, 李宏, 等. 不同灌水方式下干旱区盐碱地土壤水盐运移特征分析 [J]. 东北农业大学学报,011,4(5):95-9. [] 王英. 不同灌溉方式对土壤次生盐渍化的影响 [J]. 中国农学通报, 005,1():17-. [9] 尹志荣, 苏德喜, 张永宏, 等. 不同灌溉方式节水控盐效果及对枸杞产量的影响 [J]. 安徽农业科学,01,40(3): [] 麦麦提尼亚孜努尔, 郑晓辉, 巴特尔巴克, 等. 干旱区盐碱地滴灌灌水后土壤水盐运移特征分析 [J]. 山东农业大学学报 : 自然科学版,011,4(4): [11] 马文礼, 许强, 康建宏. 宁夏引黄灌区不同灌溉定额下油葵耗水特征及其对产量的影响 [J]. 农业科学研究,005,6():1-5. [1] 刘娟, 孙兆军, 范秀华. 不同矿化度咸水滴灌对盐碱地水盐特性及油葵生长的影响 [J]. 干旱地区农业研究,015,33(5):175-. [13] 朱美玲, 刘国勇. 土壤盐渍化与作物耐盐性模型研究与应用 [J]. 新疆农业科学,003,40( 增刊 ):65-6. [14] 田生昌, 李月祥. 渤海柳号扦插苗生长动态模拟及生长阶段划分 [J]. 宁夏大学学报 : 自然科学版,0,37(1): [15] 郗金标, 邢尚军, 张建锋, 等. 几种重盐碱地土壤改良利用模式的比较 [J]. 东北林业大学学报,003,31(6):99-1. [] 刘春卿, 杨劲松, 吴玉喜, 等. 覆膜滴灌条件下土壤水盐运移规律 [J]. 安徽工业大学学报,0,7(1): [17] 田生昌, 张永宏, 武文渊. 土壤盐分对两个品种柳树生长发育的影响 [J]. 西北林学院学报,015,30(6):-19. [1] 摄晓燕. 黄土区主要农业土壤肥力演变研究 [J]. 杨凌 : 西北农林科技大学,0. [19] 鲍士旦. 土壤农化分析 [M]. 北京 : 中国农业出版社,000.

5月15期

5月15期中国农学通报 2012,28(15):106-111 Chinese Agricultural Science Bulletin 旱地小麦休闲期不同耕作措施对土壤水分蓄纳利用与产量形成的影响贺立恒, 高志强, 孙敏, 李青 ( 山西农业大学农学院, 山西太谷 030801) 摘要 : 为了提