干旱区节水灌溉条件下农田排盐理论与方法研究

新疆耕地1/3面积已盐碱化，盐碱化成为制约灌溉农业经济发展的突出问题。新疆"十一五"规划将盐碱地改良整治作为灌溉绿洲人水和谐与经济社会可持续发展研究的重要内容之一。该项目结合内陆干旱新疆灌区农田土壤盐碱化成因特点和节水灌溉条件下土壤水盐运移新现象及变化，创新提出"土壤水盐定向迁移"理论和农田水盐"盐分上移地表排"的灌排新方法，以解决常规灌排洗盐方法存在水资源消耗高、投入大、土地利用率减少、运行管理困难等问题。本项目采用模型设计、原形观测、室内外实验结合等方法，结合内陆干旱灌区土壤盐碱化程度和盐分种类及作物结构，围绕节水灌溉与排盐效果等问题，着重研究田间不同覆盖层组合和节水灌溉条件下"土壤水盐定向迁移" 的水盐运移特征和机理；"盐分上移地表排"模式的灌排效率与尺度效应；灌溉排盐与作物生长环境研究，以期为干旱灌区农田水盐管理提供理论依据和技术支撑。

新疆耕地1/3 面积已盐碱化，盐碱化成为制约灌溉农业经济发展的突出问题。新疆“十一五”规划将盐碱地改良整治作为灌溉绿洲人水和谐与经济社会可持续发展研究的重要内容之一。该项目结合内陆干旱新疆灌区农田土壤盐碱化成因特点和节水灌溉条件下土壤水盐运移新现象及变化，创新提出“土壤水盐定向迁移”理论和农田水盐“盐分上移地表排”的灌排新方法，以解决常规灌排洗盐方法存在水资源消耗高、投入大、土地利用率减少、运行管理困难等问题。项目采用野外定位试验、面上试验监测与调查、理论分析等方法，着重研究田间不同覆盖层组合和节水灌溉条件下“土壤水盐定向迁移” 的水盐运移特征和机理，“盐分上移地表排”模式的排盐效果及灌溉排盐与作物生长环境。.田间定位试验研究结果表明，膜下部位从滴头向裸露区排盐沟的水盐运行方向明显。灌水后土壤盐分总体呈下降态势，表现为以滴头为中心，向膜外方向逐渐增大的趋势；滴头附近形成土壤盐分淡化区，排盐沟周边形成土壤盐分汇聚区；排盐沟下部多形成自下向上的盐分运移特征。排盐沟的存在，使土壤保水性有所提高，并有利于冬季实行沟灌洗盐，将积累在排盐沟周边的盐分溶解排出。冬灌灌水冲洗结果表明，地表排水矿化度随时间呈减小趋势，20112013年3年各小区平均排盐量分别为1856、3494和2512 kg•hm-2，排盐效果较佳，表明盐分上移、排盐沟冲洗地表排的脱盐效果明显。棉花产出效果表明，土壤盐分是影响棉花产量的主要因素，棉花产量与土壤盐分含量呈负相关关系，土壤盐分越小，产量越大，反之，产量越小，排盐沟深或灌水定额居中的产量也较大，但不如土壤盐分对产量的影响显著。在土壤盐分相近条件下，与滴灌相比，常规沟灌、漫灌产量最低，表明在覆膜条件下，通过滴灌持续供水，形成盐分淡化区域，为作物提供了良好的生长环境。.田间试验与区域监测资料综合分析表明，盐分本底值对水盐动态变化规律影响较大，土壤盐分较高的地块盐分波动幅度更大，表现为易于脱盐也易于积盐的特性；不同土质表土盐分的变化呈现出轻质土盐分波动幅度大于重质土，轻质土易于积盐和脱盐；不同滴灌使用年限盐分总的变化趋势呈略增或略减趋势。总之，盐分迁移作用与多因素有关，沟深较大的和灌水定额较大的迁移作用较为明显，原始盐分较重的，脱盐较为明显。本研究沟深20cm和30cm的排盐效果相近，而20cm深的排盐沟更易于构造，是可选择的一种排盐方式。