灌排方式对干旱区耕地土壤水盐变化的影响及其生态效应- - 以石河子垦区为例

近30年来，干旱区耕地的灌溉方式经历了由漫灌、沟灌、喷灌到滴灌的变化，对耕地土壤水盐变化及生态效应带来了复杂的影响。本项目以石河子垦区为例，根据不同灌排方式的组合，在气候、地貌以及土壤类型等自然条件相似的区域选择16块典型样地，基于野外采样和实验室分析结果，结合农户调查、社会经济统计数据，采用多独立样本非参数检验、非线性回归等统计分析方法，定量研究不同灌排方式对干旱区耕地土壤含水量、土壤盐渍化的影响方式及影响程度；根据灌排方式变化对耕地的农产品生产、水资源调节、气候调节、土壤质量变化等主要生态服务功能影响的研究，定量研究灌排方式对耕地土壤水盐影响的生态效应。研究成果不仅可为干旱区耕地土壤水盐运移规律研究提供原始数据积累，还可为干旱区耕地适度开发、建立灌区合理的灌溉制度、防止耕地土壤盐渍化提供科学依据，对实现我国干旱区农业可持续发展具有重要的理论和现实意义。

近30年来，干旱区耕地的灌溉方式经历了由漫灌、沟灌、喷灌到滴灌的变化，对耕地土壤水盐变化及生态效应带来了复杂的影响。本项目以石河子垦区为例，根据不同灌排方式的组合，在气候、地貌以及土壤类型等自然条件相似的区域选择16块典型样地，基于野外采样和实验室分析结果，结合社会经济统计数据，采用多独立样本非参数检验、非线性回归等统计分析方法，定量研究不同灌排方式对干旱区耕地土壤含水量、土壤盐渍化的影响方式及影响程度。在项目的执行过程中，采用实际田间取样、土样实验室分析以及统计分析等方法，对玛纳斯河中游耕地不同灌溉方式下棉田土壤主要盐离子含量的变化进行定量分析，积累了研究区2012-2014年不同土地利用类型、不同灌溉方式下土壤盐分（八大离子）、有机质、养分等数据。研究结果表明，漫灌方式下土壤含盐量的最大值多出现在深层（60～100cm）或次深层（40～60cm），而滴灌方式下土壤含盐量的最大值多出现在根层（20～40cm）或次深层（40～60cm）；对不同灌溉方式下各样点土壤含盐量数据的非参数配对样本进行检验，发现灌溉方式对土壤含盐量的影响以7月为最，其次是8月，之后分别是6月、5月、4月；从土层深度看，灌溉方式对表层（0～20cm）土壤含盐量影响最大，其次是深层（60～100cm），之后分别是根层（20～40cm）和次深层（40～60cm）。漫灌方式下土壤中Cl-/SO42-值在各土层均有上升趋势，而滴灌方式下Cl-/SO42-值在各土层表现出先上升后下降的趋势，在6月有一个高点，但随后下降到与4月相似的水平，表明漫灌方式比滴灌方式更易使得土壤的盐渍化类型向氯离子类型转变。研究结论对减缓土壤盐渍化、指导灌溉施肥管理以及耕地的可持续利用均有积极意义。