沙穴条件下微咸水滴灌对异质土壤水盐运移规律与番茄生长响应

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangwily
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土壤盐碱化已成为全球人类面临的资源环境问题,内蒙古河套灌区杭锦后旗为代表的农用地盐渍化严重,淡水资源短缺,严重制约灌区内农业可持续发展进程。目前,“滴灌+沙穴”是一种新型改良盐碱土的种植结构模式,对龟裂盐碱土具有较好的改良效果,而对河套灌区内不同土壤质地、不同矿化度微咸水灌溉的适用改良技术及可实施性有待进一步商榷。因此,本文以河套灌区杭锦后旗代表性盐渍土壤为研究对象,设置“滴灌+沙穴”结构为前提条件,进行室内入渗试验以分析微咸水矿化度(0、2.0、3.0、4.0g/L)对土壤入渗特性、水盐空间分布的影响,结合室外蒸渗试验以探讨该灌区不同质地盐渍土壤(砂壤土、粉壤土、黏壤土)水热盐迁移规律、加工番茄水分耗散特征、生长发育、产量及品质的影响,得出沙穴结构微咸水滴灌最优矿化度水平,明确沙穴结构种植最适宜盐渍土壤质地,为微咸水实施的可行性及改良盐渍土质的适用性提供理论依据。主要结论如下:(1)沙穴结构土壤湿润锋比均小于1,垂直方向水分入渗占优,黏壤土入渗水矿化度对湿润体面积影响较粉壤土提升显著,在3.0g/L及4.0g/L入渗条件较蒸馏水提升了32.51%及55.42%,3.0g/L提高垂直方向上沙土-黏壤土交界面处瞬时下水分入渗速率及入渗范围,盐渍土范围内推进距离和速度与入渗时间均呈显著乘幂关系,并基于微咸水矿化度及入渗时间双变化因子,分别对沙穴结构的粉壤土及黏壤土范围内水平及垂直方向湿润锋推进距离建立模型。(2)沙穴结构土壤水分主要聚集在异质土壤交界处,且3.0g/L处理下粉壤土及黏壤土较蒸馏水处理含水率提升最为显著,增幅为12.3%及23.39%,土壤盐分在异质土壤交界深处至湿润锋边缘处聚集,脱盐范围主要分布于异质土壤交界处,当入渗水矿化度高于3.0g/L时,土壤湿润体盐分显著增加,表明3.0g/L微咸水灌溉最优。(3)沙穴种植结构可显著改善黏壤土土壤水分分布情况,在异质土壤交界以下增幅最大,为5.92%~9.14%,对砂壤土及粉壤土根层土壤持水性能的改善效果不理想,沙穴结构提升了粉壤土及黏壤土根层土壤盐分淋洗效果,相对原状结构土壤脱盐率分别为34.74%~58.17%及46.81%~79.16%。(4)番茄生育期内日耗水强度呈先增加后降低单峰曲线变化趋势,在坐果-始熟期达到峰值,沙穴结构对黏壤土种植下作物株高及茎粗的生长具有促进作用,依次相对增加了8.79%~11.44%及47.57%~59.60%,同时显著提升果实产量,单株增产达0.97~1.10倍,并提升土壤水分利用效率,增幅为54.24~61.17%,沙穴结构对粉壤土种植下番茄株高茎粗的生长及果实品质的提升受到抑制作用最显著,对黏壤土种植下番茄生长及果实产量品质的影响次之,对黏壤土种植下果实品质具有较大幅度提升。综上所述,微咸水对沙穴结构土壤水分入渗起到促进作用,3.0g/L微咸水能够提高沙穴结构下粉壤土及黏壤土异质土壤交界深处含水率且提升脱盐区域范围;沙穴结构可有效改善河套灌区黏壤土种植番茄在根层土壤的水热盐环境,促进番茄生长发育进程,达到增产提质的目的。结果表明微咸水沙穴滴灌异质土壤能够有效改善根层水盐环境及调节番茄生长响应,对河套灌区农业经济发展及农业生态保护具有积极意义。
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