微咸水离子组成对膜下滴灌土壤水盐分布和作物生长的影响
张通港1
胡行路2
罗敏1
王春1
闫思慧1
程煜1
梁青1
冯浩3
张体彬3
1.西北农林科技大学 水利与建筑工程学院,陕西 杨凌 7121002.中国科学院 水利部水土保持研究所,陕西 杨凌 7121003.西北农林科技大学水土保持研究所,陕西 杨凌 712100;中国科学院 水利部水土保持研究所,陕西 杨凌 712100
摘要：微咸水灌溉是缓解旱区农业用水危机的主要途径之一,而微咸水中的离子组成特征影响着土壤性质进而影响作物生长.[目的]探讨不同阳离子组成微咸水对土壤理化性质和作物生长的影响.[方法]于 2021年 4-9 月,在内蒙古河套灌区,以膜下滴灌的模式种植春玉米,开展微咸水灌溉田间定位试验.以当地地下水为对照(CK),向地下水中分别添加相同物质的量浓度(20 mmol/L)、不同类型氯化盐(NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2),形成相近的电导率(EC)、而不同阳离子组成微咸水处理(分别标记为 T1、T2、T3、T4),研究土壤结构特性变化、水盐运移过程和作物生长响应.[结果]①与CK相比,添加Na+(T1 处理)后 0～20 cm土层小孔隙数量和储水量显著增加,尤其在灌水较多的拔节期;而T3 处理和T4 处理小孔隙度比T1 处理分别降低147.73%和 132.01%,有利于土壤孔隙结构的发育和水分的运移,降低了表层土壤储水量.②与CK相比,T1、T2、T3 处理和T4 处理分别提升了作物根区 0～60 cm土壤中Na+、K+、Ca2+、Mg2+物质的量浓度,除T1 处理外,T2、T3 处理和T4 处理对应的K+、Ca2+、Mg2+物质的量浓度均显著高于CK.T1 处理在作物根区表层土壤有明显积盐现象,其他处理无明显变化,相反T3 处理和T4 处理土壤盐分整体向膜外运移,T4 处理更为明显.受灌溉水EC影响,根区土壤饱和浸提液电导率(ECe)均在 3～4 dS/m内.③作物地上部器官离子量中K+量最高,Na+量最低且显著低于K+、Ca2+、Mg2+、Cl-量.Na+、K+、Cl-量均表现为叶<茎,Ca2+和Mg2+离子量表现为叶>茎.T1—T4 处理作物产量均有所增加,其中T4 处理产量最大,较CK提升 17.33%.[结论]含有较多Na+的微咸水灌溉提高了土壤表层小孔隙度,影响了土壤水分下渗,造成表层土壤盐分积累,而较多的K+、Ca2+、Mg2+则减少了土壤表层小孔隙度,有利于表层盐分淋洗.微咸水灌溉下,相对于较多的Na+带来显著负面效应,灌溉水中适当物质的量浓度的K+、Ca2+、Mg2+均有助于提高作物产量.研究结果可为河套灌区地下微咸水的安全利用提供理论依据.
关键词：孔隙度水盐分布阳离子作物生长
分类号：S513(禾谷类作物)S156.44(土壤学)
资助基金：国家重点研发计划(2021YFD1900700)陕西省创新能力支撑计划项目(2022PT-23)
论文发表日期：2023-08-28
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 16-25 )
英文信息