膜下滴灌技术是将滴灌技术与覆膜技术相结合的高效节水灌溉技术,在新疆生产建设兵团实施成功后迅速在全疆范围内得到推广应用。由于膜下滴灌基于节水的目的,和传统的大水漫灌方式相比,灌水量不大,湿润锋一般只能到作物根系层深度,长期实施后,改变了农田土壤的水盐空间分布。加之灌溉时水分没有产生深层渗漏,土壤中的盐分只是在根系层附近随水运移,并没有排出去,这可能对作物的生长产生潜在威胁。因此,本研究采用经典统计学和地统计学方法对长期连作膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律及时空变异性进行了分析,以期为膜下滴灌棉田的可持续种植及管理提供参考。本研究主要结论如下:(1)本研究经t分布法对采样数目进行了估计,结果表明在50×50 m网格规格下的取样数目是合理的,在同一置信水平及相对误差下,采样估计数目随土壤含水率和含盐率变异系数的增大而增加。置信水平和相对误差的降低,虽然减少了所需的采样数目,但同时也降低了对田间土壤空间变异性的表达度和可信度,所以在进行采样数目估计时,置信水平和相对误差的取值非常关键。(2)研究区土壤含水率随土层深度增加呈现先增大后减小趋势,水分主要集中在40 cm、60 cm和80 cm土层。同年内10月份的含水率相对3月份有所减小,10月份各土层含水率变异系数基本都大于3月份。(3)研究区土壤含盐率总体上呈现随土壤深度增加而增大的趋势,盐分主要集中分布在40 cm、60 cm、80 cm和100 cm土层。同年内,10月份含盐率大都低于3月份含盐率。各土层含盐率变异系数整体上随时间增加呈减小趋势。通过盐分平衡分析可知,5 cm、20 cm和100 cm土层处于积盐状态,40 cm、60 cm和80 cm土层呈脱盐状态,总体呈表层和深层积盐,中层脱盐的趋势。(4)通过对土壤含水率和含盐率的空间结构分析可知,含水率和含盐率的空间变异都可以利用相应的变异函数模型来拟合,但变异函数拟合模型不同,且都存在块金值,说明存在着由于采样误差、短距离变异和随机变异引起的正基底效应。纵观各时期含水率变异函数的块金系数可以看出,同一年内10月份空间相关性明显大于3月份,5 cm、20 cm和40 cm土层含水率变异函数的基台值、块金系数在不同时期发生明显波动,但仍以空间相关性为主,三年来各土层含水率变异函数的变程总体逐渐减小,表明人为活动对其影响越来越大。含盐率变异函数在不同时期不同土层的块金系数变化较大,表层土壤由于受外界因素影响大,变化最为明显;20 cm和40 cm层块金系数随深度增加而增加,说明在土壤结构因素和随机因素的共同作用下,空间相关性在减弱;20 cm和40cm土层块金系数随时间推移保持了相对稳定。(5)对克里金空间插值图分析可知,土壤表层盐分空间分布变异性较大,经过一个生育期的灌水及降雨的淋洗作用,10月份含盐率相较于3月份明显下降,分布也更加均匀;20 cm土层含盐率分布较为均匀,随时间保持相对稳定;40 cm土层相比5 cm和20cm土层含盐率明显增加,且存在高值区和低值区,空间分布随时间没有较大变化,保持相对稳定状态。研究区土壤盐分主要集中分布在西南区域和中部区域。(6)通过对研究区不同土层含盐率的空间趋势图分析可知,各土层的含盐率空间分布表现出相似的趋势,即西南区域的含盐率明显大于其他区域,含盐率值基本都保持在3 g/kg以上,且盐分高值区范围比较稳定,表层和40 cm土层的含盐率比20 cm土层大。通过对研究区盐分空间分布的时间稳定性分析可知,研究区盐分分布在三个土层都呈现高度的时间不稳定性,这种不稳定性主要缘于农户滴灌施肥的不均匀性。在土层深度上表现为:表层和40 cm土层的整体不稳定性较强,20 cm土层的相对较弱;在范围上表现为:0 cm和20 cm都在西南较高含盐率区域表现为较强的不稳定性,40 cm土层则在东北部区域表现为较高的不稳定性。