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膜下滴灌技术是新疆绿洲农业广泛采用的节水灌溉技术,研究膜下滴灌条件下盐碱地的化学与生物改良技术对新疆农业的可持续发展具有重要意义。本文同过大田试验,研究膜下滴灌结合化学措施及生物措施对盐碱地的改良,探求最优改良方式。主要研究结果如下: (1)对库尔勒近50年气候变化统计分析表明,近50a库尔勒年平均气温为11.64℃,年平均气温呈波动上升趋势,与全球气温变暖的大趋势一致,温度增长率为0.234℃/(10a);年平均日照时数及风速呈波动下降趋势,降水量与相对湿度呈波动上升趋势;年平均ET0呈波动下降趋势,下降速率为-65.024mm/10a;敏感性分析表明库尔勒地区太阳辐射与ET0正相关,气温、风速和相对湿度与ET0负相关;对库尔勒一年的参考作物潜在蒸散量影响最大的因素依次为气温、净辐射、相对湿度和风速;根据气象要素的年际变化特征(日照时数减小、气温升高)及敏感性分析结果,可以预测以后库尔勒地区的参考作物潜在蒸散量将呈减小的趋势;根据库尔勒地区参考作物潜在蒸散量计算值,结合棉花作物系数,得到库尔勒棉花生育期总需水量为447.25mm(298.34m3/亩或4475m3/hm2)。 (2)不同种植年限棉田土壤含盐量表现为在灌水前土壤含盐量较高,灌水期间土壤含盐量下降,而停止灌水后土壤返盐,含盐量积聚升高;在棉花生育期内,不同种植年限均表现为在灌水周期内,K+、Na+离子含量减少,停止灌水后K+、Na+离子增加。Cl-含量表现为:灌水前>灌水后>灌水中;长期膜下滴灌条件下,在0-30cm土层内,随着种植年限的增加土壤含盐量逐渐降低,30cm以下呈积盐趋势,且总盐峰值位置在垂向呈上移趋势;0-120cm整个剖面上,土壤含盐量及pH均值表现为随着种植年限的增加而减小的趋势,表明土壤环境质量得到改善;随着种植年限的增加,在0-120cm土层内,Mg2+、K++Na+、Cl-、SO42-、CO32-含量的平均值均表现为减小的趋势,Ca2+和HCO3-变化不大。Ca2+、Mg2+与SO(4)2-3中离子含量表现为上下低、中间高,且Ca2+和SO(4)2-含量的峰值位置随种植年限的增加而上升;危害系数(Cl-+SO(4)2-)/总盐可作为评价当地盐碱地土壤环境情况的指标,随种植年限的增加,危害系数变小,表明120cm土层内土壤环境变好,有利于作物生长。 (3)使用化学改良剂石膏(150、200、267、300、350Kg/亩)及硫酸亚铁(30、50、70Kg/亩)结合膜下滴灌灌水技术改良盐碱地发现,使用改良剂后土壤容重显著下降,下降率在9.85%~18.20%范围内,平均容重下降率比对照小区提高了4.99%;并从棉田土壤水盐分布及棉花主根层土壤的保水性、脱盐率、有害离子降低比率等方面分析化学改良剂对盐碱地土壤水盐分布特征的影响,从棉花的生长指标(株高、叶片数)及产量分析化学改良剂对棉花生长的影响,表明使用改良剂能改善作物生长的土壤环境,从而提高了作物产量。石膏的最佳施量为300Kg/亩,硫酸亚铁的最佳施量为50Kg/亩。 (4)棉田间作盐生植物后,在生育期末对照小区容重下降率为8.96%,盐地碱蓬、盐角草试验小区容重下降率分别为20.12%、13.77%,平容重下降率均比对照小区高;对照、盐地碱蓬和盐角草小区的孔隙度增加率分别为14.95%、35.54%和23.27%;间作碱蓬和盐角草后,棉田生育期内土壤平均含水量均高于对照小区,在100cm土层内,碱蓬和盐角草小区含水量比对照小区大61.0%、34.1%;间作碱蓬和盐角草小区脱盐率分别为43.06%和30.64%,高于对照小区的17.15%;且间作提高了k+/Na+,降低了对作物有毒害作用的Cl-的含量;间作盐生植物后,棉花的单铃重无显著差异,但亩铃数较对照小区有较大的提高,碱蓬和盐角草小区分别比对照增加了12.54%、7.31%;亩产较对照也有提高,间作碱蓬和盐角草小区棉花的产量较对照增加了15.95%、2.57%。可见在不增加耗水的条件下,棉田间作盐生植物是一种有效的改良盐碱地措施。