黄河三角洲农田暗管排盐效果研究

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我国是一个农业大国,近几年来,粮食需求总量持续增长,治理改良盐渍土成为扩大耕地面积、增加粮食产量的有效途径。针对黄河三角洲地区土壤盐渍化严重这一问题,本试验于2012年4月-2013年6月在山东省滨州市小开河引黄灌区完成,通过在田间埋设暗管,研究了暗管排水对滨海地区盐碱土的改良效果。试验共设4个处理,分别:PVC波纹管埋设间距30m、45m、80m,秸秆排水体间距50m,分别用P30、P45、P80、C50表示,其中P30管径最小,其他处理管径一样,暗管埋深均为2.5m。主要结果如下:(1)四个排水处理表层0-20cm、耕层0-60cm、1m土体年内土壤盐分变化趋势基本一致,均比埋管前明显下降,其中0-20cm土壤含盐量下降幅度最大,0-100cm土体土壤含盐量下降幅度最小。春、秋季节土壤积盐,雨季淋溶脱盐,冬季土壤盐分相对稳定。(2)暗管排水能够显著降低土壤盐分含量,四个处理土壤剖面脱盐率变化趋势致:0-30cm土壤脱盐波动较大;30cm-100cm土壤脱盐率沿着土层深度逐渐减小,30-60cm土层中,土壤脱盐率从高到低分别为P45、C50、P30、P80;60-100cm土壤中,土壤脱盐率从高到低分别为C50、P45、P30、P80。随着暗管埋设时间推移,秸秆排水小区0~100cm的土壤脱盐效果将逐渐优于PVC波纹管排水。黄河三角洲地区土壤脱盐效果最优的暗管埋设间距为45~50m。(3)P30、P45、P80、C50四个处理的地下水水位与降雨量的相关系数分别为:0.545、0.525、0.513、0.525,呈现显著相关;与蒸发量的相关系数分别为:0.416、0.478、0.377、0.494,具有显著相关性;与排水量相关系数分别为:0.872、0.908、0.622、0.977,呈现显著相关;与灌水量相关系数分别为:0.824、0.883、0.697、0.832,短期相关性较大,但不显著。蒸发会引起该区域地下水位发生剧烈变化;在没有其它水源对地下水进行补充时,降雨是影响该地区地下水位动态变化的主要因素;良好的排水能够有效降低地下水水位,制定合理灌溉制度,可以防止高矿化度地下水水位上升引起的次生盐渍化。秸秆排水体暗管和PVC波纹暗管均可以通过排水达到控制地下水水位的目的。(4)C50、P45、P30、P80浅层地下水淡化率分别为:46.26%、38.22%、31.68%、24.26%;单位面积排盐量依次为:78.52g、53.53g、24.17g、31.34g;单位面积排水量分别为:0.0128m3、0.0147m3、0.0075m3、0.0063m3;秸秆排水体降渍排盐效果明显优于PVC管排水处理;其排水能力略低于相同管径和埋管间距的PVC管。(5)暗管排水能有效降低土壤容重,增加土壤有机质含量,增加土壤全磷含量,增加土壤速效氮、速效磷、速效钾养分含量;但是土壤全氮量降低,且表层土壤速效养分增量大于耕层土壤。随着埋管时间推移,土壤有机质含量和深层土壤速效养分需要进一步监测,以调整土壤培肥管理措施,提高土地质量。(6)2012年和2013年作物产量较2011年产量增产明显,暗管排水能显著增加作物产量,提高土地产出率,结合当地实际情况,综合考虑暗管排水、排盐效果及土壤脱盐效果,确定黄河三角洲粘质盐化潮土地区适宜的暗管布置为:间距50m、管径315mm的秸秆排水体,或者间距45m、管径315mm的PVC波纹管排水。
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