新疆绿洲盐碱化研究：发展现状与展望

第一节　新疆绿洲盐碱化土地棉花产业的发展现状及展望

20世纪90年代，新疆维吾尔自治区党委、人民政府确立了“一白一黑”（棉花和石油）发展战略，在中央政府的重点扶持下，全区各级党政和各族棉农围绕优质、高产、低成本发展壮大棉花产业，实现了棉花单产、总产的稳步增长，逐步建成中国最大的优质棉生产基地，面积、单产、总产、调出量连续15年位居全国首位，并逐步形成了以生产、物流、加工、销售、棉纺成衣一整套完整的产业化发展体系。

“九五”以来，新疆棉花生产发展取得了明显成效，生产水平有了大幅提高。随着耕作制度和种植方式的改革，多次更新更换优良品种，大力推广多项高产、优质的栽培技术，包括地膜覆盖栽培、矮密早栽培、化学调控、病虫害防治等重大技术。随着种植结构的不断调整，新疆棉花生产逐步向气候条件适宜、种植基础好、产量水平高的优势区域集中。棉花在新疆农村经济发展中的作用越来越明显，由于棉花较其他农产品具备宜存储、抗市场风险能力强、受益稳定性好等特点，已成为新疆最大宗的经济作物。

随着国家棉花流通体制改革的不断推进和深化，新疆棉花流通也大致经历了统购统销、合同定购以及市场放开三个阶段。目前，正在建立依靠市场机制实现棉花资源合理配置的现代流通体制，以乌鲁木齐为中心，沿南北疆铁路、公路、航空等交通干线的重点城镇、原料产区、边界口岸延伸。“十五”期间，乌鲁木齐昌吉地区、阿克苏市、喀什市以及石河子市、奎屯市等地发挥优势吸引投资，产业规模增长较快。另外，通过加大招商引资工作，先后从国内外引进了多家知名纺织企业在疆投资建厂，形成了稳定的市场。形成新疆棉花行业产能规模有序扩大，装备水平、创新能力不断提高，产品档次稳步提升趋势。

新疆与国内其他棉区相比，具有得天独厚的棉花生产优势，主要表现在单产具有很大潜力；光热水土资源丰富；产业发展潜力品种储备、科技支撑和人才管理优势等方面。同时，新疆棉花产业发展也存在一些问题。其中，生产环节存在植棉成本逐年增加，良繁体系相对较为薄弱，棉花机械化采摘水平低，棉田生态环境日益恶化，基础设施建设落后，棉花质量有待进一步提高等问题。流通领域存在传统的一对一购销方式仍然占主导地位，棉花加工能力严重过剩，棉花市场价格波动频繁，棉花市场服务体系不完善，产业化经营发展缓慢等问题。棉纺织加工业方面，生产集中度低，棉纺织产品结构不合理，资本结构不合理，棉副产品资源丰富，但加工利用率低。

土壤盐碱化是一个世界性的问题，全世界盐碱地面积近10亿hm²。据我国第二次土壤普查资料，全国盐碱地资源面积约0．35亿hm²，相当于耕地的1／3，其中盐碱耕地5．9×10⁶亿hm²，主要分布在华北、西北和东北这些干旱和半干旱地区。新疆是中国荒漠化大区，也是中国最大的盐土区，盐渍面积达1100万hm²，约占全国盐渍土面积的1／3和新疆土地面积的6．6%；新疆现有耕地面积约416．4万hm²，其中盐碱地约占耕地面积的31%；由于盐碱地、荒漠地、干旱地和恶劣生态环境等不利于农作物生长，成为农业低产的主要原因。

一、新疆盐碱的形成特点及对棉花生长发育的影响

新疆远离海洋，四周高山环抱，光照长、昼夜温差大，呈现了典型的温带大陆性气候；南疆年降水量20～100mm，北疆却达200mm左右，年蒸发量一般在2000mm以上，空气干燥，属灌溉农业。新疆四周环山，中部由天山把新疆分为南北两部分，北疆由准噶尔盆地（古尔班通古特沙漠）形成绿洲农业生产圈，南疆由塔里木盆地（塔克拉玛干沙漠）形成周边绿洲农业生产圈及塔里木等大河沿岸绿洲。由于干旱荒漠区地势不平、蒸发量大，随着土壤中水分大量蒸发，导致了土壤盐分的不断积累；还由于新疆土壤地下水位高于农田，地下水顺着毛管上升到地面，也导致了土壤盐分的不断增加积累；加之春季多风，水分蒸发与土下水的上升，土壤强烈积盐，形成了“盐碱向高处聚”、“盐随水来、盐随水去”的独特规律。由于新疆水土开发力度较大，种植面积逐年增加，所增加面积多为开荒地，即盐碱地，这类土壤理化性质差，土壤瘠薄、养分含量低，全盐0．2%～1．2%、pH值7．5～8．5，春季地表化冻后土壤出现不同程度的返潮（返碱），盐碱地地温低且回升慢、积盐重、表土板结。

棉花不同生育阶段耐受盐碱的能力不同：一般情况下土层含盐在0．3%以下时，棉花能正常出苗；土层含盐在0．3%～0．5%时，虽能勉强出苗，但棉苗很弱；土层含盐超过0．5%时，对棉花出苗和生长发生严重影响，因此盐碱地种棉花“出苗不易保苗难”。棉苗受到盐碱危害，最初幼苗顶部嫩叶尖端和边缘枯焦，随后灾害继续加重，棉苗嫩尖的生长点枯焦，以至全苗枯死；或棉苗生长发育缓慢，形成小老苗。由于土壤盐碱含量高，降低了棉花对养分的吸收能力，加之盐碱地有机质含量少，肥力低，土壤板结，棉花前期生长势较弱，不宜搭起丰产架子。棉花浇水后，盐分淋溶下降到土壤深层，植株抗盐能力增强，死苗现象基本停止；棉花开花期以后，植株抗盐碱能力增强；棉花灌头水、二水后压盐或土壤表层盐分浓度相对降低，盐碱危害变轻；棉花生长发育加快，表现后发性强，棉株秋桃比率较高，影响棉花的产量和等级。在盐碱较重时，由于棉花前期营养生长不良，根系发育不好，致使生殖生长受到抑制，导致铃期缩短，棉铃小、纤维短，种子和纤维成熟度都较差。

二、盐碱地植棉高产技术

1．土壤改良

（1）平地压盐，翻压绿肥　要求新垦荒地必须平整，土地高差要小，单条田2hm²左右；春季灌水压碱后种植油菜或草苜蓿，降低土壤中绿化物含量；夏季洪水期灌水洗盐排碱，降低土壤盐碱浓度，适度伏耕晒垡后种植油葵，秋季翻压后冬灌待播，为来年春播及宽膜植棉创造良好的条件；春季土壤水分蒸发量大，盐分在土壤表层聚结易形成盐晶，可刮去2～3cm的表土盐结皮层并移走，以降低盐分含量；地下水位高的农田，还要严格控制灌水定额，避免灌水过多而抬高地下水位。

（2）五肥（绿肥、厩肥、化肥、油渣、秸秆）齐抓，培肥地力 盐碱地土壤养分含量低，土壤

理化性质差，通过广种绿肥、打草积肥、挖坑沤肥、碎秆还田等方法增施有机肥，可利用其有机酸缓冲盐碱危害，改良土壤团粒结构，调节土壤水、气、热状况，改善土壤通透性，提高土壤保肥保水能力，利于土壤生物生长发育，缓冲盐碱危害及起到隔盐作用。由于盐碱地pH值偏高，致使磷、锌等元素有效性差；而增施磷可促进根系生长发育，减轻盐渍危害；钾肥有利于增强棉花抗逆力，棉花又是喜钾作物，所以盐碱地植棉应注意增施磷、钾、锌等肥料。

（3）改土培肥　对胶性大的盐碱地，犁地后每公顷掺沙45～75kg，整地时均匀掺入表层土壤，有助于压碱、破板结，利于出苗；对沙性大的盐碱地，犁地前每公顷可视情掺入胶土（以从水渠中清淤清出胶土为佳）；对片块顽固盐碱斑，最佳方式是挖走盐碱土，填入树叶、草等后再从周围顺填肥沃土壤。

（4）使用土壤盐碱改良剂　每公顷施30%盐碱丰15kg，能明显降低土壤盐碱度。

2．产量指标

（1）理论密度　盐碱地发老苗不发小苗，前期苗弱，死苗重且持续时间长，坚持密、矮、早的高产技术路线；株行距一般按35～40cm（宽、窄行平均）×10．5～9．0cm配置，理论株数238000～300753株／hm²，有苗田保苗率达85%以上、收获株数202300～255640株／hm²。

（2）单株生殖量与单株结铃　干旱荒漠区棉花单株结铃不同于长江、黄河流域棉区的双峰曲线，因秋季降温早而快呈现典型的单峰，一般年份北疆7月10日、南疆7月15日前后的单株生殖量即是形成棉花的产量主体；棉花的脱落率一般在60%～70%，最高达80%，如实现单株结铃5．5～6．5个，6月15日前后单株生殖量达到14．0～18．0个，7月10日前后单株生殖量达到27．5～32．5个（脱落率以80%计）。

（3）棉花品种经济性状　单铃重≥5克，衣分≥40%。

（4）理论产量与实际产量　收获株数202300～255640株／hm²，单株结铃5．5～6．5个，单铃重5g，衣分40%，实现理论单产2225．3～3323．3kg／hm²，实收单产1446．4～2160．2kg／hm²（折算系数65%，去除测产误差10%＋条田不同地块间差异与缺苗25%～35%）［如为正常田块实收单产2202．9～2991．0kg／hm²（折算系数为90%）］。

3．主要高产栽培技术

（1）做好土地准备，合理协调“五期”间隔天数与持续期关系 “五期”即灌水期、犁地

期、镇压期、播种期及盐碱地返潮返盐碱期。做到小畦灌溉、灌溉后晾晒至适墒，适期犁地，犁地后适度晾晒后再镇压耙耱，整地质量要达到“齐、平、墒、碎、松、净”六字标准，以及上虚下实、底墒足、口墒好、不干不湿、防止土壤盐碱聚集的要求，农田高差控制在5cm以下，为一播全苗打好基础。

（2）精选良种，机械包衣　筛选种植抗逆强、发芽出土快、经济性状好、产量高的偏早熟棉花品种，种植的经泡沫酸脱绒棉种，净度不低于90%，发芽率高于85%，含水量低于12%，破碎率低于5%，残酸率低于0．15%，用含杀菌剂、杀螨剂、杀蚜剂的种衣剂按适合种药比包衣。

（3）适期早播，一播全苗　盐碱地地温通常较非盐碱地低1～2℃，南疆膜下5cm地温连续5d达到13～14．0℃时开始播种为宜，北疆膜下5cm地温连续5d达到15～16．0℃时播种为宜。受春季水资源紧张影响，部分盐碱地灌水较晚，5月上旬还在播种，要选择种植相对早熟品种与适度增加种植密度。播种做到适时、适墒、适温播种，严禁晒墒播种；适当调整刮土器，将表层盐结层刮除1～2cm，以降低种子周围的含盐量；做到播行笔直、覆膜平展、压膜严实、穴距一致，下种深度2．5～3．0cm，每穴下种3～4粒，覆土厚度1．0～1．5cm，盐碱地或冬灌表现晾墒棉田播种量略大；沙性地、易跑墒地可先覆膜，到适温时膜上播种。

（4）科学施肥，合理灌水　秋翻冬灌、秸秆还田，犁地前施优质农家肥4500kg／hm²（或油渣1200kg／hm²）＋磷酸二铵300kg／hm²＋氨基酸配方肥料或有机—无机复混肥料150kg／hm²＋尿素150kg／hm²深翻入25cm以下，不施肥不开犁；头水前（一般盛蕾初花期）用圆盘耙追施尿素150kg／hm²＋磷酸二铵75kg／hm²，长势弱田块二水前开沟再施尿素150kg／hm²。自盛蕾初花期开始灌水，棉花生育期内灌水3～4次；滞长棉田应在6月上旬灌头水压碱以降低或稀释土壤含盐碱量，使棉花及时恢复生长；一般头水二水间隔10d，二水后一般每水间隔10～15d，到8月20日前后停水；灌水量因土壤盐碱程度而定，每水灌量应不少于100m²。沙性重的盐碱地块可适旱情给水，做到自出苗后的片块、条田补水，以确保棉花正常生理代谢对水分的需求。

（5）化促、化调　干旱荒漠区入夏后气温迅速升高，盐碱地随蒸发量加大盐碱度升高，需在棉苗现行后至入夏前及时喷施叶面肥促棉苗生长。一般每公顷用尿素1．5kg＋磷酸二氢钾1．5kg及壮苗素兑水适量，每隔7d喷施一次，催棉苗生长；盐碱较重的地用225g防治；如用尿素＋磷酸二氢钾催苗效果差，可加赤霉素（50mg）等激素催苗；有枯萎病田块于棉花花铃期视长势用尿素＋磷酸二氢钾＋高效液肥等化促，防棉花早衰。盐碱地棉花保苗、长势极不均衡，有的地块棉花旺长了而有的地块棉花还未长起来，化控视棉田不同地块苗情及长势而定，切不可“一刀切”；正常田块应因墒、因品种、因苗化调，一般在5月15～25日施用缩节胺1．5～4．5g／hm²，6月上旬用缩节胺3．0～7．5g／hm²，保持主茎日生长量0．8cm左右；因头水、二水与玉米复播及苗期灌水争水矛盾较突出，此期化调应因墒、因水、因品种、因苗、因时，对主茎日生长量在1．0cm以下棉田及未搭起丰产架子棉田不化调，对主茎日生长量在1．2cm以上棉田头水前用缩节胺15．0～22．5g／hm²，二水前用缩节胺30．0～45．0g／hm²；打顶后5～7d视棉花长势用缩节胺30．0～75．0g／hm²，8月10日前后视棉花长势用缩节胺30～75g／hm²重控封边心。

（6）适时打顶，药剂催熟　盐碱地棉花播种偏晚，长势差棉田打顶要略晚，这类棉田整枝等措施要及时跟上；对于秋桃比例较高棉田，在9月底或10月初枯霜前20d左右喷施乙烯利催熟，每公顷用40%的乙烯利1．8～3．0kg，兑水600～750kg喷洒棉株即可。

（7）切实开展有害生物的防治　盐碱地棉花播种偏晚，保苗差，长势差，如遭有害生物危害就会严重影响其正常生长及伏前总生殖量。因此要注意虫情测报，综合防治虫害，保护利用天敌；铲埂除蛹，消灭虫源，种子包衣防治苗期虫害；人工仔细、反复“早查、早杀、早涂”及点片发生点片挑治，把害虫消灭在迁飞或扩散前；棉麦倒茬或轮作苜蓿，蓄养或人工养殖天敌；种植玉米诱集带，杨树把与频振式杀虫灯诱蛾。

（8）要千方百计搭起丰产架子，降低蕾、铃脱落　要充分认识到盐碱地棉花前中期生长发育中盐碱拟制、有害生物危害、干旱胁迫、肥水失当等对棉花丰产搭架与花芽分化、现蕾、开花、结铃的影响，有效避免棉株或下空、或中空、或上空甚至下空＋中空、中空＋上空、下空＋中空＋上空（复合空）等的脱落形式出现；关键是现蕾前后棉花主茎日生长量保持在0．6～0．8cm，株高保持在16～20cm，开花前后棉花主茎日生长量保持在0．6～1．2cm，株高保持在35～45cm，开花后至打顶前棉花主茎日生长量保持在1．0～1．2cm，打顶前株高保持在65～75cm，主茎节间长保持在3～5cm。

三、新疆绿洲棉田盐分运移规律

新疆绿洲农田是新疆各族人民生活和社会经济发展的基础，在新疆绿洲的社会经济发展中具有重要的战略地位。由于特殊封闭的环境，全疆除额尔齐斯河注入北冰洋外，其他均属内陆河流，以盆地、湖泊为归宿，使得盐分向盆地中心聚集成为必然趋势，土地盐碱化普遍，加上膜下滴灌技术下，新疆绿洲农田出现的新的土壤次生盐渍化问题，使现有耕地中有1／3以上耕地受到不同程度的盐碱化或次生盐碱化危害。土壤次生盐渍化对棉花产量有重要影响，在干旱少雨、强烈的蒸发和作物的蒸腾作用下，盐分表聚趋势强烈，加之滴灌免去了田间渠道系统，土壤连片种植以及田间排水系统不健全，导致地下水位抬高，土壤盐分随土壤水分的运动而向地表土壤层迁移，造成土壤次生盐渍化加剧。土壤是农业生态系统的基本要素，加强对土壤的保护及生态建设是绿洲农业持续发展的保证。随着新疆生产建设兵团膜下滴灌节水技术快速发展、膜下滴灌方式灌溉面积的翻倍增加、农田次生盐渍化加速和扩大，加强对土壤的保护及生态建设，研究和探明膜下滴灌土壤水盐运行规律，已经成为膜下滴灌技术进一步推广应用的决定因素。

准噶尔盆地南缘是新疆农业、工业、能源、文化、科教的重要示范基地，是新疆经济的核心地带。随着绿洲迅速外延，经济迅猛发展，绿洲出现了严重的水土矛盾（土壤次生盐渍化），严重影响到区域经济发展、人民生活和政治稳定，因此治理准噶尔盆地南缘的土壤次生盐渍化，巩固和扩大绿洲以及提高绿洲生产力等问题逐渐引起了国家和当地政府的重视。本研究的主要区域位于准噶尔盆地南缘玛纳斯河流域下游，呈半岛状向北伸入古尔班通古特沙漠西南部，东、北、西三面由沙漠环绕，内部绿洲有片状及零星沙丘分布，部分耕地呈片状伸入沙漠，另外一些耕地则位于绿洲外围的沙丘丛中，呈现出绿洲带与沙漠带错综交替的复杂生态格局。近年来，由于水资源严重匮乏，尤其是区域内频繁人类活动造成土壤盐渍化和次生盐渍化进程加快，对流域绿洲构成了严重威胁，因此，综合整治盐渍化问题成为当地人民面临的重大问题。

1．不同土壤质地棉田膜下滴灌盐分运移规律

以农六师111团，新湖一分场、三分场、四分场、六分场为实验区域，探讨棉田膜下滴灌盐分运移规律。土样质地分别为壤土、沙土和黏土，灌溉水为地下微咸水，平均含盐量2．52g／L，成分以NaCl为主。土样化验及数据分析在新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室进行。供试棉花品种选用新陆早32号。常规栽培管理。

（1）试验地基本条件　前茬为棉花，膜下滴灌，机采棉行种植方式，行距配置为：30cm＋60cm＋30cm＋80cm，6月初开始滴水，全生育期滴水10～12次，7d左右滴水一次，每公顷滴水5625m³左右（见图7－1）。

（2）设点、取样及化验　选盐渍化发生较重且不同土壤质地（壤土、沙土和黏土）的棉田12块作为监测条田。定点取样：每块条田设3个重复，每个重复取3个点，即滴头处一个，膜上中央一个（距滴头40～45cm），背行（露地）中央处取一个（距滴头50～55cm）。每个点分0～20、20～40、40～60、60～80、80～100cm5个层次取土样。每块地共取出45个土样，12块条田每次取540个土样。共取样6次，分别在5月下旬（滴第一水前）、6月中旬（蕾期），7月上旬（花期）、7月下旬（铃期）、8月下旬（吐絮期）、9月上旬停水后（收获期）取样。第一次取样时，数好地膜数、地边测量点距，点内打桩，做好固定标记，以后每次取样均取所定点处。每次取样后及时对所取土样按1∶5进行浸提，利用DDBJ－350型电导率仪测定浸提液含盐量，并通过转化获得土样总盐含量。通过化验结果分析滴灌棉田在不同土壤质地条件下，盐分在不同土层、不同生育时期、不同滴灌年限、水平、垂直方向的移动变化情况以及土壤含盐量与产量的关系。

图7－1　棉花栽培模式及取样点

（3）不同土壤质地条件下不同土层含盐量的变化特征 滴灌的下行滴水先使滴头下土壤水分接近饱和状态，然后缓缓向四周扩散，形成一个半圆锥形的浸润体（即湿润峰）。土壤中的盐分亦随水移动而被淋洗到浸润体外缘，起到“驱盐”的作用，从而使主要根系层的土壤形成了一个低盐区或淡化区（见图7－2）。不同土壤质地条件下不同土层含盐量的变化规律见图7－3，壤土和沙土中的盐分分布较黏土中呈更规律的变化，壤土的棉田中盐分分布在0～60cm土层呈逐渐增多趋势，而在60～100cm土层呈逐渐减少趋势，盐分的分布与“随水而动”密切相关；沙土的棉田中盐分分布在0～60cm土层呈逐渐减少趋势，而在60～100cm土层呈逐渐增多趋势；但在黏土中上述规律则并不明显，盐分的分布呈杂乱无章状，各土层内分布并不规律。笔者从土质结构分析，沙土中颗粒间孔隙大，小孔隙少，毛管作用弱，入渗能力强，保水性差，所以盐分在0～60cm土层逐渐减少，而大量集中在60～100cm土层，而60～100cm土层和地下水位最为接近，相对土壤含水量较高，故而盐分逐渐增多；黏土结构紧实，粗毛管空隙含量低，细粒含量高而沙粒少，粒间空隙狭细，蓄水量大，灌溉水的垂直下渗极为困难，滴水时黏粒吸水膨胀，阻塞了毛管，同时黏粒间空隙小，有着显著的毛管作用，透水缓慢，所以采集的数据看起来很混乱，难以发现明显的规律。

（4）不同土壤质地条件下不同生育期含盐量的变化特征 不同土壤质地条件下不同生育期含盐量的变化规律（见表7－1），总的趋势是第一次滴水前土壤中的含盐量较大，其中壤土的棉田中以40～60cm土层内含盐量最大，而沙土中以20～40cm土层内最大，黏土中规律不明显。随着生育期的推后，各土壤质地土层含盐量都有不同程度的加大，滴水开始后，由于水的淋洗作用，表层土壤含盐量逐渐降低，进入花铃期后棉花枝壮叶茂，很大程度上减小了土壤水分蒸发，继而减小了表层土壤盐分的聚集。8月底9月初停水后表层土壤含盐量又逐渐升高，且含盐量和滴灌相对应，也就是说滴水时土壤含盐量低，否则就高，充分体现了生产上“盐随水动”的特点。

图7－2　覆膜滴灌条件下土壤盐分典型分布示意图

图7－3　不同土壤质地条件下0～100cm土层含盐量（μs／cm）的变化特征

（5）不同土壤质地条件下不同滴灌年限含盐量的变化特征 不同滴灌年限条件下不同土层含盐量测定结果（如表7－2），选择开始实施滴灌以来的7个年限间的地块作为测试对象。自从2000年前后开始逐步大面积推广膜下滴灌措施以来，次生盐渍化问题开始慢慢显露，经过了一个从“可以有效防治盐渍化”到“新的盐渍化大面积抬头”的过程。从表7－2可以看出，三种土壤质地滴灌年限越长，棉田中的盐分均表现出积累越多，而滴灌年限短的棉田盐分积累明显较少。

表7－1　不同土壤质地条件下不同生育时期棉田土壤含盐量（μs／cm）

(www.chuimin.cn)

注：所有数据均为三点平均值

表7－2　不同滴灌年限条件下棉田土壤含盐量（μs／cm）

注：所有数据均为三点平均值

（6）不同土壤质地条件下水平方向含盐量的变化特征

滴灌的滴水在水平方向上也缓缓向四周扩散，使半圆锥形浸润体在水平方向上的含盐量也有所不同。水平方向上不同深度含盐量的测定结果见图7－4，从图7－4可以看出滴头处三种土壤质地各土层含盐量最低，这也是因为滴头下水分不断下滴下渗，使该处各层土壤经常保持较高的湿度而使含盐量最低，但窄行中央的盐分随滴水扩散速度减慢而逐步积累在土壤之中，所以可以看到，在滴头处→窄行中央→背行中央的水平距离变化下土层处盐分逐步加大积累，又以背行中央土层处盐分积累最多，表明滴水在水平扩散过程中将盐分带入湿润区最边缘土层中聚集，而窄行中央聚盐程度则在滴头和背行中央之间，水平方向这3个代表点的各层土壤盐分积累也呈现出大致雷同的趋势。值得一提的是背行中央因为无地膜覆盖所以地表蒸发较另两个代表点多，因此在蒸发最为强烈的近地表土层附近积盐也较水平方向的另两个代表点多。

图7－4　不同土壤质地水平方向0～100cm土层含盐量的变化特征

（7）不同土壤质地条件下总盐含量与产量的线性关系

三种土壤质地条件下的棉花产量（测产与实际产量相结合）与总盐含量之间均呈负相关（表7－3），表明土壤含盐量越高，棉花产量越低，这与前人的研究相同。不赘述。

表7－3　不同土壤质地的盐度与棉花产量的线性关系

2．不同滴灌年限及不同水质灌溉棉田盐分运移规律调查

试验地前茬均为棉花，膜下滴灌，机采棉行种植方式，行距配置为：30cm＋60cm＋30cm＋80cm，6月初开始滴水，全生育期滴水10～12次，7d左右滴水一次，每公顷滴水5625m³左右。灌溉水分为河水灌（为优质水源，指玛纳斯河水，下同）和井水灌（地下微咸水，下同），井水平均含盐量2．52g／L，成分以NaCl为主。供试棉花品种选用新陆早32号。常规栽培管理。

所取土样分别选自24块9个滴灌连作年限间的条田，即连续滴灌9年（2000～2008年）、8年（2001～2008年）、7年（2002～2008年）、6年（2003～2008年）、5年（2004～2008年）、4年（2005～2008年）、3年（2006～2008年）、2年（2007～2008年）和2008年当年的田块。选盐渍化发生较重且不同土壤质地（壤土、沙土、黏土）的棉田作为监测条田。定点取样：每块条田设3个重复，每个重复选3个点，即：膜上窄行中央滴头处一个，膜上宽行中央一个（距滴头40～45cm），露地行中央处取一个（距滴头50～55cm）。每个点分0～20、20～40、40～60、60～80、80～100cm5个层次取土样。每块地共取出45个土样，24块条田每次取1080个土样。共取样6次，取样时间分别在5月下旬（滴第一水前）、6月中旬（蕾期）、7月上旬（花期）、7月下旬（铃期）、8月下旬（吐絮期）、9月上旬停水后（收获期）取样。第一次取样时，数好地膜数、地边测量点距，点内打桩，做好固定标记，以后每次取样均取所定点处。每次取样后在实验室将土样自然风干，粉碎过1mm筛，取土水比1∶5的土壤溶液浸提液进行总盐含量的测定分析。通过化验结果分析滴灌棉田条件下，不同滴灌年限及水质条件下土壤盐分在不同土壤质地、不同生育时期，水平、垂直方向的移动情况以及对产量的影响。

（1）不同土壤质地条件下含盐量随不同滴灌年限及不同水质灌溉的变化特征

选择开始实施滴灌以来的9个年限间的地块（均未进行过春冬灌）作为调查取样对象，如图7－5所示，三种土壤质地的棉田在滴灌连作若干年后均呈现一定量的积盐现象，滴灌年限越长盐分积累就越多，其中黏土积累盐分最重，这与黏土吸水后其毛管作用较壤土、沙土更为显著有关；沙土的保水性能较差，“盐随水走”，所以积盐相对较少。不同土壤质地对灌水矿化度有不同的承受能力，就不同水质而言，井水灌的土壤含盐量较河水灌的高，这是井水中盐分离子高于河水而在土壤中积累较多之故。

图7－5　不同土壤质地条件下含盐量随不同滴灌年限及不同水质灌溉的变化

（2）不同生育时期含盐量随不同滴灌年限及不同水质灌溉的变化特征

试验区春季多风蒸发强烈，随着土壤水分蒸发，不同处理土壤盐分都存在表聚现象，这使第一次滴水前的土壤含盐量均较高。地膜覆盖后减弱了土面蒸发，使盐分上行受到了抑制。这种情况在膜下滴灌实施的头几年（2000～2003年）使人们产生了一个论断：该项技术治理农田盐碱化效果显著且良好。但从图7－6看出，随着滴灌年限的增加，棉田各生育时期的积盐都有不同程度的增加，尽管增加速度较为缓慢，但终将导致作物受到盐害。这种情况在井水灌的处理下尤为明显。花铃期的积盐量相对最低，这是因为此阶段棉田的叶面积指数最高，棉田郁闭度很好，相应土壤接受太阳的辐射少，土壤温度低，蒸发量少，所以土壤积盐较慢。

图7－6　不同生育时期含盐量随不同滴灌年限及不同水质灌溉的变化

A：滴第一水前；B：蕾期；C：花期；D：铃期；E：吐絮期；F：收获期

（3）水平方向含盐量随不同滴灌年限及不同水质灌溉的变化特征

水平方向的含盐量从0～20cm内的土层测定而得。从表7－4看出，窄行中央滴头处的含盐量比另外两个点低很多，因为类似于点源入渗的滴水在滴头下形成一个淡化区域，使水分不断扩散至淡化区的边缘，为棉花生长提供一个良好的水盐环境，但也因此使露地行中央的盐分含量最高，加之强烈的蒸发作用，所以使此点盐分积聚最为集中。从灌溉水源角度说，井水灌的矿化度高，土壤表层含盐量便高，由此可见，井水灌带来的盐分成为表土积盐的一个重要因素。

表7－4水平方向含盐量随不同滴灌年限及不同水质灌溉的变化

（4）垂直方向含盐量随不同滴灌年限及不同水质灌溉的变化特征

表7－5垂直方向含盐量随不同滴灌年限及不同水质灌溉的变化

垂直方向含盐量随不同滴灌年限及不同水质灌溉的变化特征见表7－5，其盐分运移规律在两种水质条件下均呈现滴灌年限越长，盐分积累越重。但其中40～60cm是盐分积累的最大带，这与谭军利等认为“覆膜滴灌条件下随种植年限增加土壤盐分向下淋洗越来越深”的观点有所不同，因为滴灌是小定额的连续供水，下渗水量有限，很难形成深层渗漏，再加之下渗水在水平方向的移动和被作物根系的吸收利用，更降低了其下渗的深度，因此盐分在40～60cm处积累最多，60～100cm的积累呈减少趋势。而井水因其含盐量较高，所以在垂直方向的各层次积盐也较河水多。

（5）产量随不同滴灌年限及不同水质灌溉条件变化与总盐含量的关系

土壤盐分一方面为作物生长提供必需的营养元素，另一方面又通过渗透效应和特殊离子效应抑制作物生长。尤其是过量钠盐的存在会分散土壤颗粒，破坏土壤结构，严重降低土壤的通透性，使土壤的可耕性变差，从而导致产量的下降。总体来说，九年连作滴灌后，井水灌棉田的产量下降比较明显，而河水灌产量下降不严重（如图7－7所示）。产量的下降是棉田积盐的直接影响结果，产生了棉花的盐害。含盐量越高，产量越低。值得一提的是，河水灌的棉田因积盐更为缓慢，所以九年来棉田当中的盐分对其产量的减少作用较小。

图7－7　产量随不同滴灌年限及不同水质灌溉条件变化与总盐含量的关系

3．棉田盐分在土壤剖面分布特征调查研究

不同土壤质地条件下不同土层含盐量的变化规律（见图7－8），从图中可以看出，壤土中的盐分分布大致呈抛物线形，在40～60cm处盐分积累量达到最大值0．32%，然后随着土壤深度的增加，土壤中盐分的积累量呈下降趋势。40～60cm土层处盐分积累最多，表明滴水在下渗过程中将盐分带入湿润区底部土层中聚集，从而积累了大量的盐分。对于黏土中盐分分布大致呈“S”型，在60～80cm处土壤盐分积累达到最大值0．38%，然而在土壤深度20～60cm处土壤盐分含量反而要比地表土壤含盐量分别减小42．9%和12．0%。壤土中的盐分分布较黏土中呈更规律的变化，壤土的棉田中盐分分布在0～60cm土层，呈逐渐增多趋势，而在60～100cm土层减少，盐分的分布与“随水而动”密切相关。但在黏土中此规律则并不明显，盐分的分布呈杂乱无章状，各土层内分布并不规律。

通过不同土壤质地条件下不同土层含盐量的变化规律进行回归分析，得出壤土土层深度X（单位cm，下同）与土壤中含盐量Y（单位μs／cm，下同）的关系曲线，其中拟合度最好的是二次曲线，而黏土土层度X与土壤中含盐量Y的关系曲线，其中拟合度最好的是三次曲线，回归方程为：

Y壤土＝－0．000095X²＋0．012007X－0．094 （F＝5．1238^R²＝0．8367）

Y黏土＝－0．000004X³＋0．000815X²－0．041283X＋0．6856 （F＝2．1384^R²＝0．8651）

对壤土土壤中含盐量Y求一阶导数，令其为0，则可以得出极值，即土壤土层深度含盐量最大区，则：

Y壤土＝0．012007÷（2×0．00009）＝63．19cm

Y粘土＝0．000815÷（3×0．000004）＝67．92cm

因此，膜下滴灌滴水后，在棉花根系密集部位，土壤盐分被水溶解向湿润区边缘运动，同时在重力水的作用下向深层土壤渗透，由于不同的土壤质地和土壤结构对土壤盐分积累的程度存在相当大的差异，在黏土0～40cm范围内土壤盐分含量随深度的增加而减小，易溶盐浓度降低，棉花主根区的盐分被淡化；60cm以下土壤盐分含量随深度的增加而增大。盐分动态监测表明：在耕作层20～50cm之间形成一个盐分淡化区域，土壤含盐量随着土壤水分下渗而减少，耕作层土壤液相储盐量下降，使棉花根区土壤的盐碱化程度降低。

图7－8　不同土壤质地条件下0～100cm土层含盐量的变化特征

注：图中各点均为9个样点的平均值。