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微咸水滴灌对盐碱地水盐运移特征的影响 刘志伟 (天津农学院 水利工程系) 1 引言 水资源尤其是淡水资源短缺是当今世界各国共同面临的难题。在中国北方地区，由于水资源短缺而引发的黄河断流、生态恶化等问题已成为中国社会经济快速、健康发展的严重制约因素。近年来各国为了缓减淡水资源供需矛盾，均把劣质的水源开发利用作为重要手段，而微咸水分布广、储量大，因此成为主要的开发利用水源。如果能将其用于农田灌溉，不但会提高灌溉保证率，减少农业淡水用量，而且能有效缓解水资源短缺危机。 但是微咸水灌溉在带入土壤水分的同时带入盐分，不仅造成盐渍化的潜在危机，而且可能对植株生长造成直接影响。微咸水灌溉的两面性造成咸水灌溉的复杂性和特殊性。因此微咸水的利用应该因地制宜、科学管理。为了实现这一目的，有必要对微咸水灌溉相关机理进行深入研究，探索出一套行之有效的微咸水利用技术体系，以最大限度地发挥微咸水的资源价值。 2 研究现状 2.1国内外微咸水灌溉技术概况 目前，在微咸水灌溉方面的研究中，不同国家根据自己国家特定的自然条件，就微咸水灌溉水质、作物耐盐性、适宜作物生长的盐度范围、灌溉方式以及田间管理措施等方面进行了大量的研究，总结出了一系列较为成熟的微咸水灌溉技术。 我国的研究工作者在微咸水灌溉方面，也做了大量的研究工作。宁夏、甘肃、内蒙古、陕西、河南、河北、山东、新疆、辽宁等省份，也都有利用微咸水灌溉的试验和生产实践，为我国微咸水灌溉积累了宝贵的资料和经验，从上个世纪90年代开始，我国学者开始尝试采用滴灌技术进行微咸水灌溉。如中国科学院兰州沙漠研究所在塔里木油田利用微咸水灌溉蔬菜和绿化树木取得了成功。西安理工大学、中国科学院地理科学与资源研究所等单位在新疆石河子等地，对盐碱地棉花膜下滴灌的水盐运移规律、盐分调控技术以及灌溉管理技术进行了研究，为以农八师（石河子）为中心的棉花膜下滴灌的大面积发展提供了有力的技术支持。 国外利用咸水与微咸水进行灌溉已经有近百年的历史，就咸水灌溉水质、适宜灌溉土壤质地和不同的作物、田间管理等方而进行了大量的实践应用。其中较为典型的国家有美国和以色列。 美国的咸水灌溉至今已经有70～100年的历史，主要集中在西南部等地区，形成了棉花、甜菜、苜蓿等作物完善的微咸水半咸水（1.5～5 g/L）地面灌、沟灌和滴灌灌溉技术[1]。如在美国西德克萨斯州的佩科斯河流域，年平均降雨量不超过300 mm，且次降雨量不大于25mm，地下水平均矿化度为2.5g/L，最高可达6g/L，石灰质土壤，有机质含量低，主要土壤质地从粉质粘土跨度到粉质壤土。多年的研究表明，在这种气候与土壤条件下，只要采用合理的管理方法，即使在沟灌条件下用8 dS/m的咸水灌溉，棉花也能获得令人满意的收成。具体的管理方法包括：采用宽垄双行的种植方式，把种子播种在盐分积累最少的苗床肩部，或窄垄单行的种植方式，在作物出苗前犁去苗床顶部的盐层；采用隔沟灌溉的方式，把盐分排到苗床没有灌溉的一侧。又如在美国的亚利桑那州，东南沙漠区年平均降水不足80mm，其它地区的年降雨量大约为250mm，降雨是季节性的，冬天为暴雨，夏天为雷阵雨或季风活动带来的雨水，地下咸水在3～11dS/m。在这个炎热、干旱的地区，棉花的咸水灌溉已经成功地进行了10多年，其主要经验就是采用隔沟灌溉的方式，另外就是在对盐分敏感的苗期利用淡水灌溉，苗期之后再改用咸水灌溉[2]。 以色列是一个淡水严重缺乏的地区，但地下分布着大量的2～8dS/m的微咸水与咸水，目前以色列微咸水灌溉技术已经研究得较为成熟。以色列属于地中海气候，夏季炎热干旱，冬季温和多雨，其主要农业生产区的年平均降雨量大约为500mm，土壤渗透性好，农田排水系统也很完善。以色列微咸水灌溉的主要经验，首先就是采用喷灌和微灌等先进的灌溉技术，并且在制定作物灌溉计划时考虑淋盐需水量，一般占作物总蒸散量的25～30%。另外就是在作物种植前先排盐，把盐分淋洗到作物根区以下范围，然后再播种。如在以色列的Nahal Oz地区，土壤主要为粉质粘土，EC为5dS/m，SAR为26的微咸水已经被成功地用于棉花的灌溉，其主要经验就是每年向土壤中施入石膏进行土壤改良，棉田播种前（一般在冬季）进行灌溉，使150～180cm深度土壤含水量达到田间持水量[3]。与此同时，其他国家如伊拉克、科威特、突尼斯、摩洛哥、阿尔及利亚、印度、日本、西班牙、前苏联的中亚地区等都有很长的咸水灌溉的历史[4]。 2.2 微咸水滴灌条件下水盐运移 2.2.1 微咸水的利用 微咸水是一种特殊的非常规水资源，在缺水的国家和地区正日益备受关注。对于微咸水的划分标准国内外有以下几种分类：①微咸水是盐分浓度为1 000×10-6 ~ 3 000×10-6，即相当于矿化度为1 ~ 3 g/L的水资源[5]；②微咸