咸水滴灌条件下盐分在土壤-作物系统中的积累与分布

摘要

灌溉水资源的短缺已成为干旱半干旱地区农业持续发展的一个重要限制因素，新疆属极端干旱地区，灌溉是农业赖以生存和发展的基础条件，咸水资源的开发利用可有效的缓解灌溉水源短缺的问题。膜下滴灌可节水、抑盐，为干旱半干旱地区有效的利用咸水和微咸水资源提供有效的手段。但目前对于覆膜滴灌条件下微咸水利用方面缺乏深入研究。本研究在2004～2006年设置大田试验，探讨不同膜下滴灌方式下，咸水灌溉后盐分在土壤一作物系统中的积累与分布特征，以及由此造成的对作物生长、产量的影响，从而对两种膜下滴灌方式利用咸水灌溉所产生的效果进行评价，为干旱半干旱地区咸水资源开发利用提供理论依据。本研究主要结论如下： 1、干旱地区，膜下滴灌农田土壤含水量的变化主要受灌溉和农田蒸散的影响，两种滴灌方式之间棉田土壤水分变化的差异主要与供水点的位置有关。棉花生长期间土壤盐分的变化完全受土壤水分的控制，基本与土壤水分的变化情况一致。无论是地下滴灌还是地表滴灌都表现出随着灌溉水盐度的增加，土壤含水量增加。 膜下滴灌棉田持续利用咸水进行灌溉，土壤中盐分逐年增加，积盐程度随灌溉水盐度的增加而加重。地表滴灌土壤盐分的表聚明显；而地下滴灌在滴灌管上部土层盐分含量较高。与地表滴灌相比，地下滴灌的盐分会被淋洗到更深的土层。两种滴灌方式下，0～100 cm土壤平均盐度均逐年增加，且积累程度随灌溉水盐度增加而加重。在干旱区连续进行咸水灌溉，盐分的累积效应非常明显，如果不采取必要的洗盐措施，土壤中盐分最终会累积到危害作物生长的程度。 2、在两种滴灌方式下，棉花植株体内氮、磷含量在棉花生育期内逐渐降低，灌溉水盐度和滴灌方式对棉花体内氮、磷含量的动态变化没有影响。随着咸水灌溉的持续进行，棉株各部位K<'+>含量在整个生育期内变化较为平稳，均表现为随着灌溉水盐度的升高K<'+>含量增加；棉株Cl<'->与Ca<'2+>含量在棉花生育期内逐渐升高，呈积累趋势，且灌溉水盐度越高积累越明显；Na<'+>含量从现蕾期至结铃期维持在较低的水平，从结铃期开始，棉株各部位Na<'+>含量迅速增加，但不同灌溉水盐度处理间无明显差异。 棉花植株K<'+>、Cl<'->和Ca<'2+>含量随着灌溉水盐度增加而显著升高，但对Na<'+>离子含量无显著影响。滴灌方式对棉花植株的K<'+>、Cl<'->和Na<'+>含量无显著影响，但地表滴灌方式下Ca<'2+>离子含量显著高于地下滴灌方式。棉花吸收的盐分离子(K<'+>、Na<'+>、Cl<'->和Ca<'2+>)主要在茎叶中积累，蕾铃积累较少，尤其是棉籽中盐离子含量极低。灌溉水盐度对棉花K<'+>/Na<'+>的影响显著，随着灌溉水盐度的升高而增加；棉株各器官的K<'+>/Na<'+>由高到低的顺序为：棉籽>铃壳>根>茎>叶。以上研究结果表明盐离子在棉株体内呈区域化分布，并通过选择性吸收K<'+>，向茎杆和叶片运输，从而维持较高的K<'+>/Na<'+>，保持离子平衡，提高棉花耐盐性。 3、棉花地上部干物质积累量随灌溉水盐度的升高而显著降低，滴灌方式对棉花干物质积累量没有影响。随着灌溉水盐度的升高，根系总干重逐渐降低。0～30 cm深度的根系干重随着灌溉水盐度的升高而降低；30～60 cm深度的根系干重占总干重比例则随着灌溉水盐度的升高而增加。 棉花单株结铃数和籽棉产量随着灌溉水盐度的增加显著降低，但未受到滴灌方式的影响。籽棉产量的降低主要是由于灌溉水盐度使棉花单株结铃数明显减少造成的。地下滴灌方式下籽棉产量高于地表滴灌方式，降低幅度也略低于地表滴灌方式。表明利用咸水灌溉，对于棉花产量而言，地下滴灌优于地表滴灌。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1研究目的与意义

1.2国内外研究进展

1.2.1咸水资源的灌溉技术研究

1.2.2咸水灌溉对土壤的水盐分布与理化性质的研究

1.2.3咸水灌溉对作物生长、产量与品质的影响

1.2.4棉花耐盐性与耐盐机理

第二章试验内容与方法

2.1研究内容

2.2研究方法

2.2.1试验区概况

2.2.2试验设计

2.2.3试验管理

2.2.4样品采集与测试方法

2.3技术路线

第三章咸水滴灌条件下土壤盐分的分布与动态变化

3.1作物生长期间土壤水分的变化动态

3.2作物生长期间土壤盐分的变化动态

3.3不同年度土壤盐分在剖面的分布

3.3.1 2004年

3.3.2 2005年

3.3.3 2006年

3.3.4年度间的比较

3.4土壤盐分的累积效应

3.5小结

第四章咸水滴灌对棉花养分和离子吸收与分布的影响

4.1咸水滴灌对棉花养分和离子含量动态变化的影响

4.1.1 N含量

4.1.2 P含量

4.1.3 K+含量

4.1.4 Cl-含量

4.1.5 Na+含量

4.1.6 Ca2+含量

4.2咸水滴灌对棉花养分和离子分配的影响

4.2.1 N积累量

4.2.2 P积累量

4.2.3K+含量

4.2.4Cl-含量

4.2.5 Na+含量

4.2.6 Ca2+含量

4.2.7 K+/Na+

4.3小结与讨论

4.3.1讨论

4.3.2小结

第五章咸水滴灌对棉花生长与产量的影响

5.1咸水滴灌对棉花干物质积累的影响

5.1.1地上部

5.1.2根系

5.2籽棉产量

5.3小结

第六章结论与建议

6.1主要结论

6.2建议

参考文献：

致 谢

作者简历

石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表