农业资源与环境学报杂志

农业资源与环境学报杂志2024年第6期

• 中国农田暗管排水排盐技术研究进展

  郭宸耀,伍靖伟,陈林,郑国玉,马英杰,程莲,丁峰

  我国盐碱地面积广阔，次生盐渍化问题突出，开发利用盐碱地资源可有效缓解国家耕地紧缺，同时保障我国粮食安全。暗管排水排盐技术是改良盐碱地的重要技术之一，其排水排盐效益的充分发挥是暗管材料、结构、外包料、工程布置形式等因素综合作用的结果。本文概述了我国暗管排水排盐技术的应用现状及其在暗管材料与结构、明沟-暗管等组合排盐系统的布置参数以及太阳能等新能源利用领域的研究进展，指出现有暗管系统在暗管淤堵、灌排结合和施工维护等方面存在的问题，提出未来的盐渍农田暗管排水排盐技术将向节能环保、智能化、综合管理和多源互补等方向发展。本文旨在为我国暗管排水排盐技术相关理论研究及应用实践提供参考。

• 干旱区长期不同灌溉模式及灌溉量对绿洲农田生态系统盐分分布的影响

  王艳艳,封心志,郝金秀,田长彦,买文选

  为比较干旱区长期不同灌溉模式及灌溉量对绿洲农田生态系统盐分分布的影响，本研究于2023年4月分别对漫灌麦田、林地，滴灌棉田、苜蓿地，无灌原始荒漠、撂荒地进行了土壤剖面挖掘，用土钻法以20 cm为间隔取0~100 cm剖面土，对其土壤盐分分布进行研究。结果表明：相比原始荒漠及5年撂荒地土壤剖面的含盐量（15.82 g·kg-1和2.83 g·kg-1），长期滴灌与漫灌显著降低了土体盐分，其中漫灌林地和麦田的土壤含盐量分别为1.17 g·kg-1和1.13 g·kg-1，滴灌棉田和苜蓿地的含盐量分别为1.33 g·kg-1和0.92 g·kg-1。此外，在林地和棉田长期灌溉量一致（4 500 m3·hm-2）的情况下，滴灌棉田的含盐量高于林地，且主要分布在0~60 cm土层；在苜蓿地和麦田长期灌水量一致（6 000 m3·hm-2）的情况下，麦田的土壤含盐量略高于苜蓿地，但两者无显著差异。在不考虑灌溉方式的情况下，土壤含盐量及分布与灌溉定额和植被类型有关，土壤含盐量顺序为苜蓿地<麦田<林地<棉田。研究表明：在地下水埋深约7 m的绿洲农田生态系统，长期滴灌与漫灌均加速了土壤盐分的淋洗，年平均4 500 m3·hm-2的灌溉量即能促使0~100 cm的土体空间呈现良好的非盐渍化环境。当灌溉量相同时，灌溉模式不再是影响土壤含盐量的主要因素，0~60 cm土体盐分分布主要取决于植被类型差异；当灌溉模式相同时，0~100 cm土体盐分分布不再受灌溉方式支配，更多取决于灌溉量，灌溉量高能促进土壤盐分淋洗。

• 不同覆膜方式对西北旱区土壤水热盐及春玉米生长和产量的影响

  冯可为,毛晓敏,郭同铠

  为研究不同覆膜方式对西北旱区农田土壤水热盐迁移规律及春玉米生长和产量的影响，本研究于2022年和2023年4—9月在甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站开展田间试验，设置不覆膜（M0）、全覆膜（M1）和条带覆膜（M2）条件下玉米生长和土壤环境对比监测试验，探究覆膜类型对土壤水热盐动态及玉米生长的影响。结果表明：M1处理保水、抑蒸、抑盐效果好，M2处理因裸土区的存在导致水分、盐分分布不均。M0处理下，浅层土壤的贮水量和含盐量更明显受降雨和灌溉影响，降雨量较大时盐分受到淋洗，但土壤蒸发强烈，不利于保水保墒，同时可能导致土壤次生盐渍化。在M1、M2处理下，5、20、40、80 cm土层土壤有效积温较M0分别提高了5.7、58.4、113.7、142.5℃和19.1、83.5、108.8、155.9℃。因此，M1和M2处理下作物生育期缩短了7~10 d，株高和叶面积指数增长速率提升，并最先达到峰值。M1处理下，作物生育期总耗水量最少，M2处理次之，M0处理的耗水量最多。覆膜能够有效减少玉米生育前期的无效耗水，玉米在拔节期至灌浆期耗水量大，耗水模系数为13.18%~42.69%，苗期至拔节期以及拔节期至成熟期耗水量较少，耗水模系数为3.15%~18.79%。M1处理的产量相较于M0处理增加了2.9%~8.0%，M2与M0处理之间产量差别不大。研究表明，全覆膜和条带覆膜处理可减少玉米生育期总耗水量，提高水分生产力，并有助于防止土壤次生盐渍化。但是长期使用地膜致使大量农膜残留在土壤中，当残膜积累至一定量时，可能会消减覆膜优势，增加减产的潜在风险。

• 盐碱土壤滴水-蒸发过程中的水盐运移特征

  阿孜古丽·塔依尔,祁通,徐万里,黄建,孟阿静,阿迪来·乌甫,付彦博

  为探讨单次灌水后土壤蒸发过程中水分、盐分及离子的变化规律，分析表层土壤蒸发返盐规律及盐分与蒸发时间的函数关系，本研究通过室外土柱模拟试验，对砂土、黏土、壤土分别进行覆膜和不覆膜处理，探究灌水后土壤在蒸发过程中的水盐及离子运移规律。结果表明，土壤蒸发过程中，表层土壤中总盐及Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+、K+、Na+含量上升，覆膜处理上升幅度低于不覆膜处理。其中总盐分、Na+、Cl-、SO42-含量上升较显著，且在砂土中含量最高，黏土中最低。蒸发过程中，砂土总盐日均浓度变化率最大，为0.48 g·kg-1·d-1，黏土最小，为0.11 g·kg-1·d-1。在离子方面，不同质地土壤中Na+和Cl-日均浓度变化率较大，覆膜和不覆膜处理下其向上层运移规律与总盐基本一致。不同质地土壤表层盐分浓度与土壤蒸发时间呈正相关。研究表明，灌溉后的土壤在蒸发过程中，覆膜可抑制水分散失，降低盐分表聚。随着时间推移，盐离子随水分蒸发在土壤表层积累，不同质地土壤中Na+、Cl-表聚量较大，Na+直接影响表层土壤总盐含量的增加。总盐分、Na+、Cl-在砂土表层积累最多，在黏土中最少。该结果可为南疆盐碱耕地“干播湿出”种植技术制定合理灌溉制度及防治次生盐渍化提供科学指导。

• 灌水量和矿化度对膜下滴灌棉花光合特性与产量的影响

  秦小婉,王振华,雷雨,张金珠,李文昊,马占利

  为探究膜下滴灌棉花光合特性和产量对灌水矿化度和灌水量响应机制，本研究于2023年以“新陆早48号”为研究对象开展田间小区试验，设置4 500 m3·hm-2（W1）和3 600 m3·hm-2（W2）2个灌水量和1（S1）、3 g·L-1（S2）和5 g·L-1（S3）3个灌水矿化度，分析其对棉花光合特性及产量的影响。结果表明，充分灌溉下适量的微咸水灌溉可以增加棉花叶面积指数（LAI）、叶绿素含量（SPAD值）、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、光能利用效率（LUE）和气孔限制值（Ls），降低胞间CO2浓度（Ci）；而非充分灌溉或高矿化度均会增加Ci，减小LAI、SPAD值、Pn、Tr、Gs、LUE和Ls。与S2W1相比，S2W2处理的叶片水分利用效率在苗期和花铃期显著提高3.19%和14.79%；S2W1处理棉花产量（4 957 kg·hm-2）较S1W1（4 887 kg·hm-2）显著提高1.43%，S3W2处理（4 173kg·hm-2）显著提高18.79%。通径分析结果显示，花铃期LAI、Pn及Ls对产量的直接贡献最大，Gs通过LAI、Pn、LUE及Ls等对产量的间接贡献最大。研究表明，在充分灌溉（4 500 m3·hm-2）条件下当矿化度为3 g·L-1时棉花叶面积指数和叶绿素达到最大值，促进叶片光合作用且光能利用率保持最高，最终实现棉花增产。

• 有机酸对盐碱土改良及苗期棉花生长的影响

  姜兴梅,丁浩,唐亚莉,段婧婧,唐光木,冯雷,徐万里,李青军

  为了探究外源有机酸对干旱区盐碱动态变化及棉花养分吸收的影响，本研究采用盆栽试验，选取乙酸（AC）、草酸（OA）、柠檬酸（NM）作为试验材料，设置10个处理，以未施有机酸为对照，乙酸、草酸、柠檬酸分别设置0.01%、0.05%、0.10% 3个用量。结果表明：低用量外源有机酸可提高棉花种子出苗率和干物质含量；乙酸、草酸、柠檬酸不同用量处理下棉花的出苗率及干物质含量均表现出用量0.01%>用量0.05%>用量0.10%；与未施有机酸处理相比，0.01% AC、0.01% OA、0.01% NM处理的棉花出苗率分别提高了32.47%、52.33%、58.95%。高用量有机酸可显著降低土壤的pH，土壤pH随着有机酸用量的增加而呈现下降的趋势。低用量有机酸显著降低土壤的全盐、Cl-、SO42-、Na+、Mg2+、K+含量，且乙酸、草酸、柠檬酸不同用量处理下都表现出用量0.01%<用量0.05%<用量0.10%的趋势。与未施有机酸处理相比，0.01% AC、0.01% OA和0.01% NM处理的全盐含量分别降低了40.18%~48.53%；Cl-含量分别降低了50.00%~57.64%；SO42-含量分别降低了25.76%~38.88%；Na+含量分别降低了47.18%~61.97%。低用量有机酸可促进棉花茎叶对N、P、K、Ca的吸收，降低棉花茎叶对Na的积累。与未施有机酸处理相比，0.01% AC、0.01% OA和0.01% NM处理的N含量分别提高了38.96%~59.49%；P含量分别提高了57.89%~105.26%；K含量分别提高了28.53%~55.58%；Ca含量分别提高了60.98%~76.52%。研究表明，施入有机酸能有效降低盐碱土的pH、含盐量，促进棉花对矿质养分N、P、K、Ca的吸收。综合比较，在三个用量中，0.01%有机酸用量对盐碱土改良及棉花苗期养分吸收效果最好。

• 叶面喷施植物生长调节剂对盐碱胁迫下小麦幼苗生长及生理指标的影响

  蔡鑫,陈虹,汪灏然,刘航希,张凤华

  为探究叶面喷施植物生长调节剂对盐碱胁迫下小麦苗期生长的影响，本研究采用双因素完全随机试验，设置4个不同盐碱（NaCl∶NaHCO3=1∶1）浓度处理组（0、50、100、150 mmol·L-1）以及4种叶面喷施组[清水、0.1 mmol·L-1水杨酸、0.1 mmol·L-1亚精胺、100 mg·L-1 5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）]，分析苗期小麦抗氧化酶活性、渗透调节物质以及内源激素含量的变化。结果表明，150mmol·L-1盐碱胁迫下，与清水处理相比，其他3种叶面喷施处理小麦幼苗株高分别提高7.69%~13.15%、12.66%~15.50%和1.01%~12.68%；根长分别提高7.44%~25.28%、2.21%~19.62%和30.38%~60.52%；茎鲜质量分别提高了3.58%~16.59%、12.50%~47.61%和20.00%~96.19%。与清水处理相比，喷施生长调节剂提高了小麦幼苗抗氧化酶活性，其中喷施水杨酸对小麦幼苗抗氧化酶活性提升效果最佳。各盐碱胁迫下，与清水处理相比，喷施水杨酸、亚精胺显著增加了小麦叶片可溶性糖与可溶性蛋白含量，分别提高了13.19%~23.11%、8.99%~27.65%和3.18%~28.76%、7.50%~29.31%。0、100、150 mmol·L-1盐碱胁迫下，喷施水杨酸小麦叶片生长素含量显著高于其他处理；在50、100 mmol·L-1盐碱胁迫下，喷施水杨酸显著提高赤霉素含量；在50 mmol·L-1和150 mmol·L-1盐碱胁迫下，喷施水杨酸与亚精胺处理细胞分裂素含量显著高于5-ALA；在0 mmol·L-1和100 mmol·L-1盐碱胁迫下，喷施5-ALA显著降低叶片脱落酸含量，增加细胞分裂素含量。研究表明，盐碱胁迫下喷施水杨酸和亚精胺对小麦苗期生长的促进效果优于5-ALA，有助于缓解盐碱胁迫对其生长的抑制作用，提高小麦的耐盐碱性。

• 解淀粉芽孢杆菌对盐胁迫下棉花生长、产量及品质的影响

  朱萌,杨芝,康健,赵晓,廖祺,郭潘潘,丁日升

  解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）作为一种植物根际促生菌（PGPR），在提高植物抗逆和生长方面具有很大潜力。为探讨解淀粉芽孢杆菌对盐胁迫下棉花生长、产量及品质的影响，本研究采用大田三因素裂区随机设计，设置2个盐分水平（S0：0 g·kg-1；S1：5 g·kg-1 NaCl）、2个棉花品种（耐盐品种G1：LS220；敏盐品种G2：LS231）及2个菌剂处理（B0：未添加；B1：添加），共8个处理，每个处理3个重复。结果表明：盐胁迫显著抑制了G2品种苗期的生长，但添加解淀粉芽孢杆菌后，G2品种的鲜质量和干质量分别增加了42.5%和33.3%，叶片含水率提升了32.3%，SPAD值恢复为对照水平；Na+/K+值降低，籽棉产量提升了10.2%，纤维上半部平均长度、反射率、马克隆值、黄度和纺纱均匀指数等品质指标均有显著提升。相关性分析显示，株高、茎粗、叶面积等与棉花产量呈显著正相关。此外，菌剂对盐胁迫G1品种的生理缓解作用不显著，但显著提升了产量和纤维品质。研究表明，解淀粉芽孢杆菌能够通过调节生理性状提升盐胁迫下敏盐棉花的产量和品质。

• 有机酸对盐碱土棉花铃期光合特性及生理指标的影响

  王伯豪,刘丹阳,党龙鑫,李君,朱新萍,杨再磊,徐万里,贾宏涛

  为探究添加不同浓度有机酸对铃期棉花光合特征及生理指标的影响，本研究于2023年在新疆农业大学开展盆栽控制实验，使用喀什市伽师县的两种盐碱土壤，盐度分别为12.8 g·kg-1（中度盐碱土）和19.3 g·kg-1（重度盐碱土），设置5、10 mmol·L-1两种有机酸添加浓度，分别添加草酸（C1）、乙酸（C2）、抗坏血酸（C3）和甲酸（C4）四种有机酸，以不添加有机酸（CK）作为对照组，研究在盐碱土中添加有机酸对棉花光合特征、叶片SPAD值、叶片及根系酶活性、根系生长状况的影响。结果表明：在中度盐碱土中有机酸处理显著增加棉花净光合速率，其中5 mmol·L-1乙酸处理效果最优，提高了122.2%；草酸、乙酸和甲酸处理均显著增加叶片SPAD值，其中10 mmol·L-1乙酸处理SPAD值最高。在中度盐胁迫下，5 mmol·L-1的草酸、乙酸和抗坏血酸显著促进了叶片和根系中过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（ASA-POD）的活性。对于10 mmol·L-1的有机酸处理，乙酸和甲酸对根系POD和CAT的活性产生了抑制作用。在重度盐胁迫下，各有机酸处理对棉花抗氧化酶活性的提升效果更为显著，其中5 mmol·L-1的草酸、乙酸和抗坏血酸在所有酶中均表现出显著的促进作用，但10 mmol·L-1抗坏血酸对根系CAT的活性产生了抑制作用。对于棉花根系形态，仅有5 mmol·L-1抗坏血酸处理在中度盐碱土中和10 mmol·L-1抗坏血酸处理在重度盐碱土中表现为显著促进根系生长。基于以上结果，本研究推荐添加5 mmol·L-1的乙酸作为盐碱土改良剂使用。

• 不同改良措施对南疆盐碱土壤特性及玉米和油葵生长的影响

  梁永辉,王振华,李海强,李文昊,马占利,张金珠,郑继亮

  为探究不同土壤改良措施对南疆盐碱土壤改良及作物生长的影响，本研究在新疆生产建设兵团第十四师224团5 000亩暗管排盐示范区开展试验，分别以常规施肥下玉米（MCK）和油葵（OCK）作物为对照，施加土壤改良剂（MC，OC）、微生物菌剂（MB，OB）、土壤改良剂+微生物菌剂（MCB，OCB）三种土壤添加剂，分析了土壤添加剂施加对土壤特性（容重、pH、含水率、储盐量）及玉米和油葵生长的影响。结果表明：施加土壤添加剂能有效降低土壤容重、pH、土壤储盐量，提高土壤保水性和脱盐率。相比于MCK处理，OCB处理显著降低土壤容重3.07%、pH 2.70%、土壤储盐量20.00%，提高土壤储水量13.06%、土壤脱盐率106.45%。此外，相比于对照处理，土壤改良剂+微生物菌剂处理能够显著提高玉米地上部干物质量27.97%、玉米产量27.44%，提升油葵地上部干物质量16.18%、油葵产量13.80%，最终提高两种作物的实际经济效益。综上，土壤改良剂与微生物菌剂共同施加能够有效改善土壤特性、提高作物生长和产量，进而带来更高的生态效益和经济效益，且合理种植耐盐作物可进一步缓解农田盐碱状况。本研究为干旱区盐碱地改良提供一种切实可行的参考方案。

• 自压灌溉管网输水干管阀控关键参数模拟研究

  孙鹏,张江辉,白云岗,曹彪,蔡世杰,赵经华,余其鹰,车红兵

  为了消除灌区规模化输水管道的关阀水锤影响，保证输水管道安全运行，本研究针对灌区输水管道中关阀水锤的特点，以新疆克拉玛依某农业灌区输水管道为例，基于水锤计算基本理论，通过数值计算模拟不同进排气阀参数起到的防护效果，并对大口径、大流量管道关阀时间规律进行数值模拟。结果表明：安装14个进排气阀可以保证管道正常关阀且不出现负压，在首端弯折处桩号（k0+066）安装5个进排气阀形成进排气阀组，在桩号（k0+562）处安装3个进排气阀形成进排气阀组，在距管线约1 100 m处安装1个进排气阀；当管道流量在0.5~6.0 m3·s-1时采用一阶段线性关阀，在6.0 h内可以关闭；在6.0~10.0 m3·s-1时采用两阶段关阀，前三分之一时间快关阀门，随流量增加，快关角度从70%降低到50%，关阀时间从6.0 h增加到9.0 h，可以消除管道负压。研究表明，合理设置进排气阀，能够有效消除自压灌溉管网输水干管关阀水锤危害，配合合适的关阀操作，可以实现自压灌溉管网输水干管安全高效运行。

• 根区淋盐需水量经验模型构建及其在区域水资源供需均衡评估中的应用

  陈琪,许艳奇,杨光,杨玉杰,左强,石建初,吴训

  为合理估算根区淋盐需水量，评估典型盐碱土地区农业水资源供需均衡情况，本研究以新疆玛纳斯河流域（玛河流域）和黄河三角洲（黄三角）盐碱地为背景，以土壤水分（Richards方程）和盐分（对流-弥散方程）运移动力学联合方程为工具，开展不同初始含水量、含盐量和灌水量等因素组合下的土壤水盐运移数值模拟，分析各因素与土壤脱盐效果之间的关系，构建适用于不同区域的根区盐分淋洗需水量经验模型，进而评估两地水资源供需情况并提出建议和对策。结果表明，无论是玛河流域还是黄三角地区，基于构建的根区盐分淋洗需水量经验模型模拟的土壤含盐量与基于动力学模型模拟的结果均匹配良好，二者的决定系数（R2）不低于0.99，均方根误差（RMSE）不超过0.33 g·kg-1，归一化均方根误差（NRMSE）不超过4.4%。水资源供需均衡分析结果表明，在满足农业种植用水需求的条件下，玛河流域和黄三角地区的年供水量缺口分别达13.72亿~19.09亿m3和1.60亿~3.09亿m3，占总供水量的43.9%~61.0%和28.1%~54.2%。综上，本研究提出的根区淋盐需水量经验模型合理可靠。为满足农作物生长、盐碱地改良的需求，新疆玛河流域和黄三角地区均应进一步优化灌溉水资源配置格局、大力发展节水灌溉技术、合理开发利用非常规水资源。此外，玛河流域绿洲面积扩张须适度，黄三角地区种植结构优化调整也是缓解区域水资源短缺进一步加剧的有效举措。

• 氮肥滴施时机对北疆盐渍化土壤水盐氮分布的影响

  吴常雪,蔡帆,张峻霄,许咏梅,谢香文,张晔山

  为研究不同氮肥滴施时机对盐渍化与非盐渍化土壤水盐氮分布的影响，本研究以新疆克拉玛依典型盐渍化滴灌棉田土壤为试材，采用15N示踪方法，以非盐渍化土壤为对照，设置了三种不同滴水后再加氮肥的处理，即先滴水1 h再加入氮肥（S1）、先滴水（1+1/3t）h再加入氮肥（S2）和先滴水（1+2/3t）h再加入氮肥（S3）（其中t为花铃期农户习惯的灌水周期时长，7 h），进行室内模拟土槽试验。结果表明：在相同施氮时机下，盐渍化土壤氮素迁移与分布明显不同于非盐渍化土壤，盐渍化土壤中氮素更易淋洗至下层，而非盐渍化土壤的氮素呈现表层聚集特征，0~20 cm的土层中，非盐渍化土壤15N丰度比盐渍化土壤高79.07%。在盐渍化条件下，不同氮肥滴施时机并未对土壤剖面水盐分布产生显著影响，但各土层中15N丰度相差较大，S2处理下土壤剖面中平均15N丰度最高，相较于S1和S3处理分别高出24.39%和4.08%，说明氮肥投入时间合理后移，有利于土壤中氮素的累积，从而提高氮肥利用效率。因此，建议北疆盐碱地棉花氮肥滴施应较农户习惯施肥合理推迟，有利于作物根系层盐分驱离和氮素的富集，提高氮肥利用率，但仍需进一步的田间试验验证。

• 滴灌技术参数对北疆棉田土壤水盐及根系分布和产量的影响

  罗幼洋,杨鹏年,米力夏提·米那多拉,许咏梅,萨仁娜,谢香文

  为明晰滴灌技术参数对棉田土壤水盐及根系分布的影响，减少盐渍化棉田生育期根区盐分胁迫以稳定产量，试验通过设置2个灌水定额（W1：52.5 mm；W2：75 mm），4个滴头流量+间距组合（T1：1.4 L·h-1+30 cm；T2：2.4 L·h-1+30 cm；T3：3.0 L·h-1+30cm；T4：3.0 L·h-1+20 cm），研究不同滴灌技术参数对棉花根区含水率、电导率、根系生长、盐分淋洗效率及产量的影响。结果表明：同一滴头流量下，与常规灌水定额W1处理相比，淋洗定额W2处理可显著提高根区含水率、脱盐率、盐分淋洗效率及产量，增加根长密度，降低盐分含量。同一灌水定额条件下，T2处理根区含水率、脱盐率、盐分淋洗效率、产量均高于T1、T3、T4处理。W1、W2处理下，T2处理K值（灌水量与盐分变化量之比）比T1、T3、T4分别降低21.91%、35.71%、54.03%和17.48%、32.14%、45.92%；产量比T1、T3、T4分别增加7.34%、10.41%、20.01%和7.71%、14.94%、21.73%。滴头间距减小对根区含水率、电导率、根长密度没有显著影响。通过对棉花盐分淋洗效率、产量进行多元回归分析，综合得出克拉玛依地区盐渍化棉田推荐滴灌技术参数组合为滴头流量2.1 L·h-1、滴头间距30 cm、灌水定额66.51 mm，总灌水量592.5 m3·hm-2。

• 膜下滴灌对春灌盐碱地水盐运移及硝态氮淋洗损失的影响

  刘凯,王则玉,刘小利,马兴旺,刘宏斌,许咏梅,马红红,蒲胜海

  为探究膜下滴灌方式不同春灌定额对盐碱地水盐氮运移和生态效应的影响，本研究于2023年在新疆铁门关市开展研究，试验地棉花种植模式为一膜三管6行，宽行66 cm、窄行10 cm。试验设置5个春灌定额：75.0、112.5、150.0、187.5 mm和225.0 mm（常规春灌定额），分别用DW1、DW2、DW3、DW4和DW5表示，分析不同土壤深度水分、盐分和硝态氮的分布特征。结果表明，与春灌前相比，灌水30 d后所有处理0~40 cm土壤含水量显著增加，且水分主要分布在宽行中间至窄行中间范围。DW3和DW4处理间0~100 cm的土壤储水量增量占灌溉量的比例无显著差异，而DW5处理最低，仅占29.61%。DW3、DW4和DW5处理土壤盐分分布相似，DW4处理0~40 cm土壤盐分淡化区范围最大，且80~100 cm土壤盐分含量显著降低；DW3和DW5处理40~60 cm深度土层从膜间到窄行中间范围含盐量增加。DW4处理在0~20、20~40 cm土层脱盐率均最高，与DW1、DW2、DW3和DW5处理相比，0~20 cm土壤脱盐率分别显著提高148.9%、37.1%、27.5%和36.6%。DW3和DW4处理土壤硝态氮淋洗量无显著差异，与DW5处理相比分别显著减少35.5%和26.6%。DW3、DW4和DW5处理间棉花出苗率无显著差异，与DW1和DW2处理相比提高4.5%~8.8%。DW4处理棉花产量最高，与DW1、DW2、DW3和DW5处理相比，分别显著提高29.2%、13.4%、6.1%和5.8%。研究表明，采用膜下滴灌方式以187.5 mm灌水定额春灌增加了土壤耕层水分含量，提高0~40 cm土壤脱盐率，降低土壤硝态氮淋洗量，使棉花出苗率达到90%、产量提高5.8%，187.5 mm是节水高效、农田氮素淋洗面源污染风险较低的春灌定额。

• 北疆典型盐碱地棉花滴灌灌水技术参数的优化

  萨仁娜,谢香文,米力夏提·米那多拉,罗幼洋

  为确定最适宜北疆典型盐碱地棉花生长的滴灌灌水技术参数，本研究于2022年在新疆克拉玛依进行田间试验，设置2个灌水定额[412.5 mm（W1）和592.5 mm（W2）]与4种滴头流量+滴头间距[1.4 L·h-1+30 cm（T1）、2.4 L·h-1+30 cm（T2）、3.0 L·h-1+30 cm（T3）和3.0 L·h-1+20 cm（T4）]的完全组合，共计8个处理，研究灌溉定额与滴灌技术参数对棉花生长指标、产量及其构成要素、灌溉水利用效率和收获指数的影响。结果表明：高灌水定额（592.5 mm）显著提高了棉花的株高、茎粗、叶面积指数（LAI）、生物量、产量及其构成要素，在滴头流量2.4 L·h-1与30 cm间距组合（T2）条件下表现更佳。低灌水定额（412.5 mm）有效提高了灌溉水利用效率，而高灌水定额则提升了棉花的收获指数（HI）。DTOPSIS-EW综合评价显示，T2W2处理综合得分最高，能够有效兼顾棉花生长、产量及其构成、水资源利用效率和收获指数。研究表明，592.5 mm灌水定额、2.4 L·h-1滴头流量、30 cm滴头间距为北疆盐碱地棉花高效生产的最优滴灌技术参数。

• 干旱区排水暗管外包料淤堵特征及其阻盐效应

  覃帅,郭宸耀,伍靖伟,杨皓瑜,姚宸智,李航,吴哲

  探究暗管外包料的淤堵特征及其对排水性能的影响，对于提升排水排盐效率、保障工程的长期运行有着重要意义。本研究以新疆盐碱地典型排水暗管为研究对象，对运行了1、5、6年的暗管外包料进行取样测试，分析了暗管周围土体、外包料内淤堵物质、管内沉积物质的矿物类型及含量，淤堵物质的形貌特征及淤堵对外包料渗透性能的影响。结果表明，外包料存在内部孔隙被淤堵以及在土壤交界面处形成滤饼两种形式淤堵，淤堵物质主要为石英砂和方解石且为粉粒及黏粒，4个取样点渗透系数分别下降了41.74%、93.55%、91.45%、1.61%。分析发现外包料存在以SiO2为主要物质的物理淤堵，以及以CaCO3为主要成分的化学淤堵；淤堵后外包料表面形成了一层反滤层，以砂粒与粉粒为主，黏粒含量比土壤中更少；淤堵对土壤不均匀系数、排水饱和指数较为敏感，在不均匀系数小于15、饱和指数大于0.5的取样点淤堵更为严重。本研究可为旱区排水暗管的淤堵防控提供有益参考。

• 排盐暗管布设参数对农田水盐时空变化的影响

  纠赟,衡通,马英杰,马亮,吴淼

  为探究排盐暗管布设参数对农田水盐动态及脱盐效果的影响，本研究设置排盐暗管间距20（W1）、30（W2）、40 m（W3）3水平，埋深1.2（D1）、1.5 m（D2）2水平，共6个试验小区，明沟排水（CK）作为对照，通过对2023年冬、春灌两次灌溉各小区土壤剖面水盐连续监测，探讨排盐暗管不同布设参数下土壤剖面的水盐时空变化规律，分析冬春灌后暗管布设参数对土壤脱盐效果的影响。结果表明：经冬、春灌淋洗后，土壤含水率与土壤含盐量都呈现W1

• 不同吸水暗管布设对南疆“春灌-秋灌”土壤水盐变化及排水排盐效果的影响

  郭涵,马英杰,王广宁,马亮

  为探讨南疆不同吸水暗管布设对“春灌-秋灌”期间土壤水盐变化及暗管排水排盐的影响规律，明晰当地盐碱地治理的暗管布设适宜参数，本研究于2023年5月和9月分别进行不同暗管布设参数下的排盐淋洗试验，设置无暗管（CK），间距20 m、埋深1.0 m（A1），间距20 m、埋深1.2 m（A2），间距30 m、埋深1.2 m（A3），间距40 m、埋深1.2 m（A4），间距20 m、埋深1.5 m（A5），共六个处理，分别测定淋洗前后土壤水盐及暗管排水流量和电导率，分析土壤水盐的动态变化以及暗管系统的排水排盐效果。结果表明：土壤剖面含水量、含盐量分别呈现上低下高、上高下低的分布规律。两次淋洗后，土壤含盐量表聚现象明显减弱，各处理0~20cm土壤平均含盐量降低44.83%。排水流量呈现先快速增大到峰值后逐渐下降的趋势，排水电导率在出流过程中相对平稳。与CK相比，A5处理两次淋洗0~60 cm土壤脱盐率分别显著提高436.88%、404.27%。通过TOPSIS综合评价法对A1~A5处理进行排盐效果评价，两次评价结果均为A5处理最优。研究表明，本试验条件下采用暗管间距20 m、埋深1.5 m的布设参数可有效提高暗管排水效率，促进土壤脱盐，可以在南疆粉壤土地区推广应用。

• 博斯腾湖容泄区农田暗管排盐参数优化研究

  潘禹卓,许咏梅,谢香文,张晔山,林丽,朱倩倩,马晓鹏

  为研究不同暗管布置全周年下博斯腾湖容泄区农田土壤水盐空间变化特征及其对油葵产量的影响，优选适宜当地的暗管排盐参数，以推动新疆盐碱地治理，本研究以南疆博湖县盐碱农田为研究对象，设置1.4（D1）、1.6 m（D2）两种暗管埋深，以及20（S1）、30（S2）、40 m（S3）三种间距，选取一周年灌溉时期开展研究，分析春灌漫灌+生育期滴灌下土壤剖面水盐变化及其对油葵产量影响。结果表明，暗管间距1/2区域内土壤的整体盐分随水被淋洗至下层，各处理0~60 cm土层土壤含盐量显著降低。土壤剖面水盐静态分布受暗管间距、埋深影响。春灌处理全生育期整体均表现为暗管间距越小、埋深越深，土壤含水率越小，且水分分布越均匀，土壤含盐量越低。暗管间距为20 m的土壤脱盐率优于30 m及40 m间距处理，全生育期1.6 m埋深、20 m间距处理0~60 cm土层脱盐率达到37.92%，显著高于其他处理，且油葵产量最高，为3 187.61 kg·hm-2。研究表明，暗管排盐受间距影响较大，受埋深影响较小，小间距和较深埋深的暗管布置有利于排盐。考虑经济效益条件下，博斯腾湖容泄区盐碱地滴灌适宜的暗管参数为埋深1.4 m、间距20 m，有利于土壤脱盐和油葵增产。

• 不同土地利用方式下土壤盐分季节变化及其与地下水的响应关系

  蔡世杰,白云岗,张江辉,郑明,卢震林,孙鹏,赵经华,杨继革

  克拉玛依农业开发区土壤次生盐渍化不断加剧，为探究灌区土壤盐分与地下水的相关关系，揭示造成灌区土壤次生盐渍化的地下水临界水深，本研究根据2023年实测土壤总盐、盐分离子含量和地下水埋深、矿化度等数据，运用经典统计学、地统计学方法研究灌区土壤盐分与地下水埋深、矿化度的时空变化特征，分析地下水对土壤盐分的影响。结果表明，灌区土壤盐分含量范围在1.828~4.320 g·kg-1之间，以非盐化土和轻度盐化土为主，耕地土壤盐分含量秋季>春季>夏季，林地土壤盐分含量春季>秋季>夏季；土壤盐分总体表现为春、秋季蒸发积盐，夏季灌溉降盐。灌区土壤盐分阴离子以SO42-、Cl-为主，阳离子以K++Na+为主，土壤以氯化物-硫酸盐土为主。不同土地利用方式下土壤盐分离子随季节变化明显，但规律不明显。春季、夏季、秋季地下水平均埋深分别为3.14、2.67、2.80 m，年平均矿化度为18.25 g·L-1，地下水埋深与土壤盐分空间分布特征基本一致；土壤盐分与地下水埋深之间呈指数关系，相关系数均在0.622 8以上，与地下水矿化度不存在明显的函数关系，高矿化度的地下水水位抬升是造成灌区土壤次生盐渍化的主要原因。研究表明，灌区地下水埋深大于2.10 m时，可以有效改善土壤次生盐渍化问题。

• 滴灌条件下土壤水盐运移规律及模拟研究

  刘元超,何帅,乔长录,江孝军,谢俊博,刘洋,王琦,忠智博

  为研究不同滴灌灌水技术参数下土壤水盐运移规律，于2019年6月1—27日在新疆阿克苏地区一师二团进行滴灌试验，试验设置不同的灌水定额（300、450、600 m3·hm-2）和滴头流量（2.4、4.5、8.2 L·h-1），受试土壤为砂壤土和壤土，并利用试验数据构建膜下滴灌棉田土壤水盐HYDRUS-2D数值模型。结果表明：土壤平均含水率和表层脱盐率均随着灌水定额和滴头流量的增大而增大。随着灌水定额的增大，砂壤土和壤土垂直脱盐深度逐渐增大，灌水定额为600 m3·hm-2时最大，分别为92 cm和58 cm。随着滴头流量的增大，壤土垂直脱盐深度逐渐减小。滴头流量为8.2 L·h-1时，壤土垂直脱盐深度最小，为38 cm。土壤含水率和含盐量实测值与模拟值之间的决定系数介于0.89~0.93之间，纳什效率系数（NSE）介于0.82~0.89之间，均方根误差（RMSE）介于0.01~0.25之间，说明HYDRUS-2D模型能够很好地模拟阿克苏地区土壤水盐运移。研究表明，试验区膜下滴灌棉田滴头流量为2.4 L·h-1、棉花出苗水不小于225 m3·hm-2是适宜的滴灌灌水技术参数。在灌溉定额有限的情况下尽量采用较大灌水定额，壤土采用小滴头流量，砂壤土则采用大滴头流量，这有利于作物根系脱盐，最终可达到增产的目的。

• 不同地下水埋深冬灌淋洗排盐特征及数值模拟

  盛统民,张胜江,李志鹏,张江辉,麦尔丹·加帕尔

  为探究盐渍化土壤不同地下水埋深条件下冬灌淋洗盐分的分布特征及排盐规律，本研究于2022—2023年针对南疆库尔勒轻中度盐渍化土壤开展不同地下水埋深冬灌淋洗试验。地下水埋深设置为2.0 m与3.0 m，冬灌淋洗为隔年冬灌与连续冬灌，并建立HYDRUS-2D水盐运动模拟模型，分析了盐渍化土壤不同地下水埋深及冬灌淋洗条件下排盐特征及适宜淋洗定额。结果表明，不同地下水埋深下连续冬灌土壤0~60 cm土层平均脱盐率显著高于隔年冬灌处理（P<0.05），地下水埋深与冬灌淋洗排盐量呈负相关，不同冬灌模式下地下水埋深2.0 m处理比地下水埋深3.0 m的处理累积排盐量增长1.5~2.0倍。所建立的HYDRUS-2D水盐运动模拟模型的排水排盐量决定系数为0.914~0.987，土壤实测值与模拟值具有很好的一致性。模拟结果表明不同地下水埋深条件下单方水脱盐率随着灌水量的增加逐渐增加，地下水埋深越深对次年春播前根际层土壤盐分影响越小。研究表明，中度盐渍化土壤地下水埋深1.5 m以下及冬灌水量270 mm较为适合。

• 春灌淋洗暗管排水条件下土壤水盐运移规律分析

  董建华,杨阳,李磐,敖畅,曾文治,刘义,黄介生

  为探讨灌排协调条件下土壤水盐运移规律并提出适宜的暗管工程布局，本研究于2024年在新疆伽师县示范区通过春灌淋洗结合暗管布设（4种埋深：1.2、1.4、1.6 m和1.8 m；3种间距：20、30 m和40 m）分析排水排盐条件下土壤水盐运移分布规律及土壤脱盐变化情况。结果表明：春灌淋洗期间各小区暗管排水量均呈现逐渐降低的趋势，矿化度呈逐渐上升趋势。暗管间距与暗管排水排盐量呈负相关关系。同时，排水矿化度与暗管埋深呈正相关，与暗管间距呈负相关。春灌前0~40 cm深度平均土壤含水率为0.30 cm3·cm-3，160 cm以下土壤含水率接近饱和，为0.44 cm3·cm-3。春灌淋洗结束后，0~40 cm平均含盐量变化范围为4.33~12.12 g·kg-1，40~200 cm平均含盐量变化范围为2.51~8.49 g·kg-1，说明土壤剖面含水率整体呈现随土壤深度增加逐渐上升的趋势，土壤剖面含盐量随深度增加逐渐减少。春灌后1.2、1.4、1.6 m和1.8 m暗管埋深的平均脱盐率分别为29.06%、31.97%、34.45%和36.20%，20、30 m和40 m暗管间距的平均脱盐率分别为36.46%、33.13%和29.17%，说明土壤脱盐率随着暗管埋深增大而增大，随暗管间距的增大而减小。综合考虑淋洗后土壤脱盐率和暗管布设成本等因素，研究推荐在该地区以及类似地区布设1.8 m埋深、30 m间距暗管较为合适。研究表明，春灌淋洗结合暗管技术可有效降低土壤含盐量，从而有效治理土壤盐碱化问题，推动新疆农业可持续发展。

• 暗管排水条件下棉田土壤水盐运移和作物生长模拟

  杨阳,董建华,刘义,曾文治,敖畅,黄介生,李磐

  为探究暗管排水对抑制克孜勒苏河下游灌区土壤次生盐渍化进程和作物生长的效果，本研究于2023—2024年在新疆伽师县开展了暗管排水条件下的土壤水盐运移和作物生长试验，结合当地实际情况以埋深1.2、1.4、1.6、1.8 m和间距40、30、20 m设计了12个正交试验处理。利用观测数据对SWAP模型的土壤水盐运移模块和作物生长模块进行了率定和验证，对12个暗管布置参数处理试验区域的土壤水盐分布特征、作物叶面积指数（LAI）和地上干物质累积量进行数值模拟。结果表明：SWAP模型可以较好地模拟不同暗管处理下水盐运移动态，各处理土壤含水率和土壤盐浓度模拟值与实测值的平均RRMSE（相对均方根误差）分别为16.67%和23.99%；模型对于表层0~60 cm土层水分和盐分的动态变化模拟精度较高，各处理平均RRMSE分别为14.46%和22.28%，深层60~100 cm土层模拟精度较低，平均RRMSE分别为18.71%和29.04%；模型对于棉花LAI和地上干物质累积量的模拟具有较好的一致性以及较高的模拟精度；暗管埋深和暗管间距对0~100 cm土层土壤脱盐率有显著的影响（P<0.01），且脱盐率与暗管埋深呈正相关关系，与暗管间距呈负相关关系。研究表明，SWAP模型可以较好地对不同暗管布置参数下膜下滴灌的土壤水盐运移和棉花生长过程进行模拟，克孜勒苏河下游灌区较优的暗管布置参数为埋深1.8 m、间距20 m。

• 基于多尺度动力学模型的干旱区组合排水系统排水排盐效率数值模拟

  卢玉兰,钱颖志,何帅,朱倩倩,杨威,朱焱,黄介生

  为明确干旱区盐碱地“明沟+暗管”组合排水工程适宜参数，以满足节水、控盐、机耕等多种需求，本研究构建了基于多尺度动力学模型的组合排水工程参数优化方法，并以新疆生产建设兵团二十七团的试验区为例，在现有明沟排水工程基础上，考虑不同暗管间距（10~100 m）、暗管埋深（1.0~2.0 m）和冬灌淋洗定额（150~360 mm），设计了共990种情景，模拟了各情景下组合排水系统的排水排盐效率，明确了排水排盐量、地下水埋深与各变量的定量关系，并遴选了适宜的暗管布局参数和配套淋洗定额。结果表明：组合排水系统及暗管的排盐量随暗管间距增大而线性减小，明沟的排盐量随暗管间距增大而线性增加。系统中优先排水路径为深度较大的排水工程，当暗管埋深增大到1.8 m后，暗管占据排水的主导地位，生育期及冬灌期暗管排水量分别占比99.5%和83.0%以上，为更好地发挥组合排水作用，应使暗管埋深与明沟的沟深相近。明沟只能控制其布置路径附近较小区域的地下水埋深至其沟深，需布设暗管才能很好地控制田间地下水位。暗管间距越小，对地下水位的控制能力越强，但小于20 m的暗管间距是过密、没有必要的。组合排水系统的排水排盐量随淋洗定额增大而线性增大。小淋洗定额下，当暗管埋深大于沟深且间距较小时，明沟无法起到排水排盐作用，如暗管间距20 m、暗管埋深1.8 m，且淋洗定额不大于240 mm时，明沟排盐量占系统总排盐量不足1%。基于上述结果，综合考虑干旱区节水、控盐、保墒需求，组合排水条件下研究区适宜的冬灌淋洗定额为300 mm，此时适宜暗管间距和埋深分别为60 m和2.0 m。