全 文 ：第２８卷第４期
２０１４年８月
水土保持学报
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｉｌ　ａｎｄ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ
Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．４
Ａｕｇ．，２０１４
　
　　收稿日期：２０１４－０３－２７
　　基金项目：国家自然科学基金项目（３１０６００８４，５１１６９０２３）；水利部公益性行业项目（２０１１０１０５０）
　　作者简介：张军（１９８７－），男，在读硕士研究生，主要从事灌溉排水理论与技术研究。Ｅ－ｍａｉｌ：２３６７９６６７５＠ｑｑ．ｃｏｍ
　　通讯作者：王兴鹏（１９７８－），男，硕士，副教授，主要从事极端干旱区农业节水研究。Ｅ－ｍａｉｌ：１３９９９０６８３５４＠１６３．ｃｏｍ
干旱区农田排水灌溉对枣树根区土壤水盐运移特性的影响
张 军１，２，李宗阳３，李朝阳１，２，王兴鹏１，２
（１．塔里木大学 水利与建筑工程学院，新疆 阿拉尔８４３３００；２．现代农业工程自治区高校重点实验室，
新疆 阿拉尔８４３３００；３．四川省阿坝州水文水资源勘测局，四川 汶川６２３０００）
摘要：通过开展农田排水灌溉试验，研究土壤水分点源、面源入渗特性及在枣树不同生育阶段根区土壤盐
分分布状况。研究结果表明，在点源入渗过程中，矿化度对水平方向上的土壤水分入渗影响较纵向明显。
当矿化度大于２ｇ／Ｌ时，水平距离土壤含水率值随矿化度的增大呈显著下降趋势。在面源入渗过程中，当
负压条件相同时，土壤水分入渗量随着农田排水矿化度的增大而减小；当负压条件不同时，土壤水分入渗
量随负压水头的增大显著降低。在枣树根区纵向１０－２０ｃｍ土层内土壤出现较明显的脱盐现象，２０－４０
ｃｍ土层土壤盐分值呈显著增大趋势，并在４０ｃｍ处达到峰值，表现出盐分在湿润锋边缘积聚的特性，４０ｃｍ
以下土壤盐分值较小。对于２，３，４年树龄枣树根区土壤盐分值在各生育阶段内的变化趋势较为一致，并
在挂果期达到峰值，滴灌定额成为影响枣树根区土壤盐分累积的主要因素。
关键词：农田排水；土壤水分；点源入渗；面源入渗；盐分运移
中图分类号：Ｓ２７５．３；Ｓ１５２．７；Ｓ１５３．６＋１　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００９－２２４２（２０１４）０４－０２７８－０５
Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｆａｒｍｌａｎｄ　Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｒａｉｎａｇｅ　ｏｎ　Ｓｏｉｌ　Ｗａｔｅｒ－ｓａｌｔ
Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ｏｆ　Ｊｕｊｕｂｅ　Ｒｏｏｔ　Ｚｏｎｅ　ｉｎ　Ａｒｉｄ　Ａｒｅａ
ＺＨＡＮＧ　Ｊｕｎ１，２，ＬＩ　Ｚｏｎｇ－ｙａｎｇ３，ＬＩ　Ｚｈａｏ－ｙａｎｇ１，２，ＷＡＮＧ　Ｘｉｎｇ－ｐｅｎｇ１，２
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ａｎｄ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔａｒｉｍ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ａｌａｒ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ８４３３００；
２．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｍｏｄｅｒｎ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｉｎ　Ｘｉｎｊｉａｎｇ，Ａｌａｒ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ８４３３００；
３．Ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｓｕｒｖｅｙ　Ｂｕｒｅａｕ　ｉｎ　Ａｂａ　Ｓｔａｔｅ，Ｗｅｎｃｈｕａｎ，Ｓｉｃｈｕａｎ６２３０００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｆ　ｆａｒｍｌａｎｄ　ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｒａｉｎａｇｅ，ｔｈｅ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ
ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｉｎ　ｐｏｉｎｔ　ａｎｄ　ｎｏｎ－ｐｏｉｎｔ　ｓｏｕｒｃｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｓａｌｉｎｉｔｙ　ｏｆ　ｊｕｊｕｂｅ　ｒｏｏｔ　ｚｏｎｅ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｇｒｏｗｔｈ　ｓｔａｇｅ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ：Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｐｏｉｎｔ　ｓｏｕｒｃｅ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ
ｗａｔｅｒ　ｓａｌｉｎｉｔｙ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｗａｔｅｒ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｍｏｒｅ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｔｈａｎ　ｖｅｒｔｉｃａｌ．Ｔｈｅ　ｖａｌｕｅ
ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｉｎ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ａｓ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｓａｌｉｎｉｔｙ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｓａ－
ｌｉｎｉｔｙ　ｗａｓ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　２ｇ／Ｌ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｎｏｎ－ｐｏｉｎｔ　ｓｏｕｒｃｅ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｗａｔｅｒ　ｒｅ－
ｄｕｃｅｄ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ａｓ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｗａｔｅｒ　ｈｅａｄ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｓａｌｉｎｉｔｙ　ｉｎ
ｔｈｅ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｓｏｉｌ　ｏｆ　１０－２０ｃｍ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｉｎ　ｊｕｊｕｂｅ　ｒｏｏｔ　ｚｏｎｅ．Ｓｏｉｌ　ｓａｌｉｎｉｔｙ　ｉｎ　２０－４０ｃｍ　ｗａｓ　ｓｉｇｎｉｆｉ－
ｃａｎｔｌｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄ　ａｔ　４０ｃｍ　ｌａｙｅｒ　ａｔｔａｉｎｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｅａｋ，ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ｓａｌｔ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｉｎ
ｔｈｅ　ｗｅｔｔｉｎｇ　ｆｒｏｎｔ　ｅｄｇｅ，ｓｏｉｌ　ｓａｌｉｎｉｔｙ　ｂｅｌｏｗ　４０ｃｍ　ｗａｓ　ｓｍａｌｅｒ．Ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｓａｌｉｎｉｔｙ　ｉｎ　ｊｕｊｕｂｅ　ｒｏｏｔ　ｚｏｎｅ　ｈａｄ　ａ　ｓａｍｅ
ｃｈａｎｇｅ　ｔｒｅｎｄ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｐｅｒｉｏｄ　ｏｆ　２，３，４ｙｅａｒｓ　ｏｌｄ　ｊｕｊｕｂｅ，ａｎｄ　ｒｅａｃｈｅｄ　ｔｈｅ　ｐｅａｋ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆｒｕｉｔｉｎｇ
ｐｅｒｉｏｄ，ｔｈｅ　ｄｒｉｐ　ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　ｑｕｏｔａ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｆａｃｔｏｒ　ｗｈｉｃｈ　ａｆｆｅｃｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓａｌｔ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｊｕｊｕｂｅ　ｒｏｏｔ
ｚｏｏｎ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆａｒｍｌａｎｄ　ｄｒａｉｎａｇｅ；ｓｏｉｌ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ；ｐｏｉｎｔ　ｓｏｕｒｃｅ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ；ｎｏｎ－ｐｏｉｎｔ　ｓｏｕｒｃｅ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ；ｓａｌｔ
ｔｒａｎｓｐｏｒｔ
南疆地区由于水文地质条件和干旱少雨、蒸发强烈的气候条件影响，土壤盐碱化严重，种稻改良和大水洗
盐致使排水过多，不仅造成水资源的浪费，而且排出的灌溉水水质较差，造成地下水和塔里木河水污染。为此，
如何使农田排水实现资源化利用是解决南疆地区水资源短缺的有效途径。各地的劣质水灌溉及试验证明，可
以用劣质水进行农田灌溉［１］。劣质水灌溉后容易引起土壤的次生盐碱化，使耕层的土壤含盐量或土壤溶液浓
DOI:10.13870/j.cnki.stbcxb.2014.04.052
度超过作物的耐盐度，从而影响作物生长和产量［２］。Ｅｌｍａｌｏｇｌｏｕ［３］使用相关模型，模拟了土壤水在点源和线源
下的动态。王全九等［４］认为，在低含水量时，微咸水累计入渗率随初始含水量的增加而增加。在微咸水入渗过
程中可用一维代数模型精确模拟［５］。王春霞等［６］得出，微咸水在水平湿润锋距离和交汇区宽度及地表湿润比
均随滴头流量的增大而增加。雪静等［７］研究表明，在间歇灌溉条件下微咸水间歇入渗了能够增加湿润深度。
Ｓｏｕｚａ［８］研究了不同滴头流量下不同浓度硝酸钾溶液的溶质运移。Ｍａｌａｓｈ等［９］采用轮灌、混灌多种咸淡组合，
研究了滴灌和沟灌条件下生长、产量、根区盐分分布和水分利用率。在微咸水滴灌下，土壤含水量纵向６０ｃｍ
土层内及水平方向随灌水定额的增大先减少后增加［１０］。因此，研究劣质水灌溉对作物的影响及水分入渗和盐
分分布特性，对于合理开展劣质水灌溉具有重要意义。在新疆南疆地区关于农田排水灌溉的研究较少。为了
促进农田排水在极端干旱区果树灌溉中合理的开发利用，研究了不同矿化度的农田排水灌溉土壤水分点源、面
源入渗特性和累积入渗量的变化，以及土壤盐分在枣树根区垂直剖面的分布及不同生育阶段的累积特性。
１　试验区概况
试验区位于新疆塔里木大学节水灌溉试验基地，试验用地２ｈｍ２。该区属于典型的大陆性极端干旱气候，
年降水量４６．７～６１．２ｍｍ，年蒸发量１　８７７．５～２　３３７．４ｍｍ，年均气温１０．４～１１℃，年日照数２　５７０～２　７７８ｈ，
年平均太阳总辐射量５７２．６６～６０６．１０ｋＪ／ｃｍ２，年平均无霜期１９３ｄ，热量丰富，昼夜温差大，干旱指数为７～
２０。沙性土壤，透气性好，土壤容重为１．３４～１．４５ｇ／ｃｍ３，田间持水率为２０％～２５％，地下水埋藏较深。
２　材料与方法
２．１　供试对象及种植方式
试验地选择现有的、生长条件一致的矮化密植种植模式下的枣树，试验于２０１１年、２０１２年和２０１３年进
行，分别对应具有２年、３年和４年树龄的红枣作为研究对象，种植株行距１．５ｍ×２ｍ，定植３　３００株／ｈｍ２。年
末秋季收果后进行修剪，株高保持在１～１．５ｍ。
表１　红枣施肥方案
试验处理
无机肥／（ｋｇ·ｈｍ－２）
Ｎ　 Ｐ２Ｏ５ Ｋ２Ｏ
有机肥／
（ｋｇ·ｈｍ－２）
单施氮磷钾肥（Ｋ１） １２００　 ７５０　 １０５０ －
氮磷钾肥＋有机肥混施（Ｋ２）１２００　 ７５０　 １０５０　 １８０００
单施有机肥（Ｋ３） － － － １８０００
２．２　农田排水灌溉试验处理
农田排水灌溉方式为滴灌，选用内镶式滴
灌管，据枣树间距现场打孔安装，滴头间距为
１．５ｍ＋０．３ｍ＋０．３ｍ＋１．５ｍ，单滴头最大流
量为３～５Ｌ／ｈ，工作压力为０．１ＭＰａ。红枣滴
灌带布置方式为单行毛管布置（２个滴头）。
试验用农田排水初始矿化度为６．２ｇ／Ｌ，
经淡水稀释配制成符合试验需要的滴灌用水矿化度，并用１　５００Ｌ的大型水箱储存备用。灌溉试验选择为３
因素３水平，３因素分别为滴灌定额、矿化度和施肥措施。滴灌定额水平为１３３．５，２００，２６７ｍ３／ｈｍ２；农田排水
矿化度水平为２ｇ／Ｌ，３ｇ／Ｌ，４ｇ／Ｌ；施肥措施水平见表１，根据试验需要选用Ｌ９（３４）正交表。有机肥为油渣或
腐熟鸡粪，年初一次性施入枣树根部，施入量为１８　０００ｋｇ／ｈｍ２。无机肥料每个生育阶段施肥一次，其中尿素
４０％基施，６０％随水滴施，施入量为１　２００ｋｇ／ｈｍ２，磷肥为重过磷酸钙全部基施，施入量为７５０ｋｇ／ｈｍ２，氯化钾
５０％用作基施，５０％随水滴施，施入量为１　０５０ｋｇ／ｈｍ２。
表２　农田排水矿化度及其钠吸附比
淡水∶农田排水 １∶０　 ３∶１　 １∶１　 ２∶３
矿化度／（ｇ·Ｌ－１） ０．３　 ２　 ４　 ５
钠吸附比 ８　 ６８　 ９６　 １１２
２．３　试验方法与样品采集
２．３．１　农田排水点源入渗试验　点源入渗试
验采用马氏瓶供水，滴头流量１．８３Ｌ／ｈ，流量
大小由阀门控制。点源入渗试验的初始条件
相同。入渗试验在湿润锋几乎停止前进时结束，并取土测定入渗剖面的土壤含水率。水平测定距离分别为０，
５，１０，１５，２０，２５ｃｍ，每个测点的垂直取土深度为０，５，１０，１５，２０，２５，３０ｃｍ。入渗试验农田排水矿化度见表２。
２．３．２　农田排水面源入渗试验　面源入渗试验采用定盘式负压入渗仪，负压水头设定为 Ｈ＝０ｃｍ与 Ｈ＝
－２．７ｃｍ。在试验开始时，记录负压入渗仪的初始水位，之后每隔１ｍｉｎ记录一次水位，在水位呈匀速下降时整
个试验过程结束。入渗试验农田排水矿化度见表２。
２．３．３　土壤盐分测定　土壤盐分采用溶液浸提法测定。自红枣萌芽期开始，在枣树发芽期、花期、挂果期和果
实成熟期进行土壤样品采集，取样深度分别为０－１０ｃｍ，１０－２０ｃｍ，２０－３０ｃｍ，３０－４０ｃｍ，４０－６０ｃｍ。土壤
盐分值分析采用垂直剖面上０－６０ｃｍ的累积值。
９７２第４期 　　　 　　张军等：干旱区农田排水灌溉对枣树根区土壤水盐运移特性的影响
２．４　数据处理与分析
采用ＤＰＳ　９．５、Ｏｒｉｇｉｎａ　ｌ８．５和Ｅｘｃｅｌ　２００７对试验测试数据进行整理和分析。
图１　点源入渗土壤水分水平运移特性
图２　点源入渗土壤水分垂直运移特性
３　结果与分析
３．１　土壤水分运移特性
３．１．１　农田排水灌溉水分点源入渗特性　图１、图２显示了
不同矿化度的农田排水点源入渗试验的土壤水分在水平和垂
直方向上的分布特性。由图１可看出，对照处理的土壤水分
在水平距离上呈缓慢下降的趋势，运移过程较为平稳，离滴头
越远土壤含水率越小。当采用农田排水灌溉后，不同矿化度
处理的土壤含水率在水平距离上随水质变化的波动性较大，
各处理的土壤水分较对照处理下降趋势明显，距离滴头越远
土壤含水率值相差越大。２ｇ／Ｌ处理的土壤水分在０－１０ｃｍ
范围内与对照处理的下降趋势线近乎重合，其值相差不大，但
在１０ｃｍ后，土壤含水率下降趋势明显，其值小于对照。而４
ｇ／Ｌ，５ｇ／Ｌ处理的土壤水分在水平距离上的变化规律较为一
致，在０－１０ｃｍ范围内土壤含水率有较为明显的下降，其值
小于２ｇ／Ｌ处理。在１０ｃｍ处土壤含水率突然增大，并与２
ｇ／Ｌ处理的水分趋势线重合，随后在１０－３５ｃｍ土壤含水率
呈较大幅度的降低。
由图２可知，对照及４ｇ／Ｌ，５ｇ／Ｌ处理的土壤水分在垂
直剖面上的差异较小，变化趋势较为一致，表层土壤含水率较大，随土壤深度增加，土壤含水率值整体呈减小趋
势，而２ｇ／Ｌ处理的土壤含水率在０－１５ｃｍ的变化趋势与其他处理略有不同，呈现先减小后增大再减小的趋
势，在该土层内其值要高于其他处理，在１５ｃｍ以下，其含水率变化与其他处理趋于一致，但其值要略低。
图３　面源入渗负压水头０ｃｍ土壤水分累积入渗量
图４　面源入渗负压水头－２．７ｃｍ
土壤水分累积入渗量
３．１．２　农田排水灌溉水分面源入渗累积特性　图３和图４
分别显示了在负压水头Ｈ＝０ｃｍ和 Ｈ＝－２．７ｃｍ条件下，
不同矿化度农田排水灌溉的负压入渗试验累积入渗量变化曲
线。由图３可看出，在负压水头０ｃｍ作用下，对照处理的土
壤水分累积入渗量要明显高于其他处理，入渗曲线与水平大
致呈４５°方向。当矿化度不断增大时，土壤水分累积入渗量出
现了较为明显的变化。２ｇ／Ｌ处理的土壤水分累积入渗曲线
在入渗开始的前８ｍｉｎ与对照处理相互重合，累积入渗量近
乎相等，当入渗时间延长至８ｍｉｎ后，变化曲线与对照分离，
土壤入渗量出现了明显的减小趋势，其值要小于对照。４ｇ／
Ｌ，５ｇ／Ｌ处理的土壤水分累积入渗量变化曲线相互重合，在
整个试验过程中其值相差不大，但两者的累积入渗量要小于
对照和２ｇ／Ｌ处理的入渗量。由图４可看出，在负压水头－
２．７ｃｍ作用下，对照和２ｇ／Ｌ处理以及４ｇ／Ｌ和５ｇ／Ｌ处理
的土壤水分累积入渗曲线在整个试验过程中的变化趋势较为
一致，曲线的重合度较高，说明两者的入渗量值相等，但是矿
化度较小处理的土壤入渗量值要高于矿化度较高的处理。由
上述分析可知，在相同的负压条件下，土壤水分入渗量随着农
田排水矿化度的增大而减小；而在不同负压条件下，土壤水分
入渗量随负压水头的增大显著降低。
３．２　土壤盐分运移特性
３．２．１　土壤盐分垂直变化　由图５可看出，不同树龄的枣树在不同灌溉处理条件下，土壤盐分值在垂直剖面
０８２ 水土保持学报　　　 　　 第２８卷
上的变化趋势较为一致，表层的土壤盐分含量较大，随着土壤深度的增加逐渐减小，在４０ｃｍ左右时其含量达
到峰值，并随之逐渐降低。
采用农田排水滴灌后，对于２年树龄的枣树，影响土壤盐分值在垂直剖面上分布特性的主要因素是灌水定
额，而矿化度和施肥措施对于土壤盐分值得影响较小。当考虑灌水定额的影响时，灌水定额为２００ｍ３／ｈｍ２ 处
理的土壤盐分值分别与１３３．５ｍ３／ｈｍ２ 和２６７ｍ３／ｈｍ２ 处理的差异性显著。影响３年树龄枣树根区垂直剖面
上土壤盐分值的关键因素是灌水定额和施肥措施。当考虑灌水定额的影响时，灌水定额为２００ｍ３／ｈｍ２ 处理
的土壤盐分值与１３３．５ｍ３／ｈｍ２ 和２６７ｍ３／ｈｍ２ 处理的差异性显著。当考虑施肥措施的影响时，单施氮磷钾肥
与单施有机肥处理的土壤盐分值的差异性显著，单施有机肥处理的土壤盐分值要高于其他两种施肥措施，说明
有机肥对于土壤改良的长效性，其功效并不能在短期内显现，而混合施肥措施会在一定程度上缓解农田排水灌
溉对土壤形成的危害，降低土壤盐分值。对于４年树龄的枣树，土壤理化性质受到农田排水滴灌年份的影响越
来越显著，农田排水灌水定额和矿化度依然是对土壤盐分值影响较大的关键因素。当考虑灌水定额的影响时，
灌水定额为２６７ｍ３／ｈｍ２ 处理的土壤盐分值分别与１３３．５ｍ３／ｈｍ２ 和２００ｍ３／ｈｍ２ 处理的差异性显著。当考虑
矿化度的影响时，矿化度为４ｇ／Ｌ处理的土壤盐分值与２ｇ／Ｌ和３ｇ／Ｌ处理的差异性显著性。同时，不同施肥
措施处理的土壤盐分值的差异性不显著。
图５　不同树龄枣树土壤盐分的垂直变化
３．２．２　土壤盐分随枣树生育期的变化　由图６可看出，不同树龄的枣树在不同处理条件下，土壤盐分值在枣
树各生育阶段内的变化趋势较为一致。在枣树发芽初期土壤盐分初始值较小，之后由于农田排水灌溉的影响，
盐分离子不断在土壤中累积，其值在枣树发芽期－花期－挂果期逐渐升高，并在挂果期达到峰值，随后在果实
成熟期土壤盐分出现较为明显的下降趋势。这是为了保证后期的红枣产量和品质，减小土壤盐分值，在红枣成
熟期采用了１～２次的淡水灌溉，对土壤盐分起到淋洗作用所致。
图６　土壤盐分在枣树生育期的变化
采用农田排水滴灌后，对于２年树龄的枣树，灌水定额是主要影响土壤中大量盐分累积的主要原因之一。
灌水定额为２００ｍ３／ｈｍ２ 处理的土壤盐分值与２６７ｍ３／ｈｍ２ 处理的差异性极显著。矿化度、施肥措施对土壤盐
分累积值的影响不大，各处理间的差异性不显著。对于３年树龄的枣树，灌水定额、施肥措施是影响枣树生育
期内土壤盐分值的关键因素。当考虑灌水定额的影响时，灌水定额为２００ｍ３／ｈｍ２ 处理的土壤盐分值与１３３．５
ｍ３／ｈｍ２ 处理的差异性极显著，与２６７ｍ３／ｈｍ２ 处理的差异性显著。当考虑施肥措施的影响时，单施氮磷钾肥
处理的土壤盐分值与单施有机肥处理的差异性极显著。单施有机肥处理的土壤盐分值要高于其他处理，施肥
１８２第４期 　　　 　　张军等：干旱区农田排水灌溉对枣树根区土壤水盐运移特性的影响
中包含氮磷钾肥处理的土壤盐分值较低，说明短期内的农田排水灌溉对于土壤微生态的影响，可以通过适宜施
肥措施的调节来缓解土壤盐分的胁迫作用。对于４年树龄的枣树，对枣树生育期内土壤盐分值影响的关键因素
是灌水定额和矿化度。当考虑灌水定额的影响时，灌水定额为２６７ｍ３／ｈｍ２ 处理的土壤盐分值与１３３．５ｍ３／ｈｍ２
和２００ｍ３／ｈｍ２ 处理的差异性显著，而１３３．５ｍ３／ｈｍ２ 和２００ｍ３／ｈｍ２ 处理的土壤盐分值的差异性不显著。当考
虑矿化度的影响时，矿化度为４ｇ／Ｌ处理影响土壤盐分累积值与３ｇ／Ｌ处理的差异性显著。不同施肥措施处
理的土壤盐分累积值的差异性不显著。
４　结论与讨论
４．１　土壤水分入渗特性
农田排水灌溉会影响土壤理化性质，进而改变土壤入渗性能。在点源入渗过程中，农田排水矿化度对土壤
水分在水平方向上的入渗影响较垂向明显，当矿化度大于２ｇ／Ｌ时，水平距离土壤含水率值随着矿化度的增大
呈显著下降趋势。有研究表明，当入渗水矿化度大于３ｇ／Ｌ时土壤的入渗率逐渐减小［１０］。刘春成［１１］的研究表
明，土壤入渗能力在矿化度为１ｇ／Ｌ时达到最大，超过１ｇ／Ｌ后则随矿化度的增大而减小。在农田排水灌溉的
面源入渗过程中，当负压条件相同时，土壤水分入渗量随着农田排水矿化度的增大而减小；而当负压条件不同
时，土壤水分入渗量随负压水头的增大显著降低。由于农田排水的钠吸附比随矿化度的增加而增大（表１），所
以钠吸附比对水分入渗特性的影响也不容忽视，钠吸附比越大，表明灌溉水中钠离子的比例越高，而钠离子容
易造成土壤的弥散，因此不利于湿润体的运移。在低矿化度时，钠吸附比较小，盐分增加对入渗率的影响较钠
吸附比小，导致土壤入渗量增加。随着入渗溶液矿化度的增大，钠吸附比增大，土壤中交换性钠百分比达到较
高的水平，其对土壤的破坏程度已超过矿化度，土壤渗透性变差，水分入渗量随矿化度的增加先增后减小。这
与肖娟等［１２］关于湿润体的平均含水率随着钠吸附比的增加而减小，较大的灌溉水钠吸附比不利于水分的入渗
的结论一致。
４．２　土壤盐分运移特性
采用农田排水灌溉后，２年、３年、４年树龄的枣树不同处理的枣树根区土壤盐分值均较初始值高，这是由
于农田排水中大量的盐分离子被携带进入土壤中并逐渐积聚。土壤盐分在土壤垂直剖面上的分布具有极其相
似的变化规律，即随着入渗深度的增加，土壤剖面的盐分运移大致可分为以下３个阶段：（１）表层盐分值较高，
在１０－２０ｃｍ范围内随着土壤盐分值的逐渐降低，该区域表现出较明显的脱盐现象，这是因为滴灌后的水分淋
洗对于减轻１０－２０ｃｍ表层土壤盐分值具有一定的积极作用；（２）在２０－４０ｃｍ土层内，土壤盐分值呈显著增
大趋势，大量的可溶性盐分离子随着水分的入渗被带入该区域，盐分值逐步累积，同时４０ｃｍ是湿润锋在该区
域最大的下渗深度，表现出了盐分在湿润锋边缘积聚的特性，０－４０ｃｍ土层是盐分的易变层［１３］。（３）４０ｃｍ以
下土壤盐分值开始下降，这是由于灌水后水中携带的盐分由于土壤的拦蓄和截留作用，水分较少达到湿润锋以
下，４０ｃｍ以下土壤盐分值较小。
土壤盐分值在枣树各生育阶段内的变化趋势较为一致。农田排水灌溉后对土壤盐分累积值的影响较大，
随着灌水次数的增加盐分离子在土壤中逐渐累积，在枣树发芽期－花期－挂果期土壤盐分含量逐渐升高，并在
挂果期达到峰值。花期－挂果期是枣树的生育关键期，过多的农田排水灌溉，会造成土壤盐胁迫程度不断增
大，枣树生育过程受到限制，不利于后期枣树的品质和产量的提高。因此，在枣树花期－挂果期适当采用了淡
水与农田排水的轮灌模式，通过淡水淋洗降低土壤盐分，所以土壤盐分在枣树生育后期出现较为明显的下降趋
势。另外，通过加大滴灌定额也可对盐分起到淋洗作用，微咸水滴头正下方纵向的脱盐系数会随着灌水量的增
加而增加［１４］。其次，在农田排水灌溉过程中，可通过施肥措施改善土壤结构，调节土壤环境，以达到有效缓解
土壤盐分累积所带了的不利影响。
参考文献：
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２８２ 水土保持学报　　　 　　 第２８卷
弱黄土地区的风蚀强度。养分多是以淋容或随表土的侵蚀而流失，黄土地区养分流失量十分严重，并且此地区
的非点源污染面积也非常大。由图１和图２可知，保水剂具有吸收水肥的能力和缓释水肥能力［５］，这将减少肥
料的淋容；另外，在增加土壤含水量减少径流的前提下，肥料随表土的流失量也将减小。所以保水剂的保水保
土保肥能力可以改良黄土地区的耕作环境，也可以减弱非点源污染。
３　结 论
（１）两种型号保水剂的吸水倍率，随复合肥溶液浓度的增加而减小，其中 Ｍ型保水剂在溶液中的吸水倍率
和吸水速率都高于Ｌ型；两种型号保水剂在不同溶液中的吸水倍率和吸水时间呈现出明显的对数相关；两种
型号保水剂的高效强吸水的特征表现在前３０ｍｉｎ。
（２）在模拟自然蒸发情况下，Ｍ（０．１％）和 Ｍ（０．２％）保水剂的时蒸发量达到０．８９６ｇ；在不同时间段 Ｍ
（０．０５％）失水速率的相对差异性较小，可以认为此处理的保水剂可以稳定释放水分。
（３）保水剂、２５％五福克悬浮种衣剂以及菌剂的复配，可以为种子的萌发以及植物的生长营造良好的生长
环境；保水剂通过提高对水分的利用率，进而提高植物的地径、生物量和覆盖度，不同处理的波斯菊生物量存
在：ＺＭＦ＞ＺＬＦ＞ＺＭ＞ＺＬ＞Ｚ。
（４）保水剂与复合肥的复配施用于植物，通过改变水分的时空分配、改变土壤理化性质和提高植物的覆盖
度，可以延缓黄土坡地的产流时间，减小地表径流、径流系数、泥沙含量和降雨侵蚀量，从而起到保水保土保肥
作用，改良了黄土地区的耕作环境，也减弱了化肥的浪费和污染。
参考文献：
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８８２ 水土保持学报　　　 　　 第２８卷