滴头流量对压砂土壤水盐分布及西瓜生长、产量的影响.pdf

2023年 4月 灌溉排水学报 第 42卷 第 4期 Apr 2023 Journal of Irrigation and Drainage No 4 Vol 42 30 文章编号 1672 3317 2023 04 0030 08 滴头流量对 压砂 土壤水盐分布及西瓜生长 产量的影响 杨宗凯 1 谭军利 1 2 3 王西娜 4 马 瑞 4 1 宁夏大学 土木与水利工程学院 银川 750021 2 宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术 研究中心 银川 750021 3 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心 银川 750021 4 宁夏大学 农学院 银川 750021 摘 要 目的 探明微咸水灌溉条件下滴头流量对压砂地土壤水盐分布及西瓜生长和产量的影响 方法 通过 田间试验 设置 Q1 2 L h Q2 3 L h Q3 4 L h 3种滴头流量 研究滴头流量对灌水前后土壤水盐分布特 征 西瓜生长 产量 果实品质及水分利用效率的影响 结果 滴头流量越大 土 壤 水平 湿润范围越大 膜间土 壤含水率越高 滴头下方垂直湿润深度 越浅 各处理 0 100 cm土壤盐分经过一个全生育期 均 呈下降趋势 盐分减少 量随滴头流量增大而增加 果实可溶性糖量随滴头流量增大呈先增大后减小趋势 Q2处理 最大 分别较 Q1 Q3处 理 提高了 54 3 和 22 3 维生素 C量随滴头流量增加呈先减少后增加趋势 Q3处理 最高 较 Q2处理提高了 53 7 西瓜产量与灌溉水利用效率均随滴头流量增大而增加 Q3处理产量 分别 较 Q1 Q2处理 提高了 6 20 和 3 56 Q3 处理 的 灌溉水利用效率 分别 较 Q1 Q2处理 提高了 6 49 和 3 72 结论 综合考虑土壤水盐再分布形式与西瓜产 量 品质 适用于压砂地西瓜微咸水滴灌流量为 Q3 4 L h 关 键 词 滴灌 滴头流量 压砂地 微咸水 水盐分布 西瓜 中图分类号 S257 6 S651 文献标志码 A doi 10 13522 ki ggps 2022324 OSID 杨宗凯 谭军利 王西娜 等 滴头流量对压砂土壤水盐分布及西瓜生长 产量的影响 J 灌溉排水学报 2023 42 4 30 37 YANG Zongkai TAN Junli WANG Xi na et al Effect of Dripping Rate on Soil Water and Salt Redistribution and Growth and Yield of Watermelon in Gravel mulched Field J Journal of Irrigation and Drainage 2023 42 4 30 37 0 引 言 1 研究意义 宁夏中卫香山地处干旱半干旱地带 农业水资源相对 紧缺 1 2 当地采用微咸水滴灌与压 砂覆膜相结合的种植方式应对水资源匮乏状况 该模 式比其他种植技术 能 有效降低作物棵间蒸发 影响土 壤水热运移 3 对土壤表层进行覆盖处理 可 弱化土 壤盐渍化危害 改善作物根系生长环境 4 6 当地瓜 农 利用滴灌种植西瓜 但 缺乏合理的滴灌参数指导 调节灌水量 滴头流量与滴头间距等滴灌参数 可影 响土壤水盐分布与作物产量 7 压砂地表层的砂砾层 渗透性强 土壤层渗透性相对较弱 滴头流量作为 滴 灌技术重要参数 之一 通过调节滴头流量来改善压砂 地土壤水盐分布 对当地西瓜种植与水资源高效利用 有重要意义 研究进展 砂砾覆盖 可 有效改变水分 入 渗阶段土壤优 质 流与基质流配比 8 蒸发时期水分 收稿日期 2022 06 14 基金项目 宁夏自然科学基金项目 2022AAC02013 2020AAC03090 国家自然科学基金项目 31860590 宁夏高等学校一流学科建设 水利 工程 项目 NXYLXK2021A03 作者简介 杨宗凯 1992 男 河南登封人 硕士研究生 主要从事 农业水资源高效利用研究 E mail 1269764230 通信作者 谭军利 1979 男 湖南茶陵人 博士 教授 主要从事 农业水资源高效利用研究 E mail tanjl 阶段化运动规律同样受覆砂影响 9 10 蒸发与入渗阶段 水分运动导致土壤盐分运动与分布形式发生改变 11 覆砂对土壤水盐的调控效果 直接作用于压砂瓜的耗 水量及产量 12 滴头流量作为田间滴灌的基本参数 对调控土壤水盐运移有重要作用 13 湿润体垂向距离 随滴头流量的增大而减小 水平湿润距离则随滴头流 量增大而增大 14 土壤脱盐区的形成与湿润体的形 状有密切关系 适当的滴头流量可促使适合作物生 长的湿润体与脱盐区形成 对作物生长有一定的促 进 作用 15 18 可有效提高作物产量 18 21 切入点 覆砂与适宜的滴头流量可以改变土壤的水盐分布特 征为 作物 的生长提供良好的水盐环境 但滴头流量 对 压砂地土壤水盐分布影响的研究相对较少 滴头流量 与压砂西瓜产量的关系并不明 确 选择适宜的滴头流 量是压砂地西瓜产业急需解决的关键问题 拟解决 问题 为此 通过田间试验比较不同滴头流量对土壤 水盐分特征 西瓜生长及产量和品质的影响 为压砂 地微咸水合理利用提供理论依据和技术 支持 1 材料与方法 1 1 试验区概况 试验于 2021年 4 8月在宁夏中卫市沙坡头区香 杨宗凯 等 滴头流量对压砂土壤水盐分布及西瓜生长 产量的影响 31 山乡红圈子村进行 该区域 温差大 气候干燥 年 降 水量 220 240 mm 蒸发量为 2 200 2 500 mm 年蒸 发量是 年降水量 的 9 10 倍 年内 降水不均 主要集 中在 6 7 月 西瓜生育期降水量 81 6 mm 日降 水 量分布 如 图 1 所示 图 1 西瓜生育期内降 水 量 Fig 1 Rainfall distribution during watermelon growth period 试验地 0 100 cm 土层 土壤理化性质 见 表 1 表 1 土壤基本理化性状 Table 1 Basic physical and chemical properties of soil 土层深度 cm pH 值 EC 值 S cm 1 土壤 体积 质量 g cm 3 有机 质 量 g kg 1 田间 持水率 0 20 8 38 619 37 1 65 7 47 21 14 20 40 8 40 809 43 1 62 8 31 24 28 40 60 8 37 825 18 1 51 8 17 24 00 60 80 8 44 1 038 91 1 50 7 23 25 23 80 100 8 22 873 09 1 55 4 65 29 38 当地灌溉 采用 地下微咸水 地下水埋深在 200 260 m 范围内 近年 来 呈下降趋势 地下水 盐 分 及离子成分如表 2 所示 表 2 灌溉水盐 分 及离子组成 Table 2 Salinity and ionic composition of irrigation water pH 值 EC 值 mS cm 1 Ca2 g L 1 CO32 g L 1 Mg2 g L 1 K g L 1 Na g L 1 HCO3 g L 1 Cl g L 1 SO42 g L 1 7 96 5 18 0 15 0 01 0 26 0 01 0 21 0 05 1 15 0 11 1 2 试验设计 试验在田间进行 铺设贴片式滴灌管 滴头间距 为 15 cm 管上覆宽度为 1 m 塑料薄膜 试验设 3 种 滴头流量 分别为 Q1 2 L h Q2 3 L h Q3 4 L h 为 3 个处理 每个处理 1 个首部 安装压 力表 监测滴灌管工作压力 由首部阀门调节压力 3 个处理全生育期灌水 9 次 每次 灌水量 90 m3 hm2 全生育期共灌水 810 m3 hm2 灌水量参考试验田附近 农户经验灌水量 由 水表控制 灌溉频率参 考不同生 育期灌水量与灌溉定额的 最适 比例设定 幼苗期灌水 1 次 伸蔓期灌水 2 次 每次间隔 7 d 坐果期灌 水 1 次 膨瓜期灌水 5 次 每次间隔 7 d 每 个首 部后接 5 条滴灌管 对应 5 行 中间 3 行为 3 个重复 两 边 各 1 行为保护行 避免试验区被其他处理干扰 西瓜株行距为 1 2 m 1 7 m 每个小区 共 30 株 西 瓜 1 3 样品采集及测定方法 1 3 1 土壤指标 在 水平 距离 滴灌带 0 15 30 45 60 75 90 105 120 cm 处 垂直向下 每 20 cm 取 1 次 土 取至 100 cm 植株行距为 120 cm 取样时间为播前取 1 次 6 月 30 日灌水前取 1 次 7 月 10 日取 1 次为灌 水后土样 当地农民灌水周期为 2 周 1 次 且 10 d 内无降 水 干扰 西瓜成熟后取 1 次 用烘干法测量 土壤含水率 将土样 风干碾碎过 1 mm 筛 将土样配 置土水质量比 1 5 的溶液 用雷磁 DDS 307A 电导 率仪 测量电导率 1 3 2 西瓜生长指标 在西瓜伸蔓期 开花期 坐果期 成熟期 每个 小区 选取 5 株瓜 用卷尺测量主蔓长 游标卡尺测量 植株茎粗 1 3 3 西瓜品质及产量 西瓜成熟后 每个小区选取 10 个瓜作为样本 测量各项指标 用百分位电子 秤 称量单瓜 质量 kg 纵切 用卷尺测量西瓜横径与纵径 cm 用硬度 计测量瓜皮硬度与果肉硬度 kPa 用数显折射仪 测量可溶性固形物 用 NaOH 滴定法测 定 总酸 用蒽酮比色法测定可溶性糖 g kg 用钼 蓝比色法测定维生素 C mg kg 1 3 4 灌溉水 分 利用效率 灌溉水分利用效率计算式 22 为 iWUE Y Ir 1 式中 iWUE 为 灌溉水分利用效率 kg m3 Y 为 西 瓜果实产量 kg hm2 Ir 为灌溉 定额 m3 hm2 1 3 5 数据处理 采用 SPSS Statistics 25 处理 试验数据 采用 LSD 法进行差异显著性检验 采用 Origin2018 作图 2 结果 与 分析 2 1 滴头流量对 灌水前后 土壤水分 分布 的影响 6月 30日灌水前土壤 质量 含水率分布情况如图 2 所示 灌水前各处理水分分布形式 无明显规律 这 可能与取样前的多次 降水 有关 土壤 质量 含水率从 地表到深层呈先增大后减小的分布特 征 在心土层 0 5 10 15 20 25 0502 0516 0530 0613 0627 0711 降 水 量 mm 日期 灌溉排水学报 32 40 60 cm 土壤 质量 含水率达到最高 7 月 10 日 灌水后 在 水平尺度上 各处理土壤 质量 含水率从膜 内到膜间呈下降趋势 在膜间 土壤 含水率最低 受 大气条件影响 该区域部分水分补给土壤蒸发 土 壤 质量 含水率降低 垂直方向 土壤 质量 含水率随 土 层 深度增加呈先增大后减小 趋势 心土层 土壤 质量 含 水率较高 与播前相似 滴头流量对土壤剖面水分分布有显著影响 Q1 处理下土壤水分主要集中在膜内心土层 膜间 土壤 质 量 含水率下降 若以含水率为 12 的等值线所包围的 区域为低含水区 则膜间低含水率区域深度达到 25 cm Q2 处理下水分集中在心土层 该土层膜内蓄水 量稍高于膜间 低含水率最深达 10 cm Q3 处理水分 同样聚集在心土层 该土层膜间 土壤 质量 含水率较高 膜间低含水 率 区域 深度为 5 cm 并且在表土层 0 40 cm 以滴头为中心形成半径为 20 40 cm 的类圆形含 水率较低区域 综上可知 滴头流量越大 水平湿润 范围越大 膜间 土壤质量 含水率越高 a Q1 灌水前 b Q2 灌水前 c Q3 灌水前 d Q1 灌水后 e Q2 灌水后 f Q3 灌水后 图 2 灌水前后各处理土壤含水率分布 Fig 2 Distribution of soil moisture content before and after irrigation 2 2 滴头流量对土壤盐分的影响 6 月 30 日 灌水前土壤电导率分布 见 图 3 Q1 Q2 处理 土壤 电导率 在底土层 60 100 cm 较大 Q3 处理 电导率 较为均匀 无积盐区 空间尺度上各处理 土壤 电导率 差异性较大 无明显规律 这是由灌水前 试验区多次 降水 导致 7 月 10 日灌水后各处理土壤电导率分布形式 见 图 3 若以 400 S cm等值线包围的区域为脱盐区域 以 800 S cm 等值线包围的区域为积盐区域 Q1 处 理 小区灌水后 滴头下方脱盐区深度达 90 cm 水平 脱盐范围约 30 cm 表土层脱盐区域较小 膜间表土 层均未达到脱盐标准 膜间心土层出现积盐区 底土 层 电导率 较灌水前下降 以上说明该处理盐分发生横 向上移 Q2 处理 在滴头下方脱盐深度为 40 50 cm 水平范围较大 表层土脱盐区域较大 心土层 土壤 电 导率 较灌水前有所增加 底土层 电导率 下降 说明该 处理土壤盐分上移 上移效果较 Q1 处理 差 未出现 积盐区 Q3 处理脱盐深度为 30 40 cm 表土层完全 脱盐 40 80 cm 脱盐效果不明显 在 80 100 cm 层 部分区域大量积盐 a Q1 灌水前 b Q2 灌水前 c Q3 灌水前 12 12 14 16 16 16 16 18 18 20 10 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 土层深度 cm 膜内 膜间 膜内 距滴头水平距离 c m 8 10 12 14 16 18 20 22 24 土壤质量 含水率 14 16 16 18 18 18 20 20 12 22 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 膜内 土层深度 cm 膜间 膜内 土壤质量 含水率 距滴头水平距离 c m 8 10 12 14 16 18 20 22 24 16 18 18 18 20 14 22 20 12 10 12 12 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 膜内 土层深度 cm 膜间 膜内 土壤质量 含水率 距滴头水平距离 c m 8 10 12 14 16 18 20 22 24 12 12 14 16 16 18 20 22 10 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 膜内 土层深度 cm 膜间 膜内 土壤质量 含水率 距滴头水平距离 c m 8 10 12 14 16 18 20 22 24 12 14 14 16 16 16 18 20 18 20 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 膜内 土层深度 cm 膜间 膜内 土壤质量 含水率 距滴头水平距离 c m 8 10 12 14 16 18 20 22 24 14 16 16 16 16 18 18 20 22 18 12 12 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 膜内 土层深度 cm 膜间 膜内 土壤质量 含水率 距滴头水平距离 c m 8 10 12 14 16 18 20 22 24 300 300 300 400 400 500 500 500 600 600 700 800 700 400 800 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 土层深度 c m 距滴头水平距离 c m 膜内膜间 200 300 400 500 600 700 800 300 300 400 500 500 500 600 600 600 600 700 800 600 500 700 800 700 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 土层深度 c m 距滴头水平距离 c m 膜内膜间 200 300 400 500 600 700 800 400 400 400 500 500 500 500 500 600 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 土层深度 c m 距滴头水平距离 c m 膜内膜间 200 300 400 500 600 700 800 杨宗凯 等 滴头流量对压砂土壤水盐分布及西瓜生长 产量的影响 33 d Q1 灌水后 e Q2 灌水后 f Q3 灌水后 图 3 灌水前后各处理电导率分布 Fig 3 Conductivity distribution of each treatment before and after irrigation 灌水后滴头下方土 壤脱盐深度表现为 Q1 处 理 Q2 处理 Q3 处理 说明滴头流量越大 脱盐区域 越浅 表土层脱盐效果为 Q3 处理 Q2 处理 Q1 处理 说明滴头流量越大 土壤水平脱盐范围越广 随着滴 头流量的增大 土壤 水平脱盐 范围增大 垂直脱盐 深 度减小 表 3 为 播前与收获期不同 土层 深度土壤 电导率 将盐分变化量定义为收获期与播前土壤平均电导率 之差 盐分变化 率 为盐分变化量与初始电导率比值 收获期 Q3 处理 盐分减少最多 心土层 Q1 Q2 处理 盐分减少较多 约为 26 Q2 Q3 处理 底土层 脱盐 效果 优于 Q1 处理 土壤剖面盐分平均变化率均为负 值 说明各处理土壤均为脱盐状态 且脱盐效果随滴 头流量增大而提高 表 3 播前 收获期各处理不同土层平均电导率 Table 3 Average conductivity of different soil layers before sowing and during harvest S cm 土层深度 cm 播前 收获期 土壤 盐分变化 率 Q1 处理 Q2 处理 Q3 处理 Q1 处理 Q2 处理 Q3 处理 Q1 处理 Q2 处理 Q3 处理 0 20 568 31 659 22 631 35 384 27 396 39 389 18 32 5 40 7 38 5 20 40 850 46 712 41 866 37 598 45 516 59 465 22 30 3 28 4 46 7 40 60 870 28 833 16 772 57 730 57 617 33 572 47 16 4 26 3 26 6 60 80 1 146 49 1 004 86 966 68 640 24 553 36 552 29 44 7 45 3 43 7 80 100 740 77 929 39 950 62 679 64 560 42 547 59 27 6 40 6 42 6 收获期土壤电导率分布如图 4 所示 Q1 处理在 0 5 cm 土层 深度形成较小脱盐区 在膜间 20 cm 以 下 土层 大量积盐 Q2 处理 在膜间 0 20 cm 形成脱盐 区 底土层发生小范围积盐 40 80 cm 土层 深度存 在较大的电导率大于 600 S cm区域 Q3处理膜内 膜间均存在脱盐区 深度约 20 cm 心土层和底土层 盐分也相对较低 随着滴头流量增加 高盐区面积越 来越小 位置逐渐下移 说明此次试验中大滴头流量 可有效改善土壤盐分累积 a 2 L h b 3 L h c 4 L h 图 4 收获期各处理电导率分布 Fig 4 Conductivity distribution of each treatment during harvest 2 3 滴头流量对西瓜生长的影响 西瓜各生育期主蔓长如图 5 所示 Q2 处理 主蔓 长在伸蔓期比 Q1 Q3 处理 长 10 20 cm 原因可能是 植株生长初期根系分布较浅 对盐分胁迫敏感 Q1 处理水平方向盐分淋洗效果最差 Q3 处理 垂直方向 盐分淋洗效果最差 Q2 处理 脱盐区对西瓜苗期生长 更为合理 伸蔓期 开花期 各处理主蔓 增长量为 132 134 cm 增长量无明显差异 从开花期开始 作 300 300 400 400 400 400 500 600 700 500 800 600 600 700 800 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 距滴头水平距离 c m 土层深度 c m 膜内膜间膜内 200 300 400 500 600 700 800 400 500 500 600 600 700 500 300 600 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 土层深度 c m 距滴头水平距离 c m 膜内膜间 200 300 400 500 600 700 800 400 400 500 500 500 600 300 700 800 600 500 600 300 500 600 600 700 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 土层深度 c m 200 300 400 500 600 700 800 距滴头水平距离 c m 膜内膜间 400 400 400 500 500 500 600 600 700 800 700 800 600 500 700 600 800 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 距滴头水平距离 c m 土层深度 c m 膜内膜间膜内 200 300 400 500 600 700 800 500 500 500 500 600 600 400 600 600 700 800 400 400 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 土层深度 c m 距滴头水平距离 c m 膜内膜间膜内 200 300 400 500 600 700 800 400 400 400 500 500 500 500 600 600 600 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 EC 值 S cm 1 土层深度 c m 距滴头水平距离 c m 膜内膜间膜内 200 300 400 500 600 700 800 灌溉排水学报 34 物从营养生长转变为生殖生长 主蔓生长减缓 各处 理增长量在 20 cm 左右 坐果期 成熟期 Q1 Q2 处理 增长量大约在 24 cm Q3 处理 增长 37 cm 生长 速度大于其他处理 最终主蔓长度均在 310 320 cm 各处理无明显差异 表明西瓜主蔓增长在各生育期滴 对 滴 头流量响应不同 伸蔓期与成熟期对滴头流量较 为敏感 其他生育期受滴头流量影响较小 图 5 不同生育期植株的主蔓长 Fig 5 Main vine length of plants at different growth stages 如图 6 所示 在整个西瓜生育期中 Q3 处理 茎 粗 显著 大于 Q1 Q2 处理 伸蔓期 3 个处理茎粗较前 期依次增加了 26 1 30 5 35 0 Q3 处理增速 最明显 茎粗在开花期以后增长缓慢 其原因与主蔓 长从开花期生长减缓原因相同 西瓜从营养生长阶段 转变为生殖生长阶段 总的来说 Q3 处理 能 更好的 促进植株茎粗增长 图 6 不同生育期植株的茎粗 Fig 6 Stem diameter of plants at different growth stages 2 4 滴头流量对西瓜产量及品质指标影响 由表 4 可知 不同滴头流量西瓜的横径均达到了 23 cm 瓜皮硬度在 86 89 kPa 之间 果肉硬度在 1 2 kPa 之间 各处理之间无明显差异 Q3 处理 纵径 优于 Q1 Q2 处理 西瓜纵径与横径的比值定义为果形指 数 是果实品质外观的重要指标 果实形态指数为 Q3 处理 最大 果型相对较好 综上 Q3 处理 更有利 于 西瓜果实形态发育 表 4 不同滴头流量对西瓜形态指数影响 Table 4 Effects of different dripper flow on morphological index of watermelon 处理 横径 cm 纵径 cm 瓜皮硬度 kPa 果肉硬度 kPa 果形指数 Q1 23 05 0 35a 32 20 1 60b 88 54 1 58a 1 60 0 11a 1 41 0 03ab Q2 24 63 2 15a 32 27 0 57b 86 68 4 45a 1 91 0 29a 1 32 0 11b Q3 23 00 0 60a 35 35 0 45a 88 04 6 43a 1 47 0 40a 1 54 0 02a 注 同一列不同字母表示在 0 05 水平有显著差异 下同 由 表 5 可知 不同滴头流量处理下的瓜心可溶 性固形物均在 11 水平以上 瓜周的在 9 5 以上 总酸量都在 7 9 之间 各处理间并无显著差异 不同滴头流量对总酸量 瓜心和瓜周 的可溶性固形 物量影响并不明显 维生素 C 量最高的是 Q3 处理 较 Q1 Q2 处理 的维生素量分别提高了 14 8 和 53 7 可溶性糖量最高的是 Q2 处理达 75 04 g kg 与 Q1 Q3 处理 相比 可溶性糖量分别提高了 54 3 22 3 因此 Q2 处理 口感更好 Q3 处理 维生素 C 量 最高 表 5 不同滴头流量处理对西瓜品质的影响 Table 5 Effects of different dripper flow treatments on watermelon quality 处理 瓜心可溶性固形物质 瓜周可溶性固形物质 总酸 VC mg kg 1 可溶性糖 g kg 1 Q1 11 75 0 05a 9 65 0 15a 0 08 0 01a 34 79 2 25a 48 64 2 60c Q2 11 57 0 67a 9 90 0 35a 0 07 0 01a 25 98 2 99b 75 04 5 70a Q3 11 80 0 02a 9 55 0 35a 0 09 0 01a 39 93 1 91a 61 35 2 53b 由表 6 可知 西瓜产量随滴头流量增加而增大 试验中所有处理灌水定额及灌水周期一致 所以灌溉 水分利用效率与产量呈相同规律 本试验中 增大滴 头流量 有利于提高产量与灌溉水分利用效率 表 6 不同滴头流量处理对西瓜产量及灌溉水 分 利用效率的影响 Table 6 Effects of different dripper flow treatments on watermelon yield and irrigation water use efficiency 处理 单瓜质量 kg 产量 t hm 2 灌溉水 分 利用效 率 kg m 3 Q1 10 46 0 20b 41 10 0 75b 50 67 0 97b Q2 10 74 0 63ab 42 15 2 40ab 52 02 3 05ab Q3 11 14 0 68a 43 65 2 70a 53 96 3 23a 0 50 100 150 200 250 300 350 伸蔓期 开花期 坐果期 成熟期 主蔓长 cm 生育期 2 L h 3 L h 4 L h 滴头流量 12 14 16 18 20 22 24 26 28 伸蔓期 开花期 坐果期 成熟期 茎粗 mm 生育期 2 L h 3 L h 4 L h 滴头流量 杨宗凯 等 滴头流量对压砂土壤水盐分布及西瓜生长 产量的影响 35 3 讨 论 土壤覆砂影响土壤蒸 发与入渗 砂层水分传输能 力较弱 土壤层 水分只能以水蒸气形式向上 扩散 灌 水后土 壤 含水率 较高 但受砂层水分运输能力 限制 土层水分 不易到达砂层表面补给蒸发量 23 限制 土壤 蒸发中的快速失水阶段 10 蒸发损失较小 水分可有 效进入覆砂土壤中 入渗过程 中 砂 层大孔隙具备储 水能力 导致水分发生一定横向运移 24 横向运移后 因大孔隙导流作用水分垂直 入渗 25 到达土层对土壤 进行湿润 影响土壤受水方式 26 本试验水盐分布特 征受压砂与滴灌共同影响 水分再分布发生在灌水后 12 h 内 27 滴头流量 在该时间段内显著影响土壤水分分布 28 覆砂与覆膜 结合条件下随滴头流量的增加 湿润区水平 距离 增大 垂直 深度 减小 这与 前人 24 研究结论相似 本试验水 分运动规律与谭军利等 26 研究 结果不同 原因可能是 砂层砂砾级配导致的孔隙大小不同 孔隙大小决定砂 层饱和导水率 26 27 滴头流量与砂层饱和导水率的关 系决定了水分运动形式 本次试验灌水后取样时间距 灌水前较久 该时间段内土壤水运动受自然驱动力影 响大 水分分布形式仍 存在 一定的差异性 说明滴头 流量对覆砂 土壤水分分布影响较为长久 对改善作物 水分环境有较大可行性 流量较小的 Q1 处理 滴头下方垂直脱盐深度较大 膜间脱盐效果较差甚至出现返盐现象 流量较大的 Q3 处理 脱盐区宽浅 表土层以下盐分累积 这与 前 人 29 研究 规律 相符 收获期土壤盐分均有下降 这可 能是因为西瓜生育期降 水 较多所致 灌溉属补灌性质 说明对 滴头流量 调节 与 降水 结合 可影响土壤盐分 分布形式 李德智等 30 研究表明 滴头流量的改变对作物耗 水规律造成影响 合适的滴头流量决定土壤的湿润区 与脱盐区 形状 影响植物根系发育 改善根系吸水效 果 促进作物生长发育 本 研究 中最适合西瓜生长的 滴头流量 是 4 L h 此时 根系吸水量最大 灌水后 滴 头附近形成 面积较大 类圆形 土壤 含水率较低区域 本试验将滴头流量设置为单一因素 控制的则是 土壤下湿润区与脱盐区形状 灌水定额大小影响土壤 湿润区大小 31 湿润区与脱盐区综合可影响植物根系 发育吸水 本次试验灌水定额较小 微咸水滴灌条件 下较小的灌水定额会导致盐分在土壤表层聚集 32 后 续试验可将灌水定额纳入试验因素 以求得最适合当 地西瓜种植的灌水定额与滴头流量 组合 4 结 论 1 随 着滴头流量增大 水平 湿润距离 增加 压 砂地微咸水滴灌 膜间 0 60 cm 土层土壤含水率越高 2 脱盐区 形状 随滴头流量增加 从 窄 深 向 宽 浅 发展 研究区土壤剖面 土壤 总 含盐量随 滴头流量 增大 而减小 3 本试验中 滴头流量为 4 L h 处理 的 西瓜果 实品 质表现较好 果形指数 维生素 C 可溶性糖量较高 该灌溉定额条件下 产量 与灌溉水利用效率随滴头流 量增加而提高 4 L h 处理的产量与灌溉水利用效率 处于较高水平 参考文献 1 赵小勇 宁夏压砂地生产潜力评价及空间决策系统研究 D 银川 宁夏大学 2015 2 李文明 吕建国 苦咸水淡化技术现状及展望 J 甘肃科技 2012 28 17 76 80 3 虎军宏 压砂地滴灌对土壤水热运移影响的模拟研究 D 兰州 兰 州理工大学 2021 4 MULUMBA L N LAL R Mulching effects on selected soil physical properties J Soil and Tillage Research 2008 98 1 106 111 5 WANG J GHIMIRE R FU X et al Straw mulching increases precipitation storage rather than water use efficiency and dryland winter wheat yield J Agricultural Water Management 2018 206 95 101 6 RAHMA A E WANG W TANG Z J et al Straw mulch can induce greater soil losses from loess slopes than no mulch under extreme rainfall conditions J Agricultural and Forest Meteorology 2017 232 141 151 7 王蓉 马玲 郭永婷 等 优化水肥与滴头间距组合对日光温室黄瓜 生长及产量的影响 J 节水灌溉 2021 4 75 81 WANG Rong MA Ling GUO Yongting et al Effects of optimal water fertilizer and interval of water dropper combination on growth and yield of cucumber in solar greenhouse J Water Saving Irrigation 2021 4 75 81 8 阮晓晗 白一茹 王幼奇 等 基于多指标分析和分形维数的不同种 植年限压砂地基质流与优先流特征研究 J 干旱地区农业研究 2022 40 1 86 94 RUAN Xiaohan BAI Yiru WANG Youqi et al Characteristics of matrix flow and preferential flow in gravel sand mulched field in different planting years based on multi index analysis and fractal dimension J Agricultural Research in the Arid Areas 2022 40 1 86 94 9 贾振江 赵广兴 李王成 等 宁夏中部 干旱带砂土混合覆盖下土壤 蒸发估算 J 水土保持学报 2022 36 2 219 227 JIA Zhenjiang ZHAO Guangxing LI Wangcheng et al Estimation of soil evaporation under mixed sand cover in arid regions of central Ningxia J Journal of Soil and Water Conservation 2022 36 2 219 227 10 马己安 冯克鹏 李王成 等 基于水面蒸发量的宁夏中部干旱带土 壤蒸发量 估算研究 J 灌溉排水学报 2020 39 10 35 41 MA Ji an FENG Kepeng LI Wangcheng et al Using water surface evaporation to estimate soil SurfaceEvaporation in arid regions in central Ningxia J Journal of Irrigation and Drainage 2020 39 10 35 41 11 谭军利 王西娜 金慧娟 等 微咸水灌溉下砂层级配及覆砂厚度对 土壤水盐运移的影响 J 灌溉排水学报 2020 39 9 7 13 TAN Junli WANG Xi na JIN Huijuan et al The effects of grading and 灌溉排水学报 36 thickness of gravel mulching on water and salt movement in soil under brackish water irrigation J Journal of Irrigation and Drainage 2020 39 9 7 13 12 马中昇 谭军利 马小福 等 不同种植年限对压砂地土壤盐分及