滨海重度盐碱地微咸水滴灌水盐调控及月季根系生长响应研究.pdf

第35卷 第11期 农 业 工 程 学 报 Vol.35 No.11 112 2019年 6月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jun. 2019 滨海重度盐碱地微咸水滴灌水盐调控及月季根系生长响应研究 李晓彬1，康跃虎1,2 （1. 中国科学院地理科学与资源研究所 陆地水循环及地表过程重点实验室，北京 100101； 2. 中国科学院大学 资源与环境学院，北京 100049） 摘 要：滨海盐碱地是滨海地区重要的土地资源，随着滨海地区城镇化进程及生态文明建设的发展，迫切需要低成本、快速、可持续的滨海盐碱地原土植被构建技术。针对滨海盐碱地原土建植与咸水/微咸水资源的利用，该研究以月季（Rosa chinensis）为例，采用微咸水滴灌技术进行滨海盐碱地水盐调控植被构建。试验在渤海湾曹妃甸区吹沙造田形成的典型沙质滨海盐渍土上进行，设计了灌溉水电导率（ECiw）为0.8、3.1、4.7、6.3、7.8 dS/m的5个处理，研究滴灌水盐调控对土壤盐分淋洗及月季根系生长和分布特征的影响。结果表明：在渤海湾滨海地区气候条件下，先进行淡水滴灌盐分强化淋洗和缓苗灌溉，随后采用1020 0.51 42.67 56.82 沙壤土 Sandy loam 1.43 28.73 7.83 55.53 2030 0.42 44.70 54.89 沙壤土 Sandy loam 1.55 28.11 7.86 55.14 3040 0.45 47.44 52.11 沙壤土 Sandy loam 1.69 27.62 7.97 53.53 4060 0.36 42.46 57.18 沙壤土 Sandy loam 1.65 25.41 8.09 52.43 6080 0.49 41.39 58.12 沙壤土 Sandy loam 1.70 26.75 7.99 47.89 80100 0.60 45.10 54.31 沙壤土 Sandy loam 1.66 26.84 7.98 49.85 平均 Average 0.44 43.52 56.04 沙壤土 Sandy loam 1.57 27.47 7.94 52.66 试验期间（3月11月）20122014年的降雨量特征如表2和图1所示，20122014年试验期间降雨量分别为895.2、514.9和415.6 mm，呈逐年降低趋势，参考研究区多年平均降雨量为554.9 mm，表明试验经历了相农业工程学报（http:/www.tcsae.org） 2019年 114 对多雨、等量和少雨3种降雨特征年。5月29日11月30日降雨量3年分别为895.2、458.9和371.5 mm，降雨频率分别为4.43、5.64和8.07天/次，呈逐年增加趋势。20122014年7月到9月的降雨量分别为530.0、384.9和275.2 mm，分别占3-11月总降雨量的69.9%、81.2%和61.2%。 表2 试验期间的降雨量特征 Table 2 Rainfall during experimental period 各月份降雨量Rainfall/mm 年 Year 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 5-2911-30降雨总量 Rainfall during 5-2911-30/mm 7-19-30降雨总量 Rainfall during 7-19-30/mm 7-19-30降雨量占比 Rainfall percentage ratio during 7-19-30/% 2012 - - 12.0 187.0 188.0 262.0 80.0 68.4 97.8 895.2 530.0 69.9 2013 18.0 8.0 30.0 49.0 69.2 240.9 74.8 20.0 5.0 458.9 384.9 81.2 2014 0 3.3 40.8 42.8 38.6 112.6 124.0 27.5 26.0 371.5 275.2 61.2 图1 试验期间的降雨量特征 Fig.1 Rainfall characteristics during experimental period 1.2 试验设计 试验以盐分敏感性月季（Rosa chinensis）为研究对象，于2012年6月进行栽植。试验小区布置及土壤处理如图2所示，栽植前先对土壤进行处理，首先将盐渍土深翻100 cm，然后在底部铺设厚度为15 cm、粒径47 cm 的砾石，砾石上铺设厚度为5 cm、粒径为0.20.4 cm的沙子，在砾石隔离层的倾斜末端放置PVC管用于排除砾石层以上土壤淋洗出的盐分。随后将原土回填，整平旋耕表层。试验设计5个灌溉水电导率（ECiw）的处理，每个处理3个重复，每个重复小区规格为4.0 m4.0 m，月季栽植株距0.5 m，行距0.6 m，每个小区栽植56株月季。栽植的月季选用营养钵扦插的均质苗，栽植时开挖直径15 cm左右的苗穴，苗穴里填入非盐渍土。 不同灌溉水电导率处理的灌溉水离子组成如表3所示，试验设计灌溉水电导率分别为0.8（K1）、3.1（K2）、4.7（K3）、6.3（K4）和7.8（K5）dS/m共计5个处理，K1属于淡水，K2-K5属于微咸水。灌溉水由试验区内的深层地下水（EC=0.41.2 dS/m）和浅层地下水（EC=13.822.4 dS/m）配置而成，由于试验区与周边较为封闭，水质变化比较稳定。表3显示随着ECiw的增加，Na离子浓度和SAR（sodium adsorption ratio）呈增加趋势，pH值由8.92降低为8.50。 图2 试验小区布置图 Fig.2 Layout of experiment plot 表3 灌溉水离子特征 Table 3 Ionic composition of irrigation 离子浓度 Ionic concentration/mmol 处理 Treatments ECiw/ (dSm-1) Na+ K+ Ca2+ Mg2+ SO42- pH值 pH value 钠吸附比 SAR/ (mmolL-1)0.5 K1 0.8 11.88 0.35 1.35 0.41 0.17 8.92 8.95 K2 3.1 25.07 0.52 2.50 2.10 2.51 8.67 11.69 K3 4.7 35.72 0.74 3.72 3.39 4.22 8.66 13.39 K4 6.3 48.61 1.04 3.89 5.39 6.21 8.59 15.96 K5 7.8 59.79 1.25 5.46 6.68 8.13 8.50 17.16 1.3 灌溉与农艺管理 灌溉采用重力滴灌形式（图2），每个处理布设一套独立的重力滴灌系统，由容量2 000 L的微咸水储水桶、容量200 L的重力滴灌桶和灌溉管道及滴灌带组成，滴头间距为20 cm，滴头流量为2.7 L/h（0.1 MPa），重力滴灌桶放置在距离地面0.8 m高的土台上，该高度下滴头流量约为0.7 L/h。 月季栽植后即开始统一灌溉淡水，灌溉期间如果地面形成较大的明水，则停止灌溉，明水消失后继续进行灌溉，在短时间内通过盐分强化淋洗将土壤盐分快速淋洗到表层10 cm以下，防止栽植初期遭遇大雨时地表径流将表层盐分带入树穴中影响苗木生长。灌溉期间利用原位电导仪随机选点进行盐分监测，当表层土壤盐分均低于4 dS/m，则进入正常水盐调控阶段，此阶段在每个处理的第二个小区中第11期 李晓彬等：滨海重度盐碱地微咸水滴灌水盐调控及月季根系生长响应研究 115 间区域选择一滴头，在其正下方20 cm深度处埋设负压计（图2），先按照控制土壤基质势为低于5 kPa时进行统一淡水灌溉缓苗处理阶段，25 d的缓苗期过后开始微咸水灌溉处理，2012年控制土壤基质势不低于5 kPa进行灌溉，考虑到土壤盐分随时间的降低以及为使月季根系向深层生长以扩大水分养分空间进而有效利于雨水，20132014年土壤基质势控制分别不低于10和15 kPa进行灌溉。根据Sun等30和Chen等31在滨海地区的研究结果，本研究确定每次灌溉水量为6 mm（考虑到土壤持水性和植物耗水量）。盐分强化淋洗和缓苗阶段的滴灌带间距布置为30 cm，试验处理开始后滴灌带间距调整为60 cm，即每行月季1条滴灌带。每年11月，对所有处理均进行淡水冬灌，20122013年冬灌灌水量为24 mm，其后冬灌灌水量18 mm，每年4月，对所有处理均进行淡水春灌，20122013 年灌水量24 mm，其后春灌灌水量18 mm。 正常水盐调控阶段灌溉时同时施肥，按照每年尿素、工业用磷酸和磷酸二氢钾的用量分别为73、60和59 kg/ha的量施肥灌溉，处理间的施肥量设计相同，灌溉时将肥料溶解到重力滴灌桶内进行施肥灌溉。每年12月将试验区月季修剪到统一高度（离地面15 cm左右），在试验的第一个冬天进行防护。其他如除草、杀虫按照月季正常绿化防护处理。 1.4 观测指标与方法 1）降雨。试验基地于2012年5月安装1套标准雨量筒测定降雨量。 2）土壤基质势。每天上午8：00和下午17：00观测负压计读数，超过设定的阈值则进行灌溉。 3）土壤容重。土壤处理完后，在试验区选择3个点，按照040 cm每间隔10 cm和40100 cm每间隔20 cm取样测定容重。 4）土壤化学指标。试验开始前和开始后定期每个小区内用土钻取样，取样为水平距离滴头0、10、20、30 cm和垂直深度为010、1020、2030、3040、4060、6080、80100 cm的一个剖面。土样风干后碾磨过筛，制作成土壤饱和泥浆，然后用DT5-1离心机（北京时代北利离心机有限公司）离心获得饱和泥浆提取液，用 DDS-11A电导率仪测定饱和泥浆提取液的电导率（ECe），用PHS-3C酸度计测定pH，用ICP-OES电感耦合等离子体光谱仪测定水样中的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、SO42-，然后计算SAR值。 5）植物指标。2013年10月，在每个小区选择两株具有代表性的月季，以月季植株为中心形成一个边长30 cm的正方形，每10 cm一层取土至50 cm处，然后洗根测定根的干质量。 1.5 统计分析与数据处理 1）土壤脱盐过程描述方程 F(x)=a/(1+exp(k(xxc) （1） 式中xc为方程曲线的折点，a为方程曲线的最大Y值，k为方程曲线的陡度。 2）根系分布系数（），表征植物根系生长特征。计算公式如下 Y=1d （2） 式中Y为从地表向下根系的累计百分率，%；d为土层深度，cm。 试验数据采用Excel 2010进行处理，用OriginPro 8.0软件作图。土壤盐分在分析数据时采用水平加权平均值法，加权平均值（样品含量水平距离/整个水平范围）。文中平均值均指加权平均值。 2 结果与分析 2.1 灌水量 月季试验期间灌溉情况如表4所示。月季栽植后即进行盐分强化淋洗，当表层010 cm土壤盐分低于4 dS/m后，开始25 d的缓苗灌溉阶段，从盐分强化淋洗到缓苗灌溉阶段的总灌水量为138 mm。缓苗过后开始微咸水灌溉，20122014年试验期灌溉天数分别为133、217和218 d，5个处理的灌水量分别为198228、222288和180264 mm，灌溉频率分别为3.54.0、4.55.9和5.07.3天/次，6月11月灌水量分别为198228、132168和102138 mm。 表4 20122014年试验期内灌溉情况 Table 4 Irrigation during experimental period in 20122014 试验处理期间 During treatment 年份 Year 处理 Treatment 总灌水量 Total irrigation amount /mm 强化淋洗水量/春灌水量 Water depth for intensive salt leaching/spring irrigation/mm 冬灌水量Water for winter irrigation/mm 灌水次数 Irrigation times 灌水量 Irrigation amount /mm 611月灌水量 Water depth from June to November/mm 灌溉天数Irrigation time/day 灌溉频率 Irrigation frequency/day/one time K1（0.8 dSm-1） 390 138 24 38 228 228 3.5 K2（3.1 dSm-1） 378 138 24 36 216 216 3.7 K3（4.7 dSm-1） 384 138 24 37 222 222 3.6 K4（6.3 dSm-1） 372 138 24 35 210 210 3.8 2012 K5（7.8 dSm-1） 360 138 24 33 198 198 133 4.0 K1（0.8 dSm-1） 336 24 24 48 288 168 4.5 K2（3.1 dSm-1） 306 24 24 43 258 150 5.0 K3（4.7 dSm-1） 288 24 24 40 240 138 5.4 K4（6.3 dSm-1） 270 24 24 37 222 132 5.9 2013 K5（7.8 dSm-1） 276 24 24 38 228 138 217 5.7 K1（0.8 dSm-1） 300 18 18 44 264 138 5.0 K2（3.1 dSm-1） 270 18 18 39 234 108 5.6 K3（4.7 dSm-1） 300 18 18 44 264 126 5.0 K4（6.3 dSm-1） 276 18 18 40 240 132 5.5 2014 K5（7.8 dSm-1） 216 18 18 30 180 102 218 7.3 农业工程学报（http:/www.tcsae.org） 2019年 116 可以看出，灌溉水量呈逐年降低趋势，灌溉频率呈逐年增加趋势，这主要是由20122014年土壤基质势控制阈值分别为5、10和15 kPa呈逐年降低造成的。灌水量随着ECiw增加呈降低趋势，灌溉频率随着ECiw增加呈增加趋势，这可以归结于两个方面的原因，一是随着ECiw增加，月季植株长势显著减小，植物耗水减少，二是随着ECiw增加，灌溉后土壤水渗透势降低，土壤水势降低，植物根系吸水能力降低，根系吸水的减少会减弱土壤基质势的变化，使得负压计读数相比低ECiw处理达到灌溉阈值的时间更长，因而灌溉量降低。 2.2 土壤盐分变化 栽植月季之前，土壤040和0100 cm剖面上的初始盐分ECe值分别高达28.33 dS/m和27.13 dS/m（表1和图3、4），且在整个剖面上盐分分布较为均匀。经过20122014年的滴灌水盐调控和降雨的盐分淋洗，各个处理的土壤盐分均显著降低，盐分呈现随土层深度增加而增大的向下淋洗趋势。2014年11月，0100 cm土层的盐分均小于8 dS/m（图3）。 如图4所示，经过盐分强化淋洗和月季缓苗灌溉接近1个月的时间，2012年7月K1-K5处理040和0100 cm土壤剖面的ECe平均值分别为8.67和14.69 dS/m，与初始值相比，分别降低了69.41%和46.69%，土层整个剖面尤其是040 cm表层的盐分显著降低。2012年10月，K1-K5处理040和0100 cm剖面的ECe平均值分别为3.17和7.25 dS/m，与初始值相比，分别降低了88.81%和73.27%。随后盐分淋洗过程中，表层040 cm的盐分趋于稳定，0100 cm的盐分仍在降低，至2013年11月后趋于稳定。 图3 月季种植前与2014.11灌溉结束后土壤盐分分布剖面图 Fig.3 Spatial distribution of soil ECe before transplanting rose and in November 2014 图4 各处理不同取样时间040 cm和 0100 cm土层电导率ECe变化 Fig.4 Average ECe values of 0-40 cm and 0-100 cm soil profile during experimental period 如图4所示，2012年10月以后，K1-K4处理040 cm土壤ECe平均值均小于4 dS/m，K5处理则小于5 dS/m。K1-K4处理0100 cm土壤ECe均值均小于6 dS/m，K5处理则小于7 dS/m。2014年11月，K1-K5的040 cm剖面的ECe均值分别为3.14、2.30、3.37、3.12和4.32 dS/m，0100 cm土壤剖面对应的值分别为5.05、3.97、4.93、4.09和5.49 dS/m。在整个淋盐过程中，表层040 cm土层盐分表现出随着ECiw的增加而增大的趋势，但0100 cm整个剖面的土壤盐分则没有明显变化趋势。 2.3 土壤脱盐特征 通过对040 cm土壤盐分动态变化分析，如图5a所示，5个处理的土壤脱盐过程随时间变化均符合logistic函数方程，即脱盐过程呈现快速脱盐、缓慢脱盐和趋于稳定3个阶段。从表5可以看出，随着ECiw的增加，表层040 cm土壤趋于稳定的盐分数值呈增加趋势，除了第11期 李晓彬等：滨海重度盐碱地微咸水滴灌水盐调控及月季根系生长响应研究 117 ECiw为7.8 dS/m处理的土壤盐分最终稳定在4.01 dS/m以外，其他处理均小于4 dS/m。各个处理趋于稳定所需时间和土壤盐分4 dS/m时所需时间无显著差异，均在一个月左右的时间。 通过分析累计灌水量与脱盐率的关系，如图5b所示，5 个处理的土壤脱盐过程随灌水量变化也均符合logistic函数方程。从表5可以看出，利用累计灌水量和时间两个因变量因素与脱盐率的拟合方程，获得的各个处理的表层040 cm土壤趋于稳定的盐分数值基本相同。随着ECiw的增加，趋于稳定盐分时所需灌水量呈先增加后降低趋势，在土壤盐分趋于稳定时整个淋盐过程降低1 dS/m所需灌水量也呈先增加后降低趋势。在渤海湾滨海地区气候条件下，采用短期淡水滴灌盐分强化淋洗和缓苗淡水滴灌随后利用ECiw为0.87.8 dS/m的水进行滴灌水盐调控，表层040 cm土壤由28.33 dS/m降低到 4 dS/m所需灌水量为160220 mm左右，降低1 dS/m所需灌水量为820 mm左右。 图5 各处理040 cm土层脱盐率均值随时间和 累积灌水量的变化图 Fig.5 Response of desalination rate in 0-40 cm soil profile for all treatments to time and accumulated irrigation water depth 表5 各处理040 cm土层土壤脱盐率与时间和累积灌水量拟合特性 Table 5 Fitting characteristics for desalination rate 0-40 cm soil profile with time and accumulated irrigation water depth Yt=a/(1+exp(-k(X-Xc) 参数 Parameters 处理 Treatments ECiw/ (dSm-1) a Xc k r2 Sig 趋于稳定盐分数值 Stable ECe/ (dSm-1) 趋于稳定时所需时间/灌水量 Time/irrigation water depth needed for stable ECe 4 dSm-1所需时间/ 灌水量 Time/irrigation water depth needed for ECe 4 dSm-1 降低1 dSm-1所需 灌水量 Irrigation water depth needed for decreasing 1 dSm-1 K1 0.8 0.90 26 0.743 9 0.997 2 * 2.82 48 d 30 d - K2 3.1 0.89 27 0.497 9 0.995 8 * 3.05 37 d 33 d - K3 4.7 0.88 27 0.701 9 0.998 8 * 3.31 34 d 32 d - K4 6.3 0.88 27 0.774 2 0.999 5 * 3.33 34 d 32 d - 淋洗时间 Leaching time K5 7.8 0.86 28 0.723 2 0.999 3 * 4.01 34 d 39 d(4.02) - K1 0.8 0.90 118 0.042 3 0.997 6 * 2.78 443 mm 189 mm 17 mm K2 3.1 0.90 142 0.038 3 0.998 3 * 2.85 500 mm 222 mm 20 mm K3 4.7 0.89 131 0.046 7 0.999 1 * 3.26 422 mm 206 mm 17 mm K4 6.3 0.88 160 0.408 5 0.999 5 * 3.33 193mm 169 mm 8 mm 累积灌水量 Accumulated irrigation water depth K5 7.8 0.86 161 0.412 5 0.999 3 * 4.01 193 mm 168 mm 8 mm 注：Yt为脱盐率；Xc分别为淋洗时间（d）和累积灌水量（mm）。 Note: Yt represents desalination rate; Xc represent leaching time and accumulated irrigation water depth, respectively. 2.4 植物根系 如图6所示，随着ECiw的增加，月季根系干质量在050 cm整个土层和每个10 cm间隔的分层均呈降低趋势，050 cm整个土层上月季根系干质量由39.12 g降低到12.11 g。随着土层深度增加，月季根系分布越少，经过2012.62013.10大约17个月的时间，月季根系主要分布在020 cm的土层。K1-K5处理020 cm土层根系干质量分别占比94.65%、94.69%、94.07%、95.49%和97.81%。 图6 各处理050 cm土层干质量分布统计图 Fig.6 Distribution of root dry weight in 0-50 cm soil profile 通过对根系干质量累计占比与土层深度进行拟合分析，随着ECiw增加，拟合出的根系分布系数数值呈先增加后降低（7.8 dS/m出现降低）趋势，表明了随着ECiw增加，月季根系呈现向土壤深处生长的趋势。而在7.8 dS/m出现降低，表明月季根系受到严重的盐分胁迫，已经影响到月季根系生长和分布。 图7 各处理050 cm土层根系干物质累计比随土层深度的变化 Fig.7 Response of root dry weight cumulative percentage to soil depth in 0-50 cm soil profile 农业工程学报（http:/www.tcsae.org） 2019年 118 3 讨 论 在进行春灌之前（2013-03），2012 年冬季到2013年春季时段内仍然存在淋盐现象。但是在2014年的春季（2014-03），土壤剖面出现积盐现象。这可能是由于2013年10月以后降雨量相比2012年10月后期显著减少（图1），以及2013年减少了冬灌水量造成的，因此，建议对于降雨量较少尤其是临近灌溉结束时段的年份，应该增加冬灌水量。此外，2012年冬天对月季进行了蒙盖防护布的冬季防护，而2013年以后不再进行防护，这可能是造成积盐的另外一个原因。通过蒙盖防护布措施不仅有助于植物抵抗严寒，还可以减小土层表面水分蒸发，进而有助于消减土壤盐分表聚32。 在整个试验阶段（2012.62014.11），通过盐分强化淋洗和土体整体脱盐调控，与原状土相比，K1-K5 处理040 cm土壤剖面的ECe均值分别降低了88.93%、91.90%、88.11%、88.98%和84.74%，数值均小于5 dS/m，0100 cm土壤剖面ECe 均值分别降低了81.39%、85.36%、81.82%、84.94%和79.78%，数值均小于7 dS/m。通过对土壤脱盐过程分析表明，采用控制土壤基质势阈值进行滴灌水盐调控的盐分淋洗过程可以分为快速脱盐阶段、缓慢脱盐阶段和盐分稳定阶段。本试验在一个月左右便实现了表层040 cm土壤盐分由28.33 dS/m降低到4 dS/m以内，随后盐分数值趋于稳定。研究表明，通过进行短期的淡水滴灌盐分强化淋洗和缓苗淡水滴灌灌溉，随后利用7.8 dS/m的水进行滴灌水盐调控时，土壤盐分尤其是表层盐分会随着灌溉水矿化度增加而呈增加趋势，但均达到了良好的盐分淋洗效果，验证了滴灌在盐碱地淋盐方面的有效性及其在咸水/微咸水利用方面的优势9-20。随着ECiw的增加，040 cm表层土壤趋于稳定的盐分数值呈增加趋势，这主要是由于高矿化度的灌溉水进入土壤的同时带入了盐分。 从图4和图5可以看出，0100 cm土层土壤盐分淋洗主要发生在控制土壤基质势阈值不低于5 kPa的第一年（2012年），即栽植后滴灌水盐调控的4个月内为土壤的快速脱盐阶段，尤其是表层040 cm的土壤盐分在40天内（表5）便可由初始的28.33 dS/m降低到均小于4 dS/m。2012年6月份栽植后到10月底试验期内降雨量接近900 mm，且在栽植后进行了短期的淡水滴灌盐分强化淋洗和缓苗灌溉，期间灌溉总水量138 mm，分析认为期间降雨和淡水滴灌强化淋洗和缓苗灌溉对土壤脱盐具有重要作用。随着土壤盐分的逐渐降低，表层040 cm土壤趋于稳定盐分数值均小于4.5 dS/m（表5），20132014年各处理年末的040 cm土壤盐分数值也均小于4.5 dS/m（图4），但本试验涉及了4.77.8 dS/m的灌溉水，由于冬灌均在取样后灌溉，因此年末的土壤盐分主要受生长季内的灌溉和降雨影响。研究表明除了灌溉水自身的盐分淋洗作用外，降雨对灌溉水带入的一定量的盐分进行了淋洗，由此说明降雨对微咸水灌溉后带入土壤中的盐分具有一定淋洗作用，进而表现出年末高矿化灌溉水处理的试验区表层土壤盐分小于灌溉水矿化度的现象。在渤海湾滨海地区的气候条件下，本试验040 cm表层土壤盐分由28.33 dS/m降低到4 dS/m所需灌水量为160220 mm左右，从28.33 dS/m降低至趋于稳定的盐分淋洗过程中，降低1 dS/m所需灌水量为820 mm左右。Prichard等研究表明漫灌条件下，土壤盐分降低70%，所需灌水量为土层深度的同等单位的数值33，即040 cm土层盐分降低70%时漫灌条件下大概需要400 mm的水量，而本研究所采用滴灌的方法，相比漫灌显著节约了水资源。 从表5可以看出，趋于稳定盐分时所需灌水量和整个淋盐过程降低1dS/m所需灌水量，整体呈现降低趋势，这可能是由于随着ECiw的增加，月季的植株长势降低34，灌溉水造成的土壤渗透势降低，月季根系吸水减少，更多的灌溉水用于了盐分淋洗，根系吸水的减少同时减弱土壤基质势的变化，使得负压计读数达到灌溉阈值的时间更长，因而高ECiw处理的灌水量减少，随着ECiw的增加，灌溉水在土壤中的入渗性能有增加趋势35，促进了盐分淋洗，综合表现出灌水量减少，但淋盐效果没有降低。文中的整体降低趋势表现出了先增加在K2处理时最大，随后降低的现象，这可能是由于月季本身存在一定的耐盐阈值3，已有研究表明月季耐盐阈值大约在3 dS/m左右，因此在一定盐分范围内，月季植株长势不会显著减弱，试验观测中也验证了第一年K2处理的长势与K1处理之间没有显著差异，因此K2处理在增加了灌溉水带入土壤盐分的同时需要的淋洗水量增加。 根系是植物吸收水分和养分的重要器官，根系的生长与分布对植物地上部分的生长有着重要影响，研究表明试验进行17个月后，所有处理94%的月季根系分布在020 cm的表层，这主要是由滴灌灌溉条件下水分运动分布特征造成的，随着ECiw的增加，月季根系生长和分布受到盐分的显著影响，050 cm根系干物质质量显著降低，这也是造成地上部分干物质质量显著降低的一个原因，根系表现出了向深层生长的趋势，这可能是在盐分胁迫造成生理干旱影响下，促进根系下扎来扩大根系吸水的空间，但当ECiw超过一定范围时，会对根系生长产生严重影响，导致根系干物质显著降低，根系不会再表现出向深层生长的趋势。试验观测到的根系受到盐分胁迫向土壤深处生长分布现象也体现了月季应对盐分胁迫的一种机制。 4 结 论 通过控制滴头正下方20 cm深度处土壤基质势阈值前三年为5、10、15 kPa指导灌溉，分为淡水滴灌盐分强化淋洗和微咸水滴灌正常水盐调控阶段进行滨海重度盐碱地月季栽植，在渤海湾滨海地区气候条件下，土壤盐分表现出快速脱盐、缓慢脱盐和趋于稳定的脱盐特征，可以用logistic曲线方程进行描述。经过一个月左右在降雨和淡水滴灌盐分强化淋洗和缓苗灌溉作用下，表层040 cm的土壤盐分可由极重度盐渍土变为轻度盐渍土，为月季生长快速营造了一个低盐环境，盐分淋洗水量相比漫灌显著减少。随后采用微咸水滴灌和冬春防护第11期 李晓彬等：滨海重度盐碱地微咸水滴灌水盐调控及月季根系生长响应研究 119 淡水灌溉处理，土壤盐分持续降低并最终维持在较低的水平，受降雨的淋洗作用，4.77.8 dS/m灌溉水处理的040 cm土层土壤盐分4.5 dS/m即小于灌溉水的盐分。滴灌条件下，月季根系主要分布在020 cm土层内，随着灌溉水矿化度增加，月季根系受到盐分生理干旱胁迫，根量显著降低，根系呈现向土壤深处生长的趋势。 参 考 文 献 1 王遵亲，祝寿泉，俞仁培，等. 中国盐渍土M. 北京：科学出版社，1993. 2 褚琳琳，康跃虎，陈秀龙，等. 喷灌强度对滨海盐碱地土壤水盐运移特征的影响J. 农业工程学报，2013，29(7)：7682. Chu Linlin, Kang Yaohu, Chen Xiulong, et al. Effect of watering intensity on characteristics of water and salt movement under sprinkle irrigation in coastal soilJ. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(7): 7682. (in Chinese with English abstract) 3 Li Xiaobin, Kang Yaohu, Wan Shuqin, et al. Reclamation of very heavy coastal saline soil using drip irrigation with saline water on salt-sensitive plantsJ. Soil 2. College of Resources and Environment, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China) Abstract: Coastal saline land is an important resource in coastal area, with the development of urbanization process and ecological civilization construction, there is an urgent need to improve the landscape to meet the demand of living environments for cities and districts. Presently the main method of vegetation rehabilitation is to replace saline soil with non-saline soil for depths of 0-100 cm. However, this method is expensive and unsustainable due to the shallow and saline groundwater, thus a technology of low cost, rapid and sustainable for re-vegetation on coastal saline land is needed. A common practice for reclaiming salt-affected soils is leaching of soils to move excess soluble salts from upper to lower soil depths or out of the root zone, while large scale of salt leaching will consume large quantities of water, and supplies of fresh water are already low in coastal regions, thus likely saline water rich in coastal regions are alternatives to freshwater resources. For the landscape construction in coastal saline land and saline/ brackish water utilization, a field experiment was conducted on the sandy saline soil formed by sea reclamation at Caofeidian District near the Bohai Gulf in 2012-2014. Five treatments of salinity levels of 0.8, 3.1, 4.7, 6.3 and 7.8dS/m of irrigation water was imposed. A gravel-sand layer was created at 100 cm depth. Tensiometers were buried a