增温与灌溉对宁夏引黄灌区盐碱土壤水盐变化和植株盐分离子吸收积累的影响

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第2届国际盐碱化问题论坛指出当前农田土壤盐碱化的威胁主要来自于灌溉用水与气候变化的重叠影响,尤其需要加强对盐碱化地区气候变化适应对策的研究。为进一步明确和量化气候变暖与灌溉对宁夏引黄灌区盐碱土壤水盐变化和盐分离子在土壤—植株界面迁移的影响。本试验采用远红外线辐射器增加大气温度模拟气候变暖的试验方法,设置3个增温水平(不增温、增温1.5℃、增温2℃)和3个灌溉水平(灌水量不增加、灌水量增加10%、灌水量增加20%),完全组合成9个处理。通过对各土层土壤含水量、全盐、盐分离子以及春小麦植株盐分离子含量进行分析,为应对气候变化和土壤盐碱化防治提供理论参考依据。本文的主要研究结果如下:1、增温与灌水量对土壤含水量的影响主要在0~30cm土层。增温导致土壤含水量降低,灌水量增加使土壤含水量升高。增温1.5和2℃使0~10、10~20、20~30cm 土壤含水量分别显著下降了 0.6%~67.6%、0.9%~38.9%和 6.9%~10.3%;灌水量增加 10%和 20%使 0~10、10~20、20~30cm土壤含水量分别显著上升了 1.2%~147.1%、1.5%~82.1%和8.1%~14.1%。2、增温与灌水量对土壤pH值、全盐含量的影响主要在0~30cm 土层。增温导致土壤pH值、全盐含量增加;灌水量增加使土壤pH值、全盐含量减小。增温1.5和2℃使0~30cm 土壤pH值增加了 0.07~0.14,全盐含量增加了 0.06~0.24g/kg;灌水量增加10%和20%使0~30cm 土壤pH值减小了 0.06~0.09,全盐含量减小了 0.05~0.26g/kg。3、增温和灌水量对土壤盐分离子含量的影响主要在0~30cm 土层。增温导致土壤Ca2+、Na+、SO42-、Mg2+、CI-含量不同程度增加,灌水量增加使土壤Ca2+、Na+、SO42-、CI-含量不同程度减小,HCO3-含量没有明显变化。增温1.5和2℃使土壤Ca2+、Na+、SO42-含量分别增加了 0.01~0.17、0.01~0.16、0.01~0.05g/kg;灌水量增加10%和20%使土壤Ca2+、Na+、SO42-含量分别减小了0.01~0.06、0.04~0.20、0.01~0.04 g/kg。土壤Mg2+含量在增温1.5和2℃时呈增加趋势,受灌水量影响较小。土壤CI-和HCO3-含量没有表现出明显变化,基本不受增温和灌水量的影响。4、增温导致小麦植株K+、Mg2+吸收积累量减小,Na+、S、Ca2+吸收积累量增加;灌水量增加使小麦植株K+、Mg2+吸收积累量增加,Na+、S、Ca2+吸收积累量减小;CI-吸收积累量无明显变化。植株K+、Mg2+吸收积累量在增温1.5和2℃时分别减小了2.5%~17.5%和2.3%~10.6%,在灌水量增加10%和20%时分别增加了 1.8%~24.9%和7.5%~13.5%;Na+、S吸收积累量在增温1.5和2℃时分别增加了 18.8%~54.9%和10.6%~24.4%,在灌水量增加10%和20%时分别减小了 5.6%~29.9%和0.8%~15.5%;Ca2+吸收积累量在增温1.5和2℃时增加了 12.4%~28.8%,不受灌水量的影响;CI-吸收积累量无明显变化,不受增温和灌水量的影响。5、植株K+和Mg2+吸收积累量与土壤全盐和Mg2+含量极显著负相关;植株Ca2+和CI-吸收积累量与土壤全盐及其他盐分离子含量无显著性相关关系;植株Na+和S吸收积累量与土壤全盐、Na+、SO42-含量极显著正相关。综上所述,增温1.5和2℃使土壤含水量下降,盐分含量升高;灌水量增加10%和20%使土壤含水量上升,盐分含量降低,且灌水量增加10%可以基本消除温度增加引起土壤含水量降低、盐分含量和pH值升高对作物生长的不利影响。
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