微咸水滴灌对土壤环境及萄萄品质的影响

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黄河三角洲地区的土壤属于滨海盐碱土,是由河流搬运以及海水顶托等因素长期共同作用形成的浅海沉积物,盐碱化严重,区域内地下水位较高,受海水盐分以及蒸发的影响,地下水矿化度较高。在传统的盐碱地改良中,常采用“以水压盐”的方式,即大水漫灌淋洗土壤盐分,但这种粗放型的灌溉方式耗水量较大,与当地淡水资源相对短缺的现状不相适应。大量研究表明,微咸水能淋洗土壤盐分,黄河三角洲地区微咸水资源丰富,易于开采,因此具有较大的开发利用前景。本研究以鲜食葡萄“夏黑”为研究对象,采用田间试验与室内模拟入渗试验相结合的方法,通过设置不同矿化度微咸水、不同咸淡水交替灌溉方式,研究微咸水灌溉对土壤水盐运移规律、葡萄根际土壤环境及果实品质的影响,取得如下结论:(1)微咸水滴灌主要影响上层土壤水盐分布;低矿化度微咸水可以在一定程度上降低土壤盐分,但是随着微咸水灌溉次数的增加,低矿化度微咸水也会造成土壤积盐;随着微咸水矿化度的增加,土壤积盐程度随之增强;采用先咸后淡的灌水组合能减小土壤积盐程度。(2)微咸水入渗下,土壤入渗性能随微咸水矿化度的增加呈现先提高后降低的趋势,在矿化度为3g/L时达到最高;在土壤水分未达到饱和时,入渗速率与入渗时间呈幂函数减小关系;土壤脱盐深度与微咸水矿化度呈线性减小关系;对于初始盐分较高的土壤,微咸水也能起到淋洗作用,淋洗效果随微咸水矿化度的增加而降低。(3)累积入渗量对土壤盐分的淋洗作用有显著影响,累积入渗量越大,淋洗越充分;淋洗效率与累积入渗量呈幂函数降低趋势;微咸水对土壤盐分的淋洗作用随土层深度的增加而减小,微咸水对上层土壤的淋洗作用大于下层土壤,差异性随着淋洗水量的增加而减小。(4)咸淡水交替入渗下,先灌水质影响深层土壤盐分分布,后灌水质影响上层土壤盐分分布;先淡后咸的入渗方式提高了上层土壤盐分含量;先咸后淡的入渗方式降低了上层土壤盐分含量,上层土壤盐分分布规律与淡水直接入渗相似;两种入渗方式对土壤整体盐分的淋洗作用没有明显差异,区别仅限于盐分在土壤中的分布。(5)土壤酶活性及微生物数量与微咸水矿化度呈负相关关系,土壤酶活性与微生物数量呈正相关关系;土壤酶活性及微生物数量主要受微咸水矿化度的短期影响;咸淡水交替灌溉方式对土壤酶活性及微生物数量无明显影响;2g/L微咸水对土壤酶活性及微生物数量无显著影响(P>0.05),3.5g/L、5g/L矿化度微咸水灌溉显著降低了土壤酶活性及微生物数量(P<0.05),土壤酶活性降低了3.24%~19.72%,微生物数量减小了12.99%~45.77%。(6)咸淡水交替灌溉次序及微咸水矿化度均会影响果实品质。前期灌溉水质对果实品质影响显著,后期灌溉水质对果实品质无显著影响;(咸-淡-咸2g/L)处理下果实品质无明显变化;(咸-咸-淡2g/L)处理下,果实可溶性糖含量提高了2.14%,糖酸比提高了5.2%;5g/L微咸水显著降低了果实品质(P<0.05);(咸-咸-淡3.5g/L)处理下果实可溶性糖含量降低了5.99%,糖酸比降低了5.55%,降低了果实品质;(咸-淡-咸3.5g/L)处理下果实可溶性糖含量提高了11.71%,糖酸比提高了34.94%,果实品质最高。在农业生产应用中,5g/L微咸水会造成土壤积盐、降低土壤肥力、降低果实品质,应尽量避免使用;2g/L微咸水不会造成严重的土壤积盐,也不会降低果实品质,但淡水消耗量相对较大,不建议采用此灌溉模式;3.5g/L微咸水“咸-淡-咸”交替灌溉方式下果实品质最高,虽然会在短期内造成一定程度的土壤积盐,但是通过次年灌水以及降水可以实现盐分的年动态平衡,可以考虑使用。
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