咸水灌溉技术研究综述

□魏　巍（开封市引黄管理处）

咸水灌溉技术研究综述

□魏巍（开封市引黄管理处）

随着淡水资源不足形势的日益凸显，安全合理的开发和利用咸水资源势在必行。文章阐述了国内外咸水灌溉的常用技术，分析了每种技术的优点和缺点；总结了影响咸水安全利用的主要因素，并指出了各自的影响效应；基于以往研究的不足，对咸水灌溉领域今后的研究思路进行了展望，以期为实现咸水资源高效利用及农业可持续发展提供理论依据。

咸水灌溉；土壤；作物；水盐

0　前言

随着国民经济的发展，工业和生活用水不断挤占农业用水。许多专家指出，若灌溉方法得当，咸水可以替代淡水资源用于农业生产[1]。中国及世界上许多国家，盐碱旱地面积广阔，这些地区淡水资源极其匮乏，但咸水资源储量丰富。咸水用于农田灌溉，在增加土壤湿度的同时，也带入了盐分，生产实践中，若灌溉管理措施不当，会对作物生长和土壤环境造成潜在的危害[2]。土壤盐分运移过程极为复杂，采用适当的灌水技术调控水盐分布，为作物根区创造适宜水分和盐分环境是合理利用咸水资源的关键[3]。基于以往研究，文章综述了国内外咸水灌溉的常用技术，并阐述了各自的适用范围；分析了制约咸水灌溉安全性的主要因素，对咸水灌溉今后的研究重点进行了展望，以期能为咸水资源在农业领域的高效利用提供参考。

1　咸水灌溉技术研究概况

咸水利用方式主要包括咸水直接灌溉、咸淡水交替灌溉和咸淡水混合灌溉。咸水直接灌溉适用于矿化度较低的咸水。冯棣研究指出，矿化度＜4 g/L的微咸水直接灌溉棉田不会对作物生长和土壤环境产生明显的影响[4]。受作物种类、土壤质地、气候条件和灌水方式等因素的影响，咸水直接灌溉的适宜矿化度阈值差异很大。咸淡水交替灌溉是针对水资源年内分布不均和作物不同生育阶段耐盐差异性的特点，交替使用咸水和淡水灌溉。何雨江等在新疆的研究结果表明，膜下滴灌下棉花咸淡轮灌的适宜灌溉制度为微咸水80%、淡水20%，耐盐能力较弱的蕾期和盛铃期灌溉淡水。咸淡水混合灌溉是将咸水和淡水按照一定比例混合后再供给农田，这种措施稀释了高矿化度咸水，使以前不能用于灌溉的咸水得以利用。Malash等设置了6种不同的咸淡水混合比例用于西红柿灌溉，指出60%淡水和40%咸水混灌处理的效果最佳[5]。

咸水灌溉技术涵盖了滴灌、畦灌、沟灌、喷灌等。咸水滴灌的优点是灌水定额小，灌水频率高，这种高频淋洗作用促使盐分向湿润锋附近累积，在滴头附近范围内形成一淡化区，同时维持较高的土壤基质势，从而为作物生长创造了良好的水分环境[6]；缺点是投入成本较高。咸水畦灌成本低，但易导致土壤积盐，适用于短时性干旱的半湿润半干旱区。咸水沟灌促使盐分产生不均匀分布，增大了沟底盐分的淋洗效率，致使盐分由沟底向垄上运移[7]。咸水喷灌应用相对较少，该技术在黄昏和夜间进行效果较好，白天容易导致作物叶面的灼伤。

2　制约咸水灌溉的因素

咸水水质、土壤质地、灌水方式和作物种类等是制约咸水灌溉效果的主要因素。矿化度和钠吸附比是咸水水质的两项重要指标，高矿化度咸水灌溉引发土壤积盐，导致土壤硬度和容重增加，形成板结，不利于作物生长；然而，较低矿化度的咸水灌溉有利于促进土壤颗粒紊凝，增加其团聚性，渗透性增强。钠吸附比高的咸水灌溉易导致土壤理化性状恶化，使土壤颗粒分散和膨胀，降低土壤通透性。土壤质地不同，对咸水灌溉的适应性也不同，大粒径比例愈高的土壤透水性愈强，盐分亦愈容易淋洗，一般而言，砂质土壤比粘质土壤更适宜于咸水灌溉[8]。同一水质咸水采用不同的灌水方式，土壤水盐运移过程存在很大的差异，咸水灌溉的效应亦大不相同。以咸水漫灌为例，湿润地区，加大灌水定额，减少灌水次数，有利于土壤中盐分的淋洗和土壤溶液浓度降低；干旱地区，蒸发返盐强烈，缩短灌溉周期、加大灌溉频率可有效降低根系层盐分的积累。不同作物的耐盐能力差异非常大，如：油葵、棉花、枸杞等作物的耐盐性较强，而胡萝卜、玉米、黄瓜等作物的耐盐性较差。同一作物，不同生育阶段其耐盐性存在很大差异，如：棉花萌发出苗期和幼苗期耐盐性较弱，随着生育期的推进，耐盐性逐渐增强。

3　咸水灌溉领域今后的研究重点

3.1土壤水盐运移规律及耦合模拟

咸水灌溉对土壤质量和作物生长的影响归根结底是由土壤水分和盐分引起，明确咸水灌溉条件下土壤水盐变化特征、揭示二者之间的迁移机制和耦合效应是实现咸水高效利用的保证。水分是盐分的溶剂和载体，盐分随着水分而运动，但与水分的运动轨迹又不完全一致，“盐随水来，水散盐留”是盐分运行受水分运行支配的基本规律。受气候条件、土壤质地、地下水位、耕作措施、供水条件、作物生长等多个因素的影响，土壤水盐运移规律极其复杂，精确模拟土壤水盐耦合运移过程是调控土壤盐分分布和指导咸水安全灌溉的重要前提。

3.2作物耐盐特性与耐盐指标

不同作物的耐盐性差异很大，同一作物不同生长阶段的耐盐强度亦大不相同；耐盐指标是通过作物的生长指标来指示盐害的程度。明确各种作物的耐盐特性和耐盐指标对于指导制定咸水灌溉制度以及确定咸水灌溉指标至关重要。

3.3咸水灌溉安全性评价

开展咸水灌溉不仅要关注经济效益，更应注重土壤环境。适量浓度的咸水灌溉对作物生长和土壤环境影响不大，但超过一定限度便会造成危害。此外，咸水灌溉对土壤环境的影响具有后续性和累积效应，短期影响不大，但多年连续灌溉可能存在风险。综合考虑经济效益和土壤质量两个因素，探讨咸水灌溉安全性的评价方法是今后的研究重点。

3.4咸水综合利用模式

将咸水利用方式和灌水方式与农艺措施（如地膜和秸秆覆盖）、耕作方式（如深松、起垄沟播、有机肥施用）和土壤改良措施（如施加黄河泥沙、石膏）等几项措施相结合的集成技术是今后咸水安全利用的重要模式。

4　结语

综上所述，咸水适用于各种灌水技术，每种技术在国内外都有成功的经验可借鉴。然而，咸水灌溉的效果受土壤质地、水质、灌溉方式、作物类型等多个因素的影响，在实际应用时，需要因地制宜的采取适宜的灌溉技术。

实施咸水的关键在于调控作物根区土壤水盐分布，保证生态环境不发生恶化和经济效益不明显降低是评价咸水灌溉安全性的2项基本标准。深入开展不同灌水技术下土壤水盐耦合模拟、明确不同作物耐盐特性和耐盐指标、探讨制定咸水灌溉安全性的评价标准等课题是咸水灌溉领域今后的研究重点。

［1］张俊鹏，冯棣，曹彩云，等.咸水灌溉对覆膜棉花生长与水分利用的影响［J］.排灌机械工程学报，2014，32（5）：448-455.

［2］H US.J.，SH ENY.J.，CH ENX.L.，etal..Effect sof sal i ne w at er dri p i rri gat i on on soi lsal i ni t y and cot t on grow t h i n an O asi sFi el d［J］.Ecohydrol ogy，2013，6（6）：1021-1030.

［3］冯棣，张俊鹏，孙景生等，咸水畦灌棉花耐盐性鉴定指标与耐盐特征值研究［J］.农业工程学报，2012，28（8）：52-57.

［4］何雨江，汪丙国，王在敏，等.棉花微咸水膜下滴灌灌溉制度的研究［J］.农业工程学报，2010，26（7）：14-20.

［5］窦超银，康跃虎，万书勤.地下水浅埋区重度盐碱地覆膜咸水滴灌水盐动态试验研究［J］.土壤学报，2011，48（3）：524-532.

［6］何新林，陈书飞，王振华，等.咸水灌溉对沙土土壤盐分和胡杨生理生长的影响［J］.生态学报.2012，32（11）：3449-3459.

［7］孙肈君，李鲁华，张伟，等.膜下滴灌棉花耐盐预警值的研究［J］.干旱地区农业研究，2009，27（4）：140-145.收稿日期：2016-06-15

（责任编辑：韦诗佳）

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1673-8853（2016）08-0104-02