长期应用膜下滴灌技术对农田影响的研究综述

甘泉

【摘要】膜下滴灌技术是覆膜种植技术与滴灌技术有机结合的一种新的灌溉技术，新疆生产建设兵团从1996年开始引进膜下滴灌技术，经过实验、示范和推广已经18个年头，该技术在应用后是否存在衍生问题和潜在威胁，专家学者们对此问题进行了哪些方面的研究，研究进展和研究结果怎么样。本文从长期应用膜下滴灌技术对土壤盐分及pH值的影响、对环境的影响等方面综述了国内有关长期应用膜下滴灌技术对农田影响的研究的研究进展和成果，以期科学评价和推广应用该项技术。

【关键词】膜下滴灌；滴灌年限；土壤盐分；此生盐渍化；残膜

引言

膜下滴灌技术，顾名思义，是在膜下应用滴灌技术。它是将以色列滴灌技术和国内覆膜技术相结合的一种新的灌水技术，它打破了传统灌水方法和盐碱地开发的思维方式，集地膜覆盖与滴灌技术的优点于一身，同时克服了单独覆膜或滴灌时的不足。本文对长期应用膜下滴灌技术所产生的影响进行阐述。

1、长期应用膜下滴灌技术对土壤盐分及pH值的影响

追本溯源，要想搞清楚长期应用膜下滴灌技术对土壤盐分及pH值的影响就必须弄明白膜下滴灌土壤水盐运移的影响因子有哪些以及膜下滴灌土壤水盐运移的机理等。土壤中盐分的运移是一个复杂的物理、化学和生物学过程，众多专家学者对此进行了大量的实验研究。土壤盐分随着土壤水分的运动而迁移，在滴灌条件下，土壤盐分运移受到滴头流量、灌水量、灌水历时、土壤质地和初始含水量的影响。在研究了膜下滴灌技术参数后，当滴头流量大、超出点源人渗能力时，土壤表面将会积水，形成水平湿润范围大于垂直向下湿润深度。这种情况下不利于盐分向下移动，同时随着灌水强度增加，人渗水分将在较大毛管中运动，不利于携带较多盐分向深层迁移，降低了淋洗水效率。布设滴头时，必须使湿润体进行交替，故滴头间距取计划深度的2/3，即15-20cm较宜。研究了灌水频率对膜下滴灌土壤水盐分布和棉花生长的影响后，结果表明：在灌水量相同的情况下，高含盐量土壤花铃期高频灌溉与低频灌溉相比，棉花增产28%，而对于低盐土，灌溉频率对产量没有显著影响。研究了土壤质地对膜下滴灌盐分的运移规律后，结果表明：土壤质地条件不同盐分运移规律也是不相同的，壤土的棉田中盐分分布在0-60cm土层呈逐渐增多趋势，而在60-100cm土层呈逐渐减少趋势。但在黏土中此规律则并不明显。

2、长期应用膜下滴灌技术对环境的影响

如今，生态环境已经成为全球关注的重大问题，利用现有土地进行农业耕作、发展经济，同时也要恢复绿洲是新疆发展农业应该遵循的原则。传统的灌溉方法主要有渠灌和喷灌，虽然这些方法会造成水资源的大量浪费，但另一方面这种传统方法的灌溉也使得许多水分渗入田边的土壤中，为田边的生态林提供了生存的水分。膜下滴灌作为新型的精准灌溉，没有过多的水源浪费，使得田边的生态林缺少水分，长此以往会造成生态林大面积退化，可将结余下来的水灌溉田边的生态林和流域下游生态用水将会产生更大的生态效益和社会效益。

与常规灌溉相比，膜下滴灌棉花苗期进水早，蹲苗时间短，根系发育差，加上滴灌频率高，导致根系生长量小且分布浅，80%以上的根系均集中在0-40cm土层内。根系总量少且深层土壤根系分布少，不利于棉花根系吸收深层土壤的水分和养分，是阻碍低产棉田产量提高的主要因素。此外，棉花根冠比过小，加上盐渍化等外界因素的影响，导致根系对钾的吸收量减少，在生育后期不能满足蕾铃发育需要，如管理不慎，会造成其抗旱性、抗倒伏性减弱，生理后期容易导致蕾铃脱落和植株早衰现象的发生。一旦发生早衰，对棉花产量和品质的形成十分不利，轻度早衰常减产10%左右，重度早衰则可减产20%-50%，而且纤维品质指标也相应降低。

运用膜下滴灌技术很重要的一部分就是大量塑料膜的使用，覆膜具有显著的增温、保墒作用，可以大大提高农业用水效率，但由于目前使用的地膜属于不可降解的材料，需要回收清理，但存在不能完全回收的问题，所以随着膜下滴灌技术运用年限的增加，土壤中残膜将会造成土壤污染。自20世纪70年代末，新疆便引进了棉花塑料地膜栽培技术，有报道指出，1980-2007年，新疆共使用地膜约145万t，其中，2005年膜下滴灌面积达到175×104hm2，约占播种面积的40.3%。尽管采用人工和机械回收等措施，但由于地膜厚度小、强度弱，回收困难大，每年仍然有大量地膜残留在土地中。同时由于残膜降解速度极慢，阻碍棉花生长和产量提高。土壤中残膜量与覆膜年限有关，覆膜年限越久，残留量越高，污染越严重，连续覆膜10年和20年单种棉花棉田中地膜残留量可分别达（259.7±36.78）kg/hm2和（307.9±35.84）kg/hm2，当土壤中残膜量达75kg/hm2时，棉花单株铃数即减少0.8-1.0个，导致棉花产量降低7.3%-21.6%，其危害程度不容小觑。以碎片形式大量存在于土壤中的残膜会产生物理阻隔作用，导致土壤孔隙度下降、容重上升等土壤物理性质变化，从而破坏耕层土壤结构，导致烂种和烂芽率大幅度提高，根系生长受阻或畸变，不利于作物吸收土壤水分及养分，进而降低作物产量和品质。另外，残膜还影响机械耕作，并可能导致水分难以下渗、盐难以被向下淋洗，从而造成根系层土壤盐碱化程度加重等危害。

3、结语

下滴灌技术使用以来，因为去除了排碱渠这种排盐碱设施，使得土壤盐分只进不出。虽然节省了水资源，可以把作物根区的盐分淡化，但是这只是一种治标不治本的调节土壤盐分分布的措施。有研究指出膜下滴灌条件下盐分始终在农田累积，到一定程度容易在强烈蒸发或者灌溉措施不合理等条件下，通过毛管作用强烈地聚集在地表，造成严重的农田次生盐渍化现象，严重影响棉田可持续发展。也有研究指出长期膜下滴灌条件下，土壤湿润锋处的盐分不会长期积累，不可能造成土壤次生盐，造成土壤次生盐碱化的原因不是膜下滴灌技术本身，而是水质和不合理的灌溉制度。由于没有完善的灌区水盐监测和灌溉试验网络，无长系列的监测资料，目前研究成果还不能充分说明膜下滴灌技术应用后衍生问题的潜在威胁。时间可以证明一切，随着膜下滴灌技术应用时间的推移，它所带来的问题也将日益突出，孰对孰错到时一目了然。

参考文献：

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