吐鲁番市主要河流灌区土壤盐渍化及速效养分特征

阿不都沙拉木·加拉力丁，再米热·阿不都沙拉木，师芸宏

(新疆大学资源与环境科学学院，新疆 乌鲁木齐 830046)

吐鲁番市主要河流灌区土壤盐渍化及速效养分特征

阿不都沙拉木·加拉力丁，再米热·阿不都沙拉木，师芸宏

(新疆大学资源与环境科学学院，新疆 乌鲁木齐 830046)

吐鲁番市;盐渍化;土壤盐分;土壤养分

盐渍土是中国主要的中低产田土壤类型之一，是制约干旱区农业发展的一个重要因素。在自然因素与人为因素共同作用下，盐渍土质量的变动过程非常迅速,特别是半干旱地区土壤利用不当会直接导致土壤退化和生产力水平的下降。盐渍化土壤的理化性质的研究是其他研究的基础，盐土所含的大量水溶性盐类不仅是盐碱土的一个重要属性，而且也是限制作物生长的主要因素。所以对土壤水溶性盐的分析研究十分必要。张飞等[1]对盐离子含量、土壤总碱度与离子含量的关系、土壤含盐量与电导率的关系以及盐离子间相关性作了探讨。付秋萍等[2]根据塔里木盆地实测土壤含盐量及主要离子含量、地下水埋深和矿化度的资料，分析了土壤含盐量主要离子的变化特征，建立了0～30 、0～60、0～100 cm不同土层土壤含盐量与地下水埋深和矿化度三者间的函数关系。王雪梅等[3]以野外调查和实地测点为基础，对新疆典型盐渍化区渭干河-库车河三角洲绿洲土壤盐分特征进行了研究。基于以上研究，本研究以干旱区吐鲁番市4条河流域(大河沿河、塔尔朗河、煤窑沟、黑沟)灌溉为主的农田土壤作为研究对象，在野外调查、采样、GPS定位、实验室土壤样品分析的基础上，运用SAS软件进行统计分析和相关性分析，对吐鲁番市沿河流域灌区土壤盐分变化特征、灌溉期内土壤盐分空间变化趋势、土壤盐分与各离子之间相关性，以及土壤养分的组成进行分析，旨在为吐鲁番市土地改良以及可持续利用土壤资源提供借鉴。

1 研究区概况

吐鲁番位于新疆天山支脉博格达峰南麓，地势北高南低。吐鲁番市位于吐鲁番盆地中心，四季干燥少雨,气候属于大陆性暖温带干旱沙漠气候,年均降水量16.6 mm,年蒸发量达2 845 mm。强烈的蒸发使地下水和土壤水不断向上迁移。年平均气温为l4 ℃,最高气温达49.6 ℃ ，年平均日照时数为3 056 h,年平均总辐射量5 938.3 MJ·m-2，无霜期224 d[4]。多大风天气。土种属于白硝土，土壤类型为棕漠土和灌耕土[5]。本研究数据采集点主要集中在沿4大河流的上、中、下游。地理位置在42°30′～43°40′N，88°30′～90°0′E。研究区主要种植作物为葡萄和棉花。

2 材料与方法

2.1样品采集与土样预处理

采样点根据不同河流上、中、下游的灌溉区分布选取。在整个研究区内布设21个土壤盐分监测点，采样时每个点用GPS精确定位，获取点位的经纬度，并实地记录样点植被类型与海拔高度。采样时间为2014年5月和2014年11月，土壤剖面深度分别为0～10 、10～20 、20～40 cm。采样点的农作物主要以葡萄和棉花为主。所取土样在实验室自然风干后，剔除土壤以外的侵入体(如植物残渣、石粒等杂质)。打磨，过2 mm孔径筛，充分混匀，装袋备用。

2.2土样化学分析

土壤水溶性盐总量的测定：残渣烘干—质量法。电导法：电导率仪为DDS-307，上海雷磁仪器厂。碳酸根和碳酸氢根的测定：双指示剂中和法。钙和镁的测定：EDTA络合滴定法。氯离子的测定：AgNO3滴定法。钾和钠的测定：火焰光度法。火焰光度计为FP6410，上海精科仪器厂。硫酸根离子的测定：EDTA间接滴定法。pH:电位测定法。pH计为pHS-2C，上海理达仪器厂。土壤有机质的测定：重铬酸钾法。土壤速效氮的测定：碱解氮法。土壤速效磷的测定：钼锑抗比色法。土壤速效钾的测定：火焰光度法。

2.3数据处理

本研究采用SAS统计软件和Excel对结果进行数据处理。利用相关分析法研究土壤盐分与各离子之间相关关系；利用变异系数分析土壤盐分及离子的离散程度；利用描述统计分析土壤总体盐分特征。

3 结果与分析

3.1土壤盐渍化类型、程度评价标准

土壤盐化程度有非、轻、中、强盐渍化以及盐土5种类型。如前文所述，研究区土壤盐渍化以硫酸盐为主，所以采用新疆通用的标准将土壤样本分析的结果按照硫酸盐在土壤盐分中所占比例大小进行分析，判断研究区土壤盐化程度(表1)。样本中54.4%呈非盐渍化，16.5%呈轻微的盐渍化，14.6%呈中度盐化，11.7%呈强度盐化，2.7%呈盐土，其中盐土主要集中在大河沿河下游荒漠地带。研究区土壤盐渍化程度整体不高，但是，一些人为因素可能会加剧盐渍化趋势。实地调查发现，研究区内肥料投入量大，化肥和有机肥的年投入量超过了作物的实际需求量，导致一些未被作物吸收利用的肥料成分大量残留于土壤中，这可能导致土壤盐渍化。

表1 研究区土壤盐化类型Table 1 The types of soil salinization in the study area

3.2土壤盐离子的垂直变化分析

探索土壤盐分的空间分布特征，首先要研究盐分离子的垂直分布特点，本研究中选取的是2013—2014年采样点中土样的盐分离子的含量在4条河流域上、中、下游的平均值的农田土壤在灌溉期内(5月)和非灌溉期内(11月)土壤剖面盐离子垂直分布，如图1和图2所示。

图1 不同流域土壤剖面5月盐分离子含量Fig.1 Salt content of soil profile in different watershed in May

图2 不同流域土壤剖面11月盐分离子含量Fig.2 Salt content of soil profile in different watershed in November

3.3不同河流上中下游土壤盐分的分布

图3 不同河流上、中、下游盐分分布图Fig.3 The different river middle and downstream of the distribution of salt

3.4土壤盐分统计分析

表2 土壤盐分各离子含量统计特征值Table 2 The statistical characteristic value in different soil layer of ion content g·kg-1

中的各离子均呈现为强变异性。从偏度和峰度2项指标可以看出，0～10 cm土层土壤盐分正偏差数值较大，而10～20 、20～40 cm土层土壤盐分偏差数值基本一致，相对较小，整体呈右偏。

各类可溶性盐按其溶解度大小在土壤剖面中自上而下具有地球化学垂直分异特点。因此,在研究区降水稀少、蒸发强烈的自然条件下，很少有淋洗脱盐现象，盐分以聚积为主，表层中氯化物、硫化物占优势[8]。研究区土壤盐分中硫酸盐在10～20 cm土层中占优势，20～40 cm土层中也主要以硫酸盐为主，进一步说明了硫酸盐是吐鲁番市沿4条河流灌溉区土壤盐渍化的主要成分。

3.5土壤含盐量与各离子间相关关系分析

为了解盐分在土壤中的存在形态和土壤盐分积累的构成特点，通过SAS软件对数据进行处理。由于研究区土壤盐分表聚强烈，土壤表层中各盐基离子的相互作用强烈，变化显著。对土壤表层(0～10 cm)中的盐基离子进行了相关性分析，结果见表3、表4。

表3 表层土壤盐分与各离子之间相关关系Table 3 Correlation between surface soil salinity and ions

表4 表层土壤含盐量与各离子之间相关关系分析Table 4 The correlation matrix of soil salt content and mainion

3.6土壤养分分析

对煤窑沟、塔尔朗河、黑沟和大河沿4条河流灌溉为主的农田(土样1)和以吐鲁番坎儿井灌溉为主的农田(土样2)分别采集土样，进行养分对比分析，结果见表5。

表5 土壤养分含量Table 5 The soil nutrient statistics

从表5可以看出，以河流水灌溉的土壤(土样1)和用坎儿井水灌溉的土壤(土样2)的速效氮分别为30.69 mg·kg-1和32.99 mg·kg-1。磷是作物必须营养元素之一[9]，土壤有效磷的丰缺直接影响作物根系对磷的吸收，从而影响作物的生长发育和产量高低。河流水灌溉的土壤的有效磷含量比较低，为12 mg·kg-1，而用坎儿井水灌溉的土壤的有效磷含量高，为33.48 mg·kg-1。用河流水灌溉的土壤的速效钾含量为113.97 mg·kg-1，用坎儿井水灌溉的土壤的速效钾含量为187.1 mg·kg-1。用坎儿井水灌溉的土壤的有机质含量(19.66 g·kg-1)比用河流水灌溉的土壤的有机质含量(9.99 g·kg-1)高，由此可知，用坎儿井水灌溉的土壤的土壤速效肥力水平较高，这不仅为作物生长提供了较丰富的营养[10]，而且能减少养分的流失，从而减少化肥用量。此结果为以后探讨对河流水和坎儿井水采取一定的混合比进行灌溉，从而为提高水资源的利用率提供参考。

4 结论

1)研究区内盐渍化土壤中氯化物-硫酸盐型盐渍土和硫酸盐型盐渍土占主要部分，而氯化物性盐渍土和硫酸盐-氯化物性盐渍土，所占比例很小，由此可见，研究区土壤中盐类主要为硫酸盐。研究区土壤盐渍化程度整体不高，人为因素可能会加剧盐渍化趋势。

[1] 张飞,丁建丽,王伯超.干旱区典型绿洲土壤盐渍化特征分析——以渭干河-库车河三角洲为例[J].草业学报, 2007,16(4):34-40.

[2] 付秋萍,张江辉,王全九,等.塔里木盆地土壤盐分变化特征分析[J].自然科学进展,2007,17(8):1091-1097.

[3] 王雪梅,柴仲平,胡江玲,等.新疆典型盐渍化区离子特征分析[J].干旱区资源与环境, 2009,23(12):183-187.

[4] 阿布都热合曼,卞正富,瓦哈甫.吐鲁番盆地的水资源运转规律及其持续利用研究[J].水文,2009,29(3):50-54.

[5] 新疆维吾尔自治区农业厅.新疆土种志[M].乌鲁木齐：新疆科技卫生出版社,1993.

[6] 许志坤. 新疆盐碱性土的改良[M].乌鲁木齐：新疆人民出版社,1979：31.

[7] 徐建华.现代地理学中的数学方法[M].北京: 高等教育出版社,2002: 30-35.

[8] 张同娟,杨劲松,刘广明.长江河口地区典型地段土壤盐分特征研究[J].灌溉排水学报,2010,29(3):32-35.

[9] 张丹,罗格平,许文强，等.新疆耕地土壤养分时空变化[J].干旱区地理, 2008,31(2):254-263.

[10] 杨玉海,蒋平安,罗明，等. 种植苜蓿对土壤肥力的影响[J]. 干旱区地理,2005, 28(2): 248-251.

(责任编辑：朱秀英)

SoilsalinizationandavailablenutrientsofmajorriversirrigationinTurpanCity

ABDISALAM Jialaldin1, ZAMIRA Abdisalam1,SHI Yunhong1

(College of Resources and Enviroment Sciences, Xinjiang University, Urumqi 830046,China)

Turpan city; salinization; soil salinity; soil nutrient

S156.4+1

：A

2015-03-18

国家自然科学基金项目(41261030)

阿不都沙拉木·加拉力丁(1962-)，男，新疆伊宁人，副教授，博士，主要从事干旱区水资源与环境方面的研究。

1000-2340(2016)02-0261-07