农田排水改良盐渍化土壤效果与环境污染研究

窦 旭 史海滨 李瑞平 苗庆丰 闫建文 田 峰

(1.内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，呼和浩特 010018；2.高效节水技术装备与水土环境效应内蒙古工程研究中心，呼和浩特 010018)

0 引言

土壤盐渍化是许多干旱区和半干旱区农业生产力下降的主要原因[1]，联合国粮食及农业组织于2021年发布的全球盐渍土壤分布图表明，全球盐渍土壤面积逾 8.33亿hm2(占地球面积的 8.7%)。盐渍化土壤不仅抑制了作物生长，降低了产量和品质，而且降低了肥料利用效率[2]，同时土壤次生盐渍化加剧等农业生态环境问题的治理也面临新的风险与挑战[3]，因此对于存在土壤盐渍化危害的灌区，农田排水系统输出灌溉淋洗时土壤中的盐分、维持农田良性水盐运移[4]，从而降低土壤中的盐分。农田排水技术也是农田灌溉可持续发展的保障以及保护土地资源的重要措施，同时还可以提高作物产量[5]，并且暗管排水占地少、污染小、寿命长、无坍塌和长草，易于管理，节省劳力，土方工程量少，运行维护方便，便于机械化施工等[6]。研究表明，暗管排水技术对于改良盐渍化土壤具有较好的效果[7-8]，同时提高了田间土地利用效率，改善了田间交通能力，为耕作、种植和收获等作业创造了有利条件[9]，在国内外盐渍化土壤治理中应用越来越普遍[10-12]，因此利用暗管排水技术改良盐渍化土壤对于农业可持续发展具有重要意义。

农田排水作为农业生产活动中重要的措施，主要通过灌溉淋洗降低土壤中盐分，在农田排水过程中也会对地表水和地下水水质产生不利影响，以及过多的养分流失对环境造成污染[13]，并且农田中氮素流失也意味着很大一部分氮肥的损失[14]。地下排水系统被认为是养分和其他污染物的主要来源，在排水过程中将土壤养分、除草剂、杀虫剂等排出土体，导致养分利用效率降低并造成面源污染[15]，农田排水是造成面源污染的主要驱动力[16]，其污染物的迁移、转化和汇集过程也相对复杂[17]。研究表明，铵态氮、硝态氮、化学需氧量的浓度变化主要取决于排水过程，为了控制大型灌区系统的污染，需要了解在不同种植结构下农业活动对地表水和地下水的污染[15]。近年来，学者们利用控制排水等方式来减少土壤中养分的流失，从而减轻排水过程中造成的环境污染[18-20]。因此在利用农田排水技术改良盐渍化土壤过程中摸清其污染物的迁移、流失以及各种物理化学转化的过程至关重要。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2019年4月至2020年11月在乌拉特前旗暗管排水综合试验区进行，试验区位于内蒙古自治区巴彦淖尔市河套灌区下游乌拉特灌域西山咀农场四分场与五分场，位于108°37′28″～108°39′49″E、40°44′54″～40°45′49″N，海拔1 017.97～1 019.95 m。试验区南侧为改良耕地，利用明沟排水技术，当地常规明沟排水沟深 1.5 m，间距100 m；北侧为荒地，利用暗管排水技术，试验区面积323 hm2，布设暗管管长200 m，管径80 mm，埋深分别为60、100 cm，间距为20 m，双层布置，坡度为0.1%。试验区地处中温带大陆性气候区，气温多变，干燥多风，日照充足，光能丰富，降水少，蒸发强，无霜期较短。多年平均气温6～8℃，多年平均降雨量196～215 mm，蒸发量2 172.5 mm；无霜期130 d；风速2.5～3 m/s；最大冻土深度1.2 m。pH值7.9～8.9。共布设8个地下水观测井和4处田间负压计，在荒地、耕地上各安放2个微型蒸发器来测量土壤的蒸发量，试验区内设置田间微型气象站(HOBO-U30型，Onset，美国)自动记录气象数据(图1)。

图1 2019—2020年油葵生育期降雨量和气温Fig.1 Rainfall and temperature during growth period of oil sunflower in 2019—2020

1.2 土壤性质

利用环刀在1 m土层内土壤剖面上取原状土后在室内试验测土壤容重、饱和(质量)含水率、田间持水率、饱和导水率，共5层(0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm)，各剖面取3个重复。初始土壤剖面(0～100 cm)平均质量含水率约为22.57%，电导率(EC1∶5)为1.27 dS/m，pH值为8.8左右。试验区土壤基本物理性质如表1所示。土壤基础肥力为有机质、全氮、有效氮、有效磷、速效钾质量比分别为13.54 g/kg、0.85 g/kg、86 mg/kg、9.432 mg/kg、218 mg/kg。

表1 试验区土壤物理性质Tab.1 Soil physical quality in experimental area

1.3 数据采集

在试验区土壤盐分淋洗和环境污染过程中，针对农田盐分与污染物迁移、转化、汇集过程，分别进行了斗渠尺度水量平衡测定试验、斗沟排水水质和水量过程试验；支沟排水水量及污染物进入容泄区过程监测。选择典型支渠灌溉控制区(控制灌溉面积为323 hm2)，在作物生育期观测灌水过程的水量平衡。采用流速仪测定典型支渠的引水量，以及田间的实际灌水量和排水量之间的关系，试验在支渠控制的十分渠(斗渠)和新开渠(斗渠)内进行，如图2所示，步骤为：①在斗渠入口位置，利用流速仪测定灌溉引水量。②测定控制区内排水沟灌水前后排水沟水位，计算排水沟储水量变化量，并且测量排水沟流速及确定排水时间和排水量。③微型蒸发器测定农田土壤蒸发量。④利用负压计测量土壤土水势数据。表2为试验区灌溉制度，大棚采用滴管种植蔬菜，生育期排水很少，春灌和秋浇制度与向日葵一致。牧草灌溉制度与向日葵一致。

图2 试验区采样点布设及种植结构示意图Fig.2 Layout of sampling points and planting structure in test area

表2 试验区灌溉制度Tab.2 Irrigation schedule in test area

图3 试验区排水沟水质水量监测位置布设示意图Fig.3 Layout of water quality and drainage discharge positions of drainage ditches in test area

排水是灌区各种农田污染物迁移和汇集的主要驱动力，农田中渗流排水进入斗沟，并且向排水支沟和干沟汇集，最后进入承泄区(十排干)。各种污染物随水流运动发生对流和掺混，并在迁移过程中发生转化，根据灌区实际情况，进行排水过程的逐日测定。

1.4 DRAINMOD模型原理及输入参数

由于试验区暗管数量过多，对每个暗管的排水量进行测量存在历时时间长、人力物力消耗等缺点，因此研究农田水文循环过程通常采用现场观测与DRAINMOD模型相结合的手段，可以很好地模拟田间水文循环规律或进行水量平衡计算。

DRAINMOD模型以水量平衡计算为基本原理，在计算时段内，模型进行地表水量平衡计算的方程可表示为

P+I=F+ΔS+R

(1)

式中P——降雨量，cmI——灌溉水量，cm

ΔS——地表水的储水量变化量，cm

R——地表径流，cm

F——地表入渗量，cm

在相同计算时段内，土壤水量平衡方程为

ΔV=D+ET+DS-F

(2)

式中 ΔV——土壤水分变化量，cm

D——土壤侧向排水量，cm

ET——蒸散量，cm

DS——深层渗漏量，cm

地下水进入排水管(沟)的速度依赖于地下水位、排水管(沟)深度及间距等因素。采用模型计算暗管排水量，假设在饱和区土壤中发生侧向水流为基础，在排水管(沟)中点处的地下水位高度使用侧向饱和导水率来进行计算。DRAINMOD模型[24]利用Hooghoudt稳定流公式计算无积水时的地下排水量；当田面有积水，地下水位上升到地表时，地下排水量则由 Kirkham公式计算。采用Green-Ampt公式计算地表入渗量。模型还通过设置地面平整度与田埂高度来计算每日地表净流量，即地表排水量。DRAINMOD模型在逐日计算作物实际腾发量(AET)时，比较土壤供水能力(即潜水上升通量)与潜在腾发量(PET)，取二者中较小的一个值作为每日的AET。即当土壤较为湿润时，AET 等于 PET；否则 AET 小于PET，其值取决于土壤向上的供水能力。本文根据较为完整的气象资料，采用FAO56 Penman-Monteith法计算出PET后输入模型。表3为模型输入数据。

表3 DRAINMOD模型主要输入参数Tab.3 Main input parameters for DRAINMOD model

由于试验区暗管为双层布设，因此利用DRAINMOD模型先模拟暗管埋深为60 cm的排水量，再模拟暗管埋深为100 cm的排水量，减去埋深为60 cm的排水量即可求出埋深为100 cm暗管的实际排水量。以双层排水中2根暗管(1根暗管埋深100 cm、1根暗管埋深60 cm)排水量作为控制单元，统计各种植结构上暗管数量，计算出相应的排水量，最终确定区域上的排水量。

1.5 试验区排水过程及主要污染物迁移、转化及掺混过程演算

试验区一、二、三号斗沟各承纳140条暗管的排水量，四号斗沟汇集13条农沟的排水量；支沟承纳一、二、三、四号斗沟排水量，最终由排水泵站抽入容泄区(十排干)。试验区斗沟长度1.9 km，深度1.7 m；排水支沟长度为1.7 km，深度2 m。由于试验区排水沟有一定的蓄水能力，能够在一定程度消减水量和浓度的变化幅度，故采用马斯京根法描述汇流排水沟蓄水能力对于子流域出口水质和水量过程的影响。

将排水斗沟所控制的所有暗管(排水农沟)出口流量之和作为斗沟的入口流量，将排水支沟所控制的所有排水斗沟的出口流量之和作为支沟的入口流量，则斗沟、支沟出口流量为

Qt+1=D0It+1+D1It+D2Qt

(3)

其中

(4)

式中Qt+1、Qt——t+1、t时刻的斗沟(支沟)出口断面出口流量，m3/s

It+1、It——t+1、t时刻斗沟(支沟)入口流量，m3/s

D0、D1、D2——河段流量系数，由圣维南方程组与马斯京根槽蓄曲线方程经过有限差分合解得到

Δt——计算时段长度，取24 h

x——流量比重因子，反映上、下游断面流量在槽蓄量中的相对权重

K——河段水流传播时间，K≈Δt，h

Ct+1=Cte-kt

(5)

k——综合一阶动力学系数，d-1

(6)

W1t、W2t——进入汇流排水沟的排水量和汇流排水沟内槽蓄水量，m3

对于盐分而言，在排水沟中，主要受水流运动和掺混的作用，其反应量不能以一阶方程进行模拟计算，每天实测其暗管和农沟排水的盐分，再利用式(6)计算斗沟和支沟出口盐分浓度。

表4 水量过程模拟参数Tab.4 Parameters for simulating drainage processes

模拟结果评价指标包括相对误差(RE)、相关系数(R)及效率系数(NS)。其中RE是模拟值和测量值的绝对误差和测量值之比，其绝对值越小，模拟值与测量值越接近，绝对值越大，模拟值与测量值差值越大；R表示模拟值与测量值之间的接近程度，R越接近于1，表明模拟值和测量值更密切相关，越接近于0，则表明模拟值与测量值越不相关；NS表示模型的模拟结果可信度，NS越靠近1，表示模拟结果的可信度越高，越靠近-∞，表示模拟结果越不可信。

1.6 数据计算及分析方法

1.6.1土壤含盐量

土壤电导率转换为土壤含盐量计算公式[26]为

C=3.765 7EC1∶5-0.240 5

(7)

式中C——土壤含盐量，g/kg

1.6.2排水矿化度

排水电导率(ECw)和矿化度(TDS)转换公式[27]为

TDS=0.69ECw

(8)

式中TDS——地下水矿化度，g/L

ECw——排水电导率，dS/m

1.6.3脱盐率

土壤脱盐率计算公式[1,28]为

(9)

式中N——脱盐率，%

S1——春灌前土壤电导率，dS/m

S2——春灌后土壤电导率，dS/m

1.6.4盐分总量和脱盐量

某一盐渍化类型的盐分总量计算式为

SSi=10ASiAihWu

(10)

式中SSi——i类型区盐分总量，t

ASi——i类型区平均含盐量，g/kg

Ai——i类型区面积，hm2

h——土壤深度，取1 m

Wu——土壤容重，取1.46 g/cm3

其中i=1,2,3,4,5分别表示非盐渍化区、轻度盐渍化区、中度盐渍化区、重度盐渍化区及盐土区。

定义灌溉后某一区脱盐量为

DSi=SSib-SSia

(11)

式中DSi——i类型区脱盐量，t

SSib——春灌前i类型区盐分总量，t

SSia——秋浇后i类型区盐分总量，t

1.6.5数据处理

采用Origin 2018与Excel 2016软件整理数据和制图，利用SPSS 17.0软件进行方差分析，多重比较采用LSD法。

2 结果与分析

2.1 农田排水过程分析

2.1.1DRAINMOD模型率定与验证

基于DRAINMOD模型对暗管排水和明沟排水的排水量进行了率定和验证(表5)。利用2019年数据进行率定，2020年数据进行验证，其中率定小区模拟值与实际值RE为4.12%～12.02%、R为0.80～0.92及NS为0.85～0.9，验证小区模拟值与实测值RE为6.19%～13.44%、R为0.83～0.90及NS为0.82～0.88，暗管排水的模拟效果好于明沟排水，但均在能接受范围之内。在降雨时期，排水量实测值与模拟值相差略大，模型对降雨比较敏感，实测排水量相对较小。由表5可知，2019、2020年春灌时期排水量无显著差异。生育期排水量有较大差异，生育期排水量受灌溉和降雨的影响较大，2019年生育期降雨相对较少，在生育期排水量小于2020年，2020年油葵、玉米暗管排水量实测值较2019年分别高92.63%、36.77%；2020年油葵、玉米明沟排水量实测值较2019年分别高5.77%、6.47%。秋浇由于灌水量相对较大，排水量也相对较大。在荒地中利用大水淋洗土壤盐分，只进行春灌和秋浇，2019、2020年荒地中春灌排水量较向日葵分别高21.48%、21.91%；秋浇排水量较向日葵分别高26.48%、17.12%；秋浇排水量较玉米分别高10.41%、25.87%。荒地中排水量相对较大，造成这种差异可能因为荒地中未受干扰的大孔隙形成优先流动路径，因此与传动耕作相比，水向下运动阻力较小，这也是荒地比传统耕作土壤更具保水能力的结果；另一方面，荒地在试验区北侧，地势较低，地下水埋深相对较浅，因此排水量相对较大。

表5 不同小区排水量观测值及模拟值Tab.5 Observations and simulations of drainage in different plots

2.1.2试验区排水过程分析

采用式(3)、(4)计算2019—2020年试验区斗沟和支沟出口位置出口流量(图4)。利用2019年数据进行率定，2020年数据进行验证。率定过程中模拟值与实测值RE为5.15%～16.02%、R为0.85～0.90、NS为0.82～0.93，验证过程中模拟值与实测值RE为7.19%～15.44%、R为0.78～0.85、NS为0.80～0.84，模拟值峰值大于实测值，是因为汇流暗管和斗沟进入支沟，在农沟进入斗沟，以及斗沟进入支沟过程中，槽蓄一定程度上消减了斗沟和支沟出口水量变化的峰值，具有一定的延迟效应，同时其计算值是在DRAINMOD模型的基础上计算的，结果对降雨和灌溉也较为敏感。支沟由于相对较深较宽，进水口流量较大，但其蓄水能力比较强，导致其出口排水流量相对较小，因此实测值比模拟值较小，但总体来说模拟值与实测值较好地吻合。两年的春灌和秋浇排水量无显著差异，秋浇排水量大于春灌排水量。2020年生育期排水较频繁，因为试验区2020年种植玉米面积增加，玉米在生育期进行了3次灌溉，同时2020年降雨也相对频繁，因此其排水量较大。

图4 排水斗沟和支沟出口流量变化曲线Fig.4 Variation curves of outlet flow of drainage ditch and branch ditch

2.2 农田排水对排水沟盐分和主要污染物迁移转化过程的影响

图5 斗沟出口位置还原性物质、盐分质量浓度变化曲线Fig.5 Variation curves of mass concentration of reducing substances and salinity at outlet of ditch

图6 支沟出口位置还原性物质、盐分质量浓度变化曲线Fig.6 Variation curves of mass concentration of reducing substances and salinity at outlet of branch ditch

表6 作物生育期污染物排放总量和质量浓度Tab.6 Contaminant mass and concentration during growth period of crops

2.3 农田排水对盐渍化土壤脱盐效果及改良效果的影响

2.3.1农田排水对盐渍化土壤脱盐效果的影响

表7为不同排水方式不同土层在2019年春灌前和2020年秋浇后土壤含盐量(以EC表示，单位dS/m)以及脱盐率。春灌前由于强烈的蒸发作用，土壤返盐情况严重，在暗管排水试验区，盐分相对较小，0～20 cm土壤EC为9.03 dS/m，较20～40 cm和40～100 cm分别大26.25%和47.29%；在明沟排水试验区，盐分相对较大，0～20 cm土壤EC为1.07 dS/m，较20～40 cm和40～100 cm分别大20.56%和28.04%，盐分呈现显著的表聚型。经过2年灌溉淋洗后，土壤脱盐率在土体中自上而下降低。0～20 cm土壤脱盐率最大，暗管排水试验区0～20 cm土壤脱盐率为67.56%，较20～40 cm和40～100 cm分别高5.12、16.84个百分点；明沟排水试验区0～20 cm土壤脱盐率为34.54%，较20～40 cm和40～100 cm分别高12.90、15.58个百分点。淋洗之后土壤盐分由表聚型向均匀型变化，暗管排水和明沟排水在2020年秋浇之后土壤EC分别在2.20～2.63 dS/m、0.61～0.65 dS/m之间。

表7 2019—2020年不同土层土壤脱盐率Tab.7 Soil desalination rate of different soil layers in 2019—2020

土壤脱盐率与土壤初始含盐量有着密切的关系，土壤初始EC与脱盐率拟合相关性函数如图7所示，其中图7a为试验区暗管排水土壤脱盐率，相关性函数曲线为一元二次函数，决定系数均不小于0.765 8，拟合效果良好。由图7a可知，暗管排水0～20 cm土壤脱盐率最高时EC大约为12 dS/m，春灌前小于12 dS/m的盐分含量区，脱盐率随初始含盐量的增加而增加，且增长速率越来越缓慢，而当含盐量大于12 dS/m时，土壤脱盐率缓慢下降，但脱盐率仍高于盐分含量在0～8 dS/m的土壤，原因可能是受灌水量和灌水次数的影响，当初始含盐量较大时，水中溶解盐分程度有限，淋洗效率降低导致土壤脱盐率开始下降。20～40 cm和40～100 cm土壤脱盐率随着初始含盐量的增加而增加，其中20～40 cm土壤含盐量大于6 dS/m时，脱盐率增加速率缓慢，40～100 cm土壤含盐量大于5 dS/m时，脱盐率增加速率缓慢。

由图7b可知，明沟排水由于含盐量相对较小，均在3.08 dS/m以下，土壤脱盐率相关性函数为线性关系，决定系数在0.742 7～0.885 8之间，模拟效果良好。0～20 cm土层土壤脱盐率最高，平均脱盐率为34.54%，随着土壤深度的增加土壤脱盐率减小，由于明沟排水试验区土壤含盐量相对较小，土壤脱盐率随着初始含盐量的增加而增大。

图7 2019—2020年脱盐率与初始含盐量关系Fig.7 Relationships between desalination rate and initial salt content in 2019—2020

2.3.2农田排水对不同盐渍化等级的影响

分析2019年春灌前至2020年秋浇后土壤改良效果表明，灌溉结合排水技术淋洗盐渍化土壤具有土壤盐分均质化的作用。表8为2019年春灌前到2020年秋浇后不同盐渍化等级土壤含盐量在灌溉过程中的变化，综合考虑耐盐农作物的生长状况和主要土壤盐分组成类型，根据盐渍化土壤的划分标准[29]，春灌前轻度盐渍化土壤占总面积的14.70%，中度盐渍化土壤占总面积的26.47%，重度盐渍化土壤占总面积的17.65%，盐土占总面积的41.18%，所占面积较大。经过2年灌溉淋洗后，中度盐渍化土壤和盐土类型面积均有所下降，中度盐渍化土壤面积下降2.94个百分点，盐土面积下降29.42个百分点，非盐渍化土壤、轻度和中重度盐渍化土壤面积分别增加2.94、8.83、20.59个百分点。其中盐土对试验区土壤脱盐率贡献最大，为126.78%，由于灌溉后盐分降低，轻度盐渍化土壤和重度盐渍化土壤面积增加，贡献率分别为-1.68%和-25.95%。

表8 2019—2020年不同等级盐渍化区盐分淋洗前后平均含盐量、面积及脱盐量Tab.8 Distributions of salinity,areas and desalination in different level saline regions before and after leaching in 2019—2020

3 讨论

3.1 农田排水过程分析

滨海地区暗管排水技术主要是为了降低地下水位，排出多余的水分，起到排涝降渍和满足田间作业的要求[30]，而在干旱地区，利用农田排水将盐分淋洗出土壤，是盐渍化土壤改良的重要技术[12]。DRAINMOD模型模拟农田水文变化较早即有应用，且模拟效果较好[31]，本研究经过率定和验证表明，利用DRAINMOD模型模拟排水量时，暗管排水的模拟效果好于明沟排水，模拟值与实测值RE、R及NS均在可接受范围之内。本研究处于干旱半干旱地区，排水事件的发生主要是在农田灌溉和降雨过程中，同时由于生育灌溉次数和灌水量相对较少，因此其在生育期的排水量也相对较少，春灌和秋浇排水量相对较大，排水效果也较好，可以有效地淋洗土壤中的盐分。

马斯京根法对农田排水系统中的各级排水沟进行排水过程的演算已经得到了验证和应用[16-17]，该方法考虑了排水过程中排水沟蓄水能力对排水过程的影响。本研究在DRAINMOD模拟农田排水的基础上计算排水系统中各排水沟的排水量，结果表明，排水过程中支沟和各斗沟排水量实测值较模拟值有一定的滞后性，但总体来说吻合性较好，模拟过程中模拟值与实测值RE为5.15%～15.44%、R为0.85～0.90及NS为0.80～0.93。试验区排水系统中排水量伴随着农田排水的产生而产生，同时支沟较深和较宽，在斗沟汇集到支沟的过程中，槽蓄作用的影响较大，支沟水较深，因此排水流量也相对较小，在后续试验中可以将支沟的坡度适当增大，减少支沟中积水，防止支沟中的水反渗到农田中对农田造成污染，起到对水质净化的效果。

3.2 农田排水对环境污染的影响

农田排水对水土环境的污染越来越受到重视，面源污染问题尤为突出[32]，其最明显的特征之一是污染范围广和空间异质性大[33]，这也是当前灌区环境治理的重点。研究表明，非点源污染在农业活动中占80%[34]，同时也是造成水质损害的重要原因之一[35]，在各种农业生产活动中，灌溉和降雨的动态作用下，这种污染物通过地表径流、农田排水和地下渗漏进入到土壤和地下水[36]，其中由化肥和农药造成的污染大多数情况下是导致湖泊和河流等水质下降的主要原因[37]，污染程度与农田在灌溉过程中灌水量和施肥量有着较大的关系[36]。因此，在研究排水过程中明确污染物的排放规律和对环境造成的污染至关重要。

3.3 农田排水对土壤盐分的影响

在干旱地区，利用农田排水将盐分淋洗出土壤，是盐渍化土壤改良的重要技术[12]，在作物非生育期利用暗管排水技术结合对盐分进行淋洗，达到加速土壤脱盐的效果[38]，并且对土壤盐分淋洗效果较好[39]，为作物在生育期的生长和发育提供有力条件，达到增产的目的。研究表明，暗管排水对土壤盐分的淋洗效果与暗管埋深[40]、间距[41]、灌水量[6]、土壤初始盐分[42]和暗管不同外包材料[43]等有着密切的联系。本研究表明，在盐渍化土壤中不同排水方式对土壤的脱盐效果不同，暗管排水具有较好的脱盐效果，可以作为土壤改良的主要技术，明沟排水脱盐效果相对欠佳，但在防止土壤次生盐渍化起到了重要作用。土壤中初始含盐量不同，对土壤脱盐率也有着重要的影响，相同灌水量条件下，暗管排水土壤脱盐率随着初始含盐量的增大而增大，但当土壤含盐量达到一定程度时，土壤脱盐率的增加速率变缓，从而达到极限，导致脱盐效率下降，这可能与灌水量有一定关系[42]，因此后续试验中，可以在非生育期适当增加灌水量来提高土壤脱盐率，达到降低土壤盐分的目的，同时也为后续对盐渍化土壤改良的研究提供一定的参考依据。试验区由于盐渍化程度较高，以中、重度盐渍化土壤和盐土为主，淋洗过程中土壤盐分逐渐降低，在经过2年的灌溉淋洗之后，试验区土壤以轻中、重度盐渍化土壤为主，其中盐土面积下降最多。因此，需要继续增加淋洗周期，在作物非生育期进行盐分淋洗使土壤盐渍化程度降低，同时应结合种植牧草等耐盐碱较强的植物，在生育期也要注重施肥，以期达到利用暗管技术改良盐渍化土壤的同时利用作物根系使土壤疏松，使土壤慢慢适应种植作物，从而达到种植经济作物的目的。

4 结论

(1)通过连续2年试验发现，DRAINMOD模型可以较好地模拟不同排水方式下的排水量，暗管排水的模拟效果好于明沟排水，在降雨时期，排水量实测值与模拟值相差略大，模型对降雨比较敏感，经过统计分析，DRAINMOD模型模拟值与实测值RE、R及NS均在能接受范围之内，表明模型在干旱、半干旱地区具有一定的适用性。

(3)经过2年灌溉淋洗后，土壤脱盐率在土体中自上而下降低。0～20 cm土壤脱盐率最大，暗管排水试验区0～20 cm土壤脱盐率为67.56%，较20～40 cm和40～100 cm分别高5.12、16.84个百分点；明沟排水试验区0～20 cm土壤脱盐率为34.54%，较20～40 cm和40～100 cm分别高12.90、15.58个百分点。淋洗之后土壤盐分由表聚型向均匀型变化，暗管排水和明沟排水在2020年秋浇后土壤EC分别在2.20～2.63 dS/m、0.61～0.65 dS/m之间。试验区中度盐渍化土壤和盐土类型面积均有所下降，中度盐渍化土壤面积下降2.94个百分点，盐土面积下降29.42个百分点，非盐渍化土壤、轻度和中重度盐渍化土壤分别增加2.94、8.83、20.59个百分点。其中盐土对试验区土壤脱盐率贡献最大，为126.78%，由于灌溉后盐分降低，轻度盐渍化土壤和重度盐渍化土壤面积增加，贡献率分别为-1.68%和-25.95%。