(一)双环入渗试验
土壤入渗速率与土壤吸湿率存在明显相关关系,到达一定时间后进入稳定入渗。通过进行田间双环入渗试验(试验布置见第二章第三节),观测不同盐度棉田土壤入渗情况的差异性,在棉田冬灌前采用双环入渗试验,试验对0~970min环中水深进行观测,用深度差与内环面积之比测得各个时刻入渗速率如图9-9所示。
图9-9 入渗速率随时间变化关系曲线
(a)0~20min;(b)20~970min
如图9-9(a)所示,冬灌条件下,在0~10min内,不同盐度棉田入渗速率差异性显著,盐分含量越高的棉田其入渗速率越快,灌水1min左右时,不同盐度棉田入渗速率均达到最大,其中重盐度棉田入渗速率几乎为中盐度棉田的3倍轻盐度棉田的4.5倍。图9-9图可知,在灌水10~400min时间范围内,不同盐度棉田入渗速率均有波动且波动较小,400min后不同盐度棉田入渗速率差异性较小且逐渐趋于稳定。
轻、中、重盐度棉田不同处理灌水持续时间和在该时刻双环入渗试验测得的累计入渗水量如图9-10所示。不同盐度棉田春灌处理见表9-8。
图9-10 累计入渗水量随时间变化关系曲线
表9-8 不同盐度棉田春灌水量处理
(二)不同处理对应春灌前后土壤含盐率
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图9-11 轻盐度棉田春灌前后土壤含盐率变化曲线
由图9-11可知,对轻盐度棉田而言,在一定范围内,春灌水量越多,其春灌后土壤含盐率在深度方向上越均匀平缓,没有明显的含盐率抛物线峰值出现,且在0~60cm深度范围内脱盐效果较好,能够满足当年生育期内棉田洗盐压盐要求,原因是轻盐度棉田土壤颗粒间没有块结,颗粒分散较为均匀,孔隙透水性及透气性良好,春灌后水分浸泡土壤,溶解可溶性盐,多余水分能够在重力作用下下渗,带走了大量的盐分,因此其脱盐效果随灌水量增加趋于稳定。当春灌水量在150~200m3/亩范围内时,表层及30cm深度处土壤可能造成积盐,对棉花出苗及滴灌前根系生长发育不利,脱盐效果得不到保障,但低盐度棉田土壤含盐率本身较低,在播种时只要满足土壤含水率及土壤温度等要求,棉田出苗率一般较好。
由图9-12可知,对中盐度棉田而言,当春灌水量为处理4即150m3/亩时,其脱盐效果在垂直方向上较为稳定且表层含盐率较低,有益于棉花出苗,但在50~60cm深度范围内有一定程度积盐;处理6灌水量较大,在30~60cm土层土壤块结较为严重且出现一定程度积盐,这是由于土壤透水性较弱,水分下渗受阻,表层土壤水分蒸发大于下渗,土壤盐分上移,表层盐分在一定范围内积累,在一定程度上影响了棉花的出苗率;处理5对应春灌水量满足在0~100cm深度范围内洗盐压盐要求,与处理6相比,其脱盐率在20~60cm深度范围内明显提高,且表层含盐率较低,能够在播种后保证棉花出苗率,与处理4相比,在深度上脱盐稳定且整体含盐率较低,长期有益于达到洗盐压盐、稳产高产及棉田可持续利用的目的。
由图9-13可知,对重盐度棉田而言,在一定范围内,春灌水量越多其脱盐效果越好。春灌后土壤在深度方向上脱盐越稳定且土壤含盐率越低。原因是重盐度棉田对春灌水的利用率相对轻盐度、中盐度棉田高,即同样的灌水量,重盐度棉田脱盐率较轻盐度、中盐度棉田高;当灌水较多时,土壤浸泡溶解时间较长,易于盐分溶解,下渗水量较大,盐分淋洗效果较好。
图9-12 中盐度棉田春灌前后土壤含盐率变化曲线
图9-13 重盐度棉田春灌前后土壤含盐率变化曲线
(三)不同处理对应春灌前后及播种时土壤脱盐率与出苗率
由表9-9可知,并非灌水量越多,播种时土壤含水率越高,含盐率越低。灌水后土壤含水率较灌水前明显升高,含盐率明显降低,当灌水量和排水条件相同时,轻盐度棉田灌水后含水率相对较高;灌水后到播种前土壤含水率减少而含盐率增加,其中,中、轻盐度棉田灌水量较多时,土壤在0~100cm深范围内含水较少且播种前表层反盐较慢,原因是较多灌水浸泡土壤时间较长;重盐度棉田水分下移较快,淋洗较多盐分理论上有益于提高棉花处苗率,但由于棉田本身含盐率较高,影响棉花出苗,因此应该严格控制春灌水量。由播种时土壤含盐率与出苗率关系可知,当土壤含盐率为0.54%~0.67%时,出苗率为80%~85%,当含盐率为0.9%~1.9%时,出苗率波动较大,在20%~85%之间。
表9-9 不同处理对应土壤水盐状况与出苗率
注 含水率的上升率由灌水前后数据所得,下降率由灌水后和播种时数据所得;含盐率下降率由灌水前后数据所得,上升率由灌水后和播种时数据所得。
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