本發明屬于灌溉技術領域，涉及一種微咸水灌溉方法，具體涉及一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法。

背景技術：

我國是農業大國，農業用水量占全國總用水量的62.6%。而農業灌溉是保證作物高產、穩產的一項重要措施，在農業灌溉中，97%采用地面灌溉，灌溉用水的利用率僅為30%-40%，遠低于發達國家（70%-80%）。因此，多角度、多方位、多途徑開發利用水資源對于農業的可持續發展具有重要作用。

我國淺層地下微咸水、咸水資源豐富，其中魯北平原多年平均地下微咸水和咸水資源量為12.02億m³，其中2-3g/l的為1.12億m³，3-3g/l的為4.72億m³，大于3g/l的為6.18億m³，大部分存在于地下10-100m處，易于開采利用。因此，合理開發利用微咸水資源并且實施節水灌溉措施是解決水資源短缺的重要途徑，也是保證農業用水，實現高產穩產、旱澇保收的重要途徑。

目前，現有的農業灌溉方法存在諸多不足，例如：

1.使用現有的灌溉方法，灌溉淡水使用量高，淡水資源浪費現象嚴重；

2.使用現有的灌溉方法，灌水均勻性差，易產生深層滲漏；

3.使用現有的灌溉方法，土壤鹽漬化嚴重，作物根系層的積鹽和返鹽現象明顯。

綜上所述，現有技術在實際應用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進。

技術實現要素：

為解決現有技術中存在的技術問題，本發明提供一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法，以實現以下發明目的：

（1）使用本發明的一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法，節約淡水用量；

（2）使用本發明的一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法，提高灌水均勻性，減少深層滲漏；

（3）使用本發明的一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法，改良鹽堿土壤，改善了鹽堿土壤物理結構，為作物提供良好的生長環境。

為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案如下：

一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法，所述間歇組合灌溉包括間歇時間：0min，30min，60min,120min；組合次序：先淡后咸，先咸后淡；組合比例：2:1，1:1，1:2。

一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法，該方法包括如下步驟：

步驟一、實地調研：了解當地的灌溉制度和灌溉方式，并對試驗田進行勘察，主要包括：土壤類型，地下水深度，排水路線；

步驟二、取土樣：利用土鉆取擾動土，利用100mm³環刀取原狀土；

步驟三、取水樣：用干凈的容器分別在試驗田的四周取地表水和地下水水樣；

步驟四、土樣分析：實驗室內測定原狀土的土壤容重和田間持水率，擾動土經過風干、碾壓、過篩（2mm）、均勻混合后，制備成室內試驗土樣，測定土樣的基本物理化學性質；

步驟五、水樣分析：測定礦化度、全鹽，八大離子含量，根據分析結果，淡水用蒸餾水，3g/l的微咸水在實驗室內根據地下水的化學組成利用化學試劑配制而成；

步驟六、對步驟四的試驗結果進行分析，計算土柱試驗的凈灌水定額；

步驟七、試驗設備的制作與安裝，主要包括：試驗土柱和馬氏瓶；

步驟八、試驗方案的設計：采用微咸水直接灌溉和咸淡水間歇組合灌溉兩種灌溉模式，以全部淡水灌溉為對照組；直接灌溉為淡水和礦化度為3g/l的微咸水；咸淡水間歇組合灌溉模式包括：組合次序為先咸（3g/l）后淡、先淡后咸（3g/l）；間歇時間為0min,30min,60min,120min；組合比例為：2:1，1：1，1:2；

步驟九、室內土柱試驗：試驗開始前，將初始含水率為2%的供試土樣按照土壤容重1.39g/cm³分16層均勻裝入土柱，每層5cm，裝土高度為80cm；試驗開始后，利用馬氏瓶自動供水，供水水頭保持在1.5-2cm之間，試驗過程中觀測濕潤鋒深度和馬氏瓶水位；當灌水定額入滲結束后，立即從土表至濕潤鋒處每隔5cm提取土樣，測定土壤含水率，土壤ec值，土壤全鹽量。

優選的，所述步驟二取土樣為：自表層至80cm深度每隔20cm分層取原狀土和擾動土，每層3個重復。

優選的，所述步驟四土樣分析：土壤容重和田間持水率采用環刀法，土壤含水率采用烘干法，土壤含鹽量采用質量法，利用mastersizer3000型激光粒度儀測定土壤顆粒組成，并按照國際制土壤質地分類標準對試驗土壤質地進行劃分，根據我國華北平原土壤鹽堿化程度分級標準，供試土壤為中度鹽堿化土壤。

優選的，所述步驟六灌水定額按照下式計算得：

式中，h為土壤計劃濕潤層深度，cm，取60cm；θmax為土壤計劃濕潤層允許的最大含水率，為田間持水率（占干土重），取28.62%；θmin為土壤計劃濕潤層初始含水率（占干土重），取2%；γ土、γ水分別為土壤干容重和水的密度，取1.39g/cm³和1g/cm³。

優選的，所述步驟七試驗設備的制作與安裝：試驗土柱采用內直徑為8cm，高為90cm的有機玻璃制成，馬氏瓶采用截面積為50.24cm²，高為50cm的有機玻璃制成，為取土分析土壤水分和鹽分含量，在土柱側面10cm以下，每隔5cm開一直徑為15mm的圓形取樣口，土柱與馬氏瓶外壁標有刻度，用于觀測馬氏瓶水位和濕潤鋒運移位置。

優選的，所述步驟八試驗方案的設計：間歇組合灌溉中灌水定額共22.2cm，單次入滲水量根據所占比例計算而得，單次入滲水量結束，間歇一定的時間后，進行下一輪灌溉。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

（1）使用本發明的一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法，合理開發利用了微咸水資源，淡水用量大大降低；

（2）使用本發明的一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法，由于間歇供水的作用，使土壤表面形成了致密層，土壤剖面水分分布更均勻，為作物提供良好的生長環境；

（3）使用本發明的一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法，由于土壤剖面水分分布更均勻，降低了根區土壤溶液鹽分含量，提高了土壤脫鹽率，使土壤向著有利于作物正常生長的方向發展。

附圖說明

圖1為一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法流程圖；

圖2為間歇時間為0min先淡后咸土壤全鹽量隨土層深度的變化規律；

圖3為間歇時間為0min先咸后淡土壤全鹽量隨土層深度的變化規律；

圖4為間歇時間為30min先淡后咸土壤全鹽量隨土層深度的變化規律；

圖5為間歇時間為30min先咸后淡土壤全鹽量隨土層深度的變化規律；

圖6為間歇時間為60min先淡后咸土壤全鹽量隨土層深度的變化規律；

圖7為間歇時間為60min先咸后淡土壤全鹽量隨土層深度的變化規律；

圖8為間歇時間為120min先淡后咸土壤全鹽量隨土層深度的變化規律；

圖9為間歇時間為120min先咸后淡土壤全鹽量隨土層深度的變化規律。

具體實施方式

為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和最佳實施例對本發明作進一步的詳細說明。應當理解，所描述的實施例僅用于解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法，包括如下步驟：

步驟一、實地調研：試驗地點位于濱州市濱城區，土壤屬于粉砂質壤土，土壤含鹽量平均值為2.381g/kg，屬于中度鹽堿土壤。試驗地呈不規則梯形，北面為444m，南面為507米，東面為110m,西面為260m,面積為82140m²。此試驗區主要農作物為冬小麥-夏玉米，采用大水漫灌的方式進行洗鹽。該區域地下水埋深為3米左右。

步驟二、取土樣

從表層至80cm深度每隔20cm分層取擾動土和原狀土，每層三個重復。

步驟三、取水樣

用干凈的礦泉水瓶在試驗田的四周取地表水和地下水水樣。

步驟四、土樣分析

表1供試土壤顆粒組成及分類

表2供試土壤的基本物理化學性質

原狀土取回后，立即測定土壤容重和田間持水率；擾動土經過風干、碾壓、篩分、均勻混合后制備成室內試驗土樣，測定土壤初始含水率、土壤全鹽量、土壤ec值；利用mastersizer3000型激光粒度儀測定土壤顆粒組成，并按照國際制土壤質地分類標準對試驗土壤質地進行劃分，具體基本物理化學性質見表1，表2，根據我國華北平原土壤鹽堿化程度分級標準，供試土壤為中度鹽堿化土壤。

步驟五、水樣分析

表3灌溉水質化學組成

試驗用水包括淡水和3g/l的微咸水。其中淡水使用的是蒸餾水，礦化度為0g/l；微咸水是根據研究區潛層地下微咸水的鹽分組成，在室內利用化學藥劑室內配制而成。各種可溶性鹽濃度見表3。

步驟六、凈灌水定額設計

灌水定額根據下式計算得：

式中，h為土壤計劃濕潤層深度，cm，取60cm；θmax為土壤計劃濕潤層允許的最大含水率，為田間持水率（占干土重），取28.62%；θmin為土壤計劃濕潤層初始含水率（占干土重），取2%；γ土、γ水分別為土壤干容重和水的密度，取1.39g/cm³和1g/cm³。

步驟七、實驗設備的制作與安裝

整個試驗系統包括試驗土柱和供水裝置。試驗土柱是由內直徑為8cm，高為90cm的有機玻璃制成。在土柱側面10cm以下，每隔5cm開一直徑為15mm的圓形取樣口，便于取土分析土壤水分和鹽分含量；利用馬氏瓶自動供水，其截面積為50.24cm²，高為50cm，供水水頭控制在2cm左右。土柱與馬氏瓶外壁標有刻度，用于觀測馬氏瓶水位和濕潤鋒運移深度。

步驟八、試驗方案的設計

采用微咸水直接灌溉和咸淡水間歇組合灌溉兩種灌溉模式，以全部淡水灌溉為對照組；直接灌溉為淡水和礦化度為3g/l的微咸水；咸淡水間歇組合灌溉模式包括：組合次序為先咸（3g/l）后淡、先淡后咸（3g/l）；間歇時間為0min,30min；組合比例為：2:1，1:1，1:2。

步驟九、室內土柱試驗

試驗開始前，將初始含水率為2%的試驗土樣按土壤容重1.39g/cm³分16層均勻裝入土柱，每層5cm，裝土高度為80cm。填裝完畢后，在土表放置一張與土柱內截面積相同的帶孔濾紙以防止灌水時對表土的沖刷。試驗開始后，利用馬氏瓶自動供水以提供恒定水頭。當灌水定額入滲結束后，立即從土表至濕潤鋒處每隔5cm提取土樣，用烘干法測定土壤含水率，利用dds-11a型電導率儀測定水土比為5:1的土壤溶液電導率，并利用土壤含鹽量與土壤浸提液電導率之間的關系，將電導率轉化為含鹽量，具體的轉化公式為：

式中：y為土壤含鹽量,g/kg；ec5:1為25℃下水土比為5:1的土壤浸提液電導率，ms/cm。

實施例2一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法

本實施例與實施例1不同的是步驟八中試驗方案的設計，其它步驟及參數與實施例1相同。

步驟八、試驗方案的設計

采用微咸水直接灌溉和咸淡水間歇組合灌溉兩種灌溉模式，以全部淡水灌溉為對照組；直接灌溉為淡水和礦化度為3g/l的微咸水；咸淡水間歇組合灌溉模式包括：組合次序為先咸（3g/l）后淡、先淡后咸（3g/l）；間歇時間為0min,60min；組合比例為：2:1，1：1，1:2。

實施例3一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法

本實施例與實施例1不同的是步驟八中試驗方案的設計，其它步驟及參數與實施例1相同。

步驟八、試驗方案的設計

采用微咸水直接灌溉和咸淡水間歇組合灌溉兩種灌溉模式，以全部淡水灌溉為對照組；直接灌溉為淡水和礦化度為3g/l的微咸水；咸淡水間歇組合灌溉模式包括：組合次序為先咸（3g/l）后淡、先淡后咸（3g/l）；間歇時間為0min,120min；組合比例為：2:1，1：1，1:2。

結果檢測：

（1）使用本發明的一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法，淡水用量降低。

（2）表4間歇組合灌溉土壤含水率變異系數

使用本發明的一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法，咸淡水間歇組合灌溉土壤剖面含水率變異系數均小于全淡水直接灌溉，說明咸淡水間歇組合灌溉模式土壤剖面含水率分布更均勻，更有利于提高農田水資源的利用效率，能為作物提供更適宜的生長環境。具體指標見表4。

（3）使用本發明的一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法，對各土層土壤含鹽量分析，可知，在一定的土層深度范圍內，咸淡水間歇組合灌溉土壤含鹽量均小于微咸水直接灌溉，且與全淡水灌溉差異較小。說明，咸淡水間歇組合灌溉能夠在不對作物根系密集區產生鹽害的前提下，充分利用微咸水緩解灌區農田干旱問題,具體指標見圖2到圖9。

綜上所述，運用本發明提供的一種鹽堿地微咸水與淡水間歇組合灌溉方法，節約了淡水用量、提高了灌水均勻性，對鹽堿土壤的改良具有很好的效果。

最后應說明的是：以上對發明的實施例進行了詳細說明，但所述內容僅作為本發明的較佳實施例而已，不能被認為用于限定本發明的實施范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均仍屬于本發明的保護范圍之內。