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盐碱地是我国重要的后备耕地资源,针对不同类型的盐碱地生态系统特点采取的治理方法不同,暗管排水排盐是针对高水位、有较充足雨水或灌溉条件的盐碱地治理的有效技术措施。本研究以河北省近滨海高水位中重度盐碱地为研究对象,开展了雨养区暗管埋设控制性排水条件下土壤水盐运移规律和咸淡水资源管理调控研究,为高水位盐碱地农田治理和管理模式提供了技术支撑。主要研究结论如下: (1)暗管可调控最大地下水埋深深度随暗管埋设深度的增加而增加;暗管强排条件下可在24小时内将地下水埋深降至1m以下,有效减少作物涝害;四组暗管埋设处理浸润线上地下水位分布规律较一致,离暗管越近,地下水埋深越深,但受土壤下层大孔隙影响,规律不显著;通过对不同暗管埋设处理下地下水埋深与土壤盐分变化的分析,认为4个暗管埋设处理在降低地下水位与土壤盐分方面没有显著性差异,从节约成本的角度考虑,1.6m埋深、50m间距是河北近滨海盐碱区的适宜暗管埋设组合。 (2)针对近滨海浅埋深盐碱区春季返盐重,夏季存在涝盐双重危害的问题,在春季冻融后期和雨季两个关键时间点进行暗管控制性排水,实验结果表明:1)春季土壤冻融后期排水时,地下水位因土壤冻结层消融引起的上升可显著得到控制;土壤含盐量降低,且以30cm土层最显著;2)雨季排水时,连续强降水造成的作物涝渍时间减少了2/3以上;强降雨后0-80cm可迅速脱盐;雨季后土壤脱盐率提高1倍以上;3)非控制性排水时期,暗管埋设区土壤返盐率为30.6%~123.2%,略高于对照区(28.1%~114.1),但土壤含盐量略低于对照区。4)从年变化看,因关键点控制性排水作用,年周期内整体上暗管埋设区比对照区地下水位和土壤盐分含量在平均程度上均有下降。 (3)运用经典统计学和地统计学方法,结合GIS技术,研究了滨海盐土土壤盐分的空间异质性和采用降雨淋盐与暗管排盐措施后土壤盐分变化及淋排均质化作用的分析,主要结果如下:1)雨淋管排可促进土壤盐分均质化。淋排后,变异系数CV由48.13%降至28.14%,空间相关程度(C0/(C0+C))由72.86%变化至59.42%;2)雨淋管排后土壤盐分存在“高盐异质性-低盐均质性”转化趋势。<7g/kg的土壤含盐量经雨季淋排可降至1.5~2g/kg,且在<7g/kg土壤含盐量范围内,脱盐率与初始土壤含盐量呈正相关,反之,为负相关;3)对“高盐异质性-低盐均质性”转化过程的定量分析结果显示,淋排后,实验区土壤类型由中重度盐渍化土降为轻度盐渍化土,雨季土壤脱盐量为67.78t,其中重度盐渍化土对脱盐量的贡献最大,可达91%,轻度盐渍化土反而因淋排作用有所增加,其脱盐量的贡献为负值(-35%)。 (4)针对研究区地下咸水资源丰富、无灌溉水的特点,设计微咸水灌溉试验,以期达到高效利用水资源、作物增产的目的。试验采用3个水平的咸水灌溉处理:高矿化度(13g/L)、中矿化度(6g/L)、低矿化度(1g/L)。结果表明:灌溉处理小区的土壤含水量显著高于非灌溉对照区,冬小麦灌浆水可增加其光合效率,从而增加冬小麦生物量与产量;中高矿化度处理小区灌溉初期土壤表层出现积盐现象,三个处理小区受暗管淋排影响雨季后脱盐且周年内土壤无显著积盐;灌溉后,试验区盐分类型由氯化物-硫酸盐类型变为硫酸盐-氯化物类型,Cl-、Ca2+、Na+三种离子的离子含量增加比最显著,其次为SO42-,低矿化度区灌溉处理后,HCO3-含量增加,存在土壤碱化风险。