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内陆干旱区由于受到干旱荒漠环境的影响，土壤瘠薄，盐碱化程度高。大量盐碱地的存在成为当地作物生长的主要限制性因子，并且逐渐成为阻碍该地区农业发展的问题，为解决该问题，本研究通过3年田间试验，在新疆典型内陆干旱区以棉花为试验对象，以滴头正下方20cm处不同土壤水基质势下限为处理，系统研究了新疆干旱区重度盐碱地在利用“垄作+覆膜+滴灌”技术过程中土壤环境质量及生产力的变化过程，包括土壤水、盐分、速效养分、全氮、全磷、有机质的时空变化以及棉花生长、耗水的变化，研究出快速、高效、低成本治理开发的机理和水盐调控机制，建立了系统的技术体系，为该地区盐碱地开发利用以及灌溉排水系统提供技术指导和理论依据。研究结果表明:
(1)当土壤水基质势下限控制在-5kPa时盐分淋洗效果最好，2010年灌溉结束后0～110cm土壤剖面内的ECe均值为7.8dS/m，土体已转变为轻度盐渍土，棉花根系分布层内生育期土壤ECe均值随土壤水基质势控制下限的降低而升高。土壤pH变化幅度较小，且三年试验结束后，随土壤盐分含量的降低而降低。
(2)各处理土壤剖面Clˉ与Na+含量均随种植年限的增加而降低，而其他盐分离子在土壤剖面的分布无明显规律。三年的水盐调控对土壤表层Clˉ/SO42-影响较大，灌水量较多的S1处理土壤盐分类型已转变为硫酸盐-氯化物型。各年限根系分布层内(0～40cm)以及0～120cm土层SAR值均随种植年限的增加而减少。
(3)不同水盐调控方法条件下，土壤速效养分（速效磷，速效钾，硝态氮，铵态氮）含量在作物根系分布层内均随种植年限的增长而增加，且全氮，全磷，有机质含量在根系分布层内垂直分布差异较大。2009年，各处理根系分布层土壤中C/N比值出现显著差异，其中S5处理比值最大，到了2010年，各处理土壤C/N比值均有所降低，降低幅度随土壤水基质势的降低而升高。
(4)棉花营养生长速率受土壤水基质势影响显著，其中S1与S2处理生长速率较快，而S4与S5处理生长速率较慢。2008年，各处理出苗率均低于35％，经过两个生育期的灌溉淋洗，到了2010年各处理出苗率均有较大幅度增长，各处理出苗率均在67％以上。不同水平土壤水基质势对籽棉以及皮棉产量有显著影响，其中，S1处理棉花产量较高，三年试验结束后，产量已达当地非盐碱地产量水平的83％。
(5)第一个种植年限内，盐分淋洗量随土壤水基质势的降低而减少，而到了第二年和第三年，则随土壤水基质势的减少而升高，各种植年限内深层渗漏量最大值不超过20mm，对周边地下水环境影响可能性不大。各年限棉花耗水量随土壤水基质势降低而减少，S1处理耗水量最高，为659.6mm，而深层渗漏水矿化度均随土壤水基质势的降低而升高。综合土壤盐分的淋洗效果以及棉花生长和对地下水及周边环境的影响，滴头正下方20cm处土壤水基质势控制下限-5kPa可以作为该地区前三年盐碱地水盐调控的指导灌溉制度。