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user: 3. 结果与分析 3.1. 滴灌土壤盐分总体变化 对灌区收获后的每种滴灌作物土壤耕作层(30 cm)取4个土样，12种滴灌作物48个土样，以及地表渠水和井水2个水样，三年定期滴灌作物土壤采样共形成150个样品，化验分析灌溉水矿化度、土壤P H 值、土壤总盐、以及八大离子共计获得1446个检测数据。统计数据在95%置信区间统计检验(表1)结果显示，仅以表1中的PH值、总盐、土壤碳酸根离子和土壤重碳酸根离子数据结果为例，土壤酸碱度P H 值，最大、最小值9.21和7.35，平均8.30，标准差0.34，方差0.12；土壤总盐分含量，最大、最小值4.4 g/kg和0.1 g/kg，平均1.5 g/kg，标准差0.7，方差0.6；土壤碳酸根离子 CO 3 2 − 含量，最大、最小值0.0214 g/kg和0.0001 g/kg，平均0.0013 g/kg，标准差0.0037，方差零；土壤重碳酸根离子 HCO 3 − 含量，最大、最小值0.4139 g/kg和0.1347 g/kg，平均0.2852 g/kg，标准差0.0649，方差0.0042。 由结果分析看出，土壤总盐分含量以土壤硫酸根、重碳酸根和钙离子含量居多，这是本灌区土壤酸碱度高土壤呈碱性的主要成因，土壤盐分离子从标准差和方差相对变化大小依次为： SO 4 2 − (标准差0.4982，方差0.2482)、Ca 2 + (标准差0.1718，方差0.0295)、Na + (标准差0.0918，方差0.0084)、K + (标准差0.0700，方差0.0049)、 HCO 3 − (标准差0.0649，方差0.0042)、Cl − (标准差0.0518，方差0.0027)、Mg 2 + (标准差0.0334，方差0.0011)、 CO 3 2 − (标准差0.0037，方差0.0000)，分析表明滴灌条件下土壤盐分结构上表现出 SO 4 2 − 、Ca 2 + 、Na + 变化差异性较大，而Cl − 、Mg 2 + 和 CO 3 2 − 变化量相对较小。 Table 1 95% Confidence Test of Soil Salt Change in Drip Irrigation Crops (Unit: g/kg 分析项目 P H 值 总盐 CO 3 2 − HCO 3 − Cl − SO 4 2 − Ca 2 + Mg 2 + K + Na + 平均 8.30 1.5 0.0013 0.2852 0.0627 0.6506 0.1636 0.0564 0.0496 0.0682 标准误差 0.03 0.1 0.0003 0.0054 0.0043 0.0415 0.0143 0.0028 0.0058 0.0076 中位数 8.24 1.3 0.0001 0.2916 0.0353 0.5102 0.0956 0.0519 0.0383 0.0531 众数 7.98 0.9 0.0001 0.2796 0.0262 0.3897 0.0850 0.0233 0.0270 0.0648 标准差 0.34 0.7 0.0037 0.0649 0.0518 0.4982 0.1718 0.0334 0.0700 0.0918 方差 0.12 0.6 0.0000 0.0042 0.0027 0.2482 0.0295 0.0011 0.0049 0.0084 峰度 0.13 1.1 11.2299 −0.4257 0.2957 5.6071 7.7971 5.2489 39.9631 41.4912 偏度 0.73 1.0 3.3695 −0.1712 1.1826 1.8660 2.6677 1.6330 6.2790 6.4321 区域 1.86 4.3 0.0213 0.2792 0.1921 3.2196 1.0035 0.2217 0.4989 0.6652 最小值 7.35 0.1 0.0001 0.1347 0.0175 0.0459 0.0382 0.0117 0.0165 0.0195 最大值 9.21 4.4 0.0214 0.4139 0.2096 3.2655 1.0417 0.2334 0.5154 0.6847 表1. 滴灌作物土壤盐分总体变化95%置信度检验(单位：g/kg) 3.2. 滴灌土壤盐分年际变化 基于12种滴灌作物定期采样分析土壤总盐分含量2016~2017年分布情况如图1所示。由分析结果可以明显看出以下变化： 1) 12种滴灌作物土壤总盐分含量随着年份增加呈现明显的增加趋势，滴灌葵花土壤总盐分含量由2016年的0.81 g/kg，增加到2018年的1.85 g/kg；滴灌土豆土壤总盐分含量由2016年的1.78 g/kg，增加到2018年1.80 g/kg；滴灌蕃茄土壤总盐分含量由2016年0.98 g/kg，增加到2018年的2.13 g/kg；滴灌胡萝卜土壤总盐分含量由2016年的1.30 g/kg，增加到2018年的1.48 g/kg；滴灌水稻土壤总盐分含量由2016年的0.93 g/kg，增加到2018年的1.63 g/kg；滴灌黄豆土壤总盐分含量由2016年的1.55 g/kg，增加到2018年的2.35 g/kg；滴灌甜菜土壤总盐分含量由2016年的1.43 g/kg，增加到2018年的2.60 g/kg；滴灌谷子土壤总盐分含量由2016年的1.35 g/kg，增加到2018年的1.95 g/kg；滴灌油菜土壤总盐分含量由2016年的1.28 g/kg，增加到2018年的2.03 g/kg；滴灌打瓜土壤总盐分含量由2016年的0.80 g/kg，增加到2018年的2.28 g/kg；滴灌春小麦土壤总盐分含量由2016年的1.35 g/kg，增加到2018年的1.85 g/kg；滴灌苜蓿土壤总盐分含量由2016年的1.25 g/kg，增加到2018年的2.20 g/kg。 2) 对12种滴灌作物土壤盐分进行综合平均分析结果(表2、图2)看出，滴灌土壤总盐分含量由2016年的1.23 g/kg，增加到2018年的2.01 g/kg，土壤盐分离子变化量表现特征为，硫酸根离子( SO 4 2 − )含量最高，由2016年的0.6782 g/kg，增加到2018年的0.6830 g/kg；其次是重碳酸根( HCO 3 − )由2016年的0.2631 g/kg，增加到2018年的0.3389 g/kg；再是钙离子(Ca 2 + )由2016年的0.1803 g/kg，减少到2018年的0.1290 g/kg，土壤盐分离子含量相对较少由大至小依次为：镁离子(Mg 2 + )、钠离子(Na + )、钾离子(K + )、氯离子(Cl − )、碳酸根( CO 3 2 − )。从土壤盐分构成和盐分增加量看，主要是重碳酸根、硫酸根离子、氯离子、钾离子和钠离子，说明本灌区土壤盐分主要是硫酸(碳酸)氯化物类型。 3.3. 滴灌土壤盐分积累分析 根据土壤总盐分数据，利用式(1)~(3)计算分析土壤盐分增量、年递增率和土壤盐分积累结果(表3) 图1. 不同滴灌作物土壤总盐分年际变化 Table 2 Interannual variation of comprehensive average soil salinity of drip irrigation crops (g/kg 年份 总盐 CO 3 2 − HCO 3 − Cl – SO 4 2 − Ca 2 + Mg 2 + K + Na + 2016 1.23 0.0036 0.2631 0.0314 0.6782 0.1803 0.0767 0.0349 0.0589 2017 1.32 0.0001 0.2562 0.0268 0.5580 0.1819 0.0311 0.0432 0.0430 2018 2.01 0.0001 0.3389 0.1321 0.6830 0.1290 0.0616 0.0809 0.1035 表2. 滴灌作物综合平均土壤盐分年际变化(单位：g/kg) 图2. 土壤盐分离子年际变化 Table 3 Analysis of Soil Salt Accumulation in Drip Irrigation Crop 滴灌作物 土壤总盐/(g/kg) 2018a与2016a比 盐分积累/(kg/hm 2 ) 2016a 2017a 2018a 增量/(g/kg) 增长率/% 年递增率/% 盐分贮量 年均增加 葵花 0.81 1.00 1.85 1.04 127.33 31.45 4.63 1.54 土豆 1.78 1.03 1.80 0.03 1.41 0.47 0.12 0.04 蕃茄 0.98 1.00 2.13 1.15 117.95 29.62 5.49 1.83 胡萝卜 1.30 1.23 1.48 0.18 13.46 4.30 0.79 0.26 水稻 0.93 1.18 1.63 0.70 75.68 20.64 3.21 1.07 黄豆 1.55 2.35 2.35 0.80 51.61 14.86 3.72 1.24 甜菜 1.43 1.23 2.60 1.18 82.46 22.17 4.97 1.66 谷子 1.35 1.48 1.95 0.60 44.44 13.03 2.67 0.89 油菜 1.28 0.70 2.03 0.75 58.82 16.66 3.47 1.16 打瓜 0.80 1.68 2.28 1.48 184.38 41.63 6.55 2.18 春小麦 1.35 1.45 1.85 0.50 37.04 11.06 2.39 0.80 苜蓿 1.25 1.53 2.20 0.95 76.00 20.71 4.53 1.51 平均 1.23 1.32 2.01 0.78 63.13 17.70 3.57 1.19 表3. 滴灌作物土壤盐分积累分析 看出，不同滴灌作物土壤盐分增量和年递增率均呈上升趋势：滴灌葵花土壤盐分增量及年递增率分别为1.04 g/kg和31.45%、滴灌土豆土壤盐分增量和年递增率分别为0.03 g/kg和0.47%、滴灌蕃茄土壤盐分增量和年递增率分别为1.15 g/kg和29.62%、滴灌胡萝卜土壤盐分增量和年递增率分别为0.18 g/kg和4.3 %、滴灌水稻土壤盐分增量和年递增率分别为0.70 g/kg和20.64%、滴灌黄豆土壤盐分增量和年递增率分别为0.80 g/kg和14.86%、滴灌甜菜土壤盐分增量和年递增率分别为1.18 g/kg和22.17%、滴灌谷子土壤盐分增量和年递增率分别为0.60 g/kg和13.13%、滴灌油菜土壤盐分增量和年递增率分别为0.75 g/kg和16.66%、滴灌打瓜土壤盐分增量和年递增率分别为0.18 g/kg和4.30%、滴灌春小麦土壤盐分增量和年递增率分别为0.50 g/kg和11.06%、滴灌苜蓿土壤盐分增量和年递增率分别为0.95 g/kg和20.71%。滴灌多种作物综合平均土壤盐分增量和年递增率分别为0.78 g/kg和17.70%。 由土壤盐分积累贮量分析结果表明(图3)，滴灌多作物土壤盐分平均积累贮量和年增加量分别为3.57 kg/hm 2 和1.19 kg/hm 2 ，其中，土壤盐分平均积累贮量和年增加量相对较高为滴灌打瓜，分别为6.55 kg/hm 2 和2.18 kg/hm 2 ；相对较低是滴灌土豆，分别为0.12 kg/hm 2 和0.04 kg/hm 2 ；相对中间水平范围的滴灌作为黄豆、油菜、水稻，其土壤盐分积累贮量分别为3.72、3.47、3.21 kg/hm 2 ，年均增加量分别为1.24、1.16、1.07 kg/hm 2 。由不同滴灌作物土壤盐分积累贮量分析结果看，滴灌土壤盐分积累贮量随着滴灌作物用水量的增加呈现积累量有所减少的趋势，表现出灌溉用水定额较高作物土壤盐分相对积累贮量减缓，反之，土壤盐分积累和贮量有所增加。由此分析显示，滴灌高效节水灌溉的同时，即使灌区地表和地下水水质矿化度不高情况之下，同样存在土壤盐分积累贮量增加的情形，这是干旱区降水量少气象蒸发量高的基本特征表现。 图3. 土壤盐分增量和年均增加由小到大不同滴灌作物分布