中国利用微咸水灌溉研究与实践进展_刘静

对于咸淡水轮灌地区，微咸水浓度越高，用微 咸水灌溉的次数应越少； 对于一直用微咸水灌溉的 地区，为了降低土壤溶液的浓度以及淋洗土壤中的 盐分，应加大微咸水灌溉定额，尤其是一次灌水 量。 1. 3 咸淡水混灌
咸淡水混灌方式是在有碱性淡水的地区将其与 咸水混合，克服原咸水的盐危害及碱性淡水的碱危
害。机理主要是由于两种水的相互稀释，而降低矿 化度、盐度和碱度，两种水的离子相互发生化合作 用 而 降 低 残 余 碳 酸 钠［9］。 将 高 矿 化 度 的 咸 水 与 淡 水 或低矿化度的咸水合理配比后，有利于改善水质， 形成适合于作物生长的微咸水再用于灌溉。混灌在 提高灌溉水水质的同时，也增加了可灌水的总量， 使以前 不 能 使 用 的 碱 水 或 高 盐 度 的 咸 水 得 以 利 用［10］。
微咸水一般指矿化度为 2 ～ 5 g /L 的含盐水。中 国微咸水资源分布广，尤其在易发生干旱的华北、 西北以及沿海地带，广泛分布着矿化度为 2 ～ 5 g /L 的微咸水资源。据统计，中国地下微咸水资源约
为 200 亿 m3 /年，其中可开采量为 130 亿 m3 /年， 绝大部分存在于地下 10 ～ 100 m 处，宜于开采利 用［3］。华北平原矿化 度 为 2 ～ 5 g / L 的 地 下 水 分 布 面积占 43% ～ 48% ，整个华北平原浅层微咸水资 源达 75 亿 m3，西北地区（ 新疆、甘肃、宁夏、陕 西、青海、内蒙的部分地区） 地下微咸水资源为 88. 6 亿 m 。 3［4］
微咸水在一定的技术条件下可以用来灌溉，提供 作物生长所需要的水分，但微咸水灌溉也存在着潜在 的土壤盐渍化的危险。研究如何安全有效地利用微咸
收稿日期： 2011-09-16 基金项目： 国家自然科学基金创新研究群体基金项目“流域水循环模
拟与调控”（ 51021006） 。 作者简介： 刘 静（ 1987—） ，女，中国水利水电科学研究院研究生。
水利水电技术 第 43 卷 2012 年第 1 期
中国利用微咸水灌溉研究 与实践进展
刘 静，高占义
（ 中国水利水电科学研究院 流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100048）
摘 要： 利用微咸水进行灌溉是应对水资源短缺的重要措施之一。中国在微咸水灌溉方面已进行了大
量研究和实践，并取得了许多成功经验。本文概括总结了中国利用微咸水进行灌溉的方式和关键技
（ 1） 掌握好灌溉水质，灌溉水质的适宜性要基 于气候、土壤等具体条件而定，矿化度一般不宜超 过 5 g / L，pH 值 7 ～ 8［12］。在 水 资 源 缺 少 的 干 旱 半 干旱地 区，能 保 证 一 定 的 排 水 和 地 下 水 径 流 条 件 下，水质标准可略放宽。
（ 2） 有排水条件，使地下水位始终控制在临界深 度以下，保证因灌溉微咸水而增加的土壤盐分，在降 雨或淡水灌溉时能够淋洗排出，使周年土壤盐分保持 平衡或脱盐趋势。
3. 1 合理利用微咸水灌溉对作物生长及产量的积极 作用
利用微咸水灌溉可增加土壤水分，降低土壤溶液 浓度，利于作物吸收水分和养分，从而起到抗旱增产 的作用。适宜的咸水、微咸水灌溉不仅提供农作物生 长所需的水分，而且能淋洗掉作物根系层中的部分盐 分，有利于作物生长［14 － 15］。
王 洪 彬［6］对 河 北 沧 州 利 用 微 咸 水 进 行 灌 溉 试 验 情况进行了分析，研究表明微咸水灌溉比旱作有不 同程度的增产。天津市郊县进行的微咸水和咸水灌 溉大田试验研究，结果表明灌溉比旱作具有明显的 增产效果。陈秀玲等在河北省南皮试区用微咸水（ 2 ～ 4 g/L） 和半咸水（ 4 ～ 6 g/L） 灌溉的小麦玉米连 作，亩产分别为 464 ～ 557 kg，比 不 灌 的 雨 养 农 业 增产 1. 2 ～ 1. 6 倍［8］。利用小于 3 g / L 的微咸水灌溉 小麦、棉花、玉米等主要作物，产量与用淡水灌溉 相 近［16］。 用 微 咸 水 灌 溉 的 冬 小 麦 、 大 麦 比 旱 作 增 产 3 ～ 4 倍［3］。 3. 2 合理利用微咸水灌溉对土壤根层盐分的积极作用
肖 振 华［17］等 在 中 国 科 学 院 封 丘 农 业 生 态 实 验 站 的非盐化土壤上，利用分次灌水湿润的方法进行了 研究，结果表明灌溉水带入盐分在土壤中累积与淋 洗交替进行。当降雨淋洗盐量与灌溉咸水积盐量相 当时，可以达到周年不积 盐，遇 到 丰 水 年 还 会 脱 盐［3］。一般雨 季 降 雨 超 过 300 mm，可 使 根 层 土 壤 淋洗脱盐。
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刘 静，等∥中国利用微咸水灌溉研究与实践进展
水进行灌溉，已成为微咸水分布区解决水资源短缺问 题的一条有效途径。
1 微咸水灌溉的方式
微咸水灌溉的方式有利用微咸水直接灌溉、咸淡 水混灌和咸淡水轮灌三种。 1. 1 微咸水直接灌溉
中国是一个农业灌溉大国，灌溉用水量约占总供 水量的 62% 。然而，中国的水资源严重短缺，经济 社会快速发展不断增加的需水量使得水资源供需矛盾 愈来愈突出，研究利用微咸水进行灌溉是解决灌溉水 资源短缺的重要措施之一。中国在利用微咸水进行灌 溉方面已经进行了大量的研究与实践，在宁夏、甘 肃、内蒙古、陕西、河南、河北、山东、新疆、辽宁 等省区，都开展了利用微咸水进行灌溉的试验和生产 实践［1］。各地 利 用 咸 水 进 行 灌 溉 的 试 验 证 明， 如 采 用的技术和管理措施合理，利用微咸水灌溉农田可获 得持续发展［2］。
利用咸淡混浇技术灌溉的经济效益和社会效益显 著［11］，既减少深层淡 水 的 开 采 量， 充 分 利 用 浅 层 微 咸水，降低生产成本，又缓解了水资源紧缺，促进水 资源的可持续利用。郭永辰等在南皮试区利用深层碱 性淡水与浅层咸水混合灌溉，冬小麦、夏玉米两季单 产 10 年（ 1980 ～ 1990 年） 平均达到 557 kg / 亩，比不 灌溉的农田增产 162. 7% ，比全生长期用 4 ～ 6 g / L 咸 水灌溉的农田增产 20%［7］。
在没有 淡 水 资 源 或 淡 水 资 源 十 分 紧 缺 的 情 况 下 ， 可 直 接 利 用 微 咸 水 资 源 进 行 灌 溉［5］， 但 应 保 证 灌溉后土 壤 含 盐 量 和 溶 液 浓 度 不 超 过 作 物 耐 盐 极 限。由于微咸水对农作物 的 幼 苗 有 一 定 危 害，因 此，利用微咸水灌溉要避开作物幼苗期。一般情况 下，用 3 ～ 5 g /L 的微咸水在小麦、棉花、玉米等作 物的生长期进行适时适量的灌溉，都可获得良好的 效果［6］。
（ State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Lycle in River Basin，China Institute of Water Resources and Hydropower Research，Beijing 100048，China）
（ 3） 不旱不灌，按作物对土壤水分的需要适时灌 溉，掌握好灌水时机及灌溉次数。有试验结果表明， 同样的灌水次数，按适宜土壤水分供水，产量能够高 出按生育期浇水的 8% ～ 80% 。
（ 4） 加强以下措施，平整土地，围埂蓄雨，灌后 及时中耕等。
（ 5） 选用耐盐作物品种，在干旱年份，如因浇咸
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由于蒸发蒸腾作用，利用微咸水灌溉可使土壤发 生积盐，然而根层积盐如果不超过作物耐盐度临界 值，作物仍可正常生长，而且因灌溉咸水在土壤中积 累的盐分，可在下一次用淡水灌溉的作物生长期得到 淋溶冲 洗 （ Hoffman 等，1990 ） 或 通 过 降 雨 排 出。因 此，在排水条件良好的灌区合理利用微咸水灌溉，干 旱年土壤可能有所积盐，平水年及丰水年又可淋洗脱 盐，达到土壤盐分周年或多年平衡，不会发生盐分的 累积。
2 微咸水灌溉的关键技术
利用微咸水灌溉在增加土壤水分的同时也增加 了土壤的盐分。因此，必须把握好满足作物对水分 的需求与控制盐分危害的关系，控制根层土壤盐分 不超过作物耐盐度临界值，否则会影响作物正常生 长，导致产量随盐渍度的增加而下降。土壤中盐分 积累应不超过作物耐盐度临界值，由于利用微咸水 灌溉而增 加 的 盐 分 能 够 通 过 降 雨 或 灌 溉 的 淋 洗 排 出，使土壤盐分达到周年或多年平衡，不发生盐分 的 累 积 ， 这 是 咸 水 灌 溉 用 水 管 理 的 技 术 关 键［12］。 为 此，要注意以下几点。
咸淡水轮灌方式是在轮作中用微咸水灌溉耐盐 作物或作物耐盐生长阶段，用淡水灌溉耐盐力差的 作物或作物非耐盐生长阶段。轮灌的时间和水量随 着两种水的矿化度、作物种植方式和水源供给条件 等 而 变 化［7］。 如 旱 季 用 微 咸 水 ， 降 雨 后 有 地 表 水 时 用淡水灌溉； 在不同作物轮作或套种时，强耐盐作 物（ 如棉花） 用微咸水，弱耐盐作物（ 如小麦、玉米、 大豆） 用淡水； 播前和苗期用淡水，而在作物生长 的中 、 后 期 用 微 咸 水［5］。 陈 秀 玲 等 在 河 北 沧 州 南 皮 试区用小于 1 g /L 淡水灌溉小麦苗期，拔节以后用 5 ～ 6 g / L 咸水灌溉，小麦产量达到 303 kg / 亩，仅比全 生长期用淡水灌溉的低 2. 2%［8］。
Abstract： Using brackish water for irrigation is one of the important measures to deal with the shortage of water resources. In the aspects of brackish water irrigation，a large amount of studies and practices have been made along with a lot of successful experiences in China. The modes and key technologies as well as the advantages of the irrigation with brackish water in China are summarized herein，furthermore，the problems existed in the irrigation and the key points to be strengthened in the days to come are discussed as well. Key words： brackish water； agricultural irrigation； irrigation mode； key technology