1.1　研究背景和意义

世界各地广泛地分布着盐渍化土壤，面积高达10亿hm2，引起较为严重的社会问题和环境问题。我国盐渍化土壤面积高达3 600万hm2，主要集中在东北、西北、华北及沿海等地，盐渍化耕地面积占比6.62%，80%以上的盐渍化土壤未被开发利用。土壤盐渍化易引起土壤理化性质恶化，破坏土壤结构，造成土壤板结，减弱了土壤水气通透性和水肥供应能力，造成水土环境退化，对作物生长带来不利影响，最终导致农田生态环境恶化及作物减产，严重制约着农业发展。另外，水资源是影响农业健康发展的关键因素之一，而我国农业水利用率仅30%～50%，远远低于发达国家。因此，开展节水灌溉下的盐渍土壤改良研究是我国盐渍土地区农业可持续发展的重要措施。相比传统的节水灌溉农业，盐渍化土壤节水灌溉综合性强，多学科交叉，涉及植物学、气象学、土壤学、土壤水动力学、生态学、灌溉工程学及农学等方面。因此，改良盐渍化土壤，提高农业水高效利用，对保障国家粮食安全有着重要的现实意义。

内蒙古河套灌区是我国重要的粮食生产基地，是典型的一首制引黄自流灌区，98%以上的耕地是引黄灌溉。河套灌区土壤盐渍化发育程度较高，盐渍化土壤占耕地面积的79%，且由于灌区政策性引黄水量锐减及不合理灌溉，灌区土壤盐渍化有加重的趋势。目前，针对盐渍化土壤的改良措施（如生物措施、工程措施、地表覆盖集成模式等）在灌区已积极实施，并取得了一定效果，但这些改良措施需大量灌溉黄河水洗盐，从而造成灌区地下水位上升，产生次生盐渍化。农业生产过程中，为追求作物高产，灌区农药、化肥等用量逐年增加，但化肥利用率较低，作物收获带走的氮磷不到40%，粗放式的灌施模式导致氮磷流失严重，盈余的氮磷肥及残留的农药等随着土壤水逐渐渗入地下水，造成地下水污染，水质恶化。更为严重的是，部分污染的土壤水通过排水干沟进入地表水，对河流、湖泊等水域造成二次污染。因此，土壤盐渍化、引黄水锐减和农业面源污染是未来灌区农业健康发展的制约因素。

中国农作物秸秆资源丰富，理论资源量已达到10.4亿t，且仍有增加的趋势。但现实中，一方面我国农作物秸秆资源化利用率低，大量秸秆资源被浪费，最典型的就是秸秆焚烧，造成的大气污染等问题日益严重；另一方面耕地连作且大量施用无机肥，短期获得了高产，却生产出更多作物秸秆，恶性循环，造成生产条件恶化，生态环境污染严重。秸秆资源“用则利，不用则废”，2021年中央一号文件明确提出“全面实施秸秆综合利用”及“持续推进化肥农药减量增效”。因此，如何提高秸秆资源化利用率，降低化肥农药使用量，形成长效科学利用机制，成为河套灌区农业良性发展的重大问题之一。

目前，国内外关于秸秆还田改良盐渍土、改善土壤生态环境和提效增产等方面做了大量研究，也取得了较多成果。前人研究主要集中在秸秆混施或覆盖在某一方面的影响，但关于灌区盐渍化耕地秸秆覆盖下夏玉米优化灌施制度研究较少。本研究在河套灌区开展了优选秸秆覆盖耕作模式及秸秆覆盖下夏玉米优化灌施制度的田间试验，并基于深度学习理论及技术，构建水盐运移模型，进一步优化夏玉米灌溉制度。研究成果对丰富秸秆还田理论及技术体系、秸秆资源化利用等方面具有一定的科学价值和现实意义，同时为深度学习理论及技术在土壤水盐运移模型上的应用提供参考。