4.4.1　讨论

研究表明，土壤结构及其质地均匀性对土壤水入渗有着显著的影响，导致水分入渗形式也被改变。本研究发现，在秸秆深埋和不同灌水量互作下，土壤水的入渗受到显著改变。同时，因秸秆质地粗糙，大孔隙较多，与均质土壤交界面形成的孔隙差异界面的不同，造成了土壤导水率的差异，导致秸秆隔层与均质土间的水通量减小甚至灌水定额较小（SW1处理）时，二者之间水量交换很小，阻断了耕作层与心土层间的水分交换，降低了土壤水通过秸秆隔层的入渗率，进而降低秸秆隔层土壤含水率。秸秆隔层交界面处形成湿润区优先流的水分在短时间内与均质土壤的其他部分水分运移不能保持平衡，引起湿润锋运移的不均匀，随时间推移，秸秆隔层含水量达到其容纳极限时，入渗水运移到心土层，入渗基本稳定。另外，本研究还发现秸秆表覆处理，虽然能在一定程度上减缓土壤蒸发，但秸秆表覆层以下与CK处理土壤结构无差别，一旦水分通过表覆层，就会迅速入渗，与地下水形成联通；因表覆层以下土壤较易形成水分运移联通体，随着蒸发作用增强，水分上移至表层，“水走盐留”，引起表层土壤积盐，形成高盐低水环境，不利于作物生长。

本研究中SW1处理夏玉米整个生育期耕作层土壤含水率处于较低状态，入渗水未能充分溶解耕作层盐分，并且溶液量未超过秸秆隔层容纳量极限，入渗水主要消耗在耕层，并停留在耕层和秸秆层中，入渗水不能运移到心土层，无淋盐效果；随土壤蒸发作用增强，耕作层土壤水分蒸散较快，且隔层阻断土壤毛管，心土层土壤水又不能及时透过隔层补给蒸发，耕作层土壤含水率逐渐降低，导致SW1处理的秸秆隔层逐渐演变成积盐库，在整个生育期有积盐趋势，造成根层盐渍化。秸秆表覆的BW1处理与SW1处理类似，也因灌水量较小，且表覆层以下土壤可形成水分运移联通体，引起该处理在整个生育期有积盐趋势。

SW2、SW3处理的秸秆隔层延长入渗水在耕作层停蓄，提高耕作层及秸秆隔层的含水率，形成不连续的水分运移架构，超过秸秆隔层容纳量的部分入渗水运移到心土层，最后入渗趋于稳定，达到部分淋盐效果；在土壤蒸发作用下，心土层土壤水上移，但秸秆隔层形成的阻隔层，导致心土层土壤水分无法通过毛管上移至耕层，切断了蒸发补给，抑制深层盐分上迁，从而降低土壤蒸发作用。而常规耕作CK处理灌溉量较大，耕作层土壤质地均匀，导水率无显著差异，湿润区优先流与其水分运移很快达到平衡，入渗水短时间内运移到心土层，起到淋盐作用，因此灌溉或者有效降雨时，CK处理的耕作层含盐量大幅下降；但盐随水走，随土壤蒸发作用的增强，CK处理深层土壤水盐通过土壤毛细管进入耕作层补给蒸发所需水分并留下盐分，导致耕作层积盐，造成水资源浪费，同时耕地易产生次生盐渍化。

相关研究指出，秸秆双覆盖或秸秆夹层能够抑制深层土壤返盐且抑制耕层盐分表聚，这与本研究的结果存在差异。本研究发现，秸秆表覆和CK处理因土体结构类似，未能抑制深层土壤返盐，虽然秸秆表覆处理可减少土壤蒸发，提高水分利用效率，但增产效果不显著，并且成熟期秸秆表覆处理各土层仍积盐。秸秆表覆和CK处理耕作层聚盐来源主要是耕作层、灌溉水及土壤毛管供给的深层土壤的盐分，蒸发作用强烈，夏玉米耕层处于高盐低水状态，表聚大量盐分，造成耕层次生盐渍化。秸秆深埋下不同灌水量对耕层盐分影响显著，产生不同的盐分变化规律。SW2和SW3处理能够抑制心土层返盐，但耕作层的表层有盐分表聚的现象，其表聚的盐分来源主要是耕层的盐分表聚，深层土壤盐分被隔层抑制；而SW1处理表聚盐分虽然也来源耕作层和灌水，但因持续的土壤蒸发作用，土壤水损失严重，导致SW1处理的耕作层含水率大幅下降，盐分浓缩。本书试验结果表明，除秸秆深埋的SW2和SW3处理的秸秆隔层有脱盐趋势，平均脱盐率为7.6%和7.1%，其他处理均不同程度积盐，积盐率为9.8%～28.2%。

农业生产中，盐分胁迫是危害盐渍地作物生长的关键因子，盐分含量高低影响着作物耐盐性及产量，特别是耕层含盐量。相关研究发现，在甘肃白银地区小麦种植在适宜含盐量的耕地上，其耐盐性增强，且增产显著，耕地里含有适量的氯化钠盐可提高向日葵耐盐适应性，促进向日葵初期的生长。另外，水是干旱区作物生长的关键因子，虽然作物生长需要水分，但应该是适宜的范围内，相关研究表明在一定范围内，随灌水量增大，株高、干物质和产量等指标会不同程度增加，但当灌水量太大时，反而会影响作物指标，这与本研究得到的结论基本一致。本研究结果表明，秸秆表覆处理随灌水量增大，耕作层含盐量减小，产量随着增大，增产效果不显著，仅BW4处理增产1.6%，水分利用效率提高9.0%，其他处理均减产。秸秆深埋下，除SW1较CK处理减产17.2%，其他处理增产0.9%～5.3%，各处理水分利用效率显著提高（p＜0.05），但2018年多雨年份随灌水量的减少反而提高水分利用效率。这是因为秸秆深埋可促进深层根系生长，有利于植株对深层土壤养分水分的吸收，充分利用降雨和土壤水，补充灌溉水的不足，从而提高水分利用效率。

因此，秸秆深埋耕作模式下适当减少灌水量，提高降雨和深层土壤水分的利用率，达到节水增产的目标是可行的。另外，耕作层含盐量、生育期灌水量与夏玉米的产量、WUE具有显著相关性（p＜0.05），呈二次函数关系，决定系数R2均大于0.935。试验结果表明，当秸秆表覆处理单次灌水量为当地灌水水平135 mm时，产量达到最高，耕作层含盐量最低为1.46 g/kg，此时秸秆表覆处理可提高水分利用效率9.0%，但增产效果不显著，仅为1.6%，未能达到节水的目的。秸秆深埋耕作模式下耕作层理论适宜含盐量为1.45～1.48 g/kg，适宜理论灌水定额应在82～111 mm，相比当地灌水量，节水达17.8%（p＜0.05）。

本试验立足河套灌区秸秆还田技术在大田作物上的应用，研究不同灌水量与秸秆覆盖耕作模式间的互作效应，探讨了二者耦合下水盐分布及作物生产效益的响应。结果表明，秸秆深埋与适宜灌水量整体效果较优，且现有秸秆深埋还田机可实现秸秆深埋机械化，满足秸秆深埋还田的技术要求。综合考虑，秸秆深埋还田技术在农业生产实践中推广是可行的，本研究为探索应用秸秆深埋还田技术提供借鉴。