受长期不合理的引黄灌溉与特定的自然环境共同作用，土壤次生盐渍化日益成为河套灌区农业可持续发展的制约因素。大水灌溉作为传统的土壤补墒和压盐方法，常会引起养分流失，同时抬高地下水位引起次生返盐，因而陷入“越灌越盐”的死循环，采用非充分灌溉方式与改良材料结合是维持干旱区土壤控盐抑盐与作物健康生长的有效手段。在此背景下，以水肥一体滴灌实现土壤水、盐、氮时空动态的协同管理恰是解决河套灌区盐碱地治理利用的关键所在。为此，本研究采用土箱滴灌模拟实验和田间小区试验结合的方法，研究了滴灌土壤水、盐、氮的运移规律和生物炭、腐殖酸两种生物质材料对其运移过程的调控机制，对比了不同处理下向日葵生长过程的响应差异，进而探讨了水肥一体化滴灌与生物质材料应用对水肥利用效率的综合效应，为河套灌区盐碱地治理利用过程，节水控盐、水肥增效目标提供一定的理论依据。全文主要研究内容与结果如下:
　　1.生物质材料改变滴灌土壤水盐运移过程及氮素迁移转化特性。
　　单次滴灌土壤水盐的运移过程包括水分入渗和蒸发扩散先后两个再分布过程。土壤盐分运移的实质是各盐分离子的迁移和再分布，这一过程中盐分既有数量上的时空分布变化，也有离子组成上的变化，即各盐分离子在绝对数量减小的同时，CO32-、HCO3-、Mg2+和Ca2+相对占比却分别增加了3.42％、6.38％、3.87％和4.42％。而氮素运移的特征是:NH4+没有明显的迁移再分布特征，而湿润体内部NO3-的时空分布一方面表现出与水盐相近的迁移特征，另一方面又受铵态氮的硝化作用影响，其含量先逐渐减小后逐渐增加。
　　生物炭可以提高土壤饱和导水率，增大水盐在入渗阶段的迁移速率和范围，腐殖酸会提高土壤的田间持水率，从而增强土壤水盐在蒸发再分布过程中的迁移范围。滴施尿素后，生物炭和腐殖酸对土壤NH4+及NO3-时空动态的影响方面，既有对水盐运移过程的影响，也有氮素转化过程的影响，生物炭的影响以前者为主，可以扩大氮素的分布范围，而腐殖酸的影响以后者为主，对尿素的水解和铵态氮的硝化过程表现出抑制效果，延缓氮素释放过程。
　　2.生物质材料改变向日葵生育期滴灌盐渍农田土壤水、盐、氮的时空动态。
　　施加腐殖酸和生物炭可以提高根系对膜下土壤水分的吸收利用效率，提高春灌的脱盐效果，增强作物生育期内盐分再分布的范围和强度，抑制铵态氮的硝化过程，降低作物生育期内土壤硝态氮的整体含量，同时增强硝态氮的时空变化强度，但对土壤铵态氮没有显著影响。生物炭和腐殖酸之间的影响差异在于:生物炭主要侧重于增加淋盐阶段盐分向下迁移的范围和程度，而腐殖酸主要侧重于增强作物生育期内盐分向上和向膜外迁移的强度和范围。同时未施加生物质材料的土壤盐分积累过程以迁移性较强的Na+、Cl-为主，表层土壤盐分离子组成趋向钠质化，而生物炭可以促进迁移性较弱的Ca2+、Mg2+、SO42-随水向上迁移，抑制CK土壤盐分离子组成钠质化的不良趋势。腐殖酸对于离子的影响效果与生物炭相近。此外腐殖酸和生物炭处理之间在土壤硝态氮含量上虽然没有显著差异，但是腐殖酸对硝态氮空间分布的影响范围比生物炭更大。
　　3.生物质材料促进盐渍农田向日葵生长并提高其水肥利用效率，且生物炭的综合调控效应优于腐殖酸。节水灌溉盐渍农田的治理利用应该由根层盐分的平衡控制转向水、盐、氮的协同管理。
　　土壤中施加生物炭和腐殖酸可以显著促进向日葵生长，提升向日葵株高、茎粗、叶面积指数和SPAD值，进而显著增加向日葵产量和干物质产出，提升向日葵水肥利用效率。其中生物炭处理和腐殖酸处理分别增产了18.7％和17.0％，水分利用效率分别比空白对照处理高14.97％和11.05％，氮肥利用效率分别比空白对照处理高3.10和7.86个百分点。综合土壤水、盐、氮时空动态调控和作物生长响应过程进行评价，生物炭对盐碱地的改良效应整体优于腐殖酸。
　　盐渍农田向日葵的最终产出和水肥效率主要受控于土壤水、盐、氮时空动态与作物生长动态间的耦合关系。相比传统作物种植前后土壤盐分的平衡控制，节水灌溉盐渍农田的治理利用应更注重作物生育期内部水、盐、氮时空动态的协同管理。结合生物质材料对土壤特性及作物生长的响应效应，协同调控土壤水、盐、氮时空动态，以满足作物在不同时期对土壤水、盐、氮的动态要求，从而实现河套灌区盐碱地节水控盐、增产增效的治理目标。