盐碱地改良技术研究现状与新发展

研究优化盐碱土壤改良技术,对合理利用盐碱地,提高土地生产力,缓解我省耕地少、后备土地资源不足矛盾,实现农业可持续发展具有重要意义。多年来,在盐碱地利用上,主要采用化学改良、生物改良、工程改良和农业措施改良等技术,取得了明显成效。应用覆膜加气滴灌改良盐碱土壤是一项新技术,通过加气装置连接地下滴灌系统,把掺气水输送到作物根区灌溉,调控土壤气体环境,改善植物根系和土壤微生物呼吸,可间接影响土壤理化性质,促进农作物生长提高产量。我省共有盐碱地30万hm2,占平川土地面积的9.9%,大力研究推广覆膜加气滴灌技术,对完善现有的盐碱地改良技术体系,十分重要。收集整理了大量文献,综述了盐碱地改良技术。     

滴灌施钙时间对盐碱土水盐运移特征研究

通过室内试验测定新疆昌吉地区盐碱土在不同滴灌施钙时间的入渗运动过程,研究不同施钙时间(前期施用Ca-W、后期施用W-Ca、中间施用W-Ca-W、前后期施用Ca-W-Ca)的盐碱土土壤盐分运移和水分运动.结果表明不同施钙方式对滴灌盐碱土土壤水分分布具有影响,对盐碱土盐分运移影响明显,随着湿润锋水平、垂直运移距离的增加,不同滴灌施钙方式的土壤含盐量、钠离子含量和钠吸附比均在不断增加,Ca-W-Ca方式的达标脱盐区评价系数和脱钠区深度系数均大于其他方式,钠吸附比均小于其他方式,脱盐效果均优于其他方式,说明Ca-W-Ca方式更有利于作物根系生长,改良盐碱土效果最明显.     

不同种植年限覆膜滴灌盐碱地土壤盐分离子分布特征

为了研究长期覆膜滴灌对土壤化学性质的影响,该文通过时空转化的方法研究了覆膜滴灌种植春玉米1a和2a的盐碱地土壤盐分及盐分离子在0～150 cm土壤削面上的分布特征,同时以试验地附近未种植的盐碱荒地作为对照.结果表明,覆膜滴灌条件下,当滴头下方20 cm处土壤基质势为-10 kPa时,0～40 cm土层土壤盐分含量、各种盐分离子含量、土壤pH值、Cl-/SO24和钠吸附比(SAR)随滴灌种植年限增加向降低.这表明根区土壤环境随种植年限增加逐渐变好,有利于作物生长.与盐碱荒地相比,滴灌种植以后40 cm以下土层Cl-含量、Na 含量、Cl-/SO24、钠吸附比(SAR)均增加了.     

盐碱地应用根际促生菌对土壤改良、作物产量与品质的影响——基于Meta分析

本研究搜集了1990-2021年间国内外已发表关于盐碱地根际促生菌（PGPR）应用效果的文献，利用Meta分析方法从土壤盐碱程度、PGPR的接种方式和施用菌种三个方面分析了盐碱地施用PGPR对土壤盐碱化程度、理化指标、作物产量和品质的影响。结果表明，盐碱地应用PGPR降低了土壤pH和EC，显著提高了土壤肥力（速效磷、速效钾、速效氮、全氮、有机质）、作物生理指标（叶绿素含量和抗氧化酶活性）以及作物的产量和品质。与中度和轻度盐碱条件相比，重度盐碱条件下接种PGPR对作物的增产提质效果更加明显，作物产量、类胡萝卜素、可溶性蛋白和可溶性糖含量分别增加了36.3%-57.4%、31.0%-62.5%、37.8%-60.9%和37.9%-68.6%，并且土壤接种方式比种子接种在提升作物产量方面更有优势；接种假单胞菌属PGPR对降低土壤盐碱化程度更显著，土壤pH和EC分别降低了5.2%-9.5%和7.3%-23.0%；接种芽孢杆菌属PGPR对促进作物的产量与品质效果更加明显，作物产量增加了36.5%-54.0%，类胡萝卜素、可溶性蛋白和可溶性糖含量等品质指标提高了30.0%-49.5%、26.0%-64.5%、23.0%-37.7%。通过结构方程模型发现，接种PGPR通过降低土壤盐碱程度，提高土壤肥力与作物生理指标，从而实现了增产提质效果。本研究可为改良盐碱土壤与盐碱地作物高效生产提供理论支撑。     

不同改良剂对滨海盐碱地的改良效果

[目的]研究不同改良剂在黄河入海口附近滨海重盐碱地上的改良效果,选择出适合于该区滨海重盐碱地上的盐碱改良剂。[方法]选用禾康、磷石膏、微生物菌肥、土生、药肥和有机肥在黄河三角洲毛坨试验站进行盐碱地改良试验,分析不同盐碱改良剂对滨海重盐碱地的物理、化学、生物学性质的改良效应。[结果](1)所有改良剂均能显著降低盐碱地土壤容重,增强土壤通透性,尤其是磷石膏和禾康效果更显著;(2)所有改良剂使土壤电导率明显下降(至少15.9%以上),具有较好的压盐降盐作用。(3)对盐碱棉田脱盐效果较好,能有效改善盐碱土壤化学性质的改良剂是磷石膏和禾康;(4)所有改良剂均能增加盐碱地土壤微生物量,增强土壤呼吸,其效果最好的是有机肥和有机肥菌肥混施处理;(5)能较好地改善盐碱地土壤肥力,提高棉花产量的改良剂是有机肥及有机肥菌肥混施处理。[结论]磷石膏、禾康、有机肥及有机肥菌肥混施处理均能明显改良盐碱土物理、化学、生物学性质。     

施钙浓度对滴灌盐碱土水盐运移特征研究

针对西北等干旱地区土地次生盐渍化的问题,以室内试验为基础,测定盐碱土在不同滴灌施钙浓度下水盐运动过程,研究了不同施钙浓度对盐碱土土壤盐分运移和水分运动的影响。结果表明,不同施钙浓度的湿润锋水平、垂直最大运移距离与钙离子浓度之间均符合线性关系,湿润锋的水平、垂直运移距离与入渗时间之间符合幂函数关系,随着湿润锋水平、垂直湿润距离的增加,不同滴灌施钙浓度的土壤含盐量、钠离子含量均在不断增加,随着施钙浓度的增加,脱钠区深度系数增大,脱盐效果明显。     

施钙浓度对滴灌盐碱土水盐运移特征研究

针对西北等干旱地区土地次生盐渍化的问题,以室内试验为基础,测定盐碱土在不同滴灌施钙浓度下水盐运动过程,研究了不同施钙浓度对盐碱土土壤盐分运移和水分运动的影响。结果表明,不同施钙浓度的湿润锋水平、垂直最大运移距离与钙离子浓度之间均符合线性关系,湿润锋的水平、垂直运移距离与人渗时间之间符合幂函数关系,随着湿润锋水平、垂直湿润距离的增加,不同滴灌施钙浓度的土壤含盐量、钠离子含量均在不断增加,随着施钙浓度的增加,脱钠区深度系数增大,脱盐效果明显。     

滴灌种植对盐碱荒地土壤养分及相关酶活性的改良效应

在盐碱地的改良利用过程中,需要研究土壤养分及生物学性质的变化,以评价土壤质量的演变及改良措施的可持续性。龟裂碱土重度盐碱荒地主要分布在我国西北旱区宁夏平原境内,其结构极差,导水率低。2009年采用在滴头下设置沙穴的方式滴灌种植枸杞(Lycium barbarum L.),进行该盐碱荒地的开垦利用。于2011年枸杞生长季末,在不同种植年限的地块土壤剖面中密集取样,进行土壤养分及相关酶活性的测定。结果表明,种植3a的根区土壤全氮和有机质含量分别比未种植土壤增加63.9%和16.3%,NO3--N含量亦显著增加,且表现出明显的随水迁移性。由于CaCO3的存在,未种植土壤中有效磷含量较低,滴灌种植后,根区土壤速效磷含量增加为未种植土壤的数倍以上,且土壤pH值的降低有利于激活原有的无效态磷,增加土壤中磷的有效性。未种植土壤中脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性极低,滴灌种植之后,根区土壤酶活性显著增加。总之,采用滴头下浅层填沙的方式滴灌种植枸杞,可以显著改善龟裂碱土重度盐碱荒地土壤养分状况和生物学性质。     

滴灌条件下种植年限对大田土壤盐分及pH值的影响

为研究滴灌技术改良盐碱地的可持续性,该文采用田间定位试验和时空转换相结合的方法,研究了在盐碱地上应用滴灌技术种植糯玉米第1、2、3、4年后,土壤含盐量及pH值的变化。结果表明：在玉米生长季内,不同种植年限的地块土壤盐分都得到不同程度地淋洗,土壤含盐量降低幅度在24.7%～43.9%之间,其中在新开垦的地块上降低幅度尤为明显;随着种植年限增加,土壤剖面上的含盐量呈下降趋势,0～60 cm土壤含盐量下降速度快,而60～150 cm下降慢。同时,土壤剖面上pH值也随种植年限的增加呈降低的趋势。总之,在采用滴灌技术1～4 a后,盐碱地土壤含盐量和土壤pH值呈降低趋势。     

羊草对盐碱胁迫的生理生化响应特征

研究羊草对盐碱胁迫生理响应特征,旨在找出羊草耐盐碱范围及其对盐碱地改良的应用潜力。通过模拟5组不同盐碱梯度土壤胁迫试验(p H值为7.61、8.05、8.33、8.73、9.37,电导率为0.109、0.301、0.437、0.486、0.591 m S/cm),研究了羊草体内离子含量和运输能力、有机小分子渗透调节和保护酶活性变化。结果表明,盐碱胁迫由低到高,超氧化物歧化酶和甜菜碱在中度盐碱胁迫(p H值8.33,电导率0.437 m S/cm)积累最多,其他测定的耐盐碱物质,钠离子、脯氨酸、丙二醛、有机酸(草酸、柠檬酸、酒石酸)、过氧化物酶、过氧化氢酶、可溶性总糖、可溶性蛋白均呈直线增加。在盐碱胁迫条件下,羊草叶片中积累的钾离子、甜菜碱、有机酸、可溶性蛋白高于根茎,而脯氨酸、丙二醛、保护酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶)、可溶性总糖叶片中含量低于根茎。根茎大量积累保护酶、脯氨酸及丙二醛有助于防止盐碱环境下根茎中膜过氧化,并保持根茎正常的渗透调节能力,从而有利于将K+等养分运送到叶片。在盐碱胁迫下,羊草叶片主要积累甜菜碱和有机酸进行渗透调节。该试验结果表明,羊草根茎和叶片在不同盐碱胁迫条件下各耐盐碱生理指标均产生一系列适应性反应,使其在盐碱环境正常生长,进而降低土壤盐碱性。该研究可为耐盐碱饲草选育及根茎型禾草改良盐碱化草地提供理论和实践依据。     

基于ZigBee的精准农业模式研究

针对传统农业的局限性,探讨了传统农业生产模式转变为以信息网络为中心的精准农业的生产模式,阐述了ZigBee技术在精准农业中的应用,对系统的硬件进行了设计,并给出了软件流程。运用该系统可有效地降低成本,提高农作物产量。     

土壤对养分离子吸附特性初步研究

针对土壤本身对养分离子具有吸附固定特性降低了养分的有效性,运用土壤养分状况系统研究法通过吸附试验研究新疆两种土壤对养分离子的吸附固定能力。研究结果表明:棕漠土对P、Zn、Cu的吸附固定能力比潮土强,两种土壤对K、B和Mn吸附固定差异不显著,棕漠土的养分限制因子是N>P>Mn>B,潮土的养分限制因子是N>Mn>P>K,因此施肥时考虑到土壤对养分离子的吸附固定能力确定合理的施肥量。     

降雨对地表糙度影响的研究

通过野外模拟降雨实验,研究了降雨对地表糙度的影响规律,经过降雨作用后,随机糙度的地表,变化呈增加趋势,而有向糙度的地表,则呈减小趋势;随着降雨组合因子增加,随机糙度的变化量呈增加的趋势,而有向糙度则呈幂函数递减。     

基于IHA-RVA法的生态治理对径流演变情势的影响评估

研究流域径流演变情势及其对生态治理的响应,可为流域水资源合理利用和水生态治理提供重要指导。该文依据北洛河上游1964—2014年逐日平均流量和年降水量资料,采用双累积曲线法、双滑动平均法(MASH)和Mann-Kendall趋势检验法对径流过程变化进行了分析研究,采用水文指标变化范围法(IHA-RVA)对5组30个径流指标及其改变度进行了评估,对径流演变成因做了初步分析。结果表明：研究期内年径流呈现减少趋势,且以1979年和2002年为界可划分为基准期、水土保持治理期和生态恢复影响期;汛期流量下降较非汛期明显,减少幅度为35.6%;生态治理影响下径流指标整体水文改变度为74.35%,属于高度改变;5组30个径流指标中发生高度改变的指标占比增加,其中年极端流量组变化度最大,为94.77%。人类活动使得流域河川径流显著减少且波动性减弱,而水土保持、退耕还林(草)措施是核心驱动力。     

陆面过程中的水文模式研究

陆面水文过程模拟是解决全球环境恶化与气候异常的最好方法，是当前学术界关注的热点。对陆面过程的涵义、模式的发展、陆面过程中水文参数的描述进行了总结，提出了在陆面水文过程研究中存在的尺度匹配误差、数据共享矛盾、参数不确定性等不足及今后的研究方向。     

黄土沟壑丘陵区退耕对土壤侵蚀影响的模拟研究

随着在黄土沟壑丘陵区退耕政策的实施,退耕必将对该地区的水土流失特征产生重大影响。对退耕的水土保持效益进行模拟研究,可为退耕政策的合理实施提供理论依据。选定位于黄土沟壑丘陵区的安塞研究区,在RS和GIS支持下,采用USLE,模拟研究了不同退耕方案对土壤侵蚀的影响。在2001年土地利用的遥感解译图和GIS计算分析基础上设计了8种不同的退耕方案,模拟结果显示,各种退耕方案对土壤侵蚀的减少主要发生在强度及强度以上侵蚀区,退耕后研究区已没有发生剧烈侵蚀的区域,强度和极强度侵蚀明显减少;土壤侵蚀量的减少主要发生在≥25°退耕和≥15°退耕,≥25°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了19.9%和23.2%,≥15°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了36.6%和42.6%。≥8°退耕方案和全部退耕方案与≥15°退耕方案相比,水保效益并没有显著差别。     

GIS支持下的土壤侵蚀强度景观空间结构研究

从土壤侵蚀角度看,自然生态系统景观由微度土壤侵蚀和其它等级土壤侵蚀强度的地域组成 ,其景观基本元素有斑、廊、基.在GIS支持下研究了宜昌地区土壤侵蚀强度景观的面积对比、多样性指数、优势度指数和多度等参数.通过RS-GIS一体化的土壤侵蚀遥感调查,认为宜昌地区中观尺度的土壤侵蚀强度景观结构类型有散置斑块景观、指状交错景观、网络景观.     

基于InVEST模型评估土地整治对生境质量的影响

土地整治通过对土地资源及其利用方式再组织和再优化影响生境斑块之间物质流、能量流的循环过程,从而改变区域生境质量和分布格局。该文以大安市土地整治重大项目为例,采用InVEST模型分析了土地整治对生境质量的影响。研究表明:1)土地整治前(2008年)、整治中(2011年)、整治后(2014年),耕地、草地和盐碱地均为项目区的主要土地利用类型;2)土地整治后,大量的盐碱地和草地转变为耕地,耕地面积由整治前的14.43%上升到71.19%;3)土地整治中,项目区的生境质量得分由整治前的0.194下降到0.189,整治后又上升到0.214;4)土地整治工程改善了项目区的生境质量,但整治完成后生境质量改善效果经历了先下降后上升的过程,在整治完成3~4 a时,生境质量仅比整治前提高了0.06左右,整治完成4 a之后,生境质量开始逐渐好转。研究结果可为土地整治工作中的生境及生物多样性保护工作提供科学依据。     

不同基因型大豆氮效率的研究

通过对不同基因型大豆新大豆1号和黑农40的试验研究,结果表明,施氮对新大豆1号的增产作用不明显,但对黑农40有较好的增产作用;花期黑农40和新大豆1号上、中、下层叶片氮含量都随着施氮量的增加而增加,黑农40叶片氮含量与施氮量的相关系数都达到极显著相关,但新大豆1号没有达到显著水平;施氮对新大豆1号的生物固氮抑制程度高于黑农40,使新大豆1号生物固氮降低36. 3% ~85. 2%。     

农膜污染的防治对策

论述了我国残膜污染的原因、现状及残膜给环境和农业带来的危害 ,并针对目前存在的问题提出了治理对策。