滨海盐碱地水盐时空变化特征及对棉花光合生产的影响

为研究滨海盐碱地土壤水盐空间分布及运移变化对棉花光合生产和产量的影响,并探讨棉田地形和土壤容重对滨海盐碱地水盐空间分布的影响方式,在位置相近区域选取海拔和容重差异较大的4块棉田,于4—10月份测定土壤0～200 cm深度水分、盐分和pH等空间分布特征,分析其对棉花光合生产和产量的影响。研究表明,轻度盐碱棉田海拔较高,在141～160 cm处形成"高容重隔层",土壤盐分和pH较低,雨季(7—8月份)土壤水分较低,生育后期(9—10月份)土壤水分明显高于中度盐碱棉田,棉花遭受盐碱胁迫较小,光合生产与水热资源吻合度高,长期处于物质积累活跃期;中度盐碱棉田较高的海拔和容重阻滞了土壤盐分和pH上升,在雨季盐碱胁迫得到解除,但棉花生育早期(4—6月份)和后期仍有明显盐碱胁迫,光合生产与光热资源丰富期吻合度较差;重度盐碱棉田海拔较低,容重差异未对水盐运移规律产生明显影响,长期处于高度盐碱胁迫之下,光合生产能力和产量水平低下。滨海盐碱地改良采用适当抬高地表高度并形成一定厚度的高容重"隔层",增强土壤蓄排水能力,是一种效果持续并有利于作物光合生产的改良措施。     

北疆棉区长期膜下滴灌棉田土壤盐分时空变化与次生盐渍化趋势分析

选择棉花覆膜滴灌条件下长期连作棉田这一本区域典型的耕作栽培模式为研究对象,在石河子灌区设置膜下滴灌棉田土壤次生盐渍化定位监测试验,采用定位定时分层取样技术研究北疆滴灌棉田土壤盐分时空动态变化。结果表明,棉花整个生育期土壤盐分在水平方向上呈现明显的分区(脱盐区和积盐区)分布特征,膜内0~40 cm土壤盐分能维持在较低水平,脱盐效果显著,而膜外0~40 cm土壤盐分呈持续积盐趋势,40 cm以下各土层盐分变化幅度不大;土体垂直方向40~60 cm土层形成一个积盐区;各土层盐分随着地下水埋深的加大,土壤积盐率迅速降低;监测表明0~40 cm耕层土壤存在碱化倾向,土壤pH值年均递增0.09,年均积盐0.36 g/kg,照此积盐速度,轻度盐渍化耕地达到强度次生盐渍化水平(总盐含量20~30 g/kg)需要40~70年,达到中度次生盐渍化水平(总盐含量10~20 g/kg)需要15~40年。     

氮肥和土壤质地对滴灌棉花根系分布及产量的影响

通过大田二因素随机区组试验,研究了滴灌条件下不同质地棉田土壤棉花根长密度和根表面积的垂直分布特征及其对产量的影响。结果表明:(1)施肥、灌水都可以显著降低棉花根长密度和根表面积,其关系表现为显著负相关;(2)花期之前棉花在0~20 cm土层根长密度表现为砂土黏土壤土,花期之后表现为砂土壤土黏土;在20~40 cm土层表现为壤土黏土砂土,且深层土壤砂土中棉花根长密度下降势显著高于壤土、黏土;在不同质地土壤中,粗根表面积均表现为N2(施氮量360 kg/hm~2)N3(施氮量480 kg/hm~2)N1(施氮量240 kg/hm~2)CK(不施氮处理);(3)根系分布特征参数与籽棉产量相关性分析结果显示,根长密度、根表面积对籽棉产量的形成均有显著影响,棉花籽棉产量的有效提高手段之一是在某些特定生育期适度地降低根系特征参数。     

滴灌方式及定额对北疆冬灌棉田土壤水盐分布及次年棉花生长的影响

为探寻解决干旱区棉田冬季灌水问题,明晰北疆棉田不同冬灌方式及灌水定额对土壤水分、盐分分布以及翌年棉花生长及产量的影响,采用大田试验方法,以未冬灌大田作为对照(CK),设置滴灌和漫灌2种灌水方式下4个梯度的灌水定额(1 800、2 400、3 000、3 600、3600 m3/hm2)共9个处理进行冬灌试验,分析了冬灌灌水后到播种前0~300 cm土层的水分、盐分的动态变化以及翌年各处理棉花的出苗率、群体生理指标(群体光合势、群体净同化率、叶面积指数)和产量数据。结果表明,冬灌对次年播前土壤水盐分布及含量的大小均具有一定的影响,无论漫灌还是滴灌方式进行冬灌,随灌水定额增加土壤水分和盐分的影响深度也随之加深,灌水定额达到3 000和3 600 m3/hm2时,冬灌对土壤水盐影响深度可达300 cm。冬灌可显著改变次年播前土壤盐分的自然分布状态,有效淋洗并降低上层土壤盐分含量;相对漫灌方式而言,滴灌冬灌方式土壤水分入渗更加均匀且规律明显。冬灌对次年滴灌棉花的生长发育及产量均具有重要影响,冬灌后次年棉花群体指标与未冬灌处理的差异随冬灌灌水定额的增加愈加显著,灌水定额3 000 m3/hm2滴灌冬灌处理的次年棉花群体光合势与叶面积指数较未冬灌处理分别提升34.30%和42.60%;冬灌有利于次年棉花产量的提高,滴灌冬灌灌水定额3 000、3 600 m3/hm2处理时的棉花产量相对未冬灌处理分别增产10.66%和12.36%。综合考虑冬灌方式及灌水定额对次年土壤水盐分布及棉花生长和产量的影响,研究认为滴灌条件下灌水定额3 000 m3/hm2的冬灌在试验条件下比较适宜,既可淋洗盐分至耕层以下300 cm处,亦可获得6 107.75 kg/hm2的较高产量。     

莫索湾垦区不同滴灌年限及不同水质灌溉棉田盐分运移规律研究

为分析莫索湾垦区不同滴灌年限及不同水质灌溉棉田膜下滴灌盐分的运移规律,从不同土壤质地、不同生育时期、水平方向不同土层、垂直方向不同土层、总盐含量与产量间关系等5个方面对膜下滴灌盐分的运移进行了分析比对,初步得出:黏土中的盐分积累最重,壤土中次之,砂土积累最少;随着生育时期的推后,各土层含盐量都有不同程度的加大;水平方向露地行中央土层盐分积累最多,滴头处盐分积累最少;垂直方向盐分的积累在0-60cm土层逐渐增加,60-100 cm土层盐分积累受膜下滴灌影响较小;总盐含量越高产量下降越严重;总体来说,井水灌处理要比河水灌各处理积盐多.分析认为,井水与河水轮灌,定期大水漫灌洗盐,恢复排碱渠功能以及合理的轮作是土壤脱盐的必要手段.     

海冰水灌溉对不同施肥方式下土壤盐分运移及棉花的影响

为研究海冰水灌溉配套农艺措施,以改良盐碱化耕地和荒地,该文采用海冰水灌溉,结合4种施肥措施：无机肥（传统施肥）、有机肥与无机肥配施、土壤调理剂与无机肥配施和不施肥处理（CK）,研究海冰水灌溉不同施肥措施对土壤盐分及离子运移、棉花产量的影响。结果表明：1）2007－2008年,海冰水灌溉0～100 cm土层内各层次土壤脱盐率可达40.2%,0～40 cm土层Na+和Cl-的离子浓度显著降低;2）2007年,海冰水灌溉施加液膜处理0～100 cm土层土壤洗盐量为11 210 kg/hm2,未作液膜的处理反盐量高达2 610 kg/hm2;3）2007－2008年,海冰水灌溉不同农艺措施棉花籽棉产量高低为：CK（不施肥）＜无机肥＜有机肥与无机肥配施＜土壤调理剂与无机肥配施,2008年海冰水灌溉调理剂与无机肥配施处理籽棉产量较传统施肥处理高568 kg/hm2。连续2 a使用海冰水灌溉配合合理的农艺措施,可以有效淋洗土壤盐分,避免造成土壤次生盐渍化。     

新疆浅层暗管排水降低土壤盐分提高棉花产量

土壤盐渍化问题严重制约着干旱区农业可持续发展,为达到土壤脱盐的效果,增加作物产量,该文针对膜下滴灌棉田,采用完全随机试验方案,在装有暗管的中度和轻度盐渍化土壤上种植棉花,分析暗管降盐技术对轻度和中度盐渍化农田土壤盐分变化规律及棉花产量的影响。结果表明:轻度和中度盐渍化农田土壤盐分剖面特征均由表聚型向脱盐型变化,中度盐渍化土壤0~20 cm土层盐分下降最快,其他土层盐分含量均呈现显著下降趋势;轻度和中度土壤最高脱盐率分别为50.96%和90.89%,中度盐渍化土壤盐分可降低至轻度水平;暗管排水的电导率变化范围为7.53~11.16 dS/m,pH值变化范围7.08~8.20;轻度和中度盐渍化棉田增产幅度分别为25.3%和55%。研究表明与滴灌配套的浅层暗管排水降盐技术可有效治理盐碱土壤,提高作物产量,该研究可为盐渍化土地的可持续利用提供依据。     

准葛尔盆地南缘不同土壤质地棉田膜下滴灌盐分运移规律研究

为详细分析准葛尔盆地南缘不同土壤质地棉田膜下滴灌盐分的运移规律,主要从不同生育阶段、滴灌年限、水平方向、垂直方向不同土层、总盐含量与产量的线性关系等5个方面对膜下滴灌盐分的运移进行了分析比对,初步得出:随着生育期的推后,各土层含盐量都有不同程度的加大;垂直方向盐分的积累在0-60 cm土层逐渐增加,60-100 cm土层盐分积累受膜下滴灌影响较小;水平方向背行(露地部分)中央土层处盐分积累最多,滴头处盐分积累最少;不同滴灌年限中滴灌年限越长,棉田中的盐分积累就越多,壤土和砂土中的盐分分布较粘土中的呈更规律的变化;分析认为定期大水漫灌洗盐、做好舂复水工作,以及恢复排碱渠功能是土壤脱盐的必要手段.该研究可以为准葛尔盆地南缘不同土壤质地棉田土壤次生盐渍化防治提供理论依据.     

咸水沟灌对土壤水盐变化与棉花生长及产量的影响

为持续高效利用咸水资源,在棉花长期定位咸水沟灌试验(始于2006年)的基础上,研究了不同矿化度(1、2、4、6、8、10 g/L)咸水连续灌溉第10年土壤水盐分布与棉花生长响应以及历年土壤盐分和籽棉产量的变化特征。结果表明:1)年际间,各处理0～100 cm土层土壤盐分受灌溉和降水影响而波动,但未随灌溉年限的增加而逐渐累积,灌溉水矿化度≤4 g/L处理可基本维持土壤盐分周年补排平衡。单个棉花生长季(2015年),各处理沟底部位的土壤含水率大于垄上,灌溉水矿化度≥6 g/L时主根层土壤含水率高于1 g/L处理;土壤盐分随灌溉水矿化度增加而增大,随棉花生育期的推进先增大后降低,灌水沟剖面土壤盐分呈向垄上和深层运移的趋势;与播种时比,棉花收获后各处理主根层土壤盐分均未出现累积。2)低矿化度咸水沟灌对棉花成苗率、株高和叶面积指数影响不明显,超过一定限值后3项指标显著下降,与1 g/L处理相比,当灌溉水矿化度达到6 g/L时棉花成苗率和叶面积指数显著降低,当灌溉水矿化度达到8 g/L时株高显著降低;咸水沟灌对棉花纤维品质影响较小,5项品质指标在处理间差异均不显著。3)适量浓度的咸水灌溉对籽棉产量影响较小,与1 g/L灌水处理相比,2和4 g/L处理对历年籽棉产量(2006-2015年)无显著影响,大于6 g/L时历年籽棉产量显著降低。在该研究灌溉制度下,推荐试验区咸水沟灌棉花的灌溉水矿化度阈值为4 g/L。     

蓄水条件下水体-土壤循环压盐机理试验研究

"改排为蓄"是盐碱地治理方法的重大创新,为揭示蓄水条件下蓄水沟水体与相邻土壤之间的动态循环压盐机理,进行水体与土壤之间盐分运移试验。通过对蓄水水位70cm→40cm→20cm的循环变化,研究水体和不同土层盐分运移规律。试验结果表明:蓄水水位由高到低循环变化对水体与土壤之间盐分运移有着至关重要的作用,当蓄水位以70cm→40cm→20cm的循环变化时,0-65cm土层含盐量逐渐减少,65-100cm土层含盐量逐渐增加。通过蓄水水位升降的循环变化,可以使表层土壤的盐分逐渐减少,底层土壤的盐分逐渐增大,改变土壤盐分在垂直方向的空间分布,逐步向下循环加速压盐。因此,循环压盐机理是成立的,"改排为蓄"治理模式是可行的,可以达到盐碱地改良的效果。     

农田生态系统水分循环与作物水分关系研究

通过对我国不同类型农田生态系统水分循环与作物生产力关系的网络研究,探讨了我国主要类型地区小麦、玉米、大豆等几种主要作物的菡散耗水和需水规律、水分利用效率和作物水分生产函数,获得这些地区主要作物耗水需水特征及小麦水分生产函数。结果表明,在不同生态系统优化结构模式中作物与水分关系均得到极大改善,节约了作物用水,提高了作物产量和水分利用效率。     

水土保持功能评价及其在水土保持区划中的应用

随着国家对生态文明建设的日益重视,以及国家及地方主体功能区规划的实施,对于水土保持的功能研究也越来越多.结合全国水土保持规划工作的需要,提出水土保持功能的概念、类型确定原则和功能类型,阐述了水土保持基础功能和社会经济功能的评价方法,以及各基础功能的评价指标体系.以太行山东部山地丘陵区为例,举例说明水土保持功能评价的过程和结果.对全国水土保持区划三级区基础功能进行统计分析,明确各功能的区域比例,提出8个一级区水土保持工作主要方向,维护和提高区域水土保持功能将成为水土保持工作的重点和方向.     

水利工程建设中的水土流失及其防治措施

近年来,水利工程建设项目日益增多.在过去,由于片面强调水利工程主体的建设而忽视了水土保持工作,大部分水利工程存在不同程度的人为水土流失.根据调查资料,分析总结了水利工程建设中水土流失的原因,并提出了一般性防护措施.     

水源涵养基本功能区水力侵蚀现状分析简

针对全国水土保持区划中确定的22个具有水源涵养功能的基本功能区,利用第1次全国水利普查获取的水力侵蚀数据,分析这些区域的水力侵蚀现状.结果表明：1）水源涵养基本功能区水力侵蚀以轻中度侵蚀为主,超过80％,强烈、极强烈、剧烈面积分布较少,与全国基本状况相似;2）与第2次全国土壤侵蚀遥感调查成果相比,水源涵养基本功能区水力侵蚀整体上有所好转,水力侵蚀总面积减少3.75％,轻中度侵蚀面积大幅减少,减幅超过20％;3）水源涵养基本功能区局部地区水力侵蚀形势严峻,极强烈和剧烈侵蚀面积虽然不大,但是与第2次遥感调查成果相比,面积均有所增加,相对增幅较大,说明局部地区存在水力侵蚀恶化的现象.     

水土保持在综合调控流域水资源配置中的作用

 水是人类社会发展和经济活动的重要战略资源。从总体来看,我国水旱灾害呈现出发生频率逐渐增大、灾情愈渐加重的趋势。水土流失是导致水旱灾害日益严重的重要原因之一。水土保持是水资源调控和优化配置的重要措施,是解决水问题,实现水利事业可持续发展的重要途径。从调控和优化配置水资源的角度出发,如何科学合理地配置水土保持措施,还有必要系统地开展理论和技术研究。     

水土保持的水环境效应研究

 非点源污染已成为我国很多湖库型水源地的主要污染源,给人们的生活和健康以及经济社会的可持续发展造成严重危害。水土保持措施是防治非点源污染,保护水源水质,保障饮水安全的重要手段。笔者界定了水土保持水环境效应的概念;将非点源污染的类型划分为农业型、水土流失型、农村生活型、城市径流型和降水降尘型;首次系统地揭示水土保持的水环境效应机制;定量分析小流域综合治理与区域综合治理水土保持的水环境效应。     

开发建设项目水土保持方案编制中水土流失的预测

通过对相关方案的例举、分析,就开发建设项目水土保持方案编制中使用类比法进行水土流失预测,阐述笔者的见解和建议.     

保水剂在水土保持中的应用及研究进展

保水剂作为一种高分子化合物,具有保水、保土、保肥功能.保水剂通过自身保水特性和土壤学作用机制,可改善土壤结构,降低土壤密度,提高土壤抗蚀性,起到水土保持作用.针对保水剂的水土保持功能,通过介绍保水剂的水土保持作用机制、在水土保持应用中的关键因素、水土保持效益以及目前应用中存在的问题,指出保水剂虽具有显著的水土保持效益,但必须结合适宜的保水剂类型、适宜的施用方法和施用量等因素合理使用.认为对于保水剂的研究,应以基础研究为重点,并开发多功能复合保水剂,同时扩大保水剂在水土保持中的应用领域和范围.     

涉水交通工程水土保持准入条件

 港口码头、独立大桥与隧道、海堤防等涉水交通工程占地性质多为永久占地,土地的原有功能完全转变;由于涉河涉水兴建此类工程,其环境敏感性强,引发的水土流失危害及环境影响较为直接;土石方挖填量大,施工过程中发生的水土流失直接进入江河湖海。根据我国有关法规、政策、规划、标准等规定,结合涉水交通工程项目的特点,提出了此类项目准入、限批、缓批的主要条件,从项目水土保持准入方面提出了修正完善主体设计、修改完善水土保持方案后再报批的条件,以及水土保持方案准入排序意见。     

黄土丘陵沟壑区不同水保措施条件下土壤水分状况

黄土高原土壤水资源对植物的生长发育意义重大。水土保持措施会影响土壤水分的静态分布和动态过程。该文通过定位监测并引入土壤水分亏缺补偿度指标,旨在明确黄土丘陵沟壑区不同水土保持措施下土壤水分动态特征和雨季前后土壤水分的亏缺与补偿情况。结果表明：不同水土保持措施雨季前后土壤储水均处于亏缺状态,7月份土壤储水亏缺得到缓解;8月份表层土壤储水亏缺加剧;雨季后的10月份土壤储水均得到恢复。降雨对退耕坡地和梯田土壤水分均有正补偿作用。水平阶90 cm处和160 cm以下出现负补偿现象。鱼鳞坑在30 cm处出现负补偿。在0～200 cm土壤剖面上,土壤储水亏缺补偿度依次为退耕坡地＞梯田＞鱼鳞坑＞水平阶。由此可见,不同水土保持措施对土壤水分季节变化和垂直变化,以及降雨对土壤水分的补偿作用均产生不同影响。