再生水滴灌土壤和植物中重金属积累分布研究

对白菜和萝卜进行再生水滴灌大棚试验,与地下水滴灌为对照,分析研究了再生水滴灌后土壤和植物地下及地上部分中重金属积累分布情况。结果表明:重金属主要在土壤表层(0~40 cm深度处)积累,浓度随深度降低,40~80 cm深度处无明显差异,80~100 cm深度处重金属含量突增,浓度最高,100~180 cm深度处重金属含量急剧降低,180~220 cm深度处重金属浓度无差异。对植物地下及地上部分进行研究,发现再生水滴灌使白菜和萝卜地上部和根系中Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的含量增加显著。     

再生水地下滴灌对玉米生育期土壤脲酶活性和硝态氮的影响

为了探讨再生水地下滴灌条件下土壤脲酶活性和硝态氮的关系,通过2a再生水地下滴灌试验,研究了滴灌带埋深和灌水量对玉米生育期0~50cm深度土壤脲酶活性和硝态氮分布的影响。灌水量设置灌溉需水量的70%、100%和130%3个水平,滴灌带埋深设置0、15和30cm 3个水平。结果表明,再生水地下滴灌提高了0~50cm脲酶活性。灌水量和滴灌带埋深均对土壤脲酶活性和硝态氮含量产生了显著影响,硝态氮随灌水量和滴灌带埋深的增大运移深度增加,0~10cm深度脲酶活性以70%灌溉需水量和埋深0cm较高,10~50cm深度脲酶活性以130%灌溉需水量和埋深30cm较高。相关分析表明,硝态氮含量和脲酶活性在玉米生育期内由极显著正相关向负相关转变。     

低压微润灌灌水均匀性及土壤水分分布特性

采用低压微润灌和滴灌进行西瓜灌溉对比试验,分析不同断面不同土层土壤水分分布特征及灌水均匀性。研究表明:滴灌土壤水分在垂直方向上分层明显,灌后土壤水分主要集中在0~40cm土层,水平方向上土壤含水率随着离滴头距离的增大逐渐降低;微润灌土壤水分在垂直方向上微润带下层土壤含水率大于上层土壤含水率;微润灌呈立体供水状态,微润带左右土壤水分分布特征相似,灌水均匀度较高;微润灌表层土壤形成干土层,起到覆膜作用,减少了表层土壤蒸发,提高了灌溉水利用系数;生育期内,微润灌短时间内各个土层土壤水分动态变化较小,减小了灌溉工作强度;微润灌0~30cm土层土壤含水率变异系数较小;表层土壤含水率变异系数微润灌及滴灌均较大;微润灌土壤主要湿润区在5~30cm土层,土壤水分在5cm和30cm土层相对均匀;滴灌土壤主要湿润区在0~50cm土层,土壤水分在10~40cm土层相对均匀。     

蓄水多坑灌施下尿素在土壤中的运移转化特性

为提高蓄水多坑灌施尿素条件下土壤氮素利用率和保护生态环境,通过室内蓄水多坑(土箱半径40 cm,高120 cm,蓄水坑半径16 cm,深度60 cm)物理模型试验,研究了蓄水多坑灌施下尿素在土壤中的运移转化特性。结果表明,土壤水分主要分布在地表以下20~80 cm,0~10 cm土层土壤含水率较小,同一土壤深度处蓄水坑壁附近土壤含水率大于0通量面处土壤含水率;同一土壤深度蓄水坑壁附近土壤尿素态氮量大于0通量面处的尿素态氮量,尿素的水解在9 d内基本完成,第7天水解最快,尿素水解与时间存在良好的对数函数关系;土壤铵态氮主要集中在40~60 cm土层土壤中,且r=20 cm处的量高于0通量面处的;而土壤硝态氮的分布趋势与铵态氮相反,随时间的延长,0通量面和r=20 cm处的土壤铵态氮质量分数均在40~60 cm和60~80 cm增幅较大,而土壤硝态氮质量分数表现出在90~100 cm湿润锋处增幅最大。     

地下滴灌带不同埋深对马铃薯产量和灌溉水利用效率的影响

为了探索马铃薯地下滴灌带的适宜埋设深度,田间布置了5个埋设深度,埋深分别在地下10、20、30、40、50cm深度,研究同一土壤水分控制条件下(地面20cm深度土壤基质势下限控制在-30kPa),马铃薯出苗、产量和灌溉水利用效率对地下滴灌的响应。结果表明,与埋设深度为10cm和20cm的处理相比,当埋设深度大于30cm后,马铃薯的出苗进程整体滞后4d,但对最终出苗率无影响;埋设深度为20~30cm时马铃薯的产量和块茎质量大于100g的占比显著高于其他处理(P0.05);最大灌溉水利用效率出现在埋设深度为20cm的处理。在马铃薯出苗后控制地下20cm处土壤基质势不低于-30kPa的情况下,地下滴灌带的最佳埋设深度为20cm。     

浅沟排水对膜下滴灌条件下“土壤-作物”系统的影响

为探明浅沟排水对膜下滴灌条件下"土壤-作物"系统的影响,以大棚番茄为研究对象,设计不同滴灌定额(200、250和300m3/hm2)及不同的排水沟深度(15和30cm)处理,对不同处理0~20cm土层土壤全盐含量、番茄产量、果实主要品质指标进行了观测,同时采用主成分分析法,对番茄的综合品质进行分析和评估。结果表明,浅沟排水及膜下滴灌条件下0~20cm土壤盐分呈"膜内降低、膜外升高"的趋势;较高灌水量结合较浅的地表排水有利于降低表层土壤盐分,并提高番茄的产量;番茄综合品质随灌水量的增大而降低,总体上随排水沟深度的加深而提高。本研究中,I3D1处理(300m3/hm2滴灌定额+15cm排水沟深度)去盐和增产效果最优,I1D2处理(200m3/hm2滴灌定额+30cm排水沟深度)番茄综合品质最优。     

旱作农田土壤表层容重年内变化特性的试验研究

以黄土高原区旱作农田土壤为研究对象,基于年度跟踪试验,分析了农田表层土壤容重年内变化过程和特性,结合同步配套监测的试验区降雨量、气温及土壤含水率等资料,探究了玉米生长期内表层土壤容重变化机理。研究结果表明:玉米生长期内表层土壤容重表现为随时间增大的趋势;容重在生长期内变化过程可分为播种后容重陡增阶段、播种后容重缓增阶段、雨期容重陡增阶段、雨期容重波动阶段和容重缓降阶段;第一次大降雨后表层土壤容重达到最大值,湿陷变形过程基本完成;耕作层土壤深度范围内,10~20 cm土壤容重在3个阶段都处于最大,主汛期到来之前,0~2 cm土壤容重2~10 cm土壤容重,主汛期0~2 cm土壤容重2~10 cm土壤容重。研究结果可为农事作业管理、土壤入渗参数的预测与灌溉管理提供参数支撑。     

实用型滴灌模式在温室番茄生产上的应用效果分析

采用田间试验,以传统滴灌模式为对照,系统研究了以张力计读数制定的实用型滴灌模式对番茄生长、产量、水肥利用率及土壤环境的影响。结果表明,与传统滴灌模式相比,采用实用型滴灌模式(当埋深15 cm的张力计读数大于35 k Pa时进行灌溉施肥,灌水定额为5 mm,每次施纯氮浓度为120 mg/L,氮磷钾比例为1∶0.3∶1.5)可维持番茄植株正常生长,实现节水40.4%,节肥45.6%,产量提高8.6%,灌溉水利用率提高82.1%,肥料偏生产力提高99.5%。并且该模式可显著降低0~20 cm土层的碱解氮、速效磷、速效钾含量及全盐含量,避免表层养分及盐分累积,显著降低深层土壤20~40 cm的土壤含水量,避免土壤根层水分向下运移造成水分浪费。     

马铃薯地下滴灌灌溉计划的拟定方法研究

为了探寻马铃薯地下滴灌合理的灌溉计划拟定方法,进行了田间试验,试验布置了-10(D1)、-20(D2)、-30(D3)、-40(D4)、-50cm(D5)5个滴灌带埋设深度,研究同一土壤基质势控制条件下土壤水分的变化规律。结果显示,滴头横向距离0cm附近、20cm深度处的土壤基质势的变化趋势可以代表距离滴头横向距离0~70cm、深度为0~50cm土层内土壤基质势变化规律。可以将负压计埋设于滴头横向距离0cm附近、20cm深度处,监测马铃薯根系层土壤水分状况,制定灌溉计划。     

冷凉地区滴灌油葵土壤水分运移规律及温度效应研究

在北疆冷凉地区开展了滴灌油葵土壤水分运移规律及温度效应试验.结果表明:油葵主要根系分布区域深30cm左右,灌溉水分下渗到50cm以下后只有少量被油葵根系吸收利用,适时适量的灌溉对提高油葵抗性和长期生长能力有利.滴灌灌水对土壤有一定的增温作用,在灌水结束后数小时内使10～70cm土层土壤温度稳定在20 ～ 25℃之间,有利于主要根系的生长和吸收;而灌水结束后3～5d内,表层土壤温度显著降低,对油葵主要根系有一定的“冲击作用”.合理安排滴灌灌水周期,适当结合覆盖技术,可以达到提高冷凉地区油葵灌水质量的目的.     

灌溉方式及施氮量对枣园土壤磷素形态和有效性的影响

在南疆枣园,设置了滴灌和漫灌两种灌溉方式、3种施氮量(102 kg/hm²、204 kg/hm²、306 kg/hm²)处理进行田间试验,通过测定各处理土壤总磷、有效磷及不同磷形态组分的含量,探讨了灌溉方式与氮肥施用量对土壤磷素形态组成及生物有效性的影响。结果表明:土壤总磷含量随滴灌土层深度的增加逐渐下降,而漫灌土层40 cm处的磷含量最高。滴灌处理的0~20 cm土壤有效磷含量显著高于漫灌;连续提取法测得的各处理生物活性磷占总磷的比例随土层深度增加逐渐降低,而滴灌有利于表层土壤生物活性磷的积累;漫灌土壤不同土层的NaHCO3-Po平均含量是滴灌的2.4~4.2倍,而滴灌处理的NaHCO3-Pi平均含量约为漫灌处理的2倍;生物活性磷含量随施氮量的增加而增加,氮肥施用量越高土壤中高生物活性磷含量越高。因此,滴灌和增施氮肥是提高磷素可利用性、降低磷流失风险的有效措施。     

氮磷肥配施对夏玉米土壤含水量及水分利用效率的影响

随土壤剖面深度的增加,土壤含水量逐渐降低,上层土壤含水量变幅大于下层。在同一氮肥水平下,夏玉米各生长期内0~50 cm土层含水量呈施磷处理高于不施磷处理,50~110 cm土层则反之。苗期—拔节—灌浆—收获期0~110 cm土壤蓄水量呈升高—降低—升高趋势;苗期呈氮磷配施处理高于单施氮肥处理,其它生长期氮肥与磷肥水平为120 kg/hm2配施处理最高;表层50 cm土层蓄水量均呈现氮磷配施处理高于单施氮肥处理,50~110 cm土层则反之。氮磷配施能显著提高产量及水分利用效率,二者均以配施磷肥120 kg/hm2处理最高;当施磷量超过120 kg/hm2后,产量和水分利用效率反而有下降趋势。     

不同灌溉制度对棉田盐分分布与脱盐效果的影响

以直径20 cm蒸发皿蒸发量为基础,采用双因素组合随机区组设计,研究了不同灌溉制度对膜下滴灌棉田土壤盐分分布与脱盐效果的影响。结果表明：增大灌水频率与灌水定额,有利于对棉花根区盐分在水平方向的淋洗,5 d和8 d灌水频率对水平方向含盐量有影响的土层深度分别为0~20 cm和0~30 cm;5 d灌水频率的土壤盐分随深度的增加呈现先降后升趋势,8 d灌水频率0~100 cm深度内各土层含盐量相差不明显,中等灌水定额（T60）0~60 cm土层含盐量小于高水（T80）和低水（T40）处理;与播前相比,棉花收获时0~20 cm含盐量降低,但30~60 cm土层含盐量增加,0~60 cm土层含盐量总体表现增加,中等灌水定额（T60）处理含盐量变化幅度最小,脱盐率为0.44%。灌水处理对0~100 cm深度土壤总含盐量无明显影响。此外,灌水量过高与过低均不利于提高棉花产量,与其他处理相比,高频（5 d）中定额灌溉（T60）处理不但可以获得合理的盐分分布与脱盐效果,且籽棉产量最高,为9.18t/hm2,是实现抑盐、控水、高产、高效的适宜棉花灌溉制度。     

两种滴灌模式下棉田土壤水分和盐分的差异性分析

本实验在兵团阿拉尔灌溉试验分站内进行,在棉田内对比使用膜下滴灌与地埋式滴灌两种灌溉模式,通过对棉花整个生育时期内土壤各个层次的含水量和总盐含量进行连续的取样检测,分析两种灌溉模式下土壤水分与盐分随时间变化趋势和垂直空间含量差异.结果表明:地埋式滴灌土壤表层含水量低于膜下滴灌处理,表层以下特别是在作物根层附近土壤中含水量则高于膜下滴灌处理.两种灌溉模式下土壤各层次盐分含量变化趋势大体相同,从苗期开始呈现降低-升高-再降低的过程.在大部分时间里,地埋式滴灌处理的20～40 cm土壤盐分含量最低,60～80 cm土壤盐分含量最高;膜下滴灌处理的0～20 cm土壤盐分含量最低,40～60 cm土壤盐分含量最高.     

灌溉方式对玛纳斯河中游灌区棉花生长季棉田土壤含盐量的影响

采用田间取样、实验室分析以及统计分析等方法,对新疆玛纳斯河中游灌区漫灌、滴灌2种灌溉方式下棉田土壤含盐量在棉花全生长季的变化进行定量分析。结果表明,灌溉方式对表层土壤(0~20cm)和次深层土壤(40~60cm)含盐量影响较大,其次是深层(60~100cm)和根层土壤(20~40cm)。其中漫灌方式下土壤含盐量的最大值多出现在深层(60~100cm)或次深层(40~60cm),在时间上含盐量最大值则出现在棉花生长期前半段(6月份或更早);而滴灌方式下土壤含盐量的最大值多出现在根层(20~40cm)或次深层(40~60cm),在时间上,土壤含盐量的最大值多出现在生长期的后半段(7月或以后)。对不同灌溉方式下各样点土壤含盐量数据的非参数配对样本进行检验,发现灌溉方式对土壤含盐量的影响以7月最大,其次是8月,之后分别是6月、5月、4月;从土层深度看,灌溉方式对表层(0~20cm)土壤含盐量影响最大,其次是深层(60~100cm),之后分别是根层(20~40cm)和次深层(40~60cm)。     

盐碱地滴灌春小麦土壤水盐运动特点

通过测坑试验,测定水平和垂直方向距滴灌带不同位置土壤含水率和含盐量.结果表明,小麦滴灌条件下土壤水盐分布受滴灌影响深度主要在0～60 cm土层,0～20 cm土层水盐变化最剧烈.小麦主根系层土壤在垂直和水平方向一定范围内(垂直20 cm、水平25 cm)形成一个盐分淡化区,在0～100 cm土壤剖面内,土壤含水率随土层深度呈先升后降变化.土壤盐分在0～40 cm处于脱盐状态,60～100 cm积盐.上层土壤水盐受灌水和蒸发的影响随时间均升降交替变化,土壤盐分在非灌水期间呈表层和深层双聚、耕层脱盐特点.     

塔里木河下游新生林地滴灌下土壤盐分分布特征研究

以塔里木河下游35团8连绿洲-荒漠交界处滴灌条件下的新生林地为研究对象,对滴灌结束24 h后不同滴头间距下的土壤盐分分布特征进行了分析,结果显示①水平方向上,在3 m滴头间距下出现盐峰是在75 cm点处的土壤剖面,这一剖面与60 cm点处的土壤剖面盐分在0.01水平上呈显著相关,随着距滴头距离的减小相关性递减;在1 m滴头间距下出现盐峰是在45 cm点处的土层,这一土层与各点处的土壤剖面盐分在0.01水平上呈显著相关;无论在3 m滴头间距下还是在1 m滴头间距下,45 cm点处的土壤剖面盐分分布较均匀,离滴头越近的土壤剖面盐分分布越不均匀。②垂直方向上,无论是在3 m滴头间距下还是在1 m滴头间距下,40~60 cm的土层是盐分聚集区。在3 m滴头间距下,40~60 cm的土层盐分与各土层间的相关系数均未达显著相关水平;在1 m滴头间距下,40~60 cm的土层盐分与其它各土层间均为负相关关系;无论是在3 m滴头间距下还是在1 m滴头间距下,中下层土壤盐分分布较均匀,而越接近表层的土壤盐分分布越不均匀,在2种滴头间距下,中下层土壤盐分变异系数都较小,表层土壤变异系数较大。③在研究区特殊的强蒸发力下,原本可到达底部土层的盐分在毛管作用下随着水分向上运动,最终导致了盐分聚集于50 cm深度处(3 m滴头间距)与65 cm深度处(1 m滴头间距)。     

沼肥表施对土壤氮素动态分布及氨挥发的影响

为探讨表施沼肥对土壤氨挥发和土壤中氮素分布的影响,在室温条件下,通过土柱模拟试验,系统研究表施沼肥对土壤的氨挥发及水分、铵态氮、硝态氮和总氮在土壤垂直剖面上动态分布的影响规律。结果表明:沼肥表施后的氨挥发主要集中在前5天,占总氨挥发总量的97%,而且最大日均氨挥发量出现在第2~3天,最大的日均氨挥发量为93.24 mg/(L·d)。沼肥中铵态氮的下渗要滞后于水的下渗,且沼肥中的水分、铵态氮和总氮主要集中于0~5 cm的表层土壤中,而硝态氮的分布区域较大,在0~15 cm土壤深度范围内的质量浓度均较高。表层土壤中铵态氮的整体变化趋势呈现前高后低,而硝态氮的变化趋势则与之相反。     

再生水滴灌对蔬菜根际土壤微生物的影响研究

采用大田试验方法,以地下水滴灌为对照,分析研究了不同再生水水质滴灌下对蔬菜根际土壤微生物的影响。结果表明:再生水滴灌蔬菜对土壤微生物数量影响明显。再生水浓度高时,会刺激土壤中真菌、氨化细菌、反硝化细菌的繁殖。随着再生水浓度的不断减小,细菌、放线菌、纤维素分解菌、硝化细菌、亚硝化细菌、固氮菌的数量均呈现先增加后减少的变化规律。当再生水浓度适当时,再生水中的营养成分可以被微生物利用,刺激其生长繁殖。综合考虑各种微生物对蔬菜的不同影响,再生水灌溉浓度控制在50%为最佳。     

不同深度秸秆覆盖对滴灌棉田土壤水盐运移的影响

为探索滴灌条件下秸秆覆盖对棉田土壤水盐运动的影响,设置表层覆盖、地表下30cm覆盖和无覆盖3种处理,进行对比试验研究,结果表明,秸秆覆盖通过对土壤水分的影响间接影响了土壤盐分的运移和分布。在30cm处覆盖秸秆主要对30cm以上土壤的水分和盐分产生影响,对35cm以下的影响和表层覆盖比较接近。采用秸秆覆盖对土壤水分和盐分水平方向的运移具有一定影响,无覆盖在前期、中期和后期土壤表层盐分均最高。30cm处覆盖秸秆阻碍了35cm以下土壤毛管水的上升,从而阻止了盐分的上升。采用秸秆覆盖后,特别是在30cm深度采用秸秆覆盖,对于调控土壤水、盐变化,抑制土壤盐分上移具有积极作用。