微咸水补灌年限对压砂地水盐分布及西瓜产量和品质的影响

【目的】探讨微咸水补灌年限对压砂地土壤水盐分布特征及西瓜产量和品质的影响。【方法】采用田间定位调查方法,研究了微咸水补灌年限为2、4、7、10、14 a的压砂地0～60 cm土壤水盐动态分布及西瓜产量和品质。【结果】西瓜伸蔓期和收获期土壤饱和电导率随微咸水补灌年限增加而增加,荒地土壤20～40 cm土层饱和电导率最高,而压砂地在40～60 cm土层饱和电导率最高;微咸水补灌增加了开花坐瓜期土壤体积含水率,但随微咸水补灌年限增加呈先增加后减小的趋势;压砂地表层（0～10 cm）土壤体积含水率最高,而荒地10～20 cm土层的土壤体积含水率最高;与荒地相比,土表覆砂增加了0～40 cm土层土壤体积质量及0～8 cm土层的土壤紧实度,而8 cm以下土层土壤紧实度小于荒地;西瓜产量和瓜周可溶性固形物量随微咸水补灌年限增加分别呈降低和先增加后降低的趋势。【结论】长期微咸水补灌提高了压砂地上层土壤体积质量和紧实度,同时也增加了土壤含水率和土壤盐分,西瓜产量随微咸水补灌年限增加呈下降趋势,而西瓜品质则有先提高后降低的趋势。     

不同土质灌区土壤盐分与物理特性空间变异规律及协同关系研究

为探究土壤盐分空间特性,以鄂尔多斯黄河南岸灌区不同土质的两个灌域为研究对象,采用经典统计学与地质统计学相结合的方法对0～20 cm土层土壤电导率与土壤物理特性参数间的关系进行分析研究。研究结果表明:两灌域0～20 cm土层土壤电导率均可以采用高斯模型进行半方差分析拟合。砂土灌域土壤电导率为中等变异程度,中等空间相关性,电导率与黏粒含量、土壤容重、含水量、导热率及热容量显著正相关,相关范围约2～6 km;与砂粒含量显著负相关,相关范围约2.5～4 km。砂壤土灌域土壤电导率为中等偏强变异程度,较强空间相关性,电导率与土壤物理特性空间相关性较低,土壤盐渍化程度高于砂土灌域。     

不同土层土壤特性空间变异性关系的联合多重分形研究

应用联合多重分形理论研究了0～20 cm土层土壤含水率、土壤电导率、砂粒含量、粘粒含量、粗粉粒含量、土壤粒径分布体积分形维数、土壤容重、有机质含量的空间变异性与20～40 cm土层对应变量空间变异性在多尺度上的相互关系。结果表明:相对于0～20 cm土层上述变量的空间变异性,20～40 cm土层粗粉粒含量、有机质含量空间变异性的变化率最大,土壤电导率、粘粒含量、土壤粒径分布体积分形维数空间变异性的变化率最小,砂粒含量、土壤含水率、土壤容重空间变异性的变化率介于两者之间;多尺度上,0～20 cm土层土壤含水率、土壤容重、有机质含量、粘粒含量、砂粒含量、土壤电导率、土壤粒径分布体积分形维数、粗粉粒含量与20～40 cm土层对应变量空间变异性在多尺度上的相关性依次减弱。     

膜下滴灌棉田土壤水分参数的空间变异性分析

以新疆生产建设兵团石河子国家农业科技园区的膜下滴灌棉田作为试验区,采用均匀法布点方式,测定了各个采样点0～20、20～40和40～60 cm三个不同深度土壤的含水率,利用地统计学理论分析了膜下滴灌棉田均匀布点方式下土壤含水率的空间变异规律,并利用Sufer绘制了土壤含水率的等值线图,结果表明:①膜下滴灌棉田均匀布点采样方式下,东西方向即沿膜向的半方差函数值在0～20、20～40和40～60 cm深度层的变化规律趋于一致,随着深度增加棉田的土壤含水率的空间变异强度在逐渐减小;②各方向的半方差函数值的相关性均随着深度增加棉田的土壤含水率的空间结构性更加显著;③东西方向的空间变异性随着深度的增深而减小,其他方向的空间变异性随着深度的增深而增大;东西方向即沿膜向为弱变异,其他方向20～40 cm层为强变异,0～20、40～60 cm层为中等变异。     

黄河三角洲农田土壤含水率空间变异特征研究

基于传统统计学和地统计学方法,定量分析了灌水前、后田块尺度下土壤含水率的空间变异性。结果表明,除灌水前10～20cm土层土壤含水率呈非正态分布外,其余各土层含水率均服从正态分布;随着土层深度的加深,灌水前、后各土层含水率均逐渐增加;除灌水前20～40cm土层及灌水后10～20、20～40cm土层土壤含水率呈中等变异性外,其余各土层均呈现弱变异特征;除灌水后20～40cm及40～60cm土层属于指数模型外,其余各土层含水率最优拟合模型为球状模型;灌水前、后各土层含水率均表现为强空间自相关性。     

石羊河流域膜下滴灌土壤水盐空间分布特征

通过田间试验,研究了膜下滴灌条件下,不同灌溉定额对春玉米生育期土壤水盐空间分布特征的影响.结果表明土壤含水量的时空分布受灌溉水量的影响.在灌溉期,0~20 cm土层土壤水分含量明显增加.随灌水定额的增加,土壤脱盐深度呈增大的趋势,其中,0~20 cm土层土壤脱盐现象明显,40~100 cm土层土壤积盐现象明显.在春玉米生育后期,灌水定额对滴灌带间的土壤淋洗作用较前期明显.在非灌溉期,由于较强烈的蒸发蒸腾作用,土壤含水量持续降低,作物的主要根系吸水层0~60 cm土层土壤水分含量阶段性变化明显.土壤盐分随土壤水分向上运移,在0~40 cm土层发生积盐现象,40~100 cm土层发生脱盐现象,畦灌方式在0~100 cm土层内均发生脱盐现象.膜下滴灌条件下,春玉米在拔节期前0~100 cm土层土壤含水率和含盐率变异系数分别属于中等变异和弱变异强度,之后两者均属于中等变异强度,且土壤含盐率变异强度始终低于土壤含水率.     

咸淡水交替灌溉下土壤水盐分布与玉米吸水规律研究

为探明不同矿化度微咸水和地下水在不同交替灌溉方式下对土壤水盐分布和玉米吸水规律的影响,采用3种矿化度(2. 0、3. 5、5. 0 g/L)微咸水和地下水(1. 1 g/L)在2种交替灌溉方式("地下水-微咸水"、"地下水-微咸水-微咸水")下进行了大田试验。结果表明,在同一土壤深度下,土壤含水率和电导率随着微咸水矿化度升高而升高,"地下水-微咸水-微咸水"交替灌溉方式下的含水率和电导率较高;在不同时期各处理的土壤纵向含水率均表现出先下降、后上升的规律,在拔节期和抽穗期各处理的土壤纵向电导率表现出先下降、后上升的规律,在灌浆期表现出上升、下降、再上升的规律。通过氢氧稳定同位素分析得出,不同矿化度微咸水和不同交替灌溉方式组合下,玉米在拔节期、抽穗期和灌浆期的主要吸水深度分别为:0～20 cm、20～40 cm和0～20 cm,不同时期主要吸水深度的平均贡献率随着微咸水矿化度的升高而减小,"地下水-微咸水-微咸水"交替灌溉方式的平均贡献率较低。矿化度2. 0 g/L微咸水与地下水在"地下水-微咸水"的交替灌溉方式下得到的产量最高,达到1. 54 kg/m~2。     

基于HYDRUS-1D模型的荒漠苜蓿农田滴灌灌溉制度制定

【目的】探究提高干旱区荒漠苜蓿农田滴灌水分利用效率的方法,制定适宜的节水灌溉制度。【方法】以苜蓿为研究对象,基于HYDRUS-1D模型设置4种灌溉水平（高强度大灌溉量（LH-I）、中强度大灌溉量（MH-I）、低强度中等灌溉量（SM-I）、无灌溉（CK））和5个0～20 cm土层初始土壤体积含水率梯度（4%、6%、8%、10%、12%,分别表示为S1、S2、S3、S4、S5）,分析苜蓿根系土壤体积含水率降至土壤凋萎点的时间、峰值及维持在土壤凋萎点以上的时长,筛选0～20 cm土层不同土壤初始体积含水率下的最优灌溉水平。【结果】0～20 cm土层土壤体积含水率的变化对SM-I、CK灌溉水平具有显著影响;在无灌溉的情况下,体积含水率?10%的0～20 cm土层土壤会补给根系层水分;低含水率的0～20 cm土层土壤更有利于LH-I灌溉水平下的水分在根系层的留存,SM-I水平下根系层水分的留存时长与0～20cm土层土壤体积含水率呈正相关。LH-I灌溉水平下的深层土壤体积含水率峰值相比MH-I、SM-I、CK灌溉水平分别提高10.28%、27.91%、107.93%;MH-I灌溉水平下根系层土壤体...     

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。     

不同灌溉方式对保护地土壤有机磷组分的影响

菜田土壤长期节水灌溉试验结果表明,蔬菜保护地0~60 cm土壤剖面中,滴灌、渗灌和沟灌条件下,土壤有机磷组成中均以中等活性有机磷为主,其次为活性有机磷。滴灌和渗灌处理耕层(0~20 cm)土壤中易被作物吸收利用的活性有机磷和中等活性有机磷含量高于传统沟灌处理。在10~30 cm土层范围内,渗灌处理土壤活性有机磷含量高于滴灌,而滴灌又高于沟灌。而0~60 cm土壤剖面中,中等活性有机磷含量均是滴灌大于沟灌大于渗灌。在0~40 cm土层内中稳性有机磷含量渗灌明显大于沟灌大于滴灌。40 cm以下则是沟灌大于渗灌和滴灌。0~20 cm土层土壤高稳性有机磷含量的大小顺序为沟灌大于渗灌大于滴灌。     

微咸水膜下滴灌棉花根区土壤水盐运移规律研究

研究了微咸水膜下滴灌条件下,不同矿化度的微咸水灌溉对棉花根区土壤水分、盐分变化的影响。结果表明,在相同灌水定额条件下,棉花根系对高配比微咸水混灌后的土壤水分消耗小,土壤盐分对棉花根系耗水具有抑制作用。当微咸水灌水定额小于25 mm时,易导致土壤盐分的表聚现象。根据土壤含水率与土壤电导率之间的相关关系,建立了宽行土壤电导率计算模型。通过实测值验证,试验地宽行深度为0～30 cm时,土壤电导率计算值与实测值误差率不大于5%,故在此土壤深度范围内可通过模型预测土壤电导率值。     

滴灌水盐调控和沼液灌溉量对土壤环境和小白菜产量的影响

为找到可以最大程度消纳沼液，维持土壤质量，减少硝态氮淋失以及对小白菜产量影响的灌溉方案，采用盆栽试验，研究不同土壤水基质势（SMP）-30 kPa (A)和-10 kPa (B)和不同单次灌溉量10 mm (10)、15mm (15)、20 mm (20)、30 mm (30)、40 mm (40)滴灌对土壤盐分、无机氮、pH、硝酸盐淋失量和小白菜产量的影响；沼液灌溉持续约1个月，后期为清水灌溉。结果表明，沼液灌溉总量以B30最高，其次为A40和B40。-30kPa条件下滴灌EC=3.4 dS/m的沼液会增加土壤盐分，土壤溶液EC与土壤水分呈线性正相关，清水灌溉后20 cm以上土层的EC值下降迅速，深层土壤则有较长的延滞期；试验结束后各处理土壤ECe（饱和泥浆提取液电导率）均低于试验前水平，其中SMP为-10 kPa时，在0～20 cm土层ECe随单次灌溉量的增加而降低，20～40 cm土层ECe在单次灌溉量20 mm时最高，30 mm时最低。土壤pH前后变化幅度不大。-10 kPa处理与-30 kPa相比，0～20 cm土层硝态氮含量高176%,20～40 cm土层铵态氮含量增加35...     

新型灌溉模式下测墒补灌对农田水氮及小麦产量的影响

【目的】研究新型灌溉模式对农田水氮及小麦产量的影响。【方法】选用鲁麦21为试验对象进行大田试验,采用二因素裂区设计,灌水量为主区,设拔节期和扬花期均测墒补灌至田间持水率的65%(W₆₅)、75%(W₇₅)、85%(W₈₅)3个水平;灌溉方式为副区,设滴灌(D)、微喷灌(WP)和拔节期微喷灌扬花期滴灌(WP+D)共3种灌溉方式,研究灌水量和灌溉方式对土壤水氮分布、小麦产量、水分利用效率及经济效益的影响。【结果】低于田间持水率的灌溉只对0～40 cm土层产生影响,小麦全生育期内40～100 cm土层土壤含水率没有波动,即0～40 cm土层为主要的供水层及持水层,土壤含水率表现为W₈₅处理>W₇₅处理>W₆₅处理;0～60cm土层土壤硝态氮量在W₆₅、W₇₅灌水量及微喷灌模式下较高,且随着灌水量增多硝态氮淋溶风险增大;成熟期,灌水量、灌溉方式及二者交互作用对40～100 cm土层土壤硝态氮量产生了极显著影响...     

不同灌溉方式对猕猴桃园土壤质量的影响

为探明不同灌溉方式对猕猴桃园土壤质量的影响,2016-2017年在陕西眉县和杨凌猕猴桃园布设微喷灌、地面灌溉和滴灌处理,对0～50 cm土层的土壤容重、田间持水量、土壤孔隙度、有机质、速效钾、速效磷和碱解氮进行了统计分析,并利用土壤质量综合指数对不同灌溉处理土壤质量进行了评价。结果表明:(1)微喷灌和滴灌处理土壤容重、土壤孔隙度和田间持水量在0～50 cm各土层内无差异,在0～30 cm各土层均显著优于地面灌溉处理(P0.05);(2)与猕猴桃施肥标准相比,3种处理在0～50 cm土层内有机质和碱解氮均亏缺,微喷灌和地面灌溉处理在该土层内速效钾和磷均处于盈余状态;(3)土壤容重和有机质是反映猕猴桃园土壤质量的综合指标;(4)滴灌处理土壤质量综合指数在10～50 cm各土层显著高于微喷灌和地面灌溉处理(P0.05),是二者的1.21～1.81倍。因此,猕猴桃园采用滴灌是土地可持续性利用的有效措施。研究成果为猕猴桃园灌溉措施筛选及土地可持续性利用提供参考。     

猕猴桃果园不同采样密度下土壤含水率空间变异性研究

为揭示小区尺度乃至微尺度土壤含水率的空间变异性,在杨凌地区猕猴桃果园选取40 m×40 m区域,并在此基础上再以8、2 m为间距进行网格划分,基于经典统计学和地统计学理论,对不同采样密度条件下0~60 cm土层土壤含水率的空间分布特征及其空间变异性进行了研究。结果表明,对于40 m×40 m(L)、8 m×8 m(M)和2 m×2 m(S)3种尺度,0~60 cm深度各土层土壤含水率在水平方向上的变异强度表现为弱变异至中等(偏弱)变异,且随尺度减小和土层深度增加而减小,且所有取样点处0~60 cm深度内土壤含水率在垂直方向上的变异强度表现为弱变异至中等(偏弱)变异。在3种尺度中,土壤含水率存在强烈的空间相关性,表征土壤含水率空间分布形态的半方差函数因尺度不同存在较大差异,L尺度可采用球状和指数模型,M尺度可采用线性模型,S尺度可采用高斯、指数、线性模型。L尺度合理取样数较实际少,而M和S尺度合理取样数较实际多,对于3种尺度,基本表现出0~30 cm土层合理取样数较实际多、30~60 cm土层合理取样数较实际少,表明取样点的合理性分布有待进一步优化。由于地形原因导致当地果园内南北侧土壤含水率空间分布存在较大差异。     

次生盐渍土垂向剖面斥水性及其与理化性质关系

为探求土壤剖面斥水性的变化规律及其与土壤水盐含量、pH值的关系,在新疆新垦膜下滴灌棉田以10 cm×10 cm和5cm×5cm的网格等间距采集两个土壤剖面样品,对剖面土壤的斥水性、含水率、含盐量和pH值了进行经典统计、地学统计和相关性分析。结果表明：次生盐渍土剖面斥水性呈中等程度变异,空间自相关性中等偏弱;土壤斥水性在40cm深度附近时最强,在大于80cm深度的土层斥水特征不明显;在0~40cm深度土层,含水率与土壤斥水性正相关,在40~80cm深度与斥水性负相关;含盐量除在0~10cm的表层与斥水性正相关外,在其余土层均为负相关; pH值与斥水性之间多为正相关。     

滴灌下不同灌水处理对马铃薯水氮运移及产量的影响

通过大田膜下滴灌试验,研究了不同灌水处理下马铃薯根区水分和硝态氮的运移规律以及不同灌水处理对马铃薯产量的影响,为宁夏干旱地区防止土壤中硝态氮淋移渗漏、提高土壤水肥利用效率提供理论依据。该试验以灌溉定额900、1 260、1 620 m^3/hm^2为变量,采用随机区组试验方法,试验结果表明:土壤含水率随着灌溉定额的增大而增加且随着土层深度的增加不断减少;随着灌水后天数的推移,各个处理不同深度土壤含水率不断降低;表层土壤(0～20 cm)含水率随着灌溉定额的增加而增大,30～40 cm土壤含水率不断降低,50～100 cm土壤含水率不断降低的幅度随着灌溉定额的增加而降低; 30～50 cm土层硝态氮含量低于0～20 cm土层的,60～100 cm土层硝态氮的含量在0.2 mg/kg基础上以0～0.11 mg/kg上下浮动;在该试验中,灌溉定额在一定范围内可以促进马铃薯产量的增加,但是当灌水量超过1 620 m^3/hm^2时,产量与灌水量呈负相关关系。试验条件下,灌溉定额为1 260 m^3/hm^2时,马铃薯产量最高,高达25.88 t/hm^2,不同深度土层含水率和硝态氮含量均为马铃薯生长发育对水分的最优需求。     

不同种植方式对草木樨滴灌土壤水盐运移的研究

基于大田试验,以耐盐碱牧草草木樨为试验材料,分析了以每3 d E20蒸发皿水面蒸发量的50%为灌溉指标,耕作种植方式为平作和垄作下,盐碱地滴灌土壤剖面(距滴头横向30 cm,滴头垂直深度100 cm)含水率、电导率和p H值的变化特征。结果表明:灌溉结束后,垄作种植方式的电导率和p H值都比平作下降得比较明显,其中,垄作和平作种植方式滴头下方0~60 cm的平均电导率比灌前下降37.4%和21.8%,垄作在0~40 cm淋洗的效果较明显,较灌溉前0~40 cm土层平均电导率下降52.4%,平作在0~20 cm淋洗的效果较明显,较灌溉前0~20 cm平均电导率下降30.8%。     

咸淡水组合灌溉对土壤盐分和棉花生长的影响

为揭示不同微咸水(农田排水)与淡水在“先咸后淡”的组合灌溉模式下对土壤容重、盐分迁移和棉花生长的影响。以淡水灌溉为对照(CK),设置7种不同微咸水、淡水组合灌溉(微咸水∶淡水=1∶14(T1)、2∶13(T2)、3∶12(T3)、6∶9(T4)、9∶6(T5)、12∶3(T6)),T7处理采用全额微咸水灌溉,于2022年4-9月进行了棉花田间试验。结果表明,采用微咸水灌溉造成土壤表层盐分积累,0～40 cm土层出现积盐现象,棉花生育期结束后,各处理与淡水对照(CK)比较,T1～T6在0～40 cm土层的电导率分别增加1.16%～26.61%,T7处理电导率增加86.40%;与淡水对照相比,组合灌溉后各处理土层0～40 cm土壤容重明显增加,土壤孔隙度降低,以全额微咸水灌溉T7处理最为显著(容重增加10.24%);微咸水组合灌溉有效提高棉花株高、叶面积指数、茎粗。合理利用微咸水组合灌溉能够为棉花生长提供良好的水盐环境,提高棉花产量,能够为极端干旱区合理利用微咸水提供一种新的灌水模式,为灌区发展节水灌溉及农业可持续发展提供理论支撑。     

暗管排水条件下微咸水灌溉对土壤水盐运移特征的影响

为探索高效节水控盐灌排技术,通过田间试验,以玉米为试材,研究了不同微咸水矿化度及暗管埋深对土壤水盐运移的影响。结果表明,微咸水矿化度和暗管埋深对土壤含水率和盐分均有影响,高矿化度处理灌后土壤含水率比低矿化度高,1.3m暗管埋深灌后土壤含水率要高于0.8m暗管埋深;微咸水灌后1d作物主要根系层(0~40cm)脱盐率受矿化度影响较大,矿化度越高,脱盐效果越差;灌后25d,淡水灌溉及暗管埋深0.8m、3g/L微咸水的处理土壤无积盐,其余各处理均发生积盐现象,灌溉水矿化度越大,0~80cm土层积盐越强烈,1.3m暗管埋深较0.8m埋深土壤积盐更加明显。建议同类型区种植玉米时暗管埋深为0.8m,灌溉使用微咸水矿化度不超过3g/L为宜。