盐碱地枸杞间作不同作物的土壤水盐变化及盐平衡

[目的]研究盐碱地枸杞不同间作模式下土壤水盐的变化,为盐碱地改良和利用提供一定科学依据。[方法]设置枸杞间作苜蓿、枸杞间作油菜、枸杞间作碱蓬、枸杞单作4种处理,分析不同间作模式下土壤水盐变化以及土壤盐平衡。[结果]各处理土壤含水率,在0—60 cm土层呈现出:间作苜蓿间作油菜间作碱蓬对照,依次为13.67%,13.02%,12.22%,11.86%,在60—100 cm土层变化不明显;土壤盐分含量在0—40 cm土层中与对照相比,间作苜蓿、间作油菜、间作碱蓬分别下降6.91,5.82,2.21g/kg,在40—100 cm土层土壤盐分分别下降3.20,2.93,0.95g/kg;0—100 cm土层,枸杞间作苜蓿、间作油菜、间作碱蓬及对照土壤脱盐率依次为40.38%,26.52%,9.00%,-60.66%。除对照外,其他处理的土壤盐分均呈脱盐状态。[结论]盐碱地枸杞不同间作模式均能有效增加土壤含水率,降低土壤盐分,达到改良盐碱地的效果。     

膜下微润带埋深对温室番茄土壤水盐运移的影响

为探讨微润灌溉对温室轻度盐碱地番茄土壤水盐的影响,通过设置3种不同埋深(10 cm、15 cm、20 cm),探究了不同微润带埋设深度下,膜内(番茄种植行)、膜间(番茄行间)土壤含水量和含盐量的变化特征。结果表明,膜内、膜间土壤水盐的变化规律在不同埋深下保持一致,膜内土壤水分随时间推移先增大后减小,盐分随时间推移逐渐减小;膜间土壤水分、盐分均随时间推移逐渐增大。膜间土壤含水量始终小于膜内,随着土层深度增加,膜内、膜间土壤含水量差距减小;表层土壤膜内、膜间土壤含水量差距最大,50~60 cm土层膜间与膜内土壤含水量基本趋于一致。微润带埋深大时,土壤含水量较高,开花结果期,20 cm、15 cm、10 cm埋深的土壤含水量分别为23.31%、24.46%及22.42%;且微润带埋深为10 cm时,膜内、膜间土壤含水量差值小于埋深为15 cm和20 cm。膜内土壤含盐量始终小于膜间,微润带埋深越小,膜内、膜间土壤含盐量差异也越小;全生育期内,膜内0~40 cm土层处于脱盐状态,脱盐率随深度增加逐渐降低,离微润带越近,脱盐效果越明显;40~60 cm土层土壤含水量少,盐分含量也较小,为轻微积盐状态。10~20 cm土层水分含量最大、盐分含量最小、脱盐率最高。膜间0~60 cm土层始终处于积盐状态,积盐率随深度增加逐渐降低,0~20 cm土层积盐率最高。开花结果期,20 cm、15 cm和10 cm埋深下,膜内10~20 cm土层平均最大脱盐率分别为24.66%、32.28%和14.71%,15 cm埋深下脱盐率最高;苗期和结果末期15 cm埋深处理脱盐率也达最高,平均最大脱盐率分别为27.42%、24.67%。研究结果充分说明微润带埋深对不同土层深度的洗盐效果具有显著影响。综合来看,微润带埋深15 cm时土层平均脱盐率和土壤平均含水率均最高,分别达到26.05%和25.1%,为番茄生长创造了一个良好的水盐环境,最有利于番茄生长发育,为最佳埋深。     

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。     

膜下滴灌对风沙土盐分变化和棉花产量的影响

通过大田试验研究了北疆地区膜下滴灌对风沙土盐分变化和棉花产量的影响.结果表明:棉花全生育期膜下滴灌处理0-100 cm土层平均含盐量以滴头处最低.棉花窄行间次之,膜间最高.随着滴灌定额的增加,0-100 cm土层土壤盐分含量下降,且各部位土壤含盐量差异变小.滴灌量2 850 m3/hm2的处理膜内滴头处土壤脱盐明显,但棉花窄行间、膜间明显聚盐,平均积盐率12.90%;滴灌量3 900 m3/hm2的处理膜内滴头下、棉花窄行间脱盐效果好于膜间,平均脱盐率11.88%;滴灌量4 950 m3/hm2的处理不同部位土壤盐分淋洗效果均较好,平均脱盐率34.03%;灌水量4 950 m3/hm2的沟灌处理棉花行间的土壤盐分含量高于沟底,平均积盐率为25.68%.膜下滴灌各处理棉花产量比沟灌分别增加13.63%,37.65%和22.66%,水分利用效率分别增加89.18%,71.63%和23.05%.     

基于HYDRUS-2D模型的膜下滴灌暗管排水棉田土壤盐分变化

为研究膜下滴灌暗管排水条件下棉田土壤盐分变化规律,该研究基于新疆122团盐碱地暗管排水试验,通过膜下滴灌淋洗,监测0～200 cm土层土壤盐分变化,并应用HYDRUS-2D数值模型,模拟分析了暗管排水条件下,盐渍化棉田在2013和2014年生育周期内和秋季返盐阶段土壤盐分变化情况。结果表明:模拟值与实测值之间吻合度较高,模型可用于预测盐碱地土壤层剖面盐分含量变化。模拟结果显示,棉花生育期内滴灌条件下,盐分持续下降;棉花收获后土壤表层开始返盐;2013和2014年棉花吐絮期土壤含盐量与初始含盐量相比,在膜下,0～80cm土层平均脱盐率分别达到了41.11%和55.56%;膜下及膜间,0～80 cm土层平均脱盐率分别达到了14.05%和17.88%;棉花收获后,土壤表层返盐明显,但与初始含盐量相比仍较低,0～80 cm土体盐分分别平均下降了5.55%和10.15%,0～200 cm土体盐分分别平均下降了2.58%和4.96%,说明暗管控制条件下,使用滴灌淋洗和暗管排盐的模式,土体内的盐分总量呈现降低趋势。研究可为西北内陆干旱区暗管排盐技术和膜下滴灌的推广和应用提供理论支撑和科学指导。     

塔里木河下游灌区灌溉方式的转变对农田及其防护林土壤水盐动态的影响

通过分析塔里木河下游喀拉米吉镇绿洲大面积滴灌条件下的农田(3个棉田1个果园)与其防护林地土壤水盐分布特征,采用对比试验与野外监测方法,研究了当前滴灌体系对林网内农田及其防护林地的影响,分析防护林网内土壤水盐变化的主要因子。得出以下结论:(1)喀拉米吉镇绿洲,由于滴灌技术的普及,地下水埋深以0.5 m a-1的速度下降;地下水埋深具有季节性变化,在非灌溉季节地下水埋深较浅,在灌溉季节地下水埋深较深,与非灌溉季节相比,灌溉季节里地下水埋深平均下降了1 m以上。(2)由于喀拉米吉镇绿洲农田滴灌对土壤的影响深度不超过80 cm,灌溉水对地下水的补给量几乎为零,农田防护林根系只能从土壤深层吸收水分,导致了林地内土壤含水率显著低于农田(p<0.01)。(3)当前5 250 m3 hm-2 a-1的棉田灌溉、7 000 m3 hm-2 a-1的果园灌溉,使0～60 cm的土壤盐分处于低盐状态,基本达到农田的脱盐要求;防护林地盐分均明显高于农田(p<0.01),为农田的2倍～3倍;林地内土壤盐分表聚作用明显:砂壤土林地、砂土林地、黏土林地1、黏土林地2内表层土壤盐值分别较其农田高79.3%、77.1%、80.6%、88.4%。(4)通过林地间土壤含水率、土壤盐分的比较,发现地下水埋深的不同是农田防护林地土壤水盐差异的主要因素,150 cm土体内,含水率高的林地其含盐量也高,含水率低的林地其含盐量也低。     

新疆喀什地下水浅埋区弃荒地表层土壤积盐与地下水的关系

为了研究新疆喀什地下水浅埋区弃荒地表层土壤积盐与地下水的定量关系,对试验区自然状况下的土壤含水量、表层土壤含盐量、地下水埋深、地下水矿化度和潜水蒸发量进行了原位监测,模拟了潜水蒸发量与地下水埋深的关系,定量分析了弃荒地自然条件下地下水埋深、地下水矿化度对土壤表层盐分的影响,建立了表层土壤含盐量与地下水埋深、地下水矿化度的经验模型。结果表明:在5~50 cm土层,土壤质量含水率随土层深度增加而增大;地下水埋深、地下水矿化度对表层土壤盐分有显著的影响,当地下水埋深为定值时,表层土壤含盐量与地下水矿化度呈线性正相关;当地下水矿化度为定值时,表层土壤含盐量与地下水埋深呈线性负相关;土壤盐分表聚现象明显,不同地下水埋深条件下表层土壤含盐量随累计潜水蒸发量的增加而增大,表层土壤积盐速率随地下水埋深的增大而减小,地下水埋深为25 cm条件下表层土壤积盐速率约是地下水埋深为50 cm的表层土壤积盐速率的2倍多。     

地下水埋深对膜下滴灌棉田水盐动态影响及土壤盐分累积特征

为了探究不同地下水埋深条件下膜下滴灌农田的水盐运移规律,于2012—2016年在新疆库尔勒绿洲,对采用膜下滴灌结合冬春灌压盐的棉田开展定位观测,在不同位置处150 cm深土壤剖面进行水盐监测,探究不同生育阶段地下水埋深与土壤水盐含量的关系。结果表明,膜下滴灌农田土壤水分呈反"S"型分布,土壤盐分呈"酒杯"状表聚型分布;试验期内地下水埋深从2~3 m增加到5~6 m,相应地苗期和非生育期返盐程度显著降低,收获期盐分含量下降;5a来土壤含盐量从6.5 g/kg下降到1 g/kg,土壤累积含盐量与地下水埋深呈负的指数关系;深层水分交换量表明土壤水和地下水间的联系明显减弱。建议将类似地区的地下水埋深控制在3.5 m左右,膜下滴灌结合冬春灌淋洗可有效抑制土壤层盐分累积,并可保证自然植被的生态需水。     

磁化水膜下滴灌对棉田水盐分布特征及棉花生长特性的影响

通过田间小区磁化水滴灌试验,研究了磁化水膜下滴灌对土壤水盐分布特征、棉花生长特性及产量的影响。结果表明:磁化水灌溉可以提高土壤含水量,促进棉花根系对水分的吸收,0—100 cm土层内磁化强度为3 000 Gs时的土壤含水量最大,保水效果最好。磁化水灌溉可以有效降低土壤盐分含量,加快土壤盐分的淋洗,0—100 cm土层内各磁化水处理土壤平均含盐量表现为3 000 Gs4 000 Gs1 000 Gs5 000 Gs0 Gs,磁化淡水处理的土壤脱盐率为2.7%～28.2%,3 000 Gs磁化处理的土壤脱盐率最高;磁化微咸水处理的土壤积盐率为21.7%～33.9%。磁化水滴灌可以促进棉花生物量及产量的增长,淡水、微咸水磁化处理的产量较未磁化处理增加了8.98%～31.4%,3 000 Gs磁化处理下的棉花产量最高。从棉花生长特征、产量、水分利用效率等方面综合考虑,3 000 Gs为最佳磁化强度处理。     

两种盐生植物在南北疆地区的适生性及吸盐能力

为了摸清盐生植物在南北疆改良盐碱地的实际应用效果,更好地利用盐碱植物,在南北疆地区进行田间试验,研究了两种盐生植物在新疆南北疆盐碱地的适应性及吸盐能力。结果表明,盐生植物在南疆的成活率明显高于北疆;而盐地碱蓬成活率明显要高于海篷子;北疆种植的盐生植物其植物体内的总含盐量明显高于南疆种植的盐生植物,其中盐地碱蓬高出约55%,海篷子高出约46%。由此可以看出,盐地碱蓬和海篷子更适合于南疆地区生长,而在北疆环境两种盐生植物吸盐能力均强于南疆环境,海蓬子吸盐能力明显强于盐地碱蓬。     

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.     

玉米苜蓿间作的蓄水保土效益试验研究

为了在种植作物的同时减少水土流失,采用玉米苜蓿间作的种植模式,研究其蓄水保土效益。试验对玉米苜蓿间作与单作玉米的土壤含水量,径流量以及产沙量进行观测,进而研究两者的蓄水保土效益。结果表明:玉米苜蓿间作地的土壤含水量大于玉米单作地的土壤含水量;玉米苜蓿间作的径流量和产沙量均小于玉米单作,说明了玉米苜蓿能够有效地减少径流的冲刷侵蚀,具有良好的拦沙性能;经计算得出玉米苜蓿间作的蓄水效益为87%,保土效益为98%,表明玉米苜蓿间作的蓄水保土效益显著。     

滴灌条件下石膏配比对盐碱土水盐运移特征影响

针对西北等干旱地区土地次生盐渍化的问题,以室内实验为基础,研究了不同石膏配比对盐碱土土壤盐分运移和水分运动的影响.结果表明,不同石膏配比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,不同石膏配比的土壤含盐量增加,在相同入渗距离内,随着石膏配比的增加,钠离子含量减小,脱钠区深度系数增大,脱钠效果明显,石膏配比为0.1的脱钠区深度系数增加比率最大.因此,施加石膏有利于滴灌淋洗土壤盐分.     

麦棉套种膜上灌溉节水增产机理研究

试验研究采用麦棉套膜上灌——土壤水分——作物——农田小气候理论体系，测定膜上灌灌水条件下的水流特征和土壤水分循环特点，麦棉共生期作物生育特性和农田小气候的相互关系。揭示出麦棉套膜上灌和棉花膜上灌分别节水２９％和４７％，小麦增产３．８％及棉花增产１１．８％的节水增产机理     

打孔灌沙促进漫灌下盐碱土水分下渗提高脱盐效果

针对现有盐碱土改良措施工程量大,农业生产成本高等问题,提出打孔灌沙的盐碱土防治措施。该文以天津滨海盐碱土为研究对象,通过野外小区灌溉试验,研究在灌溉条件下打孔灌沙对盐碱土水盐运移规律的影响,旨在探索打孔灌沙减少盐碱地表层积盐的可行性。试验设计3种灌溉量(600、900和1 200 m~3/hm~2),3种打孔深度(5、10和15 cm)和3种打孔密度(30、60和90孔/m2),并以无打孔灌沙处理为对照组(CK)。结果表明:灌溉量影响盐碱土洗盐效果,在600~1 200 m~3/hm~2灌溉量处理下,灌溉量越大,表层土壤脱盐效果越好。同时,打孔灌沙能够促进水分下渗,提高脱盐效果,在1 200 m~3/hm~2灌溉量下,灌后25 d,打孔深度≥10 cm时较CK降低表层0~30 cm土壤水分8.7%~16.1%,提高脱盐总量50.7%~98.8%。打孔密度增加能够促进脱盐效果,但随打孔深度而不同。打孔深度≤10 cm时,30和60孔/m~2打孔密度处理间脱盐总量差异不显著(P0.05)。打孔深度为15 cm时,60和90孔/m~2打孔密度处理间脱盐总量差异不显著(P0.05)。考虑到过深的打孔深度处理会降低打孔灌沙效率、提高配套打孔灌沙机具的研发难度,结合试验区农艺规范,推荐10 cm打孔深度、30孔/m~2打孔密度作为合适的打孔灌沙处理方案,该研究可为滨海区盐碱土的开发利用提供新的思路和方法。     

冻融期灌水和覆盖对南疆棉田水热盐的影响

为了探索不同冬灌定额和地表覆盖模式对棉田水热盐的影响,该文设置了冬灌裸地(winter irrigation with bare land,WIB)、冬灌留秆(winter irrigation with high cotton stubble,WICS)、冬灌玉米秸秆覆盖(winter irrigation with corn straw mulching,WICM)、免冬灌裸地(no winter irrigation with bare land,NWIB)、免冬灌留秆(no winter irrigation with high cotton stubble,NWICS)和免冬灌玉米秸秆覆盖(no winter irrigation with corn straw mulching,NWICM)6个处理。经过2013-11-15-2014-04-04和2014-11-15-2015-04-04冬季大田试验,得到:灌水和地表覆盖可以平抑土壤温度的变幅,免冬灌或冬灌条件下,温度变异幅度均为裸地留秆玉米秸秆覆盖。玉米秸秆覆盖更有利于土壤水分保持,WICM土壤储水量比WIB和WICS分别多29.10%和10.36%,NWICM土壤储水量比NWIB和NWICS分别多14.97%和2.21%,经过两年冻融过程NWIB、NWICS和NWICM 0~100 cm土壤储水量平均减少了18.32、7.36和2.62 mm。(免)冬灌0~30 cm土壤含盐量均为裸地留秆玉米秸秆覆盖;0~100 cm土壤范围冬灌盐分淋洗率为玉米秸秆覆盖(34.86%)留秆(15.82%)裸地(7.26%);免冬灌0~100cm积盐率为裸地(10.11%)留秆(7.96%)玉米秸秆覆盖(3.01%)。研究结果可为南疆冬季休闲期棉田土壤水热盐调控提供科学依据。     

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。     

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。     

微润管埋深与间距对日光温室番茄土壤水盐运移的影响

为探求微润灌溉对于日光温室次生盐渍化土壤的影响,设置3种毛管埋深(10、20和30 cm)和3种毛管间距不同的布置(1管2行、2管2行、3管2行,2行指番茄行),以膜下滴灌(CK)为对照,分析日光温室土壤水盐分布的变化.结果表明,日光温室耕层土壤(0~20 cm)平均含盐量达2.745 g/kg,接近阻碍作物生长的临界点(2.75 g/kg),发生了轻度次生盐渍化.与CK比较,微润灌溉具有较高的脱盐效果,0~60 cm土层平均相对脱盐率较CK提高了32.49%,0~30 cm主根区较CK提高了76.30%(P<0.05).可用幂函数较好地描述微润灌溉日光温室番茄主根区土壤盐分随定植后天数的动态变化过程.微润管埋深是影响土壤水盐分布的重要因素,在微润管埋深处土壤形成一个高水低盐区,毛管浅埋有利于主根区土壤(0~30 cm)盐分的淋洗,深埋有利于次根区土壤(>30~60 cm)盐分的淋洗,埋深30 cm,1管2行组合番茄生育末期土壤含盐量有升高趋势,可能会加剧土壤次生盐渍化.结合日光温室盐分累积及番茄根系分布特征,埋深10 cm,3管2行为轻度次生盐渍化土壤适宜的应用模式(该组合综合脱盐效果最好,0~60 cm土层平均相对脱盐率为22.27%,主根区相对脱盐率为29.86%,比CK提高1倍以上).该研究为微润灌溉在日光温室的应用提供参考.