微咸水矿化度对重度盐碱土壤入渗特征的影响

通过微咸水室内一维垂直入渗试验,分析了淡水以及4种不同矿化度(2,3,4,5 g·L~(-1))微咸水对重度盐碱土壤累积入渗量、湿润锋运移深度、土壤含水率、入渗历时、入渗速率的影响。结果表明:累积入渗量、湿润锋运移深度、土壤含水率随微咸水矿化度的增加呈现增大的趋势,但与淡水相比,2,3,4,5 g·L~(-1)微咸水的累积入渗量、湿润锋运移深度随入渗时间的变化差异较小;同一土层,土壤含水率大小比较:淡水5 g·L~(-1)3 g·L~(-1)2 g·L~(-1)4 g·L~(-1);在微咸水灌溉条件下,累积入渗量与湿润锋运移深度呈线性关系。采用Kostiakov模型,Philip模型和Green-Ampt模型模拟微咸水入渗过程,结果显示,Kostiakov模型可以更好地描述重度盐碱土入渗率与入渗时间的关系。     

吉林西部苏打盐碱土在不同添加物下水分入渗特性

依据土壤水动力学理论,基于室内一维土柱入渗试验,选用稻壳、玉米秸秆、河沙3种材料作为添加物,分别将添加物以不同掺量与土壤均匀混合对苏打盐碱土进行入渗试验,从累计入渗量、入渗速率、湿润锋运移距离等方面研究苏打盐碱土在不同添加物及不同掺量下水分的入渗特性。结果表明:对照组土壤入渗量为3 mm·d~(-1),混掺1%稻壳、玉米秸秆时土壤入渗量分别为7.08、7.37 mm·d~(-1),混掺3%稻壳、玉米秸秆时土壤入渗量分别为18.9、23.07 mm·d~(-1),混掺5%稻壳、玉米秸秆时土壤入渗量分别为21.17、28.5 mm·d~(-1)。对照组土壤稳定入渗速率为0.04 mm·h~(-1),混掺1%、3%、5%稻壳土壤稳定入渗速率分别为0.17、0.55、0.60 mm·h~(-1),混掺1%、3%、5%玉米秸秆土壤稳定入渗速率分别为0.25、0.70、1.00 mm·h~(-1),混掺25%、40%、55%河沙土壤稳定入渗速率为0.08、0.09、0.10 mm·h~(-1)。对照组土壤湿润锋运移距离为4.9 cm,混掺1%、3%、5%稻壳土壤湿润锋运移距离分别为10.1、30、38.3 cm,混掺1%、3%、5%玉米秸秆土壤湿润锋运移距离分别为11.6、32、47 cm,混掺25%、40%、55%河沙土壤湿润锋运移距离分别为6.5、7.8、9 cm。混掺5%玉米秸秆可以大幅度增加土壤累计入渗量,提高水分入渗速率,浸润范围可以到达作物根系。因此选用5%玉米秸秆掺量与土壤混掺,可提升吉林西部苏打盐碱土入渗效果,有利于综合提高土壤水分入渗和保水性能。     

不同改良方法对盐碱土壤水盐运移效果的影响

以取自山东省东营市的中度盐碱土为研究对象，为探究表层（0~20 cm）掺沙和掺生物炭处理对黄河三角洲地区盐碱土的改良效果，在室内进行了垂直一维积水入渗试验，分别研究两种方法对土壤水分入渗、土壤剖面含水率和含盐量的影响。试验土壤为中度盐碱土(含盐量2.381 g·kg^-1)，试验共设置7个处理，分别是：CK(掺沙或生物炭0%)、S1(掺沙5%)、S2(掺沙10%)、S3(掺沙20%)、C1(掺生物炭0.5%)、C2(掺生物炭1%)、C3(掺生物炭2%)。结果表明：在相同入渗情况下，表层（0~20 cm）掺沙、生物炭均能提高盐渍化土壤中水分入渗效果，掺加生物炭显著提高添加层的蓄水能力，掺沙显著提高掺沙层以下土壤含水率，在土层20~40 cm中，掺沙处理平均土壤含水率比掺生物炭处理提高1.37%；不同改良剂处理下，掺沙更有利于盐碱化土壤脱盐，20%掺沙处理平均脱盐率比掺生物炭处理提高5.26%~13.80%，脱盐区深度增加2.35%~3.92%，达标脱盐区深度增加1.70%~3.00%。根据河沙和生物炭在室内一维垂直积水入渗试验结果来看，土壤表层掺沙能有效解决黄河三角洲地区盐碱化土壤问题，改善土壤水盐分布，为作物生长提供良好的生长环境。     

不同粘粒含量土壤水分入渗能力模拟试验研究

为研究土壤粘粒含量对土壤入渗能力的影响,通过向自然土壤中添加沙粒、人工粘土的方法配制不同粘粒含量土壤,用土柱积水入渗模拟了人工配制土壤中粘粒含量对其入渗能力的影响.结果表明:(1) 土壤粘粒含量对土壤入渗能力有较大影响,随粘粒含量增多,入渗能力递减:＜0.001 mm粘粒含量从6%增加至40.4%时,稳定入渗速率从0.0169 cm/min降低至0.0068 cm/min,90 min累积入渗量则从3.66 cm降低至2.02 cm;(2) 稳定入渗速率、90 min累积入渗量与粘粒及物理性粘粒含量分别呈幂函数负相关、指数负相关关系,但与粘粒含量相关性更为显著;(3) 通过对Green-Ampt模型、Philip模型及Kostiakov模型的参数拟合及累积入渗量计算,发现在本试验中Kostiakov模型拟合精度最高,Philip模型次之,Green-Ampt模型较差,说明Kostiakov模型对于均质土体是个比较实用的入渗模型.     

滴灌条件下脱硫石膏对盐碱土改良效果及安全性的影响

为实现燃煤烟气脱硫废弃物再利用,使其能运用于新疆大面积盐碱地改良,在新疆农八师134团盐碱地施用脱硫石膏,研究滴灌条件下脱硫石膏对盐碱土壤理化性质以及土壤重金属含量的影响,评估脱硫石膏改良盐碱土的可行性和安全性。结果表明:盐碱地施用脱硫石膏后土壤容重降低,>0.25mm团聚体数量增加,土壤孔隙度增加;土壤pH值、碱化度和电导率降低,尤其在0-10cm、10-20cm土层改善效果明显;土壤中Na~+、Cl~-含量降低,0-10cm土层较其他土层Na~+含量下降明显,于对照相比下降40.62%,表层土壤中Ca~(2+)、SO_4~(2-)含量增加,有利于降低土壤盐碱危害;施用脱硫石膏对土壤Hg含量没有影响,Cr元素含量下降,各项重金属元素含量均远低于国家环境二级标准,说明施用脱硫石膏不会对土壤造成重金属污染。综上所述,脱硫石膏对盐碱地有一定的改良效果且不会对土壤安全造成威胁。     

黄土丘陵区安家沟流域土壤入渗特征空间变异的研究

以环刀法观测安家沟流域土壤的入渗过程,并测定土壤的理化性质。然后通过比较Horton、Kostiakov和Philip模型的模拟精度,确定利用Philip模型对土壤入渗进行模拟。根据标定原理,对Philip模型进行标定,并通过比较,选用标定效果更好的标定因子αA来标定模型。再利用土壤理化指标分别建立标定因子αA以及稳定入渗率A的转换函数,最后根据土壤理化性质的空间分布,利用已建立的转换函数,实现标定因子αA和稳定入渗率A的空间化。结果显示:初始含水量为0.1g/g时,αA在0.703~1.049mm/min~0.5之间;稳定入渗率在0.142~0.251mm/min之间。该研究实现了大尺度的土壤入渗的空间化。     

耕作协同物料添加对苏打盐碱化耕地土壤理化性质的影响

为探究耕作协同物料添加对苏打盐碱化耕地土壤障碍消减及作物产量的影响,采用大田试验,设置9个处理：对照(CK),深松+脱硫石膏(SG),深松+腐植酸(SF),深松+复合调理剂(ST),深松+复合调理剂+腐植酸(STF),粉垄+脱硫石膏(FG),粉垄+腐植酸(FF),粉垄+复合调理剂(FT),粉垄+复合调理剂+腐植酸(FTF),脱硫石膏、复合调理剂和腐植酸施用量分别为15 000、22 500 kg·hm^-2和6 000 kg·hm^-2。试验结果表明：与CK相比,在0～40 cm土层,耕作协同物料添加处理的土壤容重降低2.7%～18.4%,土壤总孔隙度增加3.8%～25.3%,土壤三相比得到改善。与CK相比,耕作协同物料添加降低了0～40 cm土层土壤pH、钠吸附比(SAR)和总碱度,降低幅度分别为6.8%～21.3%、20.7%～78.3%和17.1%～47.7%;在0～40 cm土层,耕作协同物料添加处理增加了土壤有机质含量,增加幅度为2.5%～63.9%。玉米穗行数、行粒数和理论产量较CK分别提高4.8%～10.1%、8.9%～22.0%和...     

不同钠钾比微咸水对土壤入渗性能和水盐分布的影响

为探究不同钠钾离子组成微咸水对土壤入渗性能和水盐运移的影响,开展室内一维土柱入渗试验,依据不同钠钾比设置3种微咸水处理(S1、S2、S3:1∶0、1∶1、0∶1),以去离子水作为对照组(CK)。比较不同处理下土壤湿润锋运移速率的差异,而后通过Philip、Green-Ampt和Kostiakov模型对入渗过程进行拟合,并分析淋洗液电导率、浊度变化和土壤剖面的水盐分布特征。结果表明：(1)与CK处理相比,微咸水处理降低了相同时间内湿润锋的运移距离,在入渗时间达到600 min时,S1、S2、S3处理湿润锋运移距离分别降低41.31%、28.75%、19.94%。在0～60 min内S2和S3处理湿润锋运移距离无显著差异,但在60 min后,S2处理湿润锋运移速率显著低于S3处理;Kostiakov模型拟合效果优于Philip和Green-Ampt模型。(2)S1、S2、S3处理土壤积盐率分别为76.11%、74.16%、73.25%;在淋洗开始的1 000 min内,不同处理淋洗液浊度表现为S1>S2>S3>CK。(3)与CK处理相比,微咸水处理并未改变土体内的总含水量...     

微咸水与生物炭协同作用对盐碱土入渗特征及水盐运移的影响

为研究添加生物炭条件下微咸水矿化度对盐碱土水盐运移的影响，采用一维垂直土柱入渗试验，研究了微咸水灌溉并施用生物炭对盐碱土水盐运移特征及其对Philip和一维代数入渗模型参数的影响，并对入渗模型的适用性进行了评价。本研究设置淡水对照CK(0 g·L^-1)及4种微咸水矿化度水平(2、3、4、5 g·L^-1)与施用玉米秸秆生物炭(5 t·hm^-2)组合试验方案。结果表明：使用微咸水灌溉或施用生物炭均会增加土壤水分入渗速率及土壤含水率，提高土壤保水能力，且微咸水和生物炭协同作用下效果更好。灌溉微咸水并施用生物炭降低了土壤含盐量，在0～30 cm深度内的平均含盐量比初始含盐量降低了34.75%～74.00%,具有良好的盐分淋洗效果。Philip入渗模型能够较好模拟微咸水和生物炭协同作用下的土壤水分入渗情况，灌溉微咸水或施用生物炭会使吸渗率S增加，且两者结合使用时S增幅更大；由代数模型计算而得的土壤各层理论含水率值与实测值之间的平均绝对误差与均方根误差均小于2.2%,表现出一维代数模型较好的适用性。综上所述，使用微咸水灌溉并配施生物...     

淹水条件下改良剂对苏打盐化草甸土的洗盐效应

为明确改良剂在苏打盐化草甸土不同深度土层的改良效果,采用室内淋溶土柱的试验方法,设置S0、S1、S2、S3、S4和S5(每个土柱横截面积0.0113 m~2)分别施用改良剂0.00、0.01、0.05、0.10、0.50 g和1.00 g,折合成公顷用量分别为0.0、8.9、44.3、88.5、442.5 kg·hm~(-2)和885.1 kg·hm~(-2))6个处理,分析淹水条件下不同改良剂用量对苏打盐化草甸土的洗盐效应。结果表明,与未施改良剂处理(S0)相比,S3、S4和S5处理显著降低不同土层(0～30cm)土壤容重(降幅3.88%～8.87%)、增加土壤孔隙度(增幅3.82%～9.38%)、降低土壤pH值(降幅2.36%～8.05%);S2、S3、S4和S5处理显著提高20～40 cm土壤水分入渗量,增幅55.9%～294.6%(P0.05);施用改良剂处理交换性Na~+含量在0～10 cm和10～20 cm土层显著降低,降幅4.84%～56.5%(P0.05),20～30 cm和30～40 cm土层中增幅1.09%～17.1%;S3、S4和S5处理0～10 cm土层电导率显著降低,降幅49.0%～60.4%(P0.05),20～40 cm土层显著增加,增幅3.68%～19.8%(P0.05);S2、S3、S4、S5处理10～20 cm土层碳酸根含量显著降低,降幅5.98%～23.4%(P0.05),S3、S4、S5处理0～30 cm土层碳酸氢根含量降幅1.49%～18.0%;S2、S3、S4和S5处理显著提高0～30 cm≥0.25 mm水稳性团聚体,增幅达16.4%～161.7%(P0.05);S3、S4和S5处理0～30 cm土层MWD显著增加,增幅达5.78%～161.7%(P0.05)。针对本次供试土壤盐渍化程度,综合改良效果及改良剂施用量,改良剂适宜用量为每个土柱0.10 g(88.5 kg·hm~(-2))(S3处理),可达到最优淋洗效果。     

层状非均质包气带渗透性特征及其对降水入渗的影响

不同的岩性界面影响了降水在包气带中的入渗、运移与再分布过程,其影响机制仍是有待研究的学科前沿问题。针对上述问题,基于层状非均质包气带6 m×4 m×5 m样方,开展了多场次自然降水入渗过程的原位试验监测,研究结果表明层状非均质结构对降水入渗过程和速率影响明显:(1)地层分界面处土壤含水率呈现陡降变化特征;(2)220 cm深度以上包气带中土壤含水率对降水入渗响应变化敏感,呈含水率陡变的多峰谷式脉冲响应变化特征,其中20～100 cm地层土壤含水率变化幅度为22.58%～29.76%,120～200 cm地层土壤含水率变化幅度为13.74%～20.74%;220 cm深度以下包气带中土壤含水率对降水入渗响应滞缓,年内呈现平缓单峰响应变化特征,反映了多场次降雨的累积效应,其中220～400 cm地层土壤含水率变化幅度为2.3%～12.15%,430～460 cm地层土壤含水率变化幅度为2.5%～3.41%;(3)层状非均质结构阻滞了水分的运移(湿润锋通过亚砂土-粉砂界面时,平均运移速度由10.53 cm·d~(-1)下降为0.77 cm·d~(-1);湿润锋通过亚砂土-亚粘土界面时,平均运移速度由12 cm·d~(-1)下降为1.86 cm·d~(-1)),当岩性界面处水分不断蓄积克服阻力后才能向下运移;受上部界面水分蓄积的影响,下部层状非均质结构的阻滞作用将被减弱甚至不明显。     

长期施用有机肥对松嫩平原西部盐碱土壤肥力和玉米产量的影响

依据施用有机肥（腐熟牛粪）年限的不同,共设置4个不同处理,分别为：施用有机肥13 a（13A）、19 a（19A）和24 a（24A）,以未施用有机肥的盐碱土作为对照（CK）,采集各处理0～20 cm和20～40 cm的土壤样品,测定土壤养分、物理性状和盐碱性质,旨在探明长期施用有机肥措施下苏打盐碱土壤的肥力状况及其促进玉米产量提升的机制。结果表明：与CK相比,施用有机肥显著提高了0～20、20～40 cm土层的土壤有机质、全氮、速效养分含量和土壤田间持水量（P<0.05）,显著降低了土壤容重和土壤密度（P<0.05）,显著增加了0～20 cm土层的土壤孔隙度（P<0.05）。0～20 cm土层中,土壤有机质、全氮以19A处理最高,分别达39.31 g·kg^-1和1.30 g·kg^-1;土壤碱解氮、速效磷、速效钾均以24A含量最高,较CK分别提高了89.31%、81.07%和107.64%,土壤孔隙度以24A含量最高,较CK提高了54.56%,各处理土壤容重和土壤密度平均较CK下降率达31.91%和6.29%,处理间不显著。...     

基于土壤钠离子含量的不同施用量石膏改良剂的改良效果

以土壤中钠离子含量为依据,分析石膏施量对土壤水盐分布和作物生长的影响,从而确定石膏改良剂合理施量。结果表明:石膏施量为土壤钠离子含量的200%时,土壤的容重下降14.44%,较其他处理下降幅度大;石膏施量为土壤钠离子含量的200%和300%时,土壤的含水量较其他处理增加幅度大,分别为5.94%和6.21%;石膏施量为土壤钠离子含量的200%和300%时,更有利于土壤的脱盐,相对脱盐率分别为14.1%和13.6%;各施量都增加了棉花的茎粗、产量,施量为土壤钠离子含量的200%时,棉花的茎粗和产量增加最多,分别为1.6 mm和45 kg·667m~(-2);当石膏施量为100%、200%和300%时,经济效益增加,相比对照分别增加108、263、148元·667m~(-2),当石膏施量为350%时,经济效益降低,相比对照降低了44元·667m~(-2)。     

秸秆还田及蚯蚓活动对小麦-玉米轮作下土壤水分运移的影响

为探讨关中平原小麦-玉米水分高效利用的栽培技术方式,采用田间定点观测方法,研究秸秆还田+接种蚯蚓处理对土壤含水量的影响。设置CK(对照)、S₁(秸秆还田3 000 kg·hm^-2)、S₂(秸秆还田6 000 kg·hm^-2)、E(接种蚯蚓)、S₁E(秸秆还田3 000 kg·hm^-2+接种蚯蚓)、S₂E(秸秆还田6 000 kg·hm^-2+接种蚯蚓)共6个处理。结果表明：各处理较CK处理均提高了土壤含水量,S₁、S₂、E、S₁E、S₂E处理下土壤含水量分别增加0.21%～27.47%、0.43%～32.85%、1.00%～15.53%、3.25%～36.52%、2.97%～51.24%。CK、S₁、S₂、E、S₁E、S₂E处理下土壤含水量分...     

黄土丘陵沟壑区不同年限苜蓿地土壤水稳性团聚体分布特征及稳定性研究

为了探索种植苜蓿对土壤质量的影响，选取黄土高原丘陵沟壑区3、7、12 a和18 a生苜蓿草地0～60 cm土层土壤为研究对象，以农田为对照（CK），采用湿筛法研究了不同种植年限苜蓿草地土壤团聚体分布特征及其稳定性。结果表明：黄土丘陵沟壑区土壤水稳性团聚体组成随着粒径减小呈阶梯式递增态势，增幅为1.22%～61.43%，以＜0.25 mm的微团聚体占据优势级别，其比例达60.83%～79.72%。当农田更替为苜蓿草地后，在0～20 cm土层，随种植年限增加至12 a，土壤团聚化递增趋势明显，＞2 mm、1～2 mm、0.5～1 mm和0.25～0.5 mm粒径的土壤水稳性团聚体分别为农田对照的2.03～2.75倍、1.98～2.72倍、1.31～1.65倍和1.15～1.36倍；平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）在0～20 cm土层均表现为12 a＞18 a＞7 a＞3 a＞CK，变化范围分别为0.34～0.70和0.18～0.26；分形维数（D）变化虽然较小，但在0～20 cm土层也呈现出了不同年限苜蓿草地均小于农田的规律性，变化范围为2.31～2.43。相关分析表明，＞0.25 mm粒径水稳性团聚体含量（WSAP_0.25）、MWD、GMD均与土壤总有机碳（TOC）含量呈显著正相关，而土壤黏粒、碳酸钙含量与土壤水稳性团聚体各指标间相关性均不显著。研究结果表明，有机质是黄土丘陵沟壑区土壤团聚的主要胶结物质，种植苜蓿能促进土壤团聚体形成，增强团聚体稳定性。     

不同改良剂配施对河套灌区碱化土壤理化性质及枸杞生长的影响

为了评价脱硫石膏配施不同功能改良剂对宁夏河套灌区碱化土壤改良效果，进而筛选出适合河套地区碱化土壤改良的最佳方案，本研究以枸杞(Lycium chinense)为供试材料，在宁夏河套灌区设立碱化土壤改良田间试验，设对照(T₁)、单施脱硫石膏(T₂)、脱硫石膏+醋糟+菌肥(T₃)、脱硫石膏+菌肥(T₄)、脱硫石膏+醋糟+菌肥+保水剂(T₅)、脱硫石膏+微肥(T₆)、脱硫石膏+诱抗素(T₇)7个处理，于2013—2016年连续开展田间试验对比分析不同改良措施对土壤盐碱指标、养分状况以及枸杞农艺性状(成活率/保存率、株高和产量)的影响。结果表明：改良4年间T₂～T₇处理在提高0～20 cm土层土壤有机碳(5.4%～88.8%)、全氮(8.0%～31.3%)、碱解氮(11.4%～41.7%),降低pH值(4.8%～10.3%),钠吸附性比SAR(5.5%～51.6%)和全盐含量(5.5%～51.6%)...     

水、肥、气耦合滴灌对温室番茄生长和品质的影响

以温室番茄为对象，采用地下滴灌的供水方式，设置施氮量（低氮和常氮）、掺气处理（非曝气和循环曝气）和灌水量（低水量和高水量）3因素2水平随机区组试验，研究水、肥、气耦合滴灌对温室番茄生长与品质的影响。结果表明：循环曝气、高水量和常氮处理可有效促进番茄生长，表现为叶绿素含量增加和净光合速率增强，番茄地上部鲜重、产量提高和品质提升。其中株高和叶绿素含量曝气处理较非曝气处理平均增加9.81%和8.63%（P<0.05），高水量处理较低水量处理平均增加18.14%和11.44%（P<0.05），常氮处理较低氮处理平均增加6.58%和8.20%（P<0.05）。就地上部鲜重和产量而言，曝气处理较非曝气处理平均提高14.93%和22.91%（P<0.05），高水量处理较低水量处理平均提高27.10%和41.19%（P<0.05），常氮处理较低氮处理平均提高24.89%和40.87%（P<0.05）。株高、叶绿素含量、净光合速率与产量均呈极显著正相关（P<0.01）。可溶性固形物、Vc含量、可溶性蛋白质含量，曝气处理较非曝气处理平均提高16.73%、12.13%、11.59%，总酸含量平均降低11.44%（P<0.05）;高水量处理较低水量处理平均提高16.09%、17.60%、18.99%，总酸含量平均降低16.38%（P<0.05）;常氮处理较低氮处理平均增加12.65%、41.81%、28.03%，总酸含量平均降低7.97%（P<0.05）。本试验中，常氮高水量循环曝气处理（施氮量为180 kg·hm^-2，灌水量为1 237 m³·hm^-2，掺气比率为15%）是促进温室番茄生长和品质提升的适宜水、肥、气组合方案。