微咸水膜下滴灌土壤水盐运移研究进展

覆膜灌溉、滴灌和利用微咸水灌溉是极具生命力的3种节水灌溉方式。将三者结合的微咸水膜下滴灌是一项复杂的系统工程,对土壤和作物存在潜在的威胁。因此,近30年来国内外学者对膜下滴灌土壤水盐动态、微咸水灌溉影响效应,以及膜下滴灌土壤水盐运移模型进行了细致研究,并取得大量成果。但是,作物-水盐之间相互作用机理的探寻、田间尺度的盐分迁移转化参数问题,以及如何结合当地土壤水土资源状况,建立安全高效的膜下微咸水滴灌的土壤水盐调控技术体系和灌溉模式,并在区域上推广应用等问题亟待解决。     

半干旱地区滴灌对土壤水盐运动和次生盐渍化影响的研究进展

滴灌技术是当前农业节水的主要方式之一,由于半干旱地区地表蒸发强烈,导致农田土壤盐分表聚及次生盐渍化的发生风险增大,在石灰性土壤地区尤为明显。本文综述了灌溉制度、田间管理、土壤质地等因素对土壤水盐运移及次生盐渍化影响,并针对目前半干旱区节水灌溉的发展,提出了明确滴灌条件下土壤水盐运移规律、土壤盐分累积效应、以及防止次生盐渍化调控途径等需要进一步加强的研究方向,以期为半干旱地区农业节水和土地可持续利用提供理论参考。     

滴灌对半干旱地区土壤水盐运动和次生盐渍化影响的研究进展

滴灌技术是当前农业节水的主要方式之一。半干旱地区地表蒸发强烈,导致农田土壤盐分表聚及次生盐渍化的发生风险增大,在石灰性土壤地区尤为明显。笔者综述了灌溉制度、田间管理、土壤质地等因素对土壤水盐运移及次生盐渍化影响,并针对目前半干旱区节水灌溉的发展,提出了明确滴灌条件下土壤水盐运移规律、土壤盐分累积效应以及防止次生盐渍化调控途径等需要进一步加强的研究方向,以期为半干旱地区农业节水和土地可持续利用提供理论参考。     

咸水膜下滴灌对棉花生长和产量的影响

试验研究了膜下滴灌方式下持续利用咸水灌溉对棉花生长和产量的影响。试验设置了3种灌溉水盐度水平:0·33(淡水)、3·62和6·71dS/m。结果表明:土壤盐分则表现出了不同程度的表聚。不同灌溉水盐度处理棉花的干物质积累无明显差异。咸水灌溉后,棉花的产量随着灌溉水盐度的增加有所降低,但差异不显著。说明棉花具有一定的耐盐性,少量咸水灌溉对棉花生长和产量的影响不明显。     

膜下滴灌条件下不同灌水量对玉米产量及土壤水分的影响

为建立赤峰地区膜下滴灌玉米灌溉制度,指导农业生产,通过连续两年的田间试验,研究不同灌水定额对玉米产量的影响,分析了不同灌水定额的土壤水分动态变化规律,进而讨论了在不同灌水定额条件下玉米的产量、总耗水量、以及水分利用效率的差异。结果表明：膜下滴灌条件下玉米土壤水分运移变化多在60cm土层以上,尤其以0~20cm土层变化最为明显。膜下滴灌玉米产量和全生育期耗水量与灌水定额大小成正比,随灌水量的增加而增加,水分利用效率与之相反。综合连续两年的产量、耗水量及水分利用效率对比分析,认为赤峰地区膜下滴灌玉米的灌水量为150~180mm是较为适宜的,为指导赤峰地区玉米膜下滴灌合理灌溉及增产节水提供理论依据。     

棉田磁化水滴灌对土壤脱盐碱效果研究

滴灌是目前新疆干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，但随着滴灌面积的不断增加，土壤次生盐渍化加剧，抑制了棉花正常的生长发育，造成棉花产量下降。利用磁化水滴灌棉田，水在磁场的作用下．化学物理性质发生了变化（如水分子偶极矩增大，电性增强，活性增加，水中含氧量增多等），     

基于熵权法的黑龙港区咸水利用农艺节水技术集成模式综合评价

黑龙港属华北缺水低平原区,也是典型的中低产地区,水资源不足是限制该地区农业生产发展的主要因素。充分挖掘咸水利用潜力,以咸补淡对解决华北平原水资源短缺有着重要作用。现有研究基本实现了盐碱地的综合治理,但在咸水的农业资源化高效利用方面还远不能满足对技术的需求,表现在咸水利用节水灌溉制度的系统性研究很少,咸水利用节水灌溉技术体系还不完善,单项技术有所突破,集成创新欠缺,影响咸水利用节水灌溉技术应用效果。本文运用熵权综合评价法对"粮棉果蔬咸水高效利用的技术集成与示范"项目形成的小麦咸水利用农艺节水技术集成模式进行评价,筛选出最佳的节水技术模式。从生产、社会经济和生态环境等方面综合评价。得到的结论是:咸水直灌模式最优,旱地模式次优,淡水模式最差。     

微咸水对滴灌棉花冠层光合特征及产量品质的影响

为探讨微咸水对新疆膜下滴灌棉花影响效果,利用排碱渠微咸水与河水混合方式,以河水为对照(CK),设置3 g/L和5 g/L两个微咸水矿化度,研究微咸水对滴灌棉花冠层光合特征及产量品质的影响。结果表明:灌溉初期微咸水对棉花影响不明显,至盛花期影响逐渐增强,与对照相比,微咸水滴灌使棉花LAI、MTA、Pn均降低,且5 g/L降幅大于3 g/L,而3 g/L蒸腾速率和气孔导度高于CK和5 g/L。微咸水滴灌使棉花产量降低,3 g/L下降不明显,5 g/L则显著下降,主要原因是单株铃数显著下降,而单铃重呈增加趋势,衣分无明显变化。微咸水对纤维长度和比强度无显著影响,但马克隆值显著增大。因此,低矿化度的微咸水在新疆棉花生产中可适当使用,是缓解棉花旱情实现稳产高产的重要途径。     

滴灌自动化控制技术不在兵团的推广应用

在干旱缺水的新疆,节约用水、合理灌溉对农业生产极为重要.兵团农业生产灌溉方式经过了一个又一个历程,从大水漫灌、畦灌、沟灌、软管灌(自压灌溉)、膜下滴灌(加压滴灌),逐渐发展为滴灌自动化控制,灌溉技术实现了一次又一次的飞跃.滴灌自动化控制技术避免了人为因素影响,能够严格执行灌溉制度,不仅实现定时、定量、定次的科学灌溉,而且保证了灌溉的均匀度,真正实现了精准灌溉,成为兵团精准农业重要的技术保障,是兵团农业现代化发展的方向.     

咸水滴灌对棉花生长和离子吸收的影响

大田试验研究了膜下滴灌方式利用咸水灌溉对棉花生长和离子吸收分配的影响.结果表明,利用3.62 dS·m-1的微咸水进行灌溉,对棉花干物质积累量影响不大.棉株体内Cl-、Ca2 和Na 含量在棉花生育期内整体呈升高趋势.随着咸水浓度的增加,K 、Cl-、Ca2 含量升高,Na 浓度变化不大.较多的盐离子通过根部向地上部运输,向茎叶中积累,蕾铃积累较少.盐离子在棉株体内的这种区域化分布,有利于维持体内离子平衡,提高棉花耐盐性.研究认为灌溉水中的Ca2 影响了盐胁迫对棉花生长和离子的吸收和分配.     

覆盖措施对春小麦田土壤含水量及耗水规律的影响

高效节水措施的使用有利于提高作物水分利用效率,缓解我国荒漠绿洲区灌溉农业生产中水资源不足的问题。基于此设定了大田定点观测试验研究不同覆盖措施对荒漠绿洲区春小麦耗水规律的影响,试验分别设置石子覆盖(S)、地膜覆盖(B)、秸秆覆盖(M)和对照(CK)4个处理。试验结果表明：覆盖措施使土面蒸发量降低了25.6%~37.9%,有效的提高了土壤含水量。春小麦耗水量分别为B处理减少了13%,M处理减少了14%,S减少了8%,但B处理下的春小麦水分利用效率(WUE)和灌溉水分利用效率(WUEi)最高。可见,地膜覆盖是是适合该地区最佳的节水种植方式。     

不同灌水方式淋洗下滨海盐土的水盐运移特征

为了合理有效地利用水资源,快速改良滨海盐土,通过室内土柱试验探讨了不同灌水方式淋洗下滨海盐土的水盐运移特征。结果表明：咸水的入渗速率要明显高于咸淡交替和淡水入渗。在灌水淋洗后,土壤盐分含量均大幅下降,以先用咸水再用淡水灌水淋洗方式脱盐效果最好,脱盐速度最快,淡水淋洗方式脱盐速度最慢。脱盐后,3个处理土壤的pH值均上升,淡水淋洗土壤pH上升幅度最大,先咸后淡灌水淋洗土壤pH上升幅度最小。采用先咸后淡灌水方式淋洗滨海盐土的综合效果最好,为淡水资源短缺,咸水资源丰富的盐碱地区的盐土淋盐改良提供了科学的方法。     

内蒙古东部膜下滴灌旱作水稻作物需水量与产量研究

提高水资源利用率,解决农业用水短缺一直是世界性的问题,如何在减少灌溉用水量和优化用水结构的同时保障内蒙古主要水稻产区的粮食生产能力,是目前的研究热点。本研究基于水量平衡原理,于2018—2019年的5—9月在内蒙古东部扎赉特旗开展膜下滴灌旱作水稻灌溉试验,并且以传统插秧泡田种植为参照,提出了内蒙古东部典型地区膜下滴灌旱作水稻的作物需水量和不同生育阶段需水规律,并且分析了不同灌溉方式的水稻最终产量及作物需水系数。研究结果表明膜下滴灌水稻全生育期需水量为608.4 mm,其生育阶段土壤含水率占饱和含水量的85%~100%时的产量最大,苗期需水量最小,抽穗灌浆期最大;拔节孕穗中期的耗水强度最大,需水系数在全生育期中抽穗灌浆期为最大。     

宁夏平原湿地资源可持续利用研究

处我国干旱半干旱区的宁夏平原,拥有湿地面积122988hm2,且类型多样。根据宁夏平原湿地资源的特征,分析了宁夏平原湿地存在被侵占缩小、污染严重、利用型式单一、效率低下等问题。提出了合理规划,提高效益;保护生物多样性;利用氧化塘,处理污水;发展养殖、种植业;开发旅游等利于湿地资源可持续利用的措施.     

覆盖方式对旱地春玉米根冠生长及水分利用效率的影响

为了探讨干旱半干旱地区不同覆盖方式对春玉米根冠生长状况及水分利用的影响,2014-2015年在陕西省西北旱作区开展了不同覆盖方式试验。设黑色地膜覆盖（BF）、白色地膜覆盖（WF）、秸秆覆盖（MS）和裸地不覆盖（CK）4个处理。试验于玉米生长的各个主要时期测定了玉米地下根系和地上部植株生长量,玉米收获后测定产量与水分利用效率。结果表明,黑色地膜覆盖较白色地膜覆盖、秸秆覆盖和裸地栽培能更好地协调玉米生育期的根冠比,明显促进了玉米吐丝期后的根冠生长,成熟期玉米根系体积黑色地膜覆盖方式下较白色地膜覆盖、秸秆覆盖和裸地栽培2年平均分别增加16.51%、21.18%和44.23%,单株干重2年平均分别增加9.34%、21.66%和40.68%。黑色地膜覆盖方式下玉米生育后期的群体叶面积指数高,根冠比大,产量显著增加,水分利用效率明显提高。玉米2年平均水分利用效率黑色地膜覆盖方式较普通白色地膜覆盖方式和秸秆覆盖方式分别提高9.41%和13.75%。在西北旱作地区,黑色地膜覆盖方式具有协调玉米根冠生长和提高玉米水分利用效率的增产效果。     

灌溉定额和施氮量对机采棉田水分运移及硝态氮残留的影响

水资源短缺和土壤环境污染严重是制约农业可持续健康发展的瓶颈,迫使农民开发和采用可持续的农业生产技术。水分运动机理和氮肥残留行为是评价干旱地区农业水肥管理水平的依据,提高水氮利用效率是降低环境污染这一重要科学问题的重要途径。本研究采用裂区试验设计,以灌溉量为主区,设2250(低灌溉量,W1)、3450(传统灌溉量,W2)和4650 m~3 hm–2 (高灌溉量, W3) 3个灌溉量;设0 (空白, N1)、300 (传统施肥量, N2)和600 kg hm–2 (高施氮量, N3) 3个纯氮投入量,在干旱的中国西北内陆棉区开展2年的田间试验,评估灌溉和施氮策略对水氮运移、籽棉产量、水氮生产效率的影响。结果表明,灌溉量及水氮耦合效应是影响籽棉产量及灌溉水生产力的影响因素,其中灌溉量是主效应。2年均值表明,灌溉量为W1时,施肥量由N1增加至N3,生育期0～80 cm平均土壤含水量呈先显著上升后显著下降的趋势, N2和N3处理较N1处理籽棉产量分别提高13.8%和7.6%,水分利用效率分别提高13.6%和6.8%;灌溉量为W2和W3时,施肥量由N1增加至N3,生育期0～80 cm土层平均含水量...     

Growth,Development and Yield of Crambe Abyssinica Under Saline Irrigation in the Greenhouse

Salinity is one of the major factors limiting agricultural productivity in arid and semi‐arid regions. Saline areas around the world are increasing and sources of fresh water are decreasing. The increasing importance of the use of brackish water to supplement regular irrigation has demonstrated a need for finding new potential plants with tolerance to irrigation with saline water which can be used in industrial agriculture. The aim of this study was to determine whether irrigation with brackish water of Crambe Abyssinica, a plant commonly used for industrial oil production and for ornamental purposes and with high economical value, especially in Central Asia and the Aral Sea region, is feasible. One more goal was to study how it influences growth and development, seed and oil yield and some physiological parameters such as photosynthesis, transpiration, chlorophyll content, osmotic potential and accumulation of fresh and dry weight. The effects of three salinity levels, 3, 6 and 9 dS m^?1, were investigated in a greenhouse experiment during two consecutive years. Results of this study showed that growth of Crambe abyssinica in arid zones and irrigation with mild saline water up to EC 6 dS m^?1, mostly common in these areas is feasible, suggesting tolerance to moderate salinity levels and feasibility of its culture in areas of the Aral Sea with adequate salinity levels. Consequently, in spite of the fact that biomass and seed yield were significantly decreased in plants irrigated with brackish water, Crambe abyssinica might be cultivated as an alternate source of green biomass and for industrial vegetable oil under conditions not suitable for conventional plant production.     

北疆春玉米覆膜、滴灌技术效应研究

为了明确覆膜和滴灌对北疆密植玉米产量、田间灌溉水利用效率（IWUE）和经济效益等因素的影响,于2017-2018年在新疆奇台农场设置膜下滴灌、露地滴灌、覆膜沟灌和露地沟灌4种灌溉方式开展技术效应研究。结果表明:不同灌溉方式处理玉米产量、IWUE和经济效益均表现为膜下滴灌>露地滴灌>覆膜沟灌>露地沟灌。2017年,膜下滴灌、露地滴灌、覆膜沟灌与露地沟灌相比分别增产36.8%、27.8%和16.8%;2018年,在600mm灌溉量下膜下滴灌、露地滴灌、覆膜沟灌与露地沟灌相比分别增产31.7%、22.4%和11.1%;在900mm灌溉量下,各处理产量比露地沟灌分别提高了20.7%、14.2%和7.3%。2017-2018年,滴灌处理的IWUE比沟灌提高16.9%~22.1%,经济效益提高了24.5%~35.3%;覆膜处理的IWUE比露地提高了7.8%~11.3%,经济效益提高了7.3%~13.0%。因此,在干旱灌溉区域密植结合膜下滴灌技术有利于获得高的产量、IWUE和经济效益,膜下滴灌是使得该区域春玉米高产、高效的最佳生产方式。