膜下滴灌条件下土壤水盐动态变化特征研究

干旱缺水和土壤盐渍化已成为我国干旱半干旱地区农业发展的主要限制因素之一,开展膜下滴灌土壤水盐动态变化研究,对防止土壤盐渍化,缓解水资源紧张状况,提高水土资源利用效率具有重要的理论和实际意义。通过田间试验研究了不同灌溉定额膜下滴灌棉花农田水盐动态变化特征、棉花产量及水分利用效率。研究表明,膜下滴灌灌水定额为250 m~3/hm~2,灌水次数为6次时,能保证土壤耕作层处于良好的水盐环境,不会引起土壤盐分表层累积,棉花生育期0~100 cm土壤全盐量呈增加趋势,但积盐量小于0.3 t/hm~2。灌水次数为6次,灌水定额为250 m~3/hm~2处理是膜下滴灌灌溉条件下最优的棉花灌溉制度。     

沟灌不同灌溉定额对盐渍土水盐分布及油葵和产量的影响

为研究沟灌对甘肃盐渍土垄顶与垄沟土壤水盐的影响,在统一起垄、沟灌的基础上,设置3个梯度的灌溉定额:6 600 m~3/hm~2(T1)、7 200 m~3/hm~2(T2)、7800 m~3/hm~2(T3)。通过田间定位试验研究不同灌溉定额对盐渍土含水率、含盐量及盐分离子的影响。试验结果表明:沟灌有助于在垄沟内蓄积水分,将沟内表层土壤盐分控制在较低水平,0～60 cm土层垄沟内土壤含水率比垄顶平均高19.6%、土壤含盐量比垄顶平均低21.8%;随灌水定额增加土壤盐分降低明显;虽然T3处理下油葵的产量最高(2.51 t/hm~2),但T2处理下油葵的水分生产率最高(16.22 kg/m~3)。试验区地处我国西北干旱区,农业水资源有限,灌水量过多不利于提高水分生产率还会增加发生次生盐渍化的风险,因此,沟灌灌溉定额为7 200 m~3/hm~2适宜于改良该地区盐渍土。     

晋北地区膜下滴灌玉米田水盐分布及产量研究

适宜的灌溉制度节水增产,能够改善盐分。不同灌溉制度对山西膜下滴灌玉米田土壤水盐及玉米生长、产量和水分利用效率的影响。以不灌溉(CK)为对照,设计3种灌溉处理,灌溉定额分别为675、900和1 125 m~3/hm~2,在玉米生育期内测定土壤含水率、土壤电导率、玉米株高、叶面积和产量,并计算灌溉水水分利用效率(Irrigation Water Use Efficiency,IWUE),研究不同处理对土壤水盐分布、玉米生长及产量的影响,结果表明:膜下滴灌土壤40 cm以内水分受灌水量影响较大,玉米需水关键期内,各处理间土壤水分差异不大;玉米收获后,土壤表层盐分有一定程度的降低,灌水量900和1 125 m~3/hm~2处理EC值比初始土壤EC值显著降低14%和28%(P0.05);玉米生长指标均随着灌水量增大而增大,但灌水量900和1 125 m~3/hm~2之间差异不明显,玉米产量以灌水量900和1 125 m~3/hm~2最高,二者无显著差异(P0.05),玉米IWUE随灌水量增大而减小。综合考虑产量和节水效应,建议灌水量900 m~3/hm~2为适宜的灌溉定额,该处理下灌水次数为4次。研究可为膜下滴灌技术在山西干旱地区的推广应用提供参考。     

不同灌溉模式对土壤水盐分布及棉花产量的影响

针对民勤盆地地下水灌溉现状,通过田间试验研究了膜下滴灌条件下不同灌溉定额对土壤水盐分布及棉花产量的影响。结果表明,利用该区域地下苦咸水对灌区棉花进行灌溉时,随灌水量的增加,棉花生育期土壤含盐量呈增加趋势,0~80 cm含盐量介于1.17~1.23 g/kg,土壤处于积盐状态,但春季地表水淋洗措施可保证棉花生育期0~80 cm土壤含盐量出入持平,土壤不会长期处于积盐状态。因此,对民勤湖区灌区而言,在春季利用地表水淋洗一次的前提下,膜下滴灌棉花全生育期地下水灌水5次,灌水定额300 m~3/hm~2,灌溉定额1 500 m~3/hm~2的灌溉制度可达到节水、控盐、保产效果。     

膜下滴灌条件下土壤水盐动态变化特征研究北大核心

干旱缺水和土壤盐渍化已成为我国干旱半干旱地区农业发展的主要限制因素之一,开展膜下滴灌土壤水盐动态变化研究,对防止土壤盐渍化,缓解水资源紧张状况,提高水土资源利用效率具有重要的理论和实际意义。通过田间试验研究了不同灌溉定额膜下滴灌棉花农田水盐动态变化特征、棉花产量及水分利用效率。研究表明,膜下滴灌灌水定额为250 m^3/hm^2,灌水次数为6次时,能保证土壤耕作层处于良好的水盐环境,不会引起土壤盐分表层累积,棉花生育期0~100 cm土壤全盐量呈增加趋势,但积盐量小于0.3 t/hm^2。灌水次数为6次,灌水定额为250 m^3/hm^2处理是膜下滴灌灌溉条件下最优的棉花灌溉制度。     

干旱区垄膜沟灌条件下土壤水盐空间分布特征研究

研究了垄膜沟灌条件下,不同灌溉定额下土壤水盐空间分布特征。结果表明,土壤含水率的时空分布受灌水次数和灌水定额的影响。灌溉期,在垂直方向上沟底土壤含水率较垄顶明显增加。在非灌溉期,由于强烈的蒸发蒸腾作用,垄顶土壤含水率持续降低,含水率阶段性变化明显。土壤盐分空间分布随土壤含水率的变化而变化,在灌溉期,沟底土壤脱盐深度随灌溉定额的增加呈增加的趋势。在非灌溉期,垄顶在作物生育期均发生积盐现象,且垄顶表层土壤盐分累积量高于沟底表层土壤。     

不同灌溉制度对根层土壤盐分影响的模拟

以河套灌区沙壕渠灌域为例,采用SaltMod模型探讨了不同灌溉制度对作物根层土壤盐分的影响.利用2008-2010年基础资料对模型进行率定和验证并对研究区的根层土壤盐分进行模拟和预测.结果表明:在现有灌排条件下,沙壕渠灌域的盐渍化程度基本达到较为稳定的水平,且有轻微脱盐趋势,未来10 a后作物根层土壤盐分降低3%.生育期土壤水盐垂直交换运动强烈,对于控制土壤盐分而言,灌水量越小越好;作物根层土壤盐分随冬灌灌溉定额的增大而减小,不同冬灌灌溉定额对应的根层土壤盐分最初的增加量均较大,但增加的趋势随时间逐渐降低.根据当地作物种植结构,综合考虑节水灌溉、作物产量和根层土壤水盐环境,建议研究区较优的作物生育期综合净灌溉定额为2 700~3 500 m³/hm²,冬灌净灌溉定额为2 700 m³/hm².     

干旱灌区农田土壤水盐分布特征及其对地下水响应

灌区土壤水盐迁移特征是影响土壤次生盐渍化与作物产量的重要因素.以内蒙古河套灌区义长灌域典型试验区为研究对象,根据2013年野外实测资料,分析了试验区0～150 cm土壤剖面含水率、含盐量、各离子含量的时空分布规律及水盐相关性.分析表明:土壤水、盐含量受多重因素影响,浅层土壤水、盐含量受灌溉和蒸发影响较大,属于强变异,季...     

宁夏扬黄灌区玉米滴灌水肥一体化灌溉施肥制度试验研究

为了促进宁夏扬黄灌区玉米滴灌技术的推广应用,针对宁夏扬黄灌区规模推广玉米大田滴灌缺乏相关水肥一体化灌溉、施肥制度的突出问题,采用大田小区对比试验方法,开展了玉米滴灌水肥一体化灌溉、施肥制度试验研究。在综合分析不同灌溉量、施肥量对玉米生育期土壤含水率变化、耗水量、作物产量、水分生产效率的影响,研究提出了玉米生育期滴灌灌水定额225~450 m~3/(hm~2·次)、灌水11次、灌溉定额3 600 m~3/hm~2、纯施肥量459 kg/hm~2(其中N、P_2O_5、K_2O分别为255、123、81 kg/hm~2,分10次在每次灌水中部时段施肥)的水肥一体化灌溉、施肥制度。玉米大田滴灌产量达到17 250 kg/hm~2,水分生产效率达到2.80 kg/m~3以上。     

基于时序动态模型的不同灌水定额下食葵增产潜能分析

为促进食葵长势,提高食葵产量、水分利用效率,设置5个灌水定额水平(W1:300 m~3/hm~2、W2:375 m~3/hm~2、W3:450 m~3/hm~2、W4:525 m~3/hm~2、W5:600 m~3/hm~2),分析比较了不同灌水定额对食葵株高、叶片数、盘径和茎粗的影响,探明了不同灌水定额下食葵生长指标与产量和耗水量的关系,利用时序动态评价模型分析了不同灌水定额下提高食葵产量和水分利用效率的潜能。结果表明:食葵株高、叶片数、盘径和茎粗随着灌水定额增加而增大,525 m~3/hm~2和600 m~3/hm~2灌水定额下食葵生长指标增长效果明显,当灌水定额增加到600 m~3/hm~2食葵茎粗不增反减,300 m~3/hm~2灌水定额限制食葵植株生长,高灌水定额更利于促进食葵株高和叶片数增长;食葵生长指标与产量和耗水量存在正向关系,耗水量和产量随着食葵植株长势转优而增加。525 m~3/hm~2灌水定额下食葵植株长势优且耗水量高,产量高。600 m~3/hm~2灌水定额下增加食葵营养生长时长,耗水量高且不利于食葵增产。在生长阶段,525 m~3/hm~2和600 m~3/hm~2灌水定额下食葵耗水量高,株高和茎粗缩减量大。评价结果表明,300 m~3/hm~2灌水定额下食葵综合长势处于劣势,提高产量和水分利用效率的能力弱,即潜能小;525 m~3/hm~2灌水定额下食葵综合长势最优,潜能大。选择525 m~3/hm~2灌水定额作为实际食葵灌溉制度较为适宜。     

温室膜下滴灌条件下黄瓜经济灌溉制度及其下限值的研究

以温室黄瓜为试验材料,采用膜下滴灌,对最适宜作物生长的温度、水分胁迫指数和干物质转化因子3个作物生长模型参数进行了率定,并以此为依据分析确定了膜下滴灌黄瓜的经济灌溉制度。结果表明:采用经济灌溉制度比实际灌水有显著的增产增收效果,产量和效益分别增加2.54t/hm~2和2.36万元/hm~2,节约灌溉水量7.59%;在经济灌溉条件下灌水前土壤含水率(0~60cm)随时间的变化幅度较作物生长期土壤含水率的变化幅度小得多,取各次灌水前土壤含水率的平均值作为作物经济灌溉的灌水下限值,对于本研究中的黄瓜,其值为0.240。按照该灌水下限值灌水,可使温室膜下滴灌黄瓜单位面积的灌溉效益最大。     

干旱区滴灌棉田生育期节水控盐灌溉模式研究

开展作物节水控盐研究,对于实现水资源的高效利用与农业的可持续发展意义重大。以新疆孔雀河流域为研究区域,采用两种灌溉定额研究了棉花在不同盐渍化程度土壤中的生长特性,结果表明:灌水频次相同时,灌溉定额和株高成正相关性;灌溉定额相同时,灌水频次和株高成正相关性;高盐渍化土壤,小灌溉定额时大灌水次数棉株成铃数多,且单铃较重。大灌水定额时,小灌水次数棉株成铃数多,但单铃重小;低盐渍化土壤,小灌溉定额时小灌水次数棉株成铃数多,但单铃重小。大灌水定额时大灌水次数棉株成铃数多,但单铃重小;从水分生产效率角度考虑,在盐渍化土壤中种植棉花,大频率灌水有利于提高棉花水分生产率。     

不同灌水定额对北疆小麦生长和产量的影响

通过大田试验,用以探究滴灌下不同灌水定额对小麦生长和产量的影响。初步探究结果表明:总体上小麦的生长指标和产量均随着灌水定额的增加呈先升高后下降的趋势,并在灌水定额为525m~3/(hm~2·次)(T5)时达到最大值。灌水量为525m3/hm~2是一个分界线,当灌水量小于525m~3/hm~2时,灌水量的提升将促进小麦的生长发育和产量的增加;当灌水量高于525m~3/hm~2时,灌水量继续提升将不再有利于小麦的生长发育,甚至可能抑制产量的增加。灌水定额为525m3/hm~2(T5)和600m~3/hm~2(T6)的小麦产量及产量构成因素均无显著差异,但经综合对比表明:525m~3/hm~2(T5)经济效应高于600m~3/hm~2(T6),故525m~3/hm~2(T5)为最佳灌溉制度。同时该试验结果可为北疆地区滴灌小麦探究最优的灌溉制度提供合理的参考依据。     

宁夏引黄灌区丰水年型苜蓿草田生长季地下滴灌灌溉制度研究

以苜蓿草田生长季地下滴灌灌溉制度为研究目标,采用完全随机设计开展地下滴灌不同土壤含水量下限控制试验,通过对各茬次苜蓿生长、水分利用及产量指标的系统分析,采用隶属函数法进行定量评价,确定各茬次苜蓿适宜土壤水分下限指标,建立宁夏引黄灌区苜蓿草田丰水年型地下滴灌灌溉制度。结果表明:不同土壤含水量下限条件下,各处理干草产量随收获茬次的延续逐步下降,但土壤含水量下限高于田间持水率60%的各处理间产量差异达不到显著水平;苜蓿干草产量与分枝数、茎叶比、鲜草产量、耗水量相关关系极显著,与株高相关关系显著,分枝数和茎叶比对产量的影响大于株高,株高在收获的各茬中均呈现先升高再下降的2段式变化过程,分枝数随收获茬次的延续而逐步下降,茎叶比随灌溉定额的下降而逐步减少;各茬灌水量通过影响耗水量而影响苜蓿茎叶比,进而影响株高和分枝数来影响干草产量;宁夏引黄灌区丰水年型苜蓿草田生长季地下滴灌灌溉制度为:灌溉定额3 410.95 m~3/hm~2,灌水17次,第一茬灌水定额230.5 m~3/hm~2,灌水4次,灌水周期7d,灌水量为922m~3/hm~2;第二茬灌水定额276.5 m~3/hm~2,灌水3次,灌水周期7 d,灌水量为829.5 m~3/hm~2;第三茬灌水定额138.3m~3/hm~2,灌水8次,灌水周期4d,灌水量为1 106.4 m~3/hm~2;第四茬灌水定额276.5 m~3/hm~2,灌水2次,灌水量为553m~3/hm~2;各茬次适宜的土壤含水量下限分别为田间持水率的70%、60%、80%和60%。     

南疆棉田头三水灌水配置对土壤水盐变化及棉花产量的影响

针对目前南疆棉田头三水灌水方法研究较少的问题,探究头三水不同灌水量分配对土壤水盐变化和棉花产量的影响。试验采用固定灌水日期,设置不同头三水灌水定额配置方式,在南疆棉花主产区开展了棉花头三水适宜灌水方法研究。不同灌水配置处理三水后土壤含水率变化情况具有一定差异,而土壤含盐量均表现为增加趋势,且第二水灌水定额与土壤盐分增加程度成显著正相关关系;头水灌水定额的降低,会导致棉花生长发育滞后,但有利于产量和灌溉水利用效率的提升。缩减灌水定额,第一水、第二水灌水日期为6月15日、6月22日,灌水定额420、600 m~3/hm~2,可显著降低土壤盐分的累积,促进棉花增产,是较为适宜的南疆棉田头水灌水配置方式。     

干旱区膜下滴灌棉田灌溉制度及土壤水盐运移规律研究

以棉花各生育期适宜土壤含水率上、下限差值为灌水控制指标,设置3水平灌水处理,开展膜下滴灌大田试验,分析研究适宜试验区棉花生长、水分利用效率高的灌溉制度及膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律。结果表明:适宜土壤含水率上、下限差值形成的灌溉制度,决定了土壤水盐运移规律、盐分分布和积累特征。总体表现为:空间上土壤水分分布与滴灌带间距呈负相关系,盐分分布则相反,0~40 cm深度土壤水分在灌后重分布,盐分在滴灌水分的淋洗作用下定向运移,至湿润体边缘积聚。综合分析关键点与主根层的土壤水盐时间序列变化,T2处理(385 mm/18次)主根层0~40 cm深度水分处于棉花生长的适宜含水率范围,并形成淡化脱盐区,对盐分的调控最佳。T2处理棉田产量最高,为6 083 kg/hm~2,水分利用效率为1.05 kg/(mm·hm~2),为适宜的灌溉制度。     

干旱区不同地下水埋深与棉花膜下滴灌灌溉制度的响应研究

为研究不同地下水埋深对棉花膜下滴灌灌溉制度的影响,以新疆孔雀河流域为研究区,利用HYDRUS-2D软件对不同地下水埋深条件下的土壤含水率动态进行了模拟。结果表明,地下水埋深为1m时,地下水对土壤水的补给作用较强,灌溉定额3 000m~3/hm~2较为适宜;地下水埋深为2m时,灌溉定额4 500m~3/hm~2较为适宜,此时棉花基本不受水分胁迫;地下水埋深为3m时,地下水对土壤水已无补给作用,灌溉定额5 550m~3/hm~2较为合适,此时水分胁迫时间累计14d。     

微咸水灌溉与土壤水盐调控研究进展

随着淡水资源短缺的日益加剧,合理开发利用微咸水已成为缓解水资源供需矛盾的重要途径之一。由于微咸水中含有大量盐分,用其灌溉必然增加土壤盐分,影响作物生长和土地质量。因此,采取有效措施调控土壤水盐状况成为微咸水安全利用的基础。本文较详细地回顾了微咸水灌溉条件下土壤水盐运移特征、微咸水入渗模型和水盐运移模型、微咸水灌溉方法、微咸水灌溉对作物生长的影响、土壤水盐调控方法等方面的研究进展,并结合目前研究中关注的核心问题,提出了微咸水安全利用方面需要重点研究的科学和技术问题,为进一步研究微咸水灌溉对土壤和作物生长的影响和其内在机制,以及构建合理利用微咸水灌溉模式提供参考。     

少免冬春灌对棉田非生育期土壤水盐分布的影响

为了探寻南疆节水灌溉棉花种植的最佳非生育期灌水量。通过对棉田非生育期进行少免冬春灌水定额控制试验,研究了少免冬春灌对棉田水盐分布的影响。少免冬春灌处理棉田的非生育期土壤水盐分布由不同土层含水率、含盐量的变化幅度可知,在土层0~40cm之内变化较大,说明在40cm深度的含水量、含盐量受灌水量影响较大。在相同灌水定额下,冬灌对土壤盐分的淋洗效果高于春灌灌水。由于水资源紧缺,又要达到洗盐保墒的目的,建议采取冬灌+春灌的模式,冬春灌水定额应控制在3 750m3/hm2。适宜的少免冬春灌灌溉定额可以充分淋洗非生育期土壤的盐分,为棉种出苗提供适宜水盐保证。     

微喷灌不同供水条件对石羊河春小麦耗水和产量的影响

通过大田试验,研究了不同灌溉定额和灌水次数下,微喷灌春小麦土壤含水率、耗水量、LAI和产量的规律。结果发现,相同灌溉定额下,随着灌水次数的增加,0～40 cm耕层土壤含水率依次递增,40～100 cm耕层含水率依次递减,小麦的LAI和产量均表现为9次7次5次;相同的灌水次数不同的灌溉定额下,小麦的耗水量表现为M400M350M300,LAI和产量均先增大后减小,灌溉定额350 mm时最大。M350N9处理与M350N7和M350N5处理相比,小麦的LAI提高了9.7%和15.8%,产量提高了1.6%和10.2%。微喷灌灌溉定额和灌水次数对小麦产量的互作效应明显,当灌溉定额为350 mm、灌水次数为9次时,微喷灌春小麦产量和水分利用效率达到最大值(7 943 kg/hm~2、1.96 kg/m~3)。