内陆干旱区不同灌溉制度对盐碱地滴灌土壤盐分离子分布的影响

通过田间试验研究覆膜滴灌条件下不同灌溉制度对土壤盐分分布的影响。试验通过控制滴头正下方20 cm处的土壤基质势下限进行灌溉,共设5个水平的土壤基质势处理:-5 kPa(S1)、-10 kPa(S2)、-15 kPa(S3)、-20 kPa(S4)和-25kPa(S5),每个处理重复3次,按随机区组布置。结果表明:不同土壤基质势控制对盐渍土中盐分分布有显著影响,不同土壤盐分离子的分布各不相同。其中Na+与Cl-容易被淋洗,两个生长季后,各处理土壤中Na+与Cl-含量有显著降低,并且土壤基质势控制越高淋洗效果越好。SO42-与HCO3-的淋洗效果主要受离子浓度影响,第一年淋洗效果较第二年明显。Mg2+与Ca2+不易随水移动,各处理无明显差异。经过两个生长季的灌溉淋洗,各处理土壤SAR值与全盐含量均有显著降低,根区内SAR值与全盐含量的降低幅度均在50%以上。研究结果对内陆干旱区盐碱地水盐调控和灌溉制度的制定具有理论意义和应用价值。     

干旱区盐碱地滴灌土壤基质势对土壤盐分分布的影

该文通过田间试验研究覆膜滴灌条件下土壤基质势对土壤盐分分布的影响.试验设3个水平的土壤基质势处理:-5 kPa(S1),-15 kPa(S2)和-25 kPa(S3),每个处理重复3次,按随机区组布置.试验结果表明:垄作覆膜滴灌条件下各盐分离子的迁移和分布特性不同.Na< 和Cl-.易被灌溉水淋洗,主要分布在湿润体的边缘,在滴头附近含量最低,远离滴头含量逐渐增大,土壤基质势越高,淋洗效果越明显,离子含量和土壤总盐量呈线性相关.Mg2 、Ca2 、HCO3含量受土壤基质势影响较小,在土壤剖面分布相对均匀,离了含量和土壤总盐量之间没有明显相关关系.盐渍化土壤中总盐分的淋洗主要受到作物播种时第一次大水量灌溉和苗期阶段较高土壤基质势控制的灌溉影响,作物生育中后期不同土壤基质势处理对土壤总盐分的淋洗影响较小.该研究结果对盐碱地水盐调控和灌溉制度的制定具有理论意义和应用价值.     

华北半湿润地区微咸水滴灌对番茄生长和产量的影响

为了安全有效地开发和利用微咸水资源,必须了解微咸水灌溉对作物和土壤安全性的影响.该研究连续3a(2003～2005年)在华北半湿润地区就滴灌条件下不同盐分浓度微咸水和土壤基质势对番茄地下、地上部分生长和产量的影响进行了研究.试验结果发现不同盐分浓度微咸水(1.1～4.9 dS/m)和土壤基质势(滴头正下方0.2 m深度土壤基质势下限控制在-10～-50 kPa)处理对番茄根千质量密度、根长密度、最大叶面积指数、总叶绿素含量和产量等都没有明显的影响,且不同盐分浓度和土壤基质势处理间没有显著的交瓦影响.因此,华北半湿润地区滴灌条件下,番茄缓苗阶段后用EC<5 dS/m的微咸水灌溉,对番茄的生长和产量是安全的.     

天山北坡林沿土壤养分含量的区域差异特征研究

以天山北坡为研究区域, 采用野外调查与试验分析相结合的方法, 选取5个土壤养分指标: 有机质、速效氮、速效磷、速效钾和总盐, 应用多元统计分析方法, 分析了天山北坡3个区段(昭苏-特克斯、新源-巴音布鲁克、巴里坤-伊吾)林沿土壤不同层位(0~5 cm、5~20 cm、20~40 cm)养分含量的分布特征及差异性。结果表明: 天山北坡西段(昭苏-特克斯、新源-巴音布鲁克)土壤养分含量比天山北坡东段(巴里坤-伊吾区域)高。3个区段不同深度土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量均存在明显差异, 其中0~5 cm土层有机质、速效氮、速效磷、速效钾的平均含量均比5~20 cm、20~40 cm高; 5~20 cm土层有机质、速效氮、速效磷、速效钾的平均含量均比20~40 cm高; 总盐含量不具有明显的垂直分层现象。按全国第2次土壤普查标准, 天山北坡3个区段土壤均属肥沃级。昭苏-特克斯区段、新源-巴音布鲁克区段0~5 cm、5~20 cm、20~40 cm土壤养分各指标含量变化具有一定的规律, 而巴里坤-伊吾区段土壤养分各指标含量变化具有良好的独立性。天山北坡西段(昭苏-特克斯、新源-巴音布鲁克)植被类型较多, 植被覆盖度较高, 土壤较为肥沃, 大部分区域为夏牧场, 人类活动以放牧为主, 对该区段土壤要防止过度放牧所造成的植被退化与水土流失。天山北坡东段(巴里坤-伊吾)因土壤中砾石较多, 植被类型较少, 植被覆盖度较低, 人类活动包括放牧、林业种植与旅游, 与西段相比东段土壤的养分含量较低, 所以应以保持生境原貌为主, 避免人为扰动后的生境退化。     

微咸水膜下滴灌不同灌水下限对盐碱地土壤水盐运移及玉米产量的影响

为了研究盐碱地上微咸水膜下滴灌不同灌水下限对土壤水盐运移和玉米产量的影响,在长胜试验站开展了微咸水膜下滴灌玉米的大田试验。试验采用负压计指导灌溉,控制滴头下20cm深处的土壤基质势下限分别为-10,-20,-30,-40kPa,每个处理重复3次,按随机区组布置。结果表明:膜下滴灌湿润体形状在垂直于滴灌带的滴头所在竖直剖面上近似为半椭圆形,随着灌水下限的增大,湿润层土体含水率增大;玉米根部附近均出现盐分低值区,膜外表层均出现盐分高值区;-20kPa和-30kPa灌水下限适中,既能较充分淋洗膜内表层土壤盐分,又不会造成微咸水中的盐分滞留累积;在玉米生育期内,膜内、膜外地下100cm土体均积盐;-10kPa和-20kPa下限处理对应的湿润体垂直深度约为60cm;玉米收获后,地下100cm土体均积盐,需要进行秋浇或春汇,大量淋洗土壤盐分,保证耕地盐分不逐年累积;试验条件下,玉米产量随着灌水下限的降低而减少。     

滴灌灌水下限对夹砂层农田土壤水盐分布和玉米生长的影响

为探明滴灌灌水下限对夹砂层土壤水盐分布和作物生长的影响,在河套灌区开展连续2年的田间试验。供试土壤60~100 cm深度为砂土层,供试作物为玉米。基于土壤基质势,设置5个滴灌灌水下限：-10 kPa（S1）,-20 kPa（S2）,-30 kPa（S3）,-40 kPa（S4）和-50 kPa（S5）。结果表明夹砂层显著影响土壤水盐运移。0~60 cm根层含水量较低,而砂层较高;土壤盐分受水分影响,更多聚集在砂层。灌水下限显著影响土壤水盐分布和各层储量,下限越高,根层土壤含水量越高、含盐量越低,而砂层及以下处理间差异不显著。S1、S2和S3处理玉米籽粒产量显著高于S4和S5（P < 0.05）,且前三者之间差异不显著,S3水分利用效率最高。因此,针对河套灌区夹砂层农田,建议膜下滴灌灌水下限为-30 kPa。     

冀中南种植黄瓜设施土壤盐分、酸碱性和养分状况分析

  目的  明确冀中南种植黄瓜设施土壤盐分、酸碱性和养分状况,为提高土壤质量及农业绿色发展提供依据。  方法  于2015年在冀中南地区6个黄瓜设施栽培主产区以20 cm土层厚度、分5层采集1 m土层的设施内及其相邻或附近露地粮田土壤样品（分别称为设施土壤和粮田土壤）,测定盐分、酸碱性及养分含量,分析该区域设施土壤理化性质及养分变化状况。  结果  （1）与粮田土壤相比,冀中南设施表层（0 ~ 20 cm）土壤盐分、有机质、硝态氮、速效磷、速效钾均显著增加,其平均含量分别为粮田土壤的1.78倍、1.43倍、2.56倍、7.59倍、2.56倍;土壤pH显著降低,平均降幅为0.54个单位。（2）不同采样点间设施土壤（0 ~ 20 cm）盐分、酸碱性、养分状况存在较大的差异,土壤电导率变化范围为271.6 ~ 631.6 μS cm?1 ,土壤pH变化范围为7.20 ~ 7.93,土壤有机质、硝态氮、速效磷、速效钾变化范围分别为16.2 ~ 36.4 g kg?1 、52.9 ~ 205.9 mg kg?1、107.5 ~ 315.6 mg kg?1、188.9 ~ 757.9 mg kg?1。（3）设施土壤0 ~ 100 cm土层硝态氮和速效磷含量均高于同层粮田土壤,每层增幅分别为77.9%、69.2%、38.6%、25.1%、73.6%和161.3%、261.85%、224.7%、135.3%、120.4%,除40 ~ 60 cm与60 ~ 80 cm土层土壤硝态氮差异不显著外,其余均显著高于粮田土壤。  结论  与粮田土壤相比,冀中南种植黄瓜的设施土壤盐分积累严重、pH显著下降,养分含量显著提高、但不同养分间比例不平衡;需提高土壤有机质含量、总量控制养分投入量和不同养分间比例,以防治土壤次生盐渍化和pH下降趋势,进而提高土壤质量,为蔬菜高产稳产和设施农业绿色发展提供技术支撑。     

滴灌调控土壤水分对马铃薯生长的影响

研究了滴灌灌溉频率和土壤水势对马铃薯生长和水分利用效率的影响。研究结果表明，滴灌灌溉频率和土壤水势对土壤水分的分布有很大影响，灌水频率越低，灌水前的表层土壤干燥的范围越大，灌水后的土壤湿润范围越大；控制滴头下面20 cm处土壤水势明显影响到50 cm深度以上的土壤水势，20 cm深度处土壤水势越高，50 cm深度范围内的平均土壤水势越高；土壤表面土壤水势越低，以滴头为中心形成的干燥范围越大。当土壤基质势低于-45 kPa时，马铃薯的块茎膨大率会迅速下降，总产量、商品薯产量和水分利用效率高低顺序为：-25 kPa>-35 kPa>-15 kPa>-45 kPa>-55 kPa。不同灌溉频率下马铃薯的总产量、商品薯产量和水分利用效率的高低顺序为：1天1次>2天1次>3天1次>4天1次>6天1次>8天1次。就华北地区而言，采用滴灌对马铃薯进行灌溉，土壤基质势以-25 kPa左右为好，灌水频率以每天1次最优。     

微咸水滴灌对黄瓜产量及灌溉水利用效率的影响

试验主要研究了华北半湿润地区微咸水滴灌条件下，滴头正下方0.2 m深度土壤基质势分别控制在－10～－50 kPa时，不同盐分浓度微咸水(2.2～4.9 dS/m)对黄瓜产量、灌水量及灌溉水利用效率(IWUE)的影响。研究发现当灌溉水电导率(EC)大于1.1 dS/m时，黄瓜的产量随着EC的增大而降低。当滴头下0.2 m深度土壤基质势控制在－25～－35 kPa时，黄瓜表现出来的耐盐性最强，EC每升高1 dS/m产量大约降低3%。总的趋势是土壤基质势控制越高(－10 kPa)处理的灌溉量越多，IWUE越低，而土壤基质势控制越低(－50 kPa)处理的灌溉量越少，IWUE越高。通过研究，在年降雨量大约为600 mm的半湿润地区，当没有足够的淡水用于作物灌溉时，可以在采用一系列灌溉与栽培管理措施条件下，利用2.2～4.9 dS/m的微咸水来灌溉黄瓜等对盐分中等敏感的作物。     

不同种植年限覆膜滴灌盐碱地土壤盐分离子分布特征

为了研究长期覆膜滴灌对土壤化学性质的影响,该文通过时空转化的方法研究了覆膜滴灌种植春玉米1a和2a的盐碱地土壤盐分及盐分离子在0～150 cm土壤削面上的分布特征,同时以试验地附近未种植的盐碱荒地作为对照.结果表明,覆膜滴灌条件下,当滴头下方20 cm处土壤基质势为-10 kPa时,0～40 cm土层土壤盐分含量、各种盐分离子含量、土壤pH值、Cl-/SO24和钠吸附比(SAR)随滴灌种植年限增加向降低.这表明根区土壤环境随种植年限增加逐渐变好,有利于作物生长.与盐碱荒地相比,滴灌种植以后40 cm以下土层Cl-含量、Na 含量、Cl-/SO24、钠吸附比(SAR)均增加了.     

盐碱地咸水灌溉枸杞种植条件下土壤盐分变化

In order to utilize the wasted saline-sodic soils under shallow groundwater condition,a 3-year field study was carried in a field cropped with Lycium barbarum L.and irrigated by drip irrigation with saline groundwater under the water table depth of 30-40 cm in the northern Yinchuan Plain,China.Effects of cropping duration (one,two,and three years) on soil salinity,soil solution composition,and pH in three adjacent plots were investigated in 2008.Results showed that a high irrigation frequency maintained high soil water potential and subsequently facilitated infiltration and downward movement of water and salt in the crop root zone.Salt accumulated on the edges of the ridges,and soil saturated-paste electrical conductivity (ECe) was higher in the edge.Concentrations of Na+,Ca2+,Mg2+,Cl-,and SO42- in the soil increased with the soil depth as did the ECe,while HCO3- and pH had a relative uniform distribution in soil profile.As planting year increased,the ECe and soil salts in the field had a decreasing tendency,while in the root zone they decreased immediately after irrigation and then remained relatively stable in the following growing seasons.HCO3- and pH had little change with the planting year.Results suggested that the application of drip irrigation with saline water could ameliorate saline-sodic soil and provide a relatively feasible soil environment for the growth of salt-tolerant plant Lycium barbarum L.under the saline-sodic soils with shallow groundwater.     

Dynamics of Soil Moisture and Salt Content After Infiltration of Saline Ice Meltwater in Saline-Sodic Soil Columns

Saline ice meltwater can be used for irrigation and leaching of salts in salt-affected soil regions.A laboratory experiment was conducted using soil columns to investigate the redistribution of soil moisture, salt and sodium adsorption ratio(SAR) in saline-sodic soil under the infiltration of saline ice meltwater.Soils were treated using saline water of three irrigation volumes(1 600, 2 400 and 3 200 mL) at four salinity levels.These four salinity levels included salt free(0 g L~(-1)), low salinity level(1.4 g L~(-1)), moderate salinity level(2.7 g L~(-1)) and high salinity level(4.1 g L~(-1)).The prepared saline water was frozen into ice, and then the ice was put on the surface of soil columns.After 96 h, the infiltration rate and soil moisture content of saline ice treatments were greater than those of salt-free ice treatments, increasing with the increase of ice salinity.Infiltration of saline ice meltwater increased soil moisture content in the upper layers for all treatments.Both salt contents and SAR values in the upper soil layers decreased in all saline ice treatments and were lower than those in salt-free ice treatment.However, this trend was reversed in the deeper(below 20 cm) soil layers.The highest desalting rate and lowest SAR were observed in high-salinity treatment under three irrigation volumes in the 0–15 cm soil layer,especially under irrigation volume of 2 400 mL.These results indicate that saline ice(0–20 cm) meltwater irrigation is beneficial to saline-sodic soil reclamation, and the best improvement effect would be achieved when using high-salinity ice under optimal irrigation volume.     

滨海重度盐碱地微咸水滴灌水盐调控及月季根系生长响应研究

滨海盐碱地是滨海地区重要的土地资源,随着滨海地区城镇化进程及生态文明建设的发展,迫切需要低成本、快速、可持续的滨海盐碱地原土植被构建技术。针对滨海盐碱地原土建植与咸水/微咸水资源的利用,该研究以月季(Rosa chinensis)为例,采用微咸水滴灌技术进行滨海盐碱地水盐调控植被构建。试验在渤海湾曹妃甸区吹沙造田形成的典型沙质滨海盐渍土上进行,设计了灌溉水电导率(ECiw)为0.8、3.1、4.7、6.3、7.8 dS/m的5个处理,研究滴灌水盐调控对土壤盐分淋洗及月季根系生长和分布特征的影响。结果表明:在渤海湾滨海地区气候条件下,先进行淡水滴灌盐分强化淋洗和缓苗灌溉,随后采用7.8 dS/m的微咸水滴灌,0～100 cm土层土壤盐分得到了有效的淋洗,尤其是根层0～40 cm土壤盐分经过一个月左右,由初始28.33 dS/m降低到均小于4 dS/m,一个低盐适生的土壤环境得到快速营造;随着ECiw的增加,0～40 cm土层土壤最终趋于稳定的盐分呈增加趋势,土壤脱盐过程可以被logistic方程描述,脱盐过程可划分为快速脱盐、缓慢脱盐和盐分趋于稳定3个阶段;94%以上的月季根系主要分布在0～20cm的表层土壤中,随着ECiw的增加,根系生物量显著降低,根系受盐分胁迫生理干旱影响向土壤深处生长以扩大水分空间。研究认为,采用短期淡水滴灌盐分强化淋洗和缓苗淡水滴灌、随后进行微咸水滴灌的方法,可以实现土壤盐分的快速淋洗并维持在较低水平,但受盐分对根系生长的影响会作用于植物地上部分生长及植物存活,因此需要结合植物耐盐性及生产目标(产量、景观)确定适宜灌溉水矿化度阈值。     

滴灌枸杞对龟裂碱土几种酶活性的改良效应

在盐碱地改良利用过程中,有必要研究土壤酶活性变化,以评价土壤环境质量的改善。龟裂碱土重度盐碱荒地主要分布在我国西北旱区,该土壤碱化度高,结构差,导水率极低。2009年,采用滴头下设置沙穴的方式滴灌种植枸杞,开垦利用该盐碱荒地。2011年枸杞生长季末,在不同种植年限地块土壤剖面上网格状密集取土,进行土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性的测定。结果表明,未种植土壤3种酶活性极低;滴灌种植之后,随着根区土壤水盐特性和养分状况的改善,土壤酶活性显著增加。就整个土壤剖面而言,土壤酶活性自根区向四周逐渐降低,表现出较大的空间变异性。相关性和通径分析结果显示,土壤p H始终是影响该土壤酶活性的主要因子,且在p H7.38~10.00的范围内,3种酶活性随土壤p H的增大呈指数式减小(p0.01)。总之,滴灌种植枸杞之后,龟裂碱土重度盐碱荒地土壤生物学性质得到显著改善。     

生物炭对滴灌春小麦产量及土壤肥力的影响

为了解生物炭对滴灌春小麦产量及土壤肥力的影响,通过2年田间试验对灰漠土土壤和春小麦养分及产量等进行了研究。结果表明:与CK相比,施用生物炭显著(P0.05)增加了土壤肥力,并显著(P0.05)增加春小麦对N、P和K的吸收,还对春小麦产量及构成具有积极的促进作用。与NP处理相比,NP+B6处理显著(P0.05)增加了土壤有机质、全氮和速效钾含量以及植株吸磷量。与NP+M6处理相比,NP+B6处理显著(P0.05)增加了土壤全氮、速效钾和植株养分吸收量。     

节水条件下盐碱农田施用有机肥的固碳及其生态系统服务价值提升效应

针对中国黄河中上游河套灌区不合理灌溉和施肥造成的盐碱农田碳排放加剧和生态系统服务功能退化等问题，该研究以向日葵盐碱农田为研究对象，开展连续2 a的田间试验，探讨滴灌条件下有机肥施用对盐碱农田生态系统净碳收支和生态系统服务功能价值的影响。试验设置滴灌灌水下限及施肥模式2个因素。灌水下限设置2个水平（W1：土壤基质势阈值为−20 kPa，W2：土壤基质势阈值为−30 kPa），每个灌水下限下设置3种施肥模式（CK：纯施化肥，LBF：褐煤碳基有机肥4.5 t/hm²，SMF：羊粪堆肥5 t/hm²），采用完全随机区组设计。另设畦灌施加化肥处理作为对照（MCK）。对不同处理的生态系统净碳收支及其组成要素以及3种生态系统服务价值（农产品供给功能价值、积累有机质功能价值和气体调节价值）进行了对比分析。结果表明：相同施肥条件下，滴灌处理的土壤有机质含量、作物净初级生产力、籽粒碳输出和土壤碳排放高于畦灌处理，且这些指标的值均随土壤基质势升高而增加。相同灌溉条件下，施加有机肥处理可以显著提高土壤有机质含量、净初级生产力和籽粒碳输出并降低土壤碳排放。其中，滴灌灌水下限−20 kPa与褐煤碳基有机肥用量4.5 t/hm²（W1LBF）相结合的处理有效促进了作物生长，并获得了最高的净初级生产力以及较低的土壤碳排放量，最终获得了最高的生态系统碳汇能力。此外，净初级生产力、土壤有机质和土壤碳排放等指标的变化影响了生态系统服价值。与MCK处理相比，W1LBF处理能够显著提升农产品供给功能价值、积累有机质功能价值和气体调节价值，增幅分别为8004.20、923.9和2094.70元/hm²。综上所述，该研究发现在河套灌区向日葵盐碱农田中，采用滴灌−20 kPa灌水下限结合4.5 t/hm²褐煤碳基有机肥可以增加作物初级净生产力、提高盐碱农田系统的碳汇能力和生态系统服务功能价值。该研究可为干旱半干旱地区盐碱向日葵农田固碳减排和生态系统可持续发展提供科学依据。     

覆膜滴灌对地下水浅埋区重度盐碱地土壤酶活性的影响

为了解地下水浅埋区重度盐碱地覆膜滴灌对土壤酶活性的影响,测定了重度盐碱地在滴灌利用过程中距离滴头不同水平位置（0～30 cm）和垂直深度（0～40 cm）的土壤碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性,并对土壤酶活性的变化、空间分布特征及与土壤环境因子之间的相关关系进行分析。结果表明,覆膜滴灌促进了土壤酶活性的提高;水平与垂直方向滴头附近3种酶均易受覆膜滴灌作用影响,灌溉期间酶活性的增长与停灌期间酶活性降低均高于其他位置;土壤酶活性自滴头向四周径向减小,等值线呈椭圆形分布;相关分析表明盐碱土壤在覆膜滴灌种植2 a后,土壤酶活性与环境因子、土壤酶活性之间的相关性均得到提高。因此,将覆膜滴灌技术应用于盐碱地开发利用可以提高土壤酶活性,改善土壤环境,为作物根系提供良好的生长条件。