脱硫石膏施用下宁夏盐化碱土水盐运移特征

为定量描述脱硫石膏施用下盐化碱土土壤剖面盐分与淋洗水量的关系,通过室内土柱淋洗试验开展了脱硫石膏施用下不同淋洗水量对宁夏盐化碱土水盐运移影响的研究。结果表明:施用脱硫石膏对增加水分入渗和降低0—20cm土层土壤pH、盐分含量产生了积极影响,土壤脱盐率84.39%~95.41%,但较大水量的淋洗有可能会加剧土壤碱化。连续淋洗条件下,最大脱盐深度位于60—80cm土层。脱硫石膏施用下,0—20cm土层Cl~-、Na~+溶脱率随淋洗水量的增加变化不大,低淋洗水量下,SO_4~(2-)溶脱率低于Na~+和Cl~-,高淋洗水量下,3种离子溶脱率接近;20—40cm土层主要盐分离子溶脱率由大到小依次为Cl~-、SO_4~(2-)、Na~+,各离子脱盐率随淋洗水量的增加先增加较快后趋于平缓。当淋洗水量达到60cm时,SO_4~(2-)和Na~+在80—100cm土层累积,Cl~-则运移至100cm土层以下。     

脱硫石膏施用下宁夏龟裂碱土水盐运移特征

通过室内土柱淋洗试验,开展了脱硫石膏施用下不同淋洗水量对宁夏龟裂碱土水盐运移影响的研究,结果表明：脱硫石膏施用下龟裂碱土随着入渗时间的增加,湿润锋深度和累积入渗水量呈先急剧增加再缓慢增加的趋势;0~20 cm土层土壤pH值、碱化度和全盐量均有较大幅度的降低;连续淋洗条件下,最大脱盐深度位于40~60 cm土层;0~40 cm土层,随入渗水量的增加土壤脱盐率缓慢增加,其中0~20 cm土层处理1到处理4土壤脱盐率分别为79.72％、89.88％、91.93％和92.22％;随淋洗水量的增加,0~20 cm土层主要盐分离子易于溶脱的顺序为Mg2＋>Cl－>SO2－4>Na＋> HCO3－, Mg2＋溶脱率最大,可达到100％,20~40 cm土层主要盐分离子易于溶脱的顺序为Na＋>Cl－>Mg2＋, Na＋溶脱率最大,可达到91.42％, HCO3－和SO2－4含量则先增加后降低,0~40 cm土层Na＋、 Cl－、 Mg2＋随淋洗水量的增加淋洗效果更为明显。     

不同水质淋洗与改良剂施用对银北灌区碱化盐土水盐运移的影响

通过土柱模拟试验，开展了不同水质淋洗下磷石膏及其与酸性材料组合施用后对宁夏碱化盐土土壤水盐运移的影响研究。以黄河水、低矿化度农田退水和高矿化度农田退水作为淋洗水源，腐植酸、糠醛渣和硫酸铝作为酸性材料。结果表明：（1）不同水质淋洗下，垂直湿润锋推进深度、累积入渗水量与入渗时间的平方根均呈线性关系，黄河水淋洗下，改良剂组合措施表现最优，而在高矿化度农田退水淋洗下，单施磷石膏措施最优。（2）黄河水和低矿化度农田退水淋洗下，施用改良剂降低了0—50 cm土层土壤电导率，黄河水淋洗下"磷石膏+硫酸铝"处理最低；高矿化度农田退水淋洗下为"磷石膏+腐植酸"和"磷石膏+硫酸铝"处理表现较优；（3）随着淋洗水矿化度的增加，土壤pH降低深度增加，施用改良剂降低了0—30 cm土层的土壤pH，黄河水淋洗下，"磷石膏+硫酸铝"处理表现最优；低矿化度农田退水淋洗下表现为"磷石膏+糠醛渣+硫酸铝"处理最低；高矿化度农田退水淋洗下表现为"磷石膏+糠醛渣"处理最低。（4）黄河水淋洗下，施用改良剂提高了不同深度土壤含水率，不同水质淋洗下，施用改良剂提高了0—70 cm土层深度土壤含水率，而各改良剂之间土壤含水率相差不大。综上所述，针对宁夏碱化盐土的改良，建议黄河水和高矿化度农田退水淋洗下，采用"磷石膏+硫酸铝"组合措施进行土壤改良；低矿化度农田退水淋洗下，采用"磷石膏+糠醛渣+硫酸铝"组合措施进行土壤改良。     

脱硫石膏糠醛渣对新垦龟裂碱土的改良洗盐效果

为了探讨脱硫石膏及糠醛渣对新垦龟裂碱土改良洗盐效果,在统一施用脱硫石膏（28 t/hm2）的基础上,该文于2012年在宁夏平罗县西大滩农场,研究了不同淋洗水平（3 600、4 500和4 800 m3/hm2）和不同糠醛渣施用量（0、15、22.5和30 t/hm2）对新垦龟裂碱土碱化度、总碱度、pH值、全盐及盐分离子分布特征、油葵出苗生长及产量的影响。结果表明：在淋洗水量4 500 m3/hm2和施用糠醛渣（22.5 t/hm2）的条件下,土壤0～20 cm深的pH值由初始的9.65降到了7.6（P＜0.05）,碱化度、总碱度和全盐分别下降了60.2%、39.2%和69.1%,油葵产量3 195.8 kg/hm2,碱土改良效果明显,表明适当的脱硫石膏、糠醛渣、淋洗量可降低土壤盐分增加油葵产量。结果可为新垦龟裂碱地的改良利用、水盐调控提供依据。     

砾石暗沟提高脱硫石膏改良龟裂碱土效果及油葵产量

针对龟裂碱土质地黏重、透水性差、难以改良利用等瓶颈问题,该研究采用砾石暗沟改良技术,在统一施用脱硫石膏22.5 t/hm2和淋洗定额4 500 m~3/hm~2的基础上,研究不同暗沟间距(3、6、9 m)及砾石垫层厚度(25、30、35 cm)对龟裂碱土理化性质、盐分离子浓度、油葵产量的影响。试验结果表明:1)灌水洗盐过程中砾石暗沟的设置有利于提高土壤渗透性,保持脱盐状态,暗沟间距越小脱盐效果越显著;2)砾石暗沟处理下土壤Na~+、CO_3~(2-)、HCO_3~-、Cl~-浓度显著减少,其中Na~+是最主要阳离子,其Cl~-的相关性最大,其次为SO_4~(2-);3)在暗沟间距3 m、砾石层厚度35 cm的处理下(T3),第1年0~40 cm土层pH值、碱化度分别比CK(无暗沟处理)降低11.6%、32.2%,第2年分别降低12.4%、39.6%;4)T3处理油葵出苗率和产量最高,第1年产量为CK的2.87倍,第2年为CK的3.44倍。因此,砾石暗沟能促进脱硫石膏改善龟裂碱土理化性质,提高作物产量。     

脱硫石膏配施聚马来酸酐对碱化土壤的改良效果研究

针对我国吉林地区碱化土壤的特点,通过田间小区试验,研究了水稻种植条件下不同用量脱硫石膏对碱化土壤的改良效果,同时进行了脱硫石膏配施聚马来酸酐(HPMA)增强改良效果的研究。结果表明,脱硫石膏可以显著降低碱化土壤pH值、碱化度,其中耕层土壤pH值最大降幅为1.59,碱化度(ESP)降幅在30%以上。施用脱硫石膏主要通过影响土壤水溶性Na~+、Ca~(2+)、SO_4~(2-)、HCO_3~-含量来调节土壤含盐量;适量施用脱硫石膏可以显著降低土壤含盐量,最大降幅为1.81 g·kg~(-1),过量脱硫石膏带入土壤的盐分不能及时淋洗反而会导致土壤含盐量增加。脱硫石膏配施聚马来酸酐对降低土壤pH值、碱化度无显著影响,但在一定程度可以降低土壤含盐量。从改碱与降低含盐量两方面综合考虑,建议东北碱化土壤改良过程中添加脱硫石膏的质量配比以2%为基础进行调整。     

不同灌水量对黄河三角洲盐碱地改良效果研究

通过室内土柱模拟试验,研究不同灌水量对盐渍土的改良效果。试验共设计3个不同灌水量,分别为S1 (200 mm)、S2 (300 mm)、S3 (400 mm)。结果表明:(1)灌溉淋洗对0—40 cm土壤盐分淋失影响较大,其中0—20 cm脱盐率最高,表现为S3S2S1,不同处理在剖面上均出现积盐,S1、S2在40—60 cm出现积盐,说明低灌水量对土壤表层盐分具有淋洗作用,但会造成底层土壤盐分累积;(2)K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、HCO_3~-含量在灌水后有较大幅度的下降,且整体溶脱率随灌溉水量的增加而增加。各离子在0—20 cm随灌水量增加表现为不同的变化规律,Ca~(2+)先溶脱后积累,HCO_3~-变化规律与Ca~(2+)相反,表现为先积累后溶脱,其他离子均随灌水量的增加而减少;(3)灌水后,S1、S2的pH在剖面上的分布与灌水前相似,0—40 cm土壤总碱度随灌水量增加呈先增后减的趋势,表现为先碱化再脱碱,与土壤pH变化一致。研究成果可为盐碱地改良和节水灌溉提供参考。     

宁夏中部压砂区表层土壤离子分布及盐分类型预测

为探明宁夏环香山压砂区盐碱地表层土壤离子分布主要影响因素及盐分类型,研究选取覆盖状况、地面倾角和海拔3个因素,对0～20 cm表层土壤离子分布、盐分存在形式及钠吸附比(SAR)进行研究。结果表明:(1)覆盖状况对土壤表层离子含量有显著影响,地面倾角对HCO_3~-影响显著,海拔对Mg~(2+)有显著影响,裸地Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+、Na~+、Cl~-和SO_4~(2-)含量依次比压砂地高0%～284.21%、100%～130.53%、33.33%～48.94%、18.01%～182.26%、111.94%～468.72%和102.74%～118.82%,而CO_3~(2-)、HCO_3~-含量压砂覆盖比裸地分别高77.08%～400%和24.52%～48.09%;(2)阳离子之间除K~+与Ca~(2+)、Mg~(2+)具有显著正相关外其余都极显著正相关,阴离子Cl~-和SO_4~(2-),CO_3~(2-)和HCO_3~-呈极显著正相关,其余都呈负相关或不显著正相关,阳离子与Cl~-均呈极显著正相关,与SO_4~(2-)除K~+外其余均呈极显著正相关,阳离子与CO_3~(2-)和HCO_3~-呈负相关或不显著正相关;(3)该区域表层土壤盐分主要以NaCl、KCl、CaCl_2、MgCl_2、Ca SO_4、MgSO_4和Na_2SO_4的形式存在,按照摩尔量计,盐分含量排序为:Na~+盐Mg~(2+)盐Ca~(2+)盐K~+盐;(4)覆盖状况对土壤表层SAR影响显著,地面倾角随海拔变化对土壤SAR没有显著影响,压砂地SAR为3.99(mol/kg)~(0.5),裸地为10.73(mol/kg)~(0.5)。宁夏环香山压砂区0～20 cm埋深土壤离子分布主要受到覆盖状况和地面倾角的影响,除K~+外,其他离子受海拔的影响不明显,盐分主要是Na~+盐,其次是Mg~(2+)盐,K~+盐含量最少。     

漫灌淋洗暗管排水协同改良滨海盐土水盐时空变化特征

为揭示暗管排水下漫灌淋洗土壤水盐运移规律,改进灌排工程技术,提高灌排改良效果,该文应用Vedernikov入渗方程和Van der Molen淋洗脱盐方程,对滨海盐土灌排改良过程土壤水分入渗、淋洗水量分配、盐分时空变化特征等进行了模拟研究。结果表明,间距分别为3、6、9 m的暗管排水控制区域(0~1.5、0~3、0~4.5 m)田面漫灌稳定入渗强度分别在3.14~4.26、1.19~3.68和0.58~3.55 cm/d之间,排水暗管间距越大的田面土壤入渗强度空间变化也越大。暗管排水下田面漫灌入渗强度的空间变化导致淋洗水量空间分配不均,距暗管越近的区域分配的淋洗水量越多,也导致了土壤淋洗脱盐空间差异明显。漫灌淋洗20 d,间距9 m的暗管排水控制区域(0~4.5 m)仅靠近暗管0~0.6 m宽的区段0~60 cm土层土壤含盐量下降到3.00 g/kg以下,该区段(达到改良目标)仅占暗管排水控制区域面积的13.3%;漫灌淋洗40 d,仅靠近暗管0~1.6 m宽的区段0~60 cm土层土壤含盐量下降到3.00 g/kg以下,该区段(达到改良目标)仅占暗管排水控制区域面积的35.5%;为了使暗管排水控制区域0~60 cm土层土壤含盐量都下降到3.00 g/kg以下,需要漫灌淋洗100 d。完全一致地漫灌淋洗整个区域将导致暗管附近区域土壤过度淋洗,浪费水资源;而距暗管较远区域土壤淋洗不充分,降低淋洗效率。     

腐解秸秆和脱硫石膏添加对苏打盐渍土淋洗脱盐效率的影响

苏打盐渍化土壤胶体吸附大量交换性Na~+,造成土壤团聚体崩解,粘粒分散,阻塞土壤孔隙。改良苏打盐渍土需两步:一是提供钙源替换交换性Na~+,二是排出盐分。本文研究了腐解玉米秸秆和脱硫石膏不同改良组合对苏打盐渍土淋洗脱盐效率影响。结果表明,所有改良处理均能改善土壤入渗,入渗速率大小为:脱硫石膏脱硫石膏+腐解秸秆腐解秸秆对照;含脱硫石膏处理显著提高土壤饱和导水率(Ks),在短时间内腐解秸秆处理不能改善土壤导水性,在70 d后才有效果;腐解秸秆处理土壤含水率最高,材料保水性好;淋出液化学性质显示,各改良处理均能促进钠离子的淋洗;土壤化学性质显示,淋洗后各处理土壤盐分均显著下降;脱硫石膏和脱硫石膏+腐解秸秆处理与对照相比,土壤pH降低更显著;各改良处理土壤可溶性钠离子含量显著低于对照,并且土壤中可溶性钙镁等二价阳离子显著高于对照;各改良处理土壤钠吸附比(SAR)均显著低于对照组。     

缺水·节水·管水思考

通过对全球及我国水资源短缺现状的分析,针对性地提出按流域成立有权威的、统一的水资源分配和管理机构是解决水资源矛盾的有效措施;高效节水是解决水资源矛盾的主要手段;依靠科技进步,实行开源与节流并举的对策与建议.     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

保水剂构件的保水保肥效果研究

[目的]针对水土流失造成的肥料养分流失及部分地区干旱缺水的问题,进行节水保肥的系列研究,阐明保水构件的保水保肥效果及其应用前景。[方法]利用保水剂加工成各种形状的保水构件,并使其获得的保水保肥效果优于把保水剂和土混匀的常规方法。[结果]在同等淋水量的情况下使用保水构件可减少65%的水分流失,N,P,K养分流失可减少89%以上;盆栽试验中,在干旱胁迫情况下,保水构件可使玉米增产155%;大田试验显示,自然降雨条件下,保水构件可使玉米增产26%,甘蔗增产10.5%且糖度增加。同时N,P,K养分下渗流失减少而对养分的吸收增加。[结论]系列试验说明保水构件可提高作物产量、质量和对养分的吸收。     

海冰水灌溉对棉田水分及棉花产量的影响

采用海冰水（全盐含量为3‰）灌溉与井水灌溉对比,结合3种施肥措施：无机肥（传统施肥）、有机肥与无机肥配施、土壤调理剂与无机肥配施和不施肥处理,研究不同施肥条件下海冰水灌溉对土壤水分、棉花产量及水分利用效率的影响。结果表明：1）棉花整个生育期海冰水灌溉处理1m土层的土壤含水率均高于井水灌溉的处理,尤其在灌溉后0—40cm土层的土壤含水率差异显著,约为12个百分点。2）海冰水灌溉条件下,有机肥与无机肥配施、土壤调理剂与无机肥配施较传统无机肥处理均可显著提高盐碱地棉花籽棉产量,分别增产约10％、27％,井水灌溉处理也有相同的趋势,分别增产约12％、22％。3）无论井水或海冰水灌溉,有机肥与无机肥配施或土壤调理剂与无机肥配施均可显著提高棉花的水分利用效率,海冰水灌溉小区的棉花水分利用效率,两种施肥处理均高于传统无机肥处理,约为8％、30％。两种灌溉水源对棉花产量和水分利用效率均无显著影响。     

水土保持与绿水资源保护

绿水概念是由瑞典斯德哥尔摩国际水资源研究所水文学家Falkenmark于1995年首次提出的,它拓宽了传统水资源的范畴,更新了水资源的思维,引起科学界对水资源概念和水文功能的重新思考。在水资源越来越匮乏的严峻情况下,从绿水概念出发,可以看出"水土保持"概念的全面性,也更加明确了保水的思路和方法,为全面做好水土资源保护提供了理论基础。水土保持中"保水"的对象就是绿水,水土保持工程措施可以增加绿水比例,林草措施可以储蓄绿水,耕作措施可以提高绿水利用效率。应完善保水评价体系,加强绿水资源管理,发展保水技术,完整地宣传水土保持概念,树立完整的水土保持意识。     

关于水土生态与水土生态保持的再认识

2004年,笔者提出了"水土生态保持"一词,随后又撰文多篇探讨其内涵,阐述其意义。结合这些年的生产实践,笔者又对水土生态、水土生态保持的内涵与外延及其意义提出了进一步的思考和认识,希望专家学者指正或争鸣。     

魔芋超强吸水剂的保水性及水分活度研究

对魔芋超强吸水剂(KSAP)粒径,溶液的pH值以及不同种类化肥溶液对KSAP吸液能力的影响进行了分析研究;测试了不同吸液率凝胶水分活度,并与植物根系水分活度进行了比较;且对KSAP的农林保水应用进行了尝试。结果表明,KSAP在pH值为6~8,KSAP粒径>1 mm时,吸液性能最好;不同种类的化肥溶液对保水剂吸液倍率的影响按:(NH4)2SO4>KH2PO4>Na2SO4>KNO3>KCl>(NH2)2CO>去离子水的顺序递增;吸液率大于100倍时KSAP的水分活度高于植物根部水分活度,可充分提供植物生长所需水分且可有效减缓水分的自然流失和蒸发。     

水土保持对流域水资源的影响

从水资源的自然属性和可持续发展的观点出发,阐述了水土流失区为改善生存条件优先使用水资源的必要性和迫切性,分析了水土保持措施在减少河流泥沙、调节径流、改善水质等方面的作用,以及对河川径流的影响,肯定了水土保持措施对水资源保护和可持续发展利用的正面效应,指出了生态用水的必要性。     

水土流失对水资源利用的影响

以宝鸡峡灌区为例,分析了由于水土流失导致河流高含沙量对水资源利用产生的不利影响。对宝鸡峡灌区六个水库联合调节计算的结果表明:河流含沙量与宝鸡峡灌区水资源利用的影响关系,指出宝鸡峡灌区水资源利用最根本的问题是流域水土流失问题。解决问题根本出路在于加快渭河上游水土流失治理,减少河川径流含沙量。同时,提出通过沙限的合理选取提高灌区水资源的利用率的调节利用途径。     

南水北调水源区略阳片水质安全问题与对策

略阳县系南水北调中线工程重要的水源保护区,全县汉江流域水土流失面积449 km2,水土流失影响了水源区的水质安全。略阳县水源保护工作存在的主要问题是:水土流失严重,加大了水源区水质保护的难度;面源污染对水源区水质影响严重;水源保护与县域经济发展的矛盾日趋突出;生活污染对水源区水质影响不容忽视。针对存在的问题,提出了提高山区县生态环境治理投入标准、对退耕还林和移民搬迁给予补偿、对地方财政和工矿企业予以补偿、对水源补偿机制予以立法规范等对策。