国内外微咸水利用现状及利用途径

介绍了国内外微咸水利用现状淡化技术及利用效益、利用途径 ,提出在微咸水利用中 ,要重视土壤盐分调控研究 ,防止土壤次生盐渍化 ;重视土壤盐分平衡规律研究 ;微咸水灌溉后土壤盐分离子对作物生理影响等     

微咸水灌溉条件下环境因子动态变化的预测

系统引进SWAP2.0模型,预测了微咸水灌溉对土壤水盐动态、作物生长及产量等环境因子的动态变化,试验地点为内蒙古河套灌区红卫田间试验区,引用黄河水和高矿化度地下水混合进行灌溉.微咸水灌溉期间,土壤盐分增加,在合理的黄河水秋浇灌溉后,土壤盐分降到微咸水灌溉前的水平,土壤盐分年度内保持了动态平衡.微咸水灌溉条件下,作物长势及产量基本不受影响.微咸水灌溉不会造成环境恶化.这一结论在SWAP模型模拟结果中也得到了证实,建立的SWAP模型可以用来对试验区微咸水灌溉作出较为准确的预报,为河套灌区发展微咸水灌溉打下基础.     

微咸水膜下滴灌对绿洲棉田土壤水盐特征的影响

为指导新疆绿洲微咸水膜下滴灌棉田管理,2010年在新疆农一师灌溉试验站进行微咸水膜滴灌方式下土壤水盐状况的研究。结果表明,随灌溉水盐度的增加,带入作物根区的盐分明显增加,当根区土壤盐分积累到一定程度,影响作物根系对水分的吸收和作物的正常生长,造成作物蒸腾减少,相对提高了土壤水分含量。轻度盐分胁迫处理可保护表土,使土壤保持疏松状态,提高土壤的肥效,有利于作物的生长。重度盐分与水分胁迫对土壤体积质量影响较弱,但对根系的生长发育影响较重。     

不同矿化度咸水灌溉对小麦和玉米产量及土壤盐分运移的影响

2006~2008年在河北省农林科学院旱作节水试验站,研究了黑龙港地区利用不同矿化度咸水灌溉的小麦和玉米产量以及土壤盐分运移累积的影响。结果表明：作物产量随着灌溉水矿化度的升高而逐渐降低,4 g/L咸水灌溉的小麦和玉米产量分别较淡水灌溉减产8.87%和7.16%;在0~40 cm作物主要根层,矿化度〉4 g/L的咸水灌溉土壤盐分增加幅度较大,增加值为2.13~2.56 g/kg,而〈4 g/L的咸水灌溉土壤盐分一直都〈2 g/kg。在黑龙港地区利用微咸水直接灌溉时,咸水矿化度一般不宜超过4 g/L。     

黄淮海地区地下微咸水资源农业灌溉模拟研究

基于黄淮海地区淡水资源匮乏,而咸水微咸水资源丰富状况.为解决本地区水资源危机提供一项新的研究思路和技术支持,通过冻融技术,利用盐水融离原理,可降低融水盐分及危害性离子Na+、Cl-等含量,为城市生活或农业灌溉提供水源;依据此原理进行咸水结冰灌溉,可促进表层土壤的脱盐作用.淋洗主要危害性离子Na+、Cl-等,保持土壤根系分布密集层较低盐分水平和盐基离子平衡,缓解或消除盐分和盐基离子对作物生长的危害.因此,淡水资源不足而咸水资源丰富的区域,可把充分开发咸水资源作为解决本地区水资源危机的一项重要措施和有效途径.     

微咸水灌溉条件下环境因子动态变化的预测

系统引进SWAP2．0模型，预测了微咸水灌溉对土壤水盐动态、作物生长及产量等环境因子的动态变化，试验地点为内蒙古河套灌区红卫田间试验区，引用黄河水和高矿化度地下水混合进行灌溉。微咸水灌溉期间，土壤盐分增加，在合理的黄河水秋浇灌溉后，土壤盐分降到微咸水灌溉前的水平，土壤盐分年度内保持了动态平衡。微咸水灌溉条件下，作物长势及产量基本不受影响．微咸水灌溉不会造成环境恶化。这一结论在SWAP模型模拟结果中也得到了证实，建立的SWAP模型可以用来对试验区微咸水灌溉作出较为准确的预报，为河套灌区发展微咸水灌溉打下基础。     

鲁北平原咸水滴灌对土壤水盐分布和棉花产量的影响

鲁北平原是山东省重要的粮棉油生产基地,合理利用微咸水和咸水资源是亟待解决的问题。通过田间小区试验,以淡水滴灌处理为对照,设置不同矿化度咸水滴灌处理,研究全地膜覆盖条件下,咸水滴灌对棉花农田土壤水盐分布和产量的影响。结果表明,灌出苗水可以明显降低棉田主要根层土壤EC值,降低率在26.8%～29.0%之间。咸水滴灌减少了棉花对土壤水分的吸收,主要影响土层在40～100 cm,灌溉水矿化度越高,影响越大。与淡水滴灌相比,滴灌补灌矿化度6 g·L^-1以下的咸水对棉花产量没有明显的影响,而滴灌8 g·L^-1的咸水在降水偏少的年份能明显降低棉花产量。从土壤盐分的积累来看,利用滴灌补灌一次6 g·L^-1以下的咸水,通过黄河水和夏季降水淋洗土壤盐分,不会造成棉花根系分布层土壤盐分的积累。该研究结果可为鲁北平原区咸水利用提供科学依据。     

咸水灌溉棉田休耕期土壤胞外酶活性和微生物多样性研究

为探究淡水资源短缺不断加剧背景下,咸水灌溉对农田土壤胞外酶活性和微生物群落多样性的影响,以河北低平原区不同矿化度咸水灌溉棉田为研究对象,利用荧光底物-微平板法和Biolog ECO微平板法,探究了咸水灌溉棉田休耕期土壤微生物多样性特征和胞外酶活性状况。结果表明:不同矿化度咸水灌溉对多数土壤胞外酶活性和土壤微生物群落均产生了显著的影响。随着灌溉水矿化度的增加,α葡萄糖苷酶活性、纤维素二糖酶活性、磷酸酶活性及β木糖苷酶活性均呈显著下降的趋势,而N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性却呈现增加的趋势,β葡萄糖苷酶活性则基本不受影响。咸水灌溉改变了土壤微生物对碳源的利用能力,当灌溉水矿化度较低时,土壤盐分对微生物活性具有一定的刺激作用,能够增加微生物对不同碳源的代谢能力;但当灌溉水的矿化度大于6 g·L-1时,土壤盐分对微生物活性具有较强的抑制作用。研究表明,棉花生长季实施的咸水灌溉对休耕期土壤微生物特征以及胞外酶活性产生较大影响,休耕期土壤胞外酶活性和微生物多样性研究对于咸水灌溉土壤健康状况全面精准评价不容缺失。     

微咸水农田灌溉技术研究

采取3因素多水平组合设计,利用2.5～6.0g/L不同矿化度微咸水对冬小麦进行灌溉。试验结果表明:冬小麦产量与微咸水矿化度呈负相关关系r=-0.7411,与微咸水灌溉量呈正相关关系。4.0g/L微咸水灌溉对土壤具有一定的脱盐作用;微咸水矿化度为6.0g/L时土壤中的盐分积累达到0.107个百分点。     

微咸水灌溉对土壤环境效应的预测研究

利用识别后的SWAP模型,探讨了微咸水灌溉条件下土壤水盐及其均衡要素的转化关系和土壤的积盐趋势预测.结果显示,两种灌溉定额下土壤盐分都有所增加,但淋洗灌溉定额下比正常灌溉定额下小麦、葵花和玉米模型土壤盐分分别降低了6.5%、0.7%、4%;小麦、葵花和玉米的相对减产率分别比正常灌溉定额下降低了1%、2%、6%.微咸水灌溉后在灌溉定额和灌溉水浓度不变的前提下,土壤盐分的积累随着时间的推移而呈递减趋势,大约在10 a后盐分达到进出平衡状态,此时土壤的含盐量达到0.185 2 mg·cm-3,比微咸水灌溉前增加0.082 2 mg·cm-3.但仍属于轻度盐渍土(土壤含盐量0.126%).不会对土壤水土环境产生较大的影响.     

新疆盐碱地膜下滴灌棉田可持续利用系统分析

为新疆盐碱滴灌棉田实现"节水、压盐、稳产、增产"的目标,利用新疆玛纳斯县田间试验、农户土地利用调研和文献等数据,采用系统分析的方法,从自然、生态环境和社会经济等方面探究盐碱地膜下滴灌棉田可持续利用的可行方案。研究结果:1)短期膜下滴灌条件下,微咸水和淡水都使土壤根系层(0~30cm)处于脱盐状态,保证棉花生长的环境;且4个处理压盐效果从大到小依次为大水量淡水(N5000)、小水量淡水(N4500)、大水量微咸水(X5000)、小水量微咸水(X4500)。2)淡水处理在棉花絮期的株高、干物质总重和叶片数均高于微咸水处理;但是测定的棉花产量从高到低依次为N5000、X5000、N4500、X4500,因此,虽然微咸水一定程度上影响棉花的生长(株高、干物质总重和叶片数),但是大水量微咸水(X5000)灌溉对棉花产量影响不明显,仅比大水量淡水灌溉(N5000)减产92kg/hm2,减少1.45%。3)新疆膜下滴灌棉田地膜残留带来的生态环境问题主要包括影响土壤水分渗透、土壤含水量、孔隙度和容重等理化性质,抑制棉花生长发育和降低产量等;解决措施主要包括加强残膜回收机研发与应用、提高地膜厚度和质量、提前揭膜等改进农艺技术、秸秆还田及开发可降解膜等新技术。4)社会经济可持续性包括:构建长期稳定的土地流转机制;创新农户、农场经营管理方式;开展群众自主式土地整治,促进耕地集中连片,扩大农户土地经营规模;积极发展农村金融等小额贷款,确保土地投入;推广"一膜三带六行"种植模式(2.05m宽的地膜)和"矮、密、早"栽培技术;推广秸秆还田、秋早犁春早耙播耕作技术;完善劳务市场、培育新型职业农民。     

江苏滨海盐土脱盐技术及应用前景

沿海滩涂是江苏省主要的土地后备资源,滨海盐土的开发、利用和保护已得到各级政府的高度重视。基于盐平衡指数的概念,归纳出滨海盐土的三大脱盐技术,即雨水/微咸水淋洗脱盐技术、阻止毛管水上升减少根区聚盐技术和生物脱盐技术。在具体的滩涂脱盐改土实践中江苏省通过这3种技术的集成,已形成各具特色的滨海滩涂脱盐改土技术体系,包括养鱼改土技术、稻作改土技术、秸秆覆盖旱作改土技术和秸秆覆盖造林改土技术。预计这些技术将对江苏沿海滩涂资源的开发利用提供有效的技术支撑。     

微咸水灌溉对小麦、玉米及土壤盐分的影响

利用(2-5)G/L的微咸水和淡水对山东西部盐渍化地区小麦、玉米进行灌溉试验。结果表,如措施得当,可确保冬小麦、玉米等农作物产量,土壤表层不积盐,策咸水资源可充分作用。     

西辽河冲积平原草甸土农田土壤肥力变化与施肥研究

在第二次土壤普查后,抽选西辽河冲积平原草甸土进行农田调查,结果证实,垦植后由于管理粗放,不重视施农家肥,农田土壤肥力明显下降。又过分强调提高单产,大量的施用尿素和磷酸二铵,忽视钾肥投入,造成耕层土壤钾素大量耗失,N、P2O5、K2O三元素比例失衡。因此,建议在今后的施肥中应采用平衡施肥技术,重施农家肥,补施钾肥,推广生物菌肥,适量施用微肥,促进该地区农牧业可持续发展。     

晋东南地区旱地农田土壤水分状况及水分循环特征

 根据农田土壤水分的定位观测资料，应用水分平衡法研究了晋东南地区主要作物对土壤水分的利用和农田土壤水分循环的特征。结果表明，该区农田土壤水分常处于亏缺状态，亏缺量比裸地多，土壤干旱层加深。作物对土壤水分的利用能力、收获时土壤有效水分剩余量因作物而异。冬小麦对土壤水分的利用量较多，用水层较深。春玉米、春谷子利用量较少，用水层也较浅。作物收获时，农田土壤中还有较多的有效水分未被利用，说明旱地土壤水分资源尚有一定的生产潜力，有待进一步开发。     

长期咸水滴灌对土壤氨氧化微生物丰度和群落结构的影响

为探讨长期咸水滴灌对棉田土壤氨氧化细菌（AOA）和氨氧化古菌（AOB）的丰度和群落结构的影响,于2018年采集已经过10年咸水滴灌的棉田土壤,通过实时荧光定量PCR和高通量测序技术测定土壤AOA和AOB的丰度和群落结构。试验设3个灌溉水盐度水平：0.35、4.61 dS·m^-1和8.04 dS·m^-1（分别代表淡水、微咸水和咸水）。结果表明：微咸水、咸水灌溉显著降低土壤NO₃^--N含量和潜在硝化势（PNR）,但显著增加土壤盐分和NH₄⁺-N含量。不同处理AOA和AOB的amoA基因拷贝数分别为2.2×10⁶~3.6×10⁶copies·g^-1和1.9×10⁵~3.2×10⁵ copies·g^-1干土;微咸水、咸水处理AOA和AOB amoA基因拷贝数均显著低于淡水处理,且微咸水处理显著降低AOA/AOB。PNR与AOA丰度（P<0.001）和AOB丰度（P<0.001）均呈显著正相关关系。此外,不同灌溉水盐度下AOA群落操作分类单元（OTUs）的数量大于AOB,微咸水、咸水灌溉显著降低AOB群落的OTUs。与淡水处理相比,咸水、微咸水处理显著增加AOA群落的香农指数,咸水处理显著降低AOB群落的香农指数。AOA和AOB群落的优势类群分别为Candidatus Nitrosocaldus和Nitrosospira;咸水、微咸水处理抑制AOA群落的Betaproteobacteria生长,而咸水处理中Candidatus Nitrosocaldus显著高于淡水和微咸水处理。AOB群落中Nitrosomonas的相对丰度随着灌溉水盐度的增加而显著降低。LEf Se分析显示,AOA在咸水灌溉下仅有1个差异物种,而AOB在微咸水灌溉时有5个差异物种。冗余分析结果显示：AOA群落结构的改变与土壤NO₃^--N、pH和盐度的变化密切相关,而AOB群落结构的改变仅与NO₃^--N和pH显著相关。盐分是影响氨氧化微生物生长及群落结构的主导因素,AOA和AOB共同参与土壤硝化作用,淡水、微咸水灌溉条件下AOB可能是硝化作用主导微生物种群,而咸水灌溉条件下AOA可能是主导微生物种群。     

新疆盐碱地分布特点和成因及改良利用技术研究进展

土壤盐渍化严重限制和阻碍了新疆农业可持续发展,为合理改良开发利用盐碱土提供理论依据和实践指导,结合国内外相关文献及新疆现状,应用End Note软件对文献数据进行整理分析。结果表明:新疆盐碱地成因有自然因素和人为因素,通过论述水利工程、农业工程和化学及生物改良等技术措施的发展现状,展望了新疆盐碱土改良利用的研究发展方向。新疆盐碱地治理改良是一个综合系统工程,水利工程和农业措施虽然在生产实践广泛应用,但单一的治理改良方式不能彻底解决土壤盐碱化,因此,对于改良盐碱土应坚持"水利先行,综合治理"的原则。     

转Bt基因作物对土壤酶活性和土壤肥力影响的研究进展

随着转Bt基因作物种植面积的逐年增加,人们对转基因作物释放后潜在的安全性也越来越关注。转Bt基因作物可以通过根系分泌或植株残体的形式将Bt蛋白释放到土壤中,残留的Bt蛋白在富集的过程中有可能对土壤生态环境中的土壤酶活性及土壤肥力等造成影响,但这些影响作用因不同的Bt作物和不同的土壤环境而不尽相同。商业化转Bt基因作物的大规模环境释放对土壤酶活性和土壤肥力的可能影响仍需要在不同生态区开展长期定位检测和评价。本文对转Bt基因作物的发展及其种植和秸秆降解过程中对土壤酶活性和土壤肥力影响的研究进展进行述评,为转Bt基因作物对土壤环境的生态风险评价提供参考。     

作物水分高效利用的技术和理论研究进展

从作物水分高效利用的技术依据、作物吸水的土壤有效水分含量范围、水分对作物生理生态特性的影响、作物和品种耗水特性差异、作物亏水后的补偿效应、水分利用效率与耗水量非同步性等理论领域对国内外研究成果进行了综述,为生物节水和管理节水提供理论依据。     

间套复合群体水分高效利用机理研究进展

综述了间套复合群体水分利用的特征及其机理,展望了未来间套作研究的重点领域。间套复合群体总耗水量与单作耗水量的加权平均差异极小,但水分利用效率可较单作提高18％～99％,间套作有利于创造适宜作物生长发育的土壤水分环境。复合群体水分高效利用的主要原因包括：不同作物水分需求时空生态位差异、提水作用、特殊的冠层结构、高效的光合产物转移特点、提高蒸腾量占腾发总量的比例。未来研究重点领域包括：间套作物根系时空分布与水分间的互作作用,配对作物生化互作与水分利用效率的关系,根系提水作用的诱导和利用,基于地面改进的间套作水分高效利用技术和分根交替灌溉技术研究。