新疆现行灌溉制度下膜下滴灌棉田土壤盐分分布变化

分析了膜下滴灌应用典型灌区新疆石河子121团连续4年的定点监测膜下滴灌棉田盐分。结果表明,盐分在膜下滴灌灌水作用下不断向远离滴灌带的区域迁移,水平方向逐渐向膜间裸地聚集,垂直方向逐渐向下层运移。剖面盐分随滴灌应用年限的增加逐渐由上大下小变化为上下均一的垂线状,这个过程尤其在滴灌应用2~4年表现得比较明显。滴灌应用4年深层(140 cm土层)开始脱盐,滴灌应用5年基本达到作物适宜耐盐含量。盐分降低主要原因在于当地的灌溉制度。灌水特别是较大定额的灌水,改变了盐分自然分布特点。在周期性灌水作用下,各年生育期内盐分含量相对较低,土壤盐分总量呈降低趋势。盐分降低主要时期在出苗水灌后及花铃后期。随滴灌应用年限的增加,300 cm深度范围内土壤盐分也逐渐降低,滴灌应用约10年左右呈铅垂线改良型分布特点。现行膜下滴灌灌水制度在滴灌应用5年以上应适当减少花铃期的灌水定额,灌溉定额可降至618 mm左右,但苗期灌水仍需保持较大的灌水定额。     

不同灌水定额对覆膜滴灌玉米生长、产量及水分利用效率的影响

为了探索适宜于赤峰地区滴灌玉米的灌水定额,在赤峰市松山区当铺地乡南平房村示范基地进行了大田试验,试验设置4个灌水定额水平,分别为180(GGDE1)、240(GGDE2)、300(GGDE3)、360(GGDE4)m3/hm2,研究了不同灌水定额对覆膜滴灌玉米生长状况、玉米产量和水分利用效率WUE的影响,分析了玉米耗水量与产量、边际产量、玉米水分利用效率之间的关系。结果表明:灌水定额300m3/hm2的处理玉米的株高、叶面积在玉米苗期、灌浆期表现出比其他灌水定额处理好;膜下滴灌玉米产量随灌水量的增加先增加后减小;穗重、行粒数、百粒质量等产量构成因素同样随灌溉定额增加呈递增趋势;穗长和穗行数规律性不强,各处理间差异不显著;玉米产量、水分利用效率均与玉米耗水量呈二次抛物线关系,玉米全生育期耗水量400.83~449.63mm是进行灌溉确定滴灌灌溉定额的主要研究区域。     

不同灌溉定额对枸杞生长和产量的影响

针对宁夏同心县枸杞灌溉水资源紧缺的生产实际,采用大田滴灌试验,研究了不同灌溉定额、不同种植方式(覆膜和不覆膜)对枸杞的生长及产量的影响。研究结果表明:1灌溉定额为1 620m3/hm2时,枸杞枝条长度最大;覆膜与不覆膜枸杞枝条生长速度均在开花初期最快;与覆膜相比,不覆膜的枸杞枝条生长速度峰值推迟10d出现;2覆膜和不覆膜条件下,灌溉定额为1 620m3/hm2时叶绿素含量均最高;灌溉定额一定时,覆膜的叶绿素含量高于不覆膜的;3覆膜和不覆膜条件下,灌溉定额为1 620m3/hm2时,枸杞产量均最高;当灌溉定额小于等于1 620m3/hm2时,覆膜的产量比不覆膜的高,当灌溉定额大于1 620m3/hm2时,覆膜的产量比不覆膜的低;当灌溉定额小于等于1 620m3/hm2时,枸杞产量随着灌水量的增加而增加,当灌溉定额大于1 620m3/hm2时,枸杞产量随着灌水量的增加而降低,说明过多的灌水不利于枸杞生长。覆膜滴灌条件下,灌溉定额为1 620m3/hm2适合在当地枸杞高效节水生产中推广应用。     

开沟覆膜滴灌条件下土壤水、温变化规律研究

新疆是中国葡萄重要的生产基地,但每年因盐碱与缺水导致减产现象严重。开沟覆膜滴灌技术结合膜下滴灌与开沟技术优点,理论上可有效改善作物生长的水土环境。为研究桁架葡萄下开沟覆膜滴灌技术对土壤水分与温度变化的影响,在石河子147团6连试验地用EM50仪器开展土壤水分、温度监测试验。研究结果表明:①在开沟模式为20 cm×100 cm,灌水定额为300 m3/hm~2时,无论是膜中还是膜边,灌水前后土壤含水量维持在0.22~0.38,满足作物根系吸水。加大灌水定额,在覆膜影响下,滴灌带表面积水区面积增大,使得在滴头下方形成饱和区增大;随着开沟深度的增大,覆膜中土壤含水量变化不明显,覆膜边呈下降趋势。②温度监测表明,无论是温度上升期(12时),还是夜间下降期(24时),土体温度变化幅度均在15~31℃,给葡萄生长提供良好的温度环境,利于葡萄产量与品质的提高。     

浅沟排水对膜下滴灌条件下“土壤-作物”系统的影响

为探明浅沟排水对膜下滴灌条件下"土壤-作物"系统的影响,以大棚番茄为研究对象,设计不同滴灌定额(200、250和300m3/hm2)及不同的排水沟深度(15和30cm)处理,对不同处理0~20cm土层土壤全盐含量、番茄产量、果实主要品质指标进行了观测,同时采用主成分分析法,对番茄的综合品质进行分析和评估。结果表明,浅沟排水及膜下滴灌条件下0~20cm土壤盐分呈"膜内降低、膜外升高"的趋势;较高灌水量结合较浅的地表排水有利于降低表层土壤盐分,并提高番茄的产量;番茄综合品质随灌水量的增大而降低,总体上随排水沟深度的加深而提高。本研究中,I3D1处理(300m3/hm2滴灌定额+15cm排水沟深度)去盐和增产效果最优,I1D2处理(200m3/hm2滴灌定额+30cm排水沟深度)番茄综合品质最优。     

干旱灌区灌水方式对田间土壤脱盐效果的模拟研究

为探究干旱灌区不同灌水方式下的田间土壤脱盐效果,通过构建基于HYDRUS-2D软件的土壤水盐运移模拟模型,模拟并分析了试验区土壤水盐的垂直运移过程和规律。结果表明,灌溉入渗对土体盐分的淋洗作用明显,灌水定额在4 000~6 000m3/hm2范围内的土壤脱盐效率较高;轮灌第一次的灌溉水量控制在使田间0~100cm土层含水率达到饱和即可,在后几轮灌溉过程中逐步增加灌水量的灌溉方案更有利于排出田间土壤盐分;在轮灌间隔为12d,轮灌次数为3次的条件下,灌水定额控制在5 200~6 000m3/hm2范围内的灌溉方案可使田间0~100cm土层含盐量达0.98%~1.13%,满足设计含盐量为1.2%的脱盐标准,达到设计干旱灌区脱盐灌水制度的目的。模拟结果可为干旱灌区的水土资源保护和可持续利用提供决策依据。     

不同灌溉制度对棉田盐分分布与脱盐效果的影响

以直径20 cm蒸发皿蒸发量为基础,采用双因素组合随机区组设计,研究了不同灌溉制度对膜下滴灌棉田土壤盐分分布与脱盐效果的影响。结果表明：增大灌水频率与灌水定额,有利于对棉花根区盐分在水平方向的淋洗,5 d和8 d灌水频率对水平方向含盐量有影响的土层深度分别为0~20 cm和0~30 cm;5 d灌水频率的土壤盐分随深度的增加呈现先降后升趋势,8 d灌水频率0~100 cm深度内各土层含盐量相差不明显,中等灌水定额（T60）0~60 cm土层含盐量小于高水（T80）和低水（T40）处理;与播前相比,棉花收获时0~20 cm含盐量降低,但30~60 cm土层含盐量增加,0~60 cm土层含盐量总体表现增加,中等灌水定额（T60）处理含盐量变化幅度最小,脱盐率为0.44%。灌水处理对0~100 cm深度土壤总含盐量无明显影响。此外,灌水量过高与过低均不利于提高棉花产量,与其他处理相比,高频（5 d）中定额灌溉（T60）处理不但可以获得合理的盐分分布与脱盐效果,且籽棉产量最高,为9.18t/hm2,是实现抑盐、控水、高产、高效的适宜棉花灌溉制度。     

宁夏中部干旱区滴灌条件下枸杞耗水规律研究

通过开展枸杞覆膜与不覆膜滴灌田间试验,研究了覆膜和灌溉定额对枸杞产量的影响以及枸杞耗水规律。结果表明,(1)除F6(灌溉定额2 160 m3/hm2)、F7(灌溉定额2 430 m3/hm2)处理外,覆膜处理产量均高于不覆膜处理。随灌溉定额增大,覆膜和不覆膜枸杞产量均先增大后减小。当灌溉定额为1 620 m3/hm2时,覆膜和不覆膜枸杞产量均最高,覆膜枸杞产量最高为10 400.7 kg/hm2,不覆膜枸杞产量最高为9 923.40 kg/hm2。(2)不覆膜比覆膜处理全生育期耗水量平均值高19.02 mm。覆膜与不覆膜枸杞各生育期耗水量及耗水模系数随生育期延长均先增大后减小,均呈"果熟期落叶期开花初期春梢生长期"的变化趋势。(3)覆膜枸杞各处理水分利用效率平均为2.99 kg/m3,不覆膜枸杞各处理水分利用效率平均为2.76 kg/m3,覆膜高于不覆膜。除F6(灌溉定额2 160 m3/hm2)、F7(灌溉定额2 430 m3/hm2)处理外,膜下滴灌枸杞各处理的水分利用效率(WUE)均高于不覆膜。枸杞膜下滴灌技术有利于保持土壤水分,减少棵间蒸发,有效节约水资源,适宜在宁夏中部干旱区广泛推广。     

不同灌水技术参数对农田水盐运移的影响

【目的】探索滴灌条件下农田高效洗盐适宜灌溉指标。【方法】通过人工控水试验重点研究了不同滴头流量(2.8和5.6L/h)和灌水定额(22.5、37.5和52.5mm)对盐碱地棉花根区盐分淋洗效果的影响。【结果】同一灌水定额条件下,湿润锋半径随着滴头流量的增加而增大;滴头流量增加,土壤水分分布呈宽浅型,表层土壤含水率逐渐升高。同一滴头流量条件下,湿润锋半径随着灌水定额的增加而增大;土壤含水率随着灌水定额的增加而增大。表层土壤盐分随着滴头流量和灌水定额的增大而减小,滴头流量为2.8 L/h时,水平脱盐半径30 cm,垂直脱盐深度60 cm;滴头流量为5.6 L/h时,水平脱盐半径40 cm,垂直脱盐深度40 cm。【结论】灌水定额52.5 mm时,脱盐效果最佳;随着作物的根部伸长,改变滴头流量,扎根40 cm以内用滴头流量5.6 L/h,扎根超过40 cm用滴头流量2.8L/h,可作为适宜的灌水技术参数。     

春灌对绿洲区棉田水盐分布及产量的影响

为了解不同春灌定额对北疆绿洲区棉田土壤水盐分布及棉花产量的影响,确定合理的春灌定额,通过大田小区试验,比较了不同春灌处理(T1:800 m3/hm2,T2:1 300 m3/hm2,T3:1 800 m3/hm2,T4:2 300 m3/hm2)及灌后不同时间对0~200 cm土壤水盐分布及棉花产量的影响。结果表明,小定额春灌水量对棉田土壤保墒能力及盐分淋洗效果均不显著,当达到T3处理时,可使0~200 cm土层平均含水率保持在19.89%左右,亦使土壤表层盐分淋洗至80 cm以下,0~40 cm土层盐分含量降至2.07~2.27 g/kg;春灌改善了棉田水盐环境,与T1处理相比,T2、T3及T4处理下的产量分别增加了9.6%、25.4%及27.0%。从水资源高效利用及经济效益考虑春灌定额1 800 m3/hm2可使棉田土壤达到适宜的水盐环境,也可得到6 264.583 kg/hm2的较高产量。     

滴灌条件下排水暗管间距对土壤盐分淋洗的影响

在滴灌淋洗条件下设计暗管排水试验,研究暗管不同埋设间距(15、20、25 m)对土壤剖面盐分分布及脱盐淋洗效果的影响。结果表明:滴灌淋洗期间,0~70 cm土层含盐量显著降低,与CK相比,试验地不同地段土壤平均含盐量减少10 g/kg以上。从暗管上方至相邻暗管中点位置处不同剖面土壤平均脱盐率逐渐减小,15、20、25 m间距小区在0~100 cm埋深土壤中点位置处最大脱盐率分别为84.01%、77.75%、73.98%,土壤整体脱盐率介于51.82%~60.43%之间。吸水管埋管间距越小,小区暗管排水阶段排水流量越大,排水矿化度、电导率也越大,但成本会略高。15 m间距相比20、25 m间距小区每公顷多投入的成本和平均脱盐率差值分别为8 430、12 570元和4.78%、8.61%;15 m间距暗管处理在水平距离暗管0、5、7.5 m处土壤脱盐率最大值分别为86.47%、85.15%、84.01%,且排水期间排水流量、矿化度、电导率最大,分别为2 m~3/h、189.15 g/L和35.9 mS/cm;土壤盐分淋洗效果优于20、25 m间距小区,淋洗相同盐分含量土壤所需灌水量也低于20、25 m间距;2次灌水后0~70 cm土层盐分整体已降至10 g/kg以下,作物生长条件大为改善,适宜作为指导新疆盐渍土改良滴管条件下暗管间距布设参数的依据。     

不同灌水量对南疆棉花墒情及长势的影响研究

通过棉花膜下滴灌大田试验,研究了不同灌水量情况下作物长势与产量影响及土壤墒情变化与分布规律的影响。试验共设了3 300、3 000、2 700、2 400m3/hm2等不同灌溉定额的处理,在各处理试验小区内装土壤墒情传感,并其传感器探头埋在地下10、20、40cm处实时监测不同层面土壤含水量和温度变化,以及同时在相应处取土样采用烘干法测土壤含水率和田间持水量。结果表明:3 300、3 000m3/hm2灌溉定额下,作物长势、土壤含水率和温度变化规律比较好,并与产量的相关性显著最佳状态,灌溉定额对土壤水分与温度灌水前后和灌水周期内变化的影响有明显显著。     

膜下滴灌暗管排水规律及土壤脱盐效果试验研究

为了探索膜下滴灌盐碱地在灌溉过程中暗管排水规律及土壤脱盐效率,设计了一种暗管排水模型试验装置系统来探究灌溉过程中暗管排水规律和排盐效果.试验通过控制灌水时间、灌水量、观测并记录暗管出水时间、排水流量、排水矿化度、土壤盐分剖面等指标,分析灌溉排水过程中暗管排水流速和排水矿化度特征以及各土层土壤脱盐效率.结果表明:经过3次灌水淋洗试验后,暗管排水流速最终趋于1.5~3.5 L/h稳定范围,排水矿化度稳定在20~40 g/L内;0~40 cm土层脱盐率高达85%,0~80 cm土层土壤脱盐率为80.5%,两暗管中间位置处脱盐率最小分别为57.96%,56.73%,69.29%,暗管上方脱盐率最大分别为71.73%,73.34%,84.26%,暗管排盐量占0~80 cm土层总盐分含量的28.9%,其余盐分被淋洗到了80 cm土层以下.     

不同滴灌年限土壤盐分分布及对棉花的影响初步研究

随着膜下滴灌应用年限增加,农田土壤盐碱变化及对作物影响引起关注.通过在新疆石河子121团,选择地块相近连续应用膜下滴灌2～14 a棉田8块进行盐分变化监测.结果初步表明,膜内0～20 cm土壤脱盐;40～80 cm积盐;膜间裸地盐分表聚,60 cm以上积盐,100 cm以下与膜内土壤盐分接近.滴灌4 a以内盐分含量较高,滴灌6 a以上较低.生育期末0～40 cm土壤盐分随滴灌年限增加而降低;60～100 cm以滴灌4 a积盐最高.滴灌8 a以上棉花成活率较高、株高和单株铃数相差不大.棉花产量以滴灌8 a地块最高,滴灌8 a以内随滴灌年限增加产量增加,滴灌8 a以上随滴灌年限增加产量降低.建议滴灌6 a以内农田加大盐分调控力度,滴灌8 a以上要对土壤盐分进行综合调控.     

重盐碱地膜下滴灌土壤盐分运移规律研究

根据对重盐碱地进行滴灌种植打瓜试验,钻孔取土,测定土壤总盐含量进行分析,试验表明在重盐碱地上利用膜下滴灌进行种植,滴头下的盐分淡化区稍向棵间偏移,并主要集中在二膜中间,可以为作物提供较好的水盐环境;经过1年膜下滴灌种植打瓜后,40 cm深度土壤总盐含量下降57%,100 cm深度总盐下降30.8%。     

内蒙古河套灌区不同灌溉模式对土壤温度及盐分的影响

针对内蒙古河套灌区井渠结合膜下滴灌这一灌排发展趋势,分别选取了黄灌(H)、井灌(J)、滴灌(D)3种灌溉模式,研究了土壤温度时空变化规律和生育期盐分平衡状况。结果表明:玉米生育期内不同灌溉模式膜内膜外土壤温度月季下降明显,且膜内外土壤温度差异随着时间的推移越来越小;玉米需水旺季(6、7月)膜内5cm土壤日温度受灌水影响程度依次是滴灌井灌黄灌,平均温度黄灌较井灌高0.47℃,较滴灌高1.18℃;自6月下旬开始膜内5cm 10日平均土壤温度黄灌始终高于井灌0.35~1.53℃,滴灌基本小于井灌;30日平均温度黄灌较井灌温度始终高0.34~1.02℃,较滴灌高1.12~1.98℃。生育期黄灌、井灌、滴灌0~100、0~60cm土壤均积盐,膜外积盐率0~60cm远大于0~100cm。若地面灌溉一年一洗盐,滴灌0~100cm盐分累积至井灌土壤盐分水平需2年一次秋浇洗盐。     

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。     

不同灌溉定额对膜下滴灌棉花土壤盐分分布的影响研究

开展了不同灌溉定额对土壤盐分分布影响的试验研究。结果表明,灌溉定额越大,盐分运动和分布所受到的影响越大,盐分水平方向运动越远,相同距离处土壤盐分含量相对越低,垂直方向,土壤盐分向耕作层以下运移并发生聚积,毛管附近土壤盐分淋洗范围和淋洗程度均越大,远离毛管宽行距盐分聚集范围越大且较深。灌溉定额越小,浅层土壤盐分积盐率越高,毛管附近土壤盐分淋洗范围和淋洗程度均越小,远离毛管宽行距盐分聚集范围越小且较浅。