干旱绿洲区膜下滴灌棉田土壤盐分时空变化特征研究

基于Penman-Monteith公式设计一定梯度的灌水定额和灌水次数双因素组合试验,通过2012—2014年连续3a免冬、春灌膜下滴灌棉花田间定位试验研究,测定分析土壤盐分时空变化规律及其对棉花产量的影响。结果表明:膜下滴灌棉花生育期0~30 cm土壤盐分变幅大于40~100 cm,较小的灌水定额和灌水次数使0~30 cm盐分变幅增大,棉花苗期和花铃期变幅最为明显。灌水定额对土壤剖面盐分变异程度影响弱于灌水次数。增加灌水定额有利于减小棉花各生育阶段0~30 cm土壤盐分含量。土壤剖面盐分呈"C"形分布,0~40 cm土壤盐分含量灌水12次比灌水16次大1.74%,50~80 cm土层土壤盐分含量灌水16次比灌水12次大1.71%,灌水次数对90~100 cm土层土壤盐分影响不明显。同一灌水次数下,460 mm灌溉定额籽棉产量最高,适宜灌溉定额下,16次灌水次数籽棉产量高于灌水12次籽棉产量。灌溉水利用效率随灌水定额的降低和灌水次数的增加而提高,在南疆水资源短缺情况下高频次小定额灌溉可获得最大的灌溉水利用效率。当0~30 cm初始土壤含盐量(2.03 g/kg)小于3.0 g/kg时,棉花生育期460 mm灌溉定额、16次灌水次数,不会产生土壤盐分累积情况,可作为南疆干旱区免冬、春灌适宜棉花灌溉制度。     

石羊河流域膜下滴灌土壤水盐空间分布特征

通过田间试验,研究了膜下滴灌条件下,不同灌溉定额对春玉米生育期土壤水盐空间分布特征的影响.结果表明土壤含水量的时空分布受灌溉水量的影响.在灌溉期,0~20 cm土层土壤水分含量明显增加.随灌水定额的增加,土壤脱盐深度呈增大的趋势,其中,0~20 cm土层土壤脱盐现象明显,40~100 cm土层土壤积盐现象明显.在春玉米生育后期,灌水定额对滴灌带间的土壤淋洗作用较前期明显.在非灌溉期,由于较强烈的蒸发蒸腾作用,土壤含水量持续降低,作物的主要根系吸水层0~60 cm土层土壤水分含量阶段性变化明显.土壤盐分随土壤水分向上运移,在0~40 cm土层发生积盐现象,40~100 cm土层发生脱盐现象,畦灌方式在0~100 cm土层内均发生脱盐现象.膜下滴灌条件下,春玉米在拔节期前0~100 cm土层土壤含水率和含盐率变异系数分别属于中等变异和弱变异强度,之后两者均属于中等变异强度,且土壤含盐率变异强度始终低于土壤含水率.     

盐碱地滴灌春小麦土壤水盐运动特点

通过测坑试验,测定水平和垂直方向距滴灌带不同位置土壤含水率和含盐量.结果表明,小麦滴灌条件下土壤水盐分布受滴灌影响深度主要在0～60 cm土层,0～20 cm土层水盐变化最剧烈.小麦主根系层土壤在垂直和水平方向一定范围内(垂直20 cm、水平25 cm)形成一个盐分淡化区,在0～100 cm土壤剖面内,土壤含水率随土层深度呈先升后降变化.土壤盐分在0～40 cm处于脱盐状态,60～100 cm积盐.上层土壤水盐受灌水和蒸发的影响随时间均升降交替变化,土壤盐分在非灌水期间呈表层和深层双聚、耕层脱盐特点.     

低压微润灌灌水均匀性及土壤水分分布特性

采用低压微润灌和滴灌进行西瓜灌溉对比试验,分析不同断面不同土层土壤水分分布特征及灌水均匀性。研究表明:滴灌土壤水分在垂直方向上分层明显,灌后土壤水分主要集中在0~40cm土层,水平方向上土壤含水率随着离滴头距离的增大逐渐降低;微润灌土壤水分在垂直方向上微润带下层土壤含水率大于上层土壤含水率;微润灌呈立体供水状态,微润带左右土壤水分分布特征相似,灌水均匀度较高;微润灌表层土壤形成干土层,起到覆膜作用,减少了表层土壤蒸发,提高了灌溉水利用系数;生育期内,微润灌短时间内各个土层土壤水分动态变化较小,减小了灌溉工作强度;微润灌0~30cm土层土壤含水率变异系数较小;表层土壤含水率变异系数微润灌及滴灌均较大;微润灌土壤主要湿润区在5~30cm土层,土壤水分在5cm和30cm土层相对均匀;滴灌土壤主要湿润区在0~50cm土层,土壤水分在10~40cm土层相对均匀。     

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。     

不同滴灌方式对滨海盐碱地土壤剖面盐分变化的影响

为了探讨不同滴灌方式对滨海盐碱地土壤剖面盐分变化的影响,采用大田试验,以天津滨海盐碱地土壤为研究对象,设计了常规滴灌(CI)和膜下滴灌(FI)2个处理,研究了不同滴灌方式下土壤剖面Ca2+、Mg2+、Na+、K+、SAR和K+/Na+的变化规律.结果表明:灌水后CI和FI处理0-60cm土层土壤Ca2+、Mg2+和Na+浓度显著降低;降雨后CI处理0～20 cm土层土壤Na+浓度、SAR和20-60cm土层土壤Mg2+浓度显著降低;水分重分布过程中,0～20 cm土层土壤Ca2+、Mg2+和Na+浓度表现出CI>FI处理,而K+/Na+则表现出CI相似文献   

微咸水灌溉对土壤EC值及冬小麦产量的影响

通过测坑试验,在"咸淡淡"、"淡咸淡"、"淡淡咸"3种微咸水-淡水交替灌溉方式和1、3、5 g/L三种微咸水矿化度水平条件下,监测并分析了各生育期灌水前后及生育期结束后土壤0~20、20~40、40~60 cm土层EC值,测定并分析了冬小麦产量及其构成因子。结果表明,整个生育期内,各层土壤EC值呈波动周期性变化趋势;微咸水-淡水交替灌溉方式主要影响土壤盐分的垂直分布,盐灌越靠前,盐分聚集层越深;灌水矿化度主要影响土壤总体EC值,随灌水矿化度增加,土壤总EC值变大。冬小麦产量和产量构成因子随灌水矿化度升高而呈减小的趋势,冬小麦的产量构成因子及产量在"咸淡淡"与"淡淡咸"2种轮灌方式下差异性显著,表现为"咸淡淡""淡淡咸"。     

盐碱地大棚番茄膜下滴灌节水试验研究

为了研究不同灌水方式对盐碱地大棚番茄生长状况、土壤水盐状况、耗水量、产量及灌水利用效率的影响,以番茄为试材,进行了田间小区试验。结果表明,膜下滴灌和沟灌都会影响土壤表层0~30 cm内的土壤电导率,除了膜下滴灌20~30 cm土层,其他的均低于土壤初始电导率。与沟灌相比,膜下滴灌可以提高番茄的株高和叶片数,促进番茄生长发育;其耗水量减少56.2%。与沟灌相比,膜下滴灌可节水64.2%,增加产量5.5 t/hm2,膜下滴灌的灌水利用效率是其2.8倍。综上所述,膜下滴灌可以增加番茄产量并且显著降低用水量,提高灌溉水利用效率,且不会造成土壤盐分的大量累积,可以在盐碱地推广应用。     

不同灌溉方式棉田土壤含盐量的分布特征——以玛纳斯河中游灌区为例

【目的】为干旱区节水灌溉和土壤盐渍化的预防提供依据。【方法】采用野外采样、实验室分析以及统计分析等方法,并基于空间换时间的研究方法,以玛纳斯河中游灌区为例,开展了灌溉方式(荒地、漫灌、滴灌)对棉田土壤盐分分布特征的研究。【结果】各灌溉方式变化过程0~40 cm及0~100 cm剖面内各层土壤含盐量分布特征大致为:荒地最高,滴灌棉田灌溉初期次之,漫灌棉田相对最低;随滴灌年限增加,土壤含盐量呈波动上升趋势;随着土层深度增加,各样地土壤含盐量大致呈现出:荒地各层土壤含盐量均比较高,漫灌棉田土壤含盐量主要集中在20~60 cm土层,0~20、60~100 cm土层相对较少,滴灌棉田各层土壤含盐量规律不明显。不同灌溉方式棉田纵剖面土壤含盐量的变异性为:荒地最低,漫灌棉田最高,而滴灌棉田变异性位于荒地和漫灌棉田之间,并且随滴灌年限增加土壤含盐量变异性呈现出1~4 a内波动减小,4~5 a间达到最小,4~5 a后波动增大的趋势;在灌溉方式变化过程中随土层深度增加各层土壤含盐量变异性呈波动下降的趋势。【结论】综上可知,不同灌溉方式以及灌溉年限的变化对棉田各层土壤含盐量及其变异性会有明显的影响。     

库尔勒香梨覆膜滴灌效应研究

在滴灌方式下,通过覆盖地膜的栽培方式研究了库尔勒香梨生长特性以及果实品质和产量。结果表明,地膜滴灌（MD）显著提高了香梨根际区土壤水分含量,0～60cm土层土壤含水率显著高于未覆盖滴灌（ND）和漫灌（CK）,该土层土壤含水率与叶片含水率之间的相关性显著高于60～100cm土层。土壤含水率的增加促进了叶片含水率和叶绿素含...     

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.     

滴灌葵花不同灌溉制度下土壤水盐运移规律

为探讨不同灌溉制度覆膜滴灌下土壤盐分运移规律,在内蒙古河套灌区进行了田间试验,共设置3种灌水处理:灌水用张力计进行控制,分别设置基质势为-20、-30、-40 k Pa 3个灌水下限,每个处理重复3次,随机布置。结果表明:各处理土壤盐分均由膜内向膜外迁移并在表层土壤集聚,控制基质势为-20 k Pa的灌水下限可有效淋洗0～100 cm土层盐分,但在0～40 cm土层仍出现积盐现象;控制基质势为-30 k Pa的灌水下限灌溉水利用效率最高。葵花整个生育期内,膜内和膜外土壤的全盐含量曲线变化规律相同,表层土壤全盐含量值变化较大,随着土层深度的增加盐分波动越小。不同处理在40～80 cm土层压盐效果都优于0～40 cm土层,随着灌水频率的增加,压盐效果更加明显。各处理在作物生育期后,0～40 cm土层均呈现不同程度的积盐,建议在非生育期漫灌洗盐。     

滴灌下不同灌水处理对马铃薯水氮运移及产量的影响

通过大田膜下滴灌试验,研究了不同灌水处理下马铃薯根区水分和硝态氮的运移规律以及不同灌水处理对马铃薯产量的影响,为宁夏干旱地区防止土壤中硝态氮淋移渗漏、提高土壤水肥利用效率提供理论依据。该试验以灌溉定额900、1 260、1 620 m^3/hm^2为变量,采用随机区组试验方法,试验结果表明:土壤含水率随着灌溉定额的增大而增加且随着土层深度的增加不断减少;随着灌水后天数的推移,各个处理不同深度土壤含水率不断降低;表层土壤(0～20 cm)含水率随着灌溉定额的增加而增大,30～40 cm土壤含水率不断降低,50～100 cm土壤含水率不断降低的幅度随着灌溉定额的增加而降低; 30～50 cm土层硝态氮含量低于0～20 cm土层的,60～100 cm土层硝态氮的含量在0.2 mg/kg基础上以0～0.11 mg/kg上下浮动;在该试验中,灌溉定额在一定范围内可以促进马铃薯产量的增加,但是当灌水量超过1 620 m^3/hm^2时,产量与灌水量呈负相关关系。试验条件下,灌溉定额为1 260 m^3/hm^2时,马铃薯产量最高,高达25.88 t/hm^2,不同深度土层含水率和硝态氮含量均为马铃薯生长发育对水分的最优需求。     

地下滴灌带类型对玉米根系生长和产量的影响

包膜滴灌带是一种新型的地下滴灌带。通过大田试验,研究了3种灌水量(80%ETc、100%ETc和120%ETc)条件下,包膜和传统地下滴灌带对土壤含水率、春玉米根系和产量的影响。结果表明,与传统地下滴灌带相比,包膜地下滴灌带增加了20~40cm土层的土壤含水率,减小了40~60cm土层的土壤含水率;促进了玉米根系的生长,在80%ETc和100%ETc灌水条件下,土层包膜地下滴灌带处理0~15、15~30、30~45和45~60cm吸水根长分别比传统地下滴灌带处理平均增加40.2%、77.92%、28.82%和35.03%。但随着灌水量的增加,包膜地下滴灌带对玉米根系的促进作用逐渐减弱,120%ETc条件下仅增加了15~45cm土层根系总量。另外,滴灌带类型对玉米产量有显著影响,100%ETc灌水量条件下,包膜地下滴灌带处理玉米产量比传统地下滴灌带提高了5.2%。     

不同微咸水灌溉方式对压砂地土壤水盐及pH空间变异的影响

掌握不同灌溉方式下压砂地土壤水盐及pH的空间分布规律可以有效提高微咸水的利用效率。利用田间取样、经典统计学、地统计学以及克里格插值法对比分析了滴灌和微喷灌0～40 cm土层土壤含水率、电导率和pH值的空间变异特征。结果表明：微喷灌的土壤含水率略低于滴灌，0～40 cm土层土壤含水率属于中等变异性，且具有中等强度的空间相关性。微喷灌0～20 cm土层土壤平均电导率和离散化程度小于滴灌，同时，2种灌溉方式下0～20 cm和20～40 cm土层电导率的空间分布均表现出中等变异且具有较强的空间相关性；20～40 cm土层的平均电导率小于0～20 cm土层。无论微喷灌还是滴灌，调查地块的土壤电导率表现为中间位置低而地边较高，土壤含水率则在中间位置高而地边低。灌溉方式对土壤pH值的影响不显著，其空间变异性属于弱变异，但微喷灌条件下pH值具有较强的空间相关性。微咸水灌溉条件下压砂地抑制了表层土壤盐分累积，并存在向未覆砂的地块边缘聚积的现象。不同灌水方式下压砂地土壤水分和盐分均存在中等的空间变异性和空间自相关性，而pH值空间变异性较弱。研究结果可以为压砂地的微咸水合理利用提供理论依据。     

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。     

基于作物-水模型的不同降雨年型苜蓿草田生长季地下滴灌灌溉制度研究

以不同降雨年型苜蓿草田生长季地下滴灌灌溉制度为研究目标,以地下滴灌不同土壤含水量下限控制试验为基础,通过对不同降雨年型苜蓿生长、水分利用及产量指标的系统分析,建立产量-耗水量-水分生产效率的作物-水模型,推求各茬苜蓿最优耗水量,结合典型年降雨在苜蓿生产各茬内的分布特点,提出宁夏引黄灌区苜蓿草田不同降雨年型地下滴灌灌溉制度。结果表明:不同降雨年型下,地下滴灌苜蓿土壤含水量≥50%田间持水率时,各茬株高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逐步下降,茎叶比在丰水年型随灌溉定额增加而升高,在平水年型随收获茬次延续逐步下降;各处理干草产量在不同降雨年型均随收获茬次的延续逐步下降,且土壤含水量下限高于60%田间持水率的各处理间产量差异达不到显著水平;苜蓿草田各茬灌水量通过影响耗水量而影响苜蓿茎叶比、株高和分枝数,进而影响干草产量,并据此建立了苜蓿草田产量-耗水量-水分生产效率间的作物水模型,计算苜蓿草田各茬兼顾产量和水分生产效率的最优耗水量,结合自然降雨分布特征,提出宁夏引黄灌区不同降雨年型苜蓿草田生长季地下滴灌灌溉制度:枯水年苜蓿地下滴灌灌溉定额为5 000 m~3/hm~2,灌水20次;平水年苜蓿地下滴灌灌溉定额为4 600 m~3/hm~2,灌水19次;丰水年苜蓿地下滴灌灌溉定额为4 132 m~3/hm~2,灌水17次。     

多年膜下滴灌对土壤水盐及棉花产量的影响北大核心

通过农田定位试验,研究常规膜下滴灌棉花种植下,农田水盐动态变化特征、棉花产量及水分利用效率,对防止土壤盐渍化,提高水土资源利用效率具有重要意义。结果表明:膜下滴灌主要影响棉花耕作层土壤水分,不会产生深层渗漏。各年份不同生育期滴头间和滴灌带间土壤水分含量随土壤深度增加呈现“先增-后降-再增”的变化趋势,100 cm土层土壤水分含量达25.16%。随着耕种年份增加,0~100 cm土层含盐量呈增加趋势,滴灌带带间盐分含量累积较滴头间显著,2021年收获后滴灌带间0~10 cm土层盐分含量达1.63 g/kg,从第四茬棉花种植开始,耕作层(0~40 cm)土壤盐分含量较第一茬增加117%,籽棉产量较第一茬降低8.1%,水分利用效率较第一茬降低6.3%。随年份增加籽棉产量呈下降趋势,籽棉产量介于4398.3~4970.1 kg/hm^(2)之间,同一耕地连续在膜下滴灌灌溉处理下,棉花种植从第四茬起进行种植结构和灌溉方式调整。     

滴灌水盐调控和沼液灌溉量对土壤环境和小白菜产量的影响

为找到可以最大程度消纳沼液，维持土壤质量，减少硝态氮淋失以及对小白菜产量影响的灌溉方案，采用盆栽试验，研究不同土壤水基质势（SMP）-30 kPa (A)和-10 kPa (B)和不同单次灌溉量10 mm (10)、15mm (15)、20 mm (20)、30 mm (30)、40 mm (40)滴灌对土壤盐分、无机氮、pH、硝酸盐淋失量和小白菜产量的影响；沼液灌溉持续约1个月，后期为清水灌溉。结果表明，沼液灌溉总量以B30最高，其次为A40和B40。-30kPa条件下滴灌EC=3.4 dS/m的沼液会增加土壤盐分，土壤溶液EC与土壤水分呈线性正相关，清水灌溉后20 cm以上土层的EC值下降迅速，深层土壤则有较长的延滞期；试验结束后各处理土壤ECe（饱和泥浆提取液电导率）均低于试验前水平，其中SMP为-10 kPa时，在0～20 cm土层ECe随单次灌溉量的增加而降低，20～40 cm土层ECe在单次灌溉量20 mm时最高，30 mm时最低。土壤pH前后变化幅度不大。-10 kPa处理与-30 kPa相比，0～20 cm土层硝态氮含量高176%,20～40 cm土层铵态氮含量增加35...     

滴灌施肥对红枣土壤水盐动态及光合的影响

为了新疆地区滴灌红枣土壤盐渍化的水肥高效利用,以当地8 a成龄枣树为供试材料,结合田间试验,研究水肥管理对滴灌红枣土壤水盐动态及光合特性的影响.结果表明:灌水水平对萌芽新梢期、花期土壤含水率的影响具有统计学意义(0~40 cm);水肥耦合效应对全生育期红枣土壤含水率的影响具有统计学意义(0~40 cm和40~100 cm土层);0~40 cm土层,灌水和水肥耦合效应对全生育期土壤含盐量的影响具有统计学意义,施肥对红枣萌芽新梢期的土壤含盐量影响具有统计学意义;40~100cm土层,水肥耦合效应对土壤含盐量的影响具有统计学意义.高灌溉量(1 020 mm)对表层(0~10 cm)土壤保水性和盐分淋洗具有良好效果;增加施肥量会引起表层盐分升高;不同处理的土壤含盐量生育期末与试验前相比,均处于脱盐状态;灌水水平和水肥耦合效应对红枣叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)的影响具有统计学意义;Pn和Tr均在W2F1处理(820 mm,200-100-150 kg/hm²)下达到较高水平,WUE在W3F3处理(1 020 mm,600-300-450 kg/hm²)较优,但与W2F1处理的差异无统计学意义.