不同矿化度(微)咸水膜下滴灌棉田土壤水盐分布及棉花生长特性研究

（微）咸水资源运用于农业灌溉为缓解干旱半干旱地区淡水资源紧缺问题提供了关键途径,适宜矿化度水质灌溉棉田可有效增加作物产量且在短期内不会加重土壤盐渍化。为探明不同矿化度水质膜下滴灌对棉田土壤水盐运移及棉花生长的影响,于2018—2020年开展测坑试验,设置1、2、3、4、5、6 g·L^-1等6个不同矿化度灌溉水源情景,分析土壤水盐、八大离子、水化学类型变化及棉花生长特性。结果表明：（1）（微）咸水灌溉下土壤含水率在花铃期达到峰值,矿化度5、6 g·L^-1处理下土壤含水率明显高于其他处理,窄行处灌后12 h各处理土壤含水率在60 cm土层处达到峰值,各处理土壤平均含水率峰值为20.61%;土壤盐分随着棉花生育期的推进及灌溉水矿化度的增加而增大,并逐年增加。（2）离子含量随着灌溉水矿化度增加而增加;（微）咸水灌溉下各处理盐分被滴灌水淋洗至60~100 cm土层,土壤溶液水化学类型主要为 Cl·SO₄-Na·Ca型。(3）灌溉水矿化度>4 g·L^-1时,棉花株高、茎粗、叶面积和叶绿素含量受到不同程度的抑制;4 g·L^-1处理下产量高出淡水处理0.02%,矿化度≤4 g·L^-1的水源灌溉下土壤积盐较少,是适宜的灌溉水源。     

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6g·L-1以下的咸水对棉花产量没有明显的影响,而滴灌8g·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6g·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。     

膜下滴灌条件下不同矿化度水对土壤水盐动态及棉花产量的影响

塔里木盆地分布着相当大面积矿化度在3~5 g/L之间的浅层地下咸水,有很大的开发利用潜力。通过微区测坑试验,采用膜下滴灌技术,用不同矿化度的咸水灌溉棉花,探求其对土壤水盐动态和棉花产量的影响。研究表明:(1)土壤盐分和水分二者的动态变化是紧密相关的,其中,土壤盐分动态变化主要受大气和灌溉水的影响,土壤水分的动态变化主要受棉花生长阶段和灌溉水的影响;(2)咸水膜下滴灌与淡水膜下滴灌同样具有淋洗和压盐效果;(3)通过棉花产量分析发现:与采用淡水灌溉相比,咸水灌溉对产量,单株铃数和单铃重具有一定的影响,对衣分没有影响;(4)当灌溉水矿化度大于3.24 g/L时,不利于塔里木盆地进行农业生产。     

长期咸水滴灌对灰漠土理化性质及棉花生长的影响

为揭示长期咸水滴灌对灰漠土物理化学特性及棉花生长的影响,研究了咸水灌溉11 a后土壤盐分、容重、水力特性、棉花耐盐生理特征及产量。试验设置3个灌溉水盐度水平:0.35 dS·m~(-1)(淡水)、4.61 dS·m~(-1)(微咸水)和8.04 dS·m~(-1)(咸水)。研究表明:与淡水灌溉相比,微咸水和咸水灌溉显著增加土壤容重、盐分、pH值和土壤含水量,显著降低土壤孔隙度、全氮和有机质含量;土壤饱和导水率在微咸水和咸水灌溉处理下分别较淡水处理降低45%和60%,体积含水率随着灌溉水盐度的增加而增大;与淡水灌溉相比,微咸水和咸水灌溉显著降低棉花叶面积、叶水势、气孔导度、叶绿素含量和干鲜质量比,其中叶水势分别较淡水处理下降43.34%和63.46%;微咸水和咸水灌溉显著增加棉花叶片相对电导率和丙二醛含量,同时SOD、POD和CAT活性也显著增加,脯氨酸含量分别较淡水灌溉增加69.52%和212%;棉花总生物量在微咸水和咸水灌溉处理下分别较淡水灌溉处理降低14.15%和32.88%;籽棉产量分别较淡水灌溉降低12.6%和25.7%。综上所述,长期的微咸水和咸水灌溉显著增加土壤盐分含量、降低土壤养分含量,土壤水分的可利用性也显著下降,导致棉花生物量和产量降低。     

微咸水滴灌条件下土壤水盐分布特征试验研究

为了研究微咸水水质及灌水量对当地土壤水盐运移的影响,充分利用新疆库尔勒水管处重点灌溉实验站的水质,进行了棉田不同灌水矿化度(0.74、2.65、3.54、.41 g/L)及灌水量(6、8、10 L)下滴灌入渗试验,着重分析了淡水(矿化度0.74 g/L)和3.5 g/L矿化度微咸水及不同灌水量下的湿润体内的水盐分布特征。结果表明:微咸水可以增加土壤水平方向含水量,但脱盐效果低于淡水滴灌条件;3.5 g/L微咸水滴灌在0~40 cm垂直土层盐分均值比平均初始值稍有增加,而10~40 cm土层内没有盐分积累,可满足耕作层内棉花的生长;由试验灌水量折合成灌水定额为23 m3/667m2,所以在当地土质下采用3.5 g/L微咸水进行膜下滴灌在≥23 m3/667m2灌水定额下可行;微咸水滴头正下方纵向的脱盐系数随灌水量的增加而增加,两者呈直线关系,由该关系式可大致推求一定脱盐系数下的灌水量。     

微咸水膜下滴灌对土壤水盐分布及加工番茄产量的影响

为探明微咸水膜下滴灌对土壤水盐分布及加工番茄生长和产量的影响,通过大田小区试验,设置灌水矿化度和灌水定额两个因素,其中3个灌溉水矿化度水平分别为S1:1 g·L~(-1)、S2:3 g·L~(-1)和S3:5 g·L~(-1),3个灌水定额分别为W1:305 m~3·hm~(-2)、W2:458 m~3·hm~(-2)和W3:611 m~3·hm~(-2),来进一步寻求适宜本地区加工番茄生长的微咸水膜下滴灌灌溉制度。结果表明:覆膜微咸水滴灌条件下土壤含水量垂直方向的变化趋势表现为0～20 cm土层随深度增加含水量逐渐降低、20～100 cm土层随深度增加含水量逐渐增大、60～100 cm范围内土层剖面含水量最大的分布规律;土壤含盐量随着灌水矿化度的增大而增加,且随着灌水量的增加土壤盐分逐渐向水平距滴灌带35 cm处聚集。灌水矿化度超过3 g·L~(-1)时加工番茄株高、茎粗均受到一定程度的抑制作用,但对产量影响不大。本文通过试验得出:灌水定额为611 m~3·hm~(-2)、矿化度为1 g·L~(-1)处理为本地区最佳微咸水膜下滴灌处理,加工番茄生长健壮且产量最高,达到127 613.2 kg·hm~(-2);同时认为,在我国淡水资源比较缺乏的新疆地区可以考虑采用灌水定额458 m~3·hm~(-2)和灌水矿化度3～5 g·L~(-1)的微咸水对盐分中等敏感的加工番茄进行灌溉。     

微咸水膜下滴灌条件下南疆棉花水肥耦合规律研究

为寻求劣质水(微咸水)滴灌施肥下的水肥耦合最优模型,通过正交实验设计,从水、肥、盐三个方面分析了不同生育期棉花耗水、土壤水分、土壤盐分、硝态氮等土壤因子的变化.结果表明:棉花耗水量与灌溉定额及土壤盐分有一定的相关关系.蕾期和花铃前期各处理土壤水分变异系数较大;花铃后期土壤硝态氮的积累量则逐渐增加;矿化度2～3 g·L-1的微咸水与淡水混灌对棉田土壤盐分的积累影响较小;正交分析得出了最优水平为灌水量为600mm,咸淡配比为2∶1,尿素施入量为80 kg· 667m-2.方差分析表明灌溉定额和施肥量两个因素对产量有显著影响,并利用SPSS软件建立了两者与产量的二次回归模型.     

不同矿化度咸水滴灌对盐碱地水盐特性及油葵生长的影响

针对宁夏银北地区大面积分布的白僵土盐碱地,通过连续2年田间定位试验,研究了膜下滴灌条件下,灌溉水矿化度(0.2、1、2、3、4、5 g·L-1)对土壤水盐特性及油葵生长和产量的影响。结果表明,0.2、1 g·L-1的微咸水滴灌时,土壤表现出较好的入渗性能,随灌溉水矿化度从0.2 g·L-1升高到5 g·L-1时,40~60 cm深度处土壤含水量先增加后减小。低矿化度咸水处理表现出了明显的盐分淋洗效果,而高矿化度的咸水灌溉带来了盐分在土壤中的大量积累,导致了作物的生长受阻,甚至死亡。采用矿化度为1 g·L-1的微咸水滴灌,可以获得较好的植物生长和较高产量。因此,采用膜下滴灌的方式,1 g·L-1的微咸水可用于油葵的种植,进而开发利用白僵土盐碱地。     

咸水非充分灌溉下土壤水盐动态及对制种玉米生长的影响

为了探究石羊河流域地下水资源的利用方式,在甘肃省石羊河流域开展了为期2年的制种玉米咸水非充分灌溉田间试验,试验设置3种灌水水平即w1(1ETc)、w2(2/3ETc)、w3(1/2ETc),3种盐分水平即s1(矿化度0.71 g·L~(-1),淡水)、s2(矿化度3 g·L~(-1))、s3(矿化度6 g·L~(-1)),共9个试验处理,研究咸水非充分灌溉对土壤水盐动态及制种玉米生长的影响。研究结果表明:咸水非充分灌溉条件下,由于灌溉水量和灌水矿化度不同,土壤水盐动态表现出不同的特征,非充分灌溉处理土壤含水量低于充分灌溉处理,咸水灌溉处理土壤含水量高于淡水灌溉处理;充分灌溉处理盐分累积较深,非充分灌溉处理盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤。灌溉水量采用2/3 ETc的非充分灌溉方式进行灌溉,土壤盐分随着水分运移,盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤,短时期采用灌水矿化度为3 g·L~(-1)的微咸水灌溉,盐分不会在土壤产生大量累积。因此,在研究区灌溉水量控制在2/3 ETc左右,灌水矿化度不超过3 g·L~(-1),对制种玉米生长的影响较小,减产幅度在11%以下,能够达到合理利用地下咸水资源和节水灌溉的目的。     

冀南平原大棚微咸水滴灌对土壤水盐分布及葡萄生长发育的影响

为确定适宜矿化度的微咸水滴灌方式,并为指导不同葡萄品种的微咸水滴灌灌溉制度提供理论依据,在冀南平原地区开展大棚葡萄微咸水滴灌试验,研究了淡水(CK)、2 g·L^-1微咸水(2 g·L^-1)、3 g·L^-1微咸水(3 g·L^-1)和4 g·L^-1微咸水(4 g·L^-1)4个不同矿化度水分灌溉处理对土壤水盐分布、葡萄生长和光合特性及果实品质的影响。结果表明：(1)2 g·L^-1处理的土壤盐分累积小于影响葡萄生长的盐分阈值,而3 g·L^-1和4 g·L^-1处理的盐分累积已超出该盐分阈值。(2)微咸水滴灌会减缓生育前期葡萄新梢的生长速度,且矿化度越高减缓程度越大。(3)随着矿化度的增加,叶片净光合速率、胞间CO₂浓度呈现逐渐降低的趋势,但2 g·L^-1处理的叶片水分利用效率高于其他处理。(4)2 g·L^-1处理‘火焰无核’葡萄的糖酸比...     

磷肥种类和施用方式对新疆棉田磷素利用及棉花产量的影响

通过研究不同磷肥种类和施用方式对新疆棉田棉花磷吸收、产量和土壤磷平衡的影响,明确适合新疆棉田的磷肥种类和施用方式。采用田间试验方法,设置6个处理:不施磷肥(CK)、重过磷酸钙基施(TSP-B)、磷酸一铵基施(MAP-B)、磷酸脲基施(UP-B)、磷酸一铵滴施(MAP-D)、磷酸脲滴施(UP-D),在棉花花蕾期、花铃期、吐絮期分别采集土壤及植物样品,测定土壤有效磷含量、棉花各器官吸磷量和籽棉产量,并计算磷肥利用效率和棉田磷平衡。结果表明:磷酸一铵和磷酸脲处理的土壤有效磷含量、植物吸磷量高于重过磷酸钙处理,并且吐絮期时,滴施处理(MAP-D、UP-D)土壤有效磷含量比基施处理(MAP-B、UP-B)增加了46.34%和105.12%。与不施磷肥和重过磷酸钙处理相比,磷酸一铵和磷酸脲处理的籽棉产量显著提高,且滴施处理略高于基施处理,磷酸一铵滴施处理的籽棉产量相较于不施磷肥和重过磷酸钙处理增加了41.38%和37.82%。磷酸一铵滴施的磷肥当季利用率和农学效率最高,分别为25.44%和19.59 kg·kg~(-1),且棉田磷素盈余最少,为-39.99 kg·hm~(-2)。综上,在新疆棉花种植体系中,磷酸一铵和磷酸脲提高土壤有效磷含量、籽棉产量、磷肥利用率和植物利用土壤磷素的效果优于重过磷酸钙,且滴施略优于基施。     

膜下滴灌条件下不同水分处理对棉花产量和水分利用效率的影响

为探索新疆膜下滴灌棉田方便快捷的高效灌水模式,分别于2007年和2009年在乌鲁木齐采用大田小区试验,通过自制蒸发皿水面蒸发量控制灌水,研究了膜下滴灌条件下棉花生长和籽棉产量以及水分利用效率对不同水分处理的响应;两个生长季的试验结果表明,与全生育期充分灌水处理相比,蕾期和花铃期持续亏水处理均对棉花生长、产量和耗水过程产生不同程度的负面影响,但适时适度的水分亏缺对棉花籽棉产量的影响不明显,而且可节约22.78%~24.88%的灌水量,灌溉水利用效率提高了27.94%~34.85%。蕾期轻度亏水(灌水定额为70%水面蒸发量)、花铃后期重度亏水(灌水定额为50%水面蒸发量)、花铃前期充分供水(灌水定额为100%水面蒸发量)的调亏灌溉模式是一种方便快捷的优质高效灌溉模式,可作为膜下滴灌条件下新疆棉花生产的一种适宜灌水模式。     

咸水灌溉对土壤水盐分布及设施番茄产量和品质的影响

为探明咸水灌溉对土壤水盐分布及设施番茄植株生长、产量和品质的影响,本试验以南疆地区设施番茄为研究对象,设置4个灌溉水矿化度,分别为2 g·L^-1（T1）、4 g·L^-1（T2）、6 g·L^-1（T3）和8 g·L^-1（T4）,并以淡水灌溉为对照（CK）,开展同一灌水定额条件下设施番茄适宜灌水矿化度的研究。结果表明：不同生育期阶段土壤含水率基本表现为20～60 cm土层较高,表层及深层土壤含水率相对较低,土壤含水率随着灌水矿化度的增大逐渐增加;0～80 cm土层平均土壤含水率在生育期内逐渐降低,且深层土壤降幅显著;生育期初始阶段土壤含盐量主要积聚在0～40 cm土层,随着生育期的推进土壤盐分呈累积趋势且向深层土壤运移,生育期末主要积聚在0～60 cm土层;灌水矿化度小于4 g·L^-1时0～20 cm土层整体呈脱盐状态,其中CK处理平均脱盐率达27.79%,T1处理平均脱盐率达17.07%;灌水矿化度2～4 g·L^-1促进了番茄植株生长,株高和茎粗相较CK分别...     

Effects of water salinity and N application rate on water- and N-use efficiency of cotton under drip irrigation

In arid and semi-arid regions, freshwater scarcity and high water salinity are serious and chronic problems for crop production and sustainable agriculture development. We conducted a field experiment to evaluate the effect of irrigation water salinity and nitrogen（N） application rate on soil salinity and cotton yield under drip irrigation during the 2011 and 2012 growing seasons. The experimental design was a 3×4 factorial with three irrigation water salinity levels（0.35, 4.61 and 8.04 dS/m） and four N application rates（0, 240, 360 and 480 kg N/hm2）. Results showed that soil water content increased as the salinity of the irrigation water increased, but decreased as the N application rate increased. Soil salinity increased as the salinity of the irrigation water increased. Specifically, soil salinity measured in 1：5 soil：water extracts was 218% higher in the 4.61 dS/m treatment and 347% higher in the 8.04 dS/m treatment than in the 0.35 dS/m treatment. Nitrogen fertilizer application had relatively little effect on soil salinity, increasing salinity by only 3%–9% compared with the unfertilized treatment. Cotton biomass, cotton yield and evapotranspiration（ET） decreased significantly in both years as the salinity of irrigation water increased, and increased as the N application rate increased regardless of irrigation water salinity; however, the positive effects of N application were reduced when the salinity of the irrigation water was 8.04 dS/m. Water use efficiency（WUE） was significantly higher by 11% in the 0.35 dS/m treatment than in the 8.04 dS/m treatment. There was no significant difference in WUE between the 0.35 dS/m treatment and the 4.61 dS/m treatment. The WUE was also significantly affected by the N application rate. The WUE was highest in the 480 kg N/hm2 treatment, being 31% higher than that in the 0 kg N/hm2 treatment and 12% higher than that in the 240 kg N/hm2 treatment. There was no significant difference between the 360 and 480 kg N/hm2 treatments. The N use efficien     

盐碱棉田地表-地下接力式滴灌下水盐分布及棉花生长特征

地表-地下接力滴灌是集膜下滴灌和地下滴灌优点于一体的新型节水控盐技术,但目前针对该技术应用效果的研究尚少。针对如何对地表-地下接力式滴灌中的地表滴灌和地下滴灌进行水量分配效果最优这一问题,设置100%地表滴灌(W1)、75%地表滴灌+25%地下滴灌(W2)、50%地表滴灌+50%地下滴灌(W3)、25%地表滴灌+75%地下滴灌(W4)、100%地下滴灌(W5)共计5个处理,比较了不同水量分配下的地表-地下接力式滴灌与单一地表滴灌、单一地下滴灌对盐碱棉田土壤水盐分布和棉花产量的影响。结果表明：(1)W3处理根区土壤含水量分布最均匀,干燥区域面积最小。(2)W4处理窄行区域淋洗范围最大,脱盐效果最显著。(3)W3处理棉花吐絮期总干物质量和籽棉产量最大,分别为112.66 g和9 147 kg·hm^-2;吐絮期总干物质量比W1和W5处理分别提高11.3%和19.1%,籽棉产量比W1和W5处理分别提高14.1%和11.9%。地表-地下接力式滴灌处理下土壤含水量得以显著改善,在对土壤盐分进行淋洗的过程中表现出接力效应,淋洗面积和淋洗效果均有所增大。相比于单一地表滴灌和单一地...     

磁化水滴灌对棉田土壤脱盐效果及棉花产量的影响

以棉花为对象进行磁化水滴灌试验,通过田间小区试验,设置一次磁化、二次磁化和CK处理,研究不同磁场强度处理水灌溉对棉田土壤脱盐效果以及对棉花生长状况和增产效果的影响,旨在提出一种改良土壤盐渍化的新技术。结果表明:滴灌条件下磁化水可以有效增强对土壤全盐含量、Cl~-和Na~+的淋洗作用,二次磁化和一次磁化处理的脱盐作用显著大于对照处理,且二次磁化中3 600~2 000 m T效果最佳,二次磁化和一次磁化处理全盐含量分别降低了25.5%和19.5%,CK降低了10.46%;磁化水灌溉可以提高棉花的生物量,缓解盐分对棉花的伤害,提高棉花产量,增产率达9.61%~15.32%。     

间歇组合灌溉对中度盐化土壤水盐运移规律的影响研究

为了探究合理的微咸水农田灌溉模式,以中度盐化土壤为研究对象,在室内进行一维垂直积水入渗试验,研究不同咸淡水组合次序和间歇时间条件下土壤水盐运移规律,并对土壤盐分分布指标进行评价。结果表明:(1)间歇组合灌溉模式下各土层的土壤含水率均大于淡水直接灌溉,且与微咸水直接灌溉差异较小;先咸后淡土壤含水率变异系数介于9.24～16.62之间,相对于先淡后咸(11.54～20.88),土壤含水率分布更均匀。(2)在同一土层深度处,间歇组合灌溉模式下的土壤含盐量均小于微咸水直接灌溉,与淡水灌溉差异较小;在0～20 cm土层,先淡后咸土壤含盐量大于先咸后淡,而在20～55 cm土层,先咸后淡大于先淡后咸。(3)对土壤盐分评价指标进行分析表明,先咸后淡含盐量峰值大于先淡后咸;先淡后咸脱盐率平均值大于先咸后淡;在间歇组合灌溉模式下,脱盐区深度介于47.97～51.63 cm、达标脱盐区深度介于46.6～50.7之间,均超过了0～45 cm作物根系密度较大的土层;脱盐率平均值(0.36～0.543)、含盐量峰值(3.741～5.967)均高于微咸水直接灌溉,间歇组合灌溉更有利于为作物提供良好的生长环境。     

分根灌溉对干旱区棉花生长干物质分配和产量的影响

本试验旨在观测分根灌溉(Partial Rootzone Irrigation,PRI)棉花能否在降低灌溉量的条件下维持一定的经济产量。田间实验的灌溉方式分为2种:交替隔沟灌溉(Alternative Furrow Irrigation,AFI)、固定隔沟灌溉(Fixed Furrow Irrigation,FFI)和常规灌溉(Conventional Furrow Irrigation,CFI)。结果表明,在降低30%灌溉量的条件下,棉花籽棉产量略有减少,AFI和FFI的籽棉总产量分别为CFI的92%和84%,但AFI比CFI的霜前花产量高出12%。PRI处理的棉花叶面积、株高及叶片、桃和茎的干物质量都低于CFI,但单株平均桃数与CFI没有显著差异。在降低灌溉量的条件下,由于霜前花价格比较高,AFI基本上能够维持棉花的经济产量不降低。     

微咸水造墒对不同种植方式棉花生长的影响

采用小区对比试验,研究了5 g/L微咸水造墒对基质育苗移栽覆膜(JZPM)、基质育苗移栽无覆膜(JZ)、沙培育苗移栽覆膜(SPPM)、沙培育苗移栽无覆膜(SP)、点播覆膜(DBPM)、点播无覆膜(DB)等6种种植方式棉花生长发育和产量的影响。结果表明:在相同种植方式下,覆膜处理棉花的成苗率、形态发育指标、生殖器官分配指数、籽棉产量及霜前花率明显高于无覆膜处理;不同栽培方式下,JZPM处理显著提高了棉花的成苗率,加快了棉花的生育进程,但后期出现严重的倒伏、早衰现象,DBPM处理呈现了最为稳定的生长动态。在补全苗的情况下,DBPM处理的籽棉产量最高,其产量比JZPM、SPPM、DB、SP、JZ等处理分别增加了10.08%、31.03%、28.88%、32.78%和39.16%,方差分析结果显示,JZPM和DBPM处理间的产量差异不显著,但显著高于其它各处理。DBPM和JZPM两种栽培方式在该区微咸水灌溉中具有广阔的应用前景。