地下水浅埋区重度盐碱地覆膜咸水滴灌水盐动态试验研究

通过在高垄埋设水银负压计,研究土壤水势动态,并在枸杞不同生育期对潜水位以上各土层盐分进行取样分析,研究土壤盐分周年动态变化,为地下水浅埋区重度盐碱地改良利用提供理论依据。结果表明,在覆膜滴灌一个灌溉周期内,土壤水分运动始终为自滴头下方饱和区持续径向向外扩散;雨季降雨使水分从土壤剖面整体向下运动,随着潜水位的升高水分运动逐渐减弱,转为自垄中部向垄坡方向运动。盐分运动受水分运动影响明显,周年盐分动态可以分为春季强烈蒸发—积盐阶段、灌溉淋洗—稳定阶段、雨季淋溶—脱盐阶段、秋季蒸发—积盐阶段和冬季相对稳定阶段五个阶段。剖面土壤电导率(EC1∶5)均值从1.64 dS m-1增长至1.69 dS m-1,土壤未明显积盐,但盐分在剖面分布的周年变化表明滴灌灌溉调控了水分盐分在土壤中的分布,为作物根系生长提供了良好的土壤环境条件。因此,地下水浅埋区重度盐碱地可以通过高垄覆膜咸水滴灌技术加以利用。     

内陆干旱区不同灌溉制度对盐碱地滴灌土壤盐分离子分布的影响

通过田间试验研究覆膜滴灌条件下不同灌溉制度对土壤盐分分布的影响。试验通过控制滴头正下方20 cm处的土壤基质势下限进行灌溉,共设5个水平的土壤基质势处理:-5 kPa(S1)、-10 kPa(S2)、-15 kPa(S3)、-20 kPa(S4)和-25kPa(S5),每个处理重复3次,按随机区组布置。结果表明:不同土壤基质势控制对盐渍土中盐分分布有显著影响,不同土壤盐分离子的分布各不相同。其中Na+与Cl-容易被淋洗,两个生长季后,各处理土壤中Na+与Cl-含量有显著降低,并且土壤基质势控制越高淋洗效果越好。SO42-与HCO3-的淋洗效果主要受离子浓度影响,第一年淋洗效果较第二年明显。Mg2+与Ca2+不易随水移动,各处理无明显差异。经过两个生长季的灌溉淋洗,各处理土壤SAR值与全盐含量均有显著降低,根区内SAR值与全盐含量的降低幅度均在50%以上。研究结果对内陆干旱区盐碱地水盐调控和灌溉制度的制定具有理论意义和应用价值。     

低洼重度盐碱地滴灌水盐调控的环境效应

采用“咸水滴灌+高垄+覆膜”水盐调控技术模式，开发利用河套灌区水平排水困难的低洼重度盐碱撂荒地时，研究了该区浅层地下水埋深、浅层地下水电导率（ECw）、潜水层地下水电导率（ECi）、土壤饱和泥浆提取液电导率（ECe）、枸杞成活率和保存率等的变化。结果表明：研究区浅层地下水埋深、ECw和ECe明显受周边和研究区灌溉、降雨等的影响；随着枸杞种植年限的延长及植株蒸腾耗水的增加，整个研究区的浅层地下水埋深、ECw、ECi及ECe均逐年降低，0～40 cm土层土壤由极重度盐土转变为重度盐土；该技术模式下，枸杞成活率达到75.4%，保存率达到67.5%。即可以采用“咸水滴灌+高垄+覆膜”滴灌水盐调控技术模式，通过种植枸杞等耐盐碱的多年生林果，来开发利用传统方法难以有效开发利用的地下水浅埋且地下水为咸水的重度盐碱地，通过枸杞生长耗水可以显著降低整个区域的地下水位埋深，ECw和ECe也逐年降低。     

覆膜滴灌对地下水浅埋区重度盐碱地土壤酶活性的影响

为了解地下水浅埋区重度盐碱地覆膜滴灌对土壤酶活性的影响,测定了重度盐碱地在滴灌利用过程中距离滴头不同水平位置（0～30 cm）和垂直深度（0～40 cm）的土壤碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性,并对土壤酶活性的变化、空间分布特征及与土壤环境因子之间的相关关系进行分析。结果表明,覆膜滴灌促进了土壤酶活性的提高;水平与垂直方向滴头附近3种酶均易受覆膜滴灌作用影响,灌溉期间酶活性的增长与停灌期间酶活性降低均高于其他位置;土壤酶活性自滴头向四周径向减小,等值线呈椭圆形分布;相关分析表明盐碱土壤在覆膜滴灌种植2 a后,土壤酶活性与环境因子、土壤酶活性之间的相关性均得到提高。因此,将覆膜滴灌技术应用于盐碱地开发利用可以提高土壤酶活性,改善土壤环境,为作物根系提供良好的生长条件。     

宁夏平罗盐碱地泥质和砂质排水渠道能耗率变化研究

灌溉排水渠道在开发农田水利工程方面扮演着重要的角色,在防御涝渍灾害和土壤盐碱化等方面起着积极的作用。根据宁夏平罗西大滩地区以白僵土、沙土所铺设成的排水渠道的能耗率特点,采用水槽试验的方法,来分析不同土质排水渠道的稳定性及其侵蚀特征。结果表明：在给定的条件下,泥质排水渠道能耗率大大小于沙质排水渠道,并且能够很快降低能耗率,以达到河道的平衡状态,在排水方面具有相对的高效性,同时泥质渠道比沙质渠道具有更高的稳定性。所以,在宁夏平罗地区盐碱地开发及治理中,宜采用泥质排水渠道。     

番茄地下滴灌灌溉制度拟定方法研究

为了探寻番茄地下滴灌合理的灌溉计划拟定方法,进行了田间试验,试验布置了-10cm(D1)、-20cm(D2)、-30cm(D3)、-40cm(D4)、-50cm(D5)五个毛管埋设深度,研究了同一土壤基质势控制条件下番茄根系的分布范围及土壤水分的变化规律。结果显示,可以将负压计埋设于滴头横向距离0cm附近、20cm深度处,监测番茄根系层土壤水分状况,制定灌溉计划。     

水分调控对盐碱地土壤盐分与养分含量及分布的影响

为给新疆地区盐碱地开发利用提供合理的灌溉指导,该文研究了滴灌条件下内陆干旱区重度盐碱地水分调控对土壤盐分与养分的影响,2008-2010年连续3 a设置了滴头正下方20 cm处5个土壤基质势下限控制灌溉:-5 kPa(S1)、-10 kPa(S2)、-15 kPa(S3)、-20 kPa(S4)和-25 kPa(S5),每个处理重复3次,按随机区组布置,于2008年试验前和2008-2010年试验后采集土壤样品(0~5、5~10、10~20、20~30和30~40 cm),测定土壤盐分(电导率、钠吸附比)以及土壤养分(速效N、P、K,全N、全P,有机质)含量。结果表明:3 a试验结束后,各处理0~40 cm土层土壤电导率与钠吸附比均显著(p0.05)降低,其中-5 kPa(S1)处理土壤电导率降至5.3 dS/m,降低幅度最大,为89%;速效N、P、K,全N、全P以及有机质含量较试验前均有显著升高,升高幅度均在20%以上,且与土壤基质势下限成正比。各处理速效养分均在滴头周围形成累积区,且随与滴头距离的增加而减少,养分全量与有机质含量在土壤剖面垂直分布差异显著。各处理土壤C/N均较第1年播种前降低,且降低率(4.3%~13.5%)随土壤基质势下限的降低而升高。综合土壤盐分的淋洗效果以及土壤养分的改良程度,滴头正下方20 cm处土壤水基质势控制下限-5 kPa可以作为内陆干旱区前3 a盐碱地水分调控的指导灌溉制度。     

微喷带施肥灌溉对小麦玉米产量和水肥利用的影响

在2013-2015年两个连续的冬小麦-夏玉米生育期内,选用带宽为65 cm的双翼型微喷带,底肥(种肥)选用控失肥,总施肥量为当地地面灌溉高产推荐施肥量的70%,作物生育季当20 cm深度土壤基质势降低到-40 kPa时进行施肥灌溉,因夏玉米生育期正值雨季,除播种后灌溉,大喇叭口期和花粒期主要采用微喷带进行追肥。试验结果表明:①微喷带施肥灌溉水肥一体化可分别提高冬小麦和夏玉米的产量7.9%和17.1%;②冬小麦总耗水量平均为439.6 mm。整个生育期灌水量所占的比例最大,平均为36.4%,其次是土壤储水量的消耗量(35.6%),降水量占总耗水量的23.7%,地下水的补给量占的比例最小,仅4.3%。冬小麦水分利用效率平均达到1.7 kg/m~3,提高了21%。0～50 cm土壤储水量的消耗量占整个土层土壤储水量的消耗量最大,高达40%。③冬小麦和夏玉米的灌溉水利用效率分别平均为4.5和13.8 kg/m~3,分别提高了103%和62%,N和P的肥料偏生产力分别均提高了58%和67%。土壤养分主要分布在0～40 cm土层内,100～140 cm土层硝态氮含量降低了92%,显著减少了养分淋失,有效提高了肥料利用效率。因此华北平原地区微喷带施肥灌溉可提高冬小麦夏玉米的产量、水分利用效率、灌溉水利用效率和肥料利用效率。     

滴灌条件下土壤水势对萝卜N、P、K吸收的影响

在滴灌条件下观察、研究萝卜生长和养分吸收的关系,发现萝卜在生长到35d至75d期间,各器官中N、P、K含量均有减小的趋势,收获时肉质根中N、P含量随土壤水势降低而升高。在不同生育期,土壤水势对萝卜的生长、养分吸收有不同程度的影响,在前55d内影响不显著,但到75d时,处理之间存在显著差异。最终结果表明土壤水势控制在-25～-35kPa的处理不但能促进萝卜的根系对N、P的吸收,增加养分的积累量,还能在一定程度上提高萝卜的干物质积累。在-35～-55kPa和高于-25kPa时养分吸收量和干物质积累量都会有所降低。因此,在滴灌条件下,水势控制在-25～-35kPa,可以提高作物对养分的吸收,提高养分吸收效率。     

地下水浅埋条件下包气带水和溶质运移数值模拟研究述评

地下水浅埋条件下包气带水和溶质运移规律是解决土壤盐渍化、地下水污染等环境与生态问题的基本理论基础,基于多孔介质水和溶质运移基本方程的数值模型是研究包气带物质运移的重要手段。通过深入分析土壤水和地下水之间的相互关系,强调在地下水埋深小于其极限埋深的情况下应把地下水作用耦合到包气带水和溶质运移模型中。该文概括总结了现有研究把地下水作用与土壤水模型相耦合的方法,并分析了各种方法的优缺点。在回顾现有土壤水分运动参数和溶质运移参数确定方法的基础上,归纳了包气带水和溶质运移模型从“点”尺度向“田块”尺度扩展的途径,随机方法仍将是今后的研究热点,并有望应用于实践。