不同矿化度水源膜下滴灌棉田土壤水盐动态和作物生长模拟

为构建适用于干旱区膜下滴灌条件的土壤水盐动态分布和棉花生长模型，基于2020—2021年的田间试验，经过对SWAP模型的土壤、土壤水力功能和作物生长等模块进行率定和验证，对灌溉水矿化度为1、2、3、4、5、6 g·L^-1时的土壤水盐分布特征、作物生长过程和干物质累积分配进行数值模拟。结果表明：（1）土壤含水率与土壤含盐量的模拟精度以20～100 cm土层较好，0～20 cm土层模拟精度较差，其中土壤含水量的模拟效果优于土壤含盐量；随着灌溉水源矿化度的增加，土壤含水率和含盐量的模拟误差逐渐变小。（2）不同矿化度水源膜下滴灌棉花叶面积指数模拟效果较好（R²=90.72%，RMSE=0.35 cm²·cm^-2，NRMSE=8.73%，IOA=0.98）。（3）不同矿化度水源膜下滴灌棉花茎干物质累积量模拟效果较好（R²=89.08%，RMSE=6.12 g，NRMSE=23.16%，IOA=0.96）。研究结果表明，SWAP模型可以较好地对不同矿化度水源膜下滴灌的土壤水盐动态分布和棉花生长过程进行模拟。     

北疆滴灌复种大豆田土壤温度分布特征

针对复种作物生长季节的特殊性,研究复种大豆田土壤温度在0~100cm深度土壤剖面的分布、日变化,生育阶段的动态及灌水对土壤温度的影响。结果表明,土壤温度受大气温度昼夜变化影响的土层临界深度为40cm,0~40cm土壤温度以24h为周期呈准正弦曲线波动,其振动变化幅度随土壤深度增加趋于平缓;土壤温度日变化呈上升和下降2个变化阶段,升温速率明显大于降温速率;适宜的灌水定额具有提高土壤温度的效果,360mm灌溉定额处理土壤温度最高,小灌溉定额和大灌溉定额均不利于提高土壤温度;土壤温度在大豆生殖生长阶段内宽行温度始终高于窄行但温差随生育期推移趋于一致,且土壤温度随时间推移呈逐渐下降趋势。     

液体地膜覆盖对滴灌棉花生长及土壤水温盐环境的影响

干旱区棉田残膜污染日益严重,液体地膜覆盖能从根本上杜绝农田残膜增加。为探索液体地膜代替塑料薄膜与滴灌结合的可行性,采用测坑试验研究3种覆盖方式[液体地膜覆盖(LFD)、塑料地膜覆盖(PFD)和裸地对照(NFD)]对滴灌棉花生长及土壤水温盐环境的影响。结果表明,LFD棉花可提高土壤含水率和地温,加快滴灌棉花前期生长速度及适度抑制后期旺长。平均籽棉产量较NFD增长7.2%,相对PFD降低2.1%。LFD棉花对土壤环境无不良影响,在干旱区滴灌棉田具有应用前景。     

玛纳斯河肯斯瓦特以上流域近55年降水量变化特性分析

根据玛纳斯河肯斯瓦特水文站1956～2010年逐月观测的降水资料,运用线性回归,5年滑动平均,累计距平,Mann-Kendall以及EMD的分析方法,分析了玛纳斯河流域降水量的年内、年际、年代际变化特征。结果表明:近55年来,玛纳斯河流域降水量年内分配不均匀,主要集中在4～8月份,占年降水量的70.19%;年际变化大,总趋势以4.42mm/10a的变化率增加,但该趋势在0.05水平上不显著,降水变化具有明显的阶段性;年降水量变化存在准6～8年、准10～14年、准23～26年、准52年的波动周期。     

不同土壤类型土壤含盐量分布研究

[目的]为了研究玛纳斯河流域3种主要土壤类型中含盐量分布情况。[方法]采用烘干法,测定土壤可溶性含盐量。[结果]3种土壤类型的盐分分布情况差异显著,中壤土含盐量较低,沙壤土、沙土的表层含盐量较高;3种土壤类型不同深度盐分变化趋势间差异很大,中壤土含盐量在20cm处最大,20cm以下土壤含盐量呈下降趋势;沙壤土含盐量在60cm处最大,60cm以下土壤呈下降趋势;沙土盐分在0～150cm土层处于增加趋势。[结论]该研究可为该地区土壤盐渍化治理及发展趋势评价提供科学依据。     

南疆典型灌区春播前表层土壤含水率空间分布研究

采用7种插值方法（反距离权重法、径向基函数法、全局多项式法、局部多项式法、普通克里金法、泛克里金法、经验贝叶斯克里金法）对小海子灌区（南疆典型灌区）土壤含水率进行空间分布特征评估。结果表明：（1）研究区表层土壤含水率介于4.99%~24.99%,变异系数为27.6%,属于中等变异,且具有中等的空间自相关性,指数模型拟合变异函数的效果较好。（2）对于同时受结构性因素与随机性因素影响的小海子灌区,将确定性插值径向基函数法应用于土壤含水率插值的精度较高。（3）通过对灌区表层土壤含水率空间分布图的分析,发现小海子灌区春播前土壤含水率在空间上呈现出西南高、东北低的规律,且受地下水位及灌溉措施影响较大;表层土壤含水率大于15%的面积占总面积的64.9%,从整体上看,灌区西南部与中部的土壤含水率已达到播种要求,东北部地区达到“干播湿出”的播种要求,灌区可安排相应的春播活动。     

利用GPR多频天线振幅包络平均值法估算滴灌棉田土壤盐分含量

土壤盐渍化问题严重制约着农业经济发展,快速准确地掌握农田土壤的盐渍化信息是盐渍化防治的前提。为准确快速地了解滴灌棉田土壤盐分含量情况,该研究采用探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)多频天线(250 MHz和1 000 MHz)对典型滴灌棉田土壤进行探测,通过GPR振幅包络平均值法(Average Envelope Amplitude,AEA)获取土壤视在介电常数,以Dobson盐渍土介电模型(Dobson dielectric model of saline soil,Dobson)为理论工具,估算滴灌棉田土壤的盐分含量。同时,将视在介电常数、土壤容重、含水率和土壤黏粒含量5个参数设置为模型输入变量,采用多元线性回归方法(Multiple Linear Regression,MLR),建立膜下滴灌棉田土壤盐分反演模型,并使用BP神经网络(Back Propagation neural network,BP)进行模拟预测。最终,以实测盐分为基准,评价MLR模型、BP模型和Dobson模型反演盐分含量的效果。结果表明:1)探地雷达250 MHz和1 000 MHz频率天线AEA法探测的有效深度均为0～30 cm。2)1 000MHz频率天线AEA法获取的介电常数与实测含水量有较好的多项式关系,且实测含水量和反演含水量拟合效果和精度较好,决定系数R~2为0.96,均方根误差RMSE为1.61%,平均误差率MER为7.25%。3)3种盐分反演模型中,Dobson盐渍土介电模型反演精度明显高于其他2种方法,R~2达到0.91,RMSE为0.313 g/kg。因此,利用GPR多频天线AEA法估算滴灌棉田土壤盐分含量是可行且可靠的。该法为反演土壤盐分含量提供新途径,丰富了盐分含量探测的方法及手段。     

水-肥-盐耦合对滴灌加工番茄生长和产量的影响

为探求北疆地区微咸水滴灌条件下加工番茄高效生产的水肥耦合模式,以加工番茄‘金番3166’为研究对象,设置3个灌水量水平：5 200(W1)、4 500(W2)、3 600 m³·hm^-2(W3),3个施氮量水平：300(N1)、240(N2)、180 kg·hm^-2(N3),3个矿化度水平：1(S1)、3(S2)、5 g·L^-1(S3),采用L9(3³)正交试验设计,研究灌水量、灌水矿化度、施氮量耦合对滴灌加工番茄的生长、产量及水肥利用效率的影响。结果表明：在微咸水灌溉时,W1N2S2处理地上部干物质积累量在果实膨大期达到最大(195.52 g·株^-1)。与W1N1S1相比,W1N2S2、W1N3S3处理产量和灌溉水利用效率分别降低17.85%、27.19%和17.84%、27.16%,氮肥偏生产力分别增加6.11%和25.40%。综合考虑加工番茄生长、品质、产量及水肥利用效率,各因素影响大小表现为：灌水量>矿化度>施氮量。基于综合评分法对各指...     

长期滴灌棉田非灌溉季节土壤盐分累积特征

非灌溉季节冻融过程中土壤水盐的运动变化特征,直接影响春季作物灌水决策.本文对新疆绿洲灌区6块不同滴灌年限的棉田地块进行田间采样监测,探究冻融过程中土壤水盐运移规律以及不同滴灌年限棉田土壤盐分累积特征.结果表明:(1)随滴灌年限的增加,棉田盐分分布特征由表层聚集转变为向深层累积.(2)在冻融过程中,棉田土壤盐分运动特征存...     

土壤盐分含量对滴灌复播青储玉米光合特性及土壤水盐动态的影响

通过盆栽试验,研究了不同土壤含盐量(0.14%(CK)、0.60%、0.80%、0.90%、1.00%)条件下,青储玉米光合特性及土壤水盐运动规律变化。结果表明:随着土层深度的增加,土壤含水率和含盐量均表现出增加的趋势,土壤盐分含量越高其平均含水率越高,由含盐量为0.14%处理的12.30%增加到含盐量为1.00%处理的15.82%;从7月初到10月初,各处理0~40 cm土层盐分变化量依次为-0.03%、-0.08%、-0.12%、-0.14%、-0.17%,盐分变化率依次为-11.52%、-13.34%、-13.88%、-14.81%、-17.41%,所有处理0~40 cm土层处于脱盐状态;土壤盐分抑制青储玉米叶片气孔导度,因气孔限制因素,玉米叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间CO_2浓度等均下降,影响光系统的正常运行,导致玉米叶片水分利用效率和光能利用率降低。