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.     

膜下滴灌棉田盐分空间分布特征分析

为探索长期连作膜下滴灌棉田盐分高值区土壤盐分空间分布特征,采用经典统计学方法,根据北疆连作膜下滴灌棉田生育期内2016、2017、2018年土壤盐分监测数据,分析了膜下滴灌棉田土壤盐分不同土壤剖面的积累及变化特征。结果证明该研究区域内土壤含盐率逐年增大,且随时间推移,由非盐渍化土或轻度盐渍化土逐渐转化为中度盐渍化土,部分区域转化为重度盐渍化土,连续三年内各剖面土壤盐分均由北向南呈增大趋势;在水平方向上,盐分主要聚积在6、7、8剖面,垂直方向,0～20 cm土层土壤含盐率变化较大,土壤含盐率随土层的增加而增加,主要积累在80 cm以下土层。     

不同耕种年限下土壤盐分变化规律试验研究

通过新疆121团不同滴灌年限土壤盐分取样分析看出：受人类活动的影响土壤盐分从表层向底层转变;随着耕种时间的延长,土壤平均含盐量累积情况呈先减小后增大的运移趋势;土壤各层含盐量之间关系随耕种时间的延长呈现一定的关系。该结果为盐碱地棉花膜下滴灌土壤水盐次生盐渍化的治理与防治提供了科学依据。     

北疆常年膜下滴灌棉田土壤盐分积累特征研究

根据6块北疆常年膜下滴灌棉田生育期内4a的土壤盐分监测资料,分析了不同膜下滴灌年限棉田土壤盐分的积累特征。结果表明,膜下滴灌棉田各层土壤盐分随着种植年限的增加先减少后增加。膜下滴灌前6a,棉田各层土壤初始含盐量较高,随着膜下滴灌年限的增加,表层土壤盐分受滴灌淋洗作用不断减小,各层土壤呈脱盐趋势;膜下滴灌种植6a后,由于灌水量的限制,膜下滴灌不具有深层淋洗作用,积盐区土壤盐分随着膜下滴灌年限的增加不断向上扩大,很容易受到温度、灌水制度、地下水位抬升、蒸发等影响,从而在耕作层附件形成多个积盐区,造成土壤返盐,威胁作物生长发育,使作物死亡或减产,甚至造成土壤次生盐碱化。因此,对种植年限6a的棉田要及时进行漫灌,对于膜下滴灌年限更久的棉田要增加漫灌次数或缩短漫灌周期。如果没有漫灌条件,可以尝试在每年生育期末进行1次或2次穿插灌水,从而抑制盐分上移。     

冻融条件下长期滴灌棉田土壤水盐运用特征

针对冻融条件下新疆北疆常年滴灌棉田土壤水盐进行了连续监测,初步分析了冻融期土壤水盐运移特征,结果表明:冻融期,在铅垂土壤剖面上存在稳定的盐分聚集区,此聚集区位于最大冻土层附近,其位置随时间变化较小;除2001年地块外,其他地块各土层含盐率均值、最大值、最小值的最大值均出现在了90cm土层中;研究发现0~150cm土层中土壤盐分含量并没有呈现出随种植年限的增加而增大或是减小的趋势。不同地块中,土壤含水率在剖面上的分布特征各不相同,相比之下,冻融期土壤盐分的变化较水分变化更有规律可循。由于冻融期稳定盐分聚集层的大致位于90cm土层,加之消融后期伴随的土壤的强烈蒸发,笔者建议在开春播种后应及时进行头水滴灌,以抑制盐分的上移。本实验结果可为春播期间防治土壤次生盐渍化提供理论依据。     

滴灌年限对土壤盐分分布及棉花的影响

针对新疆盐碱地的改良及土壤次生盐渍化的问题,定点监测了121团开荒应用膜下滴灌技术种植棉花从第2年到第4年连续3年的盐分变化,并与荒地盐分对比。结果表明:滴灌2年,各个土层土壤含盐量在生育期初与生育期末变化较小,积盐现象与荒地相比有所减轻;随着滴灌年限的增加,各个土层土壤含盐量均呈减少趋势;滴灌4年后各个土层土壤含盐量再分布比较明显,0～20cm土层及120～140cm土层含盐量最大,40～60cm与80～100cm土层土壤含盐量较小,棉花根系主要分布的40～60cm土层土壤含盐量最小;滴灌4年土壤含盐量基本满足种子出苗,平均成活率从6.9%,增加到94.5%,但是棉花平均株高、平均单株铃数及产量仅为正常棉花的66%、53%和57%,相对较低。对于滴灌4年后的盐碱地应继续加大水盐调控的力度。     

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。     

绿洲区长期膜下滴灌棉田土壤盐分离子分布

通过比较典型绿洲灌区(新疆石河子市下野地灌区)6个不同膜下滴灌年限棉田总盐、盐分离子分布,尝试揭示长期应用膜下滴灌技术对土壤化学性质的影响,结果表明,受干旱气候条件影响绿洲区膜下滴灌棉田土壤中总盐及Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO~(2-)_4和Cl~-在垂直方向均呈现出"浅集表聚"的分布特征。以膜下滴灌年限为横坐标的水平方向表现出,总盐和盐分离子随膜下滴灌年限的延长逐渐降低。但由于棉田土壤中盐分离子本底含量以及化学性质的差异,5种离子年平均降低速率有所不同。结果表明绿洲区现行灌溉制度下膜下滴灌棉田盐胁迫作用逐年减轻的同时棉田土壤化学性质也在发生变化。研究拟为膜下滴灌技术的可持续推广提供一定的理论支持。     

水平翻耕措施对覆膜滴灌土壤水盐分布调控效果研究

为探究水平翻耕措施对覆膜滴灌土壤水盐分布的调控效果,于2016—2017年和2019年分别在新疆维吾尔自治区石河子及库尔勒进行室内土槽试验和田间试验,对应用覆膜滴灌技术的土壤分别进行水平翻耕(T)与免耕(NT)处理,室内土槽试验主要研究翻耕措施对土壤水盐分布的调控机理,田间试验主要进行生产验证,以此分析水平翻耕措施对膜外土壤盐分的改良作用。试验结果表明:与免耕处理相比,水平翻耕可提高膜内耕层土壤的蓄水能力,降低土壤水平渗吸能力及垂直扩散能力,翻耕处理的膜内耕层土壤平均含水率比免耕处理高3. 66个百分点,耕层以下土壤的平均含水率比免耕处理低4. 13个百分点;水平翻耕处理下的膜内土壤盐分分布受水分淋洗作用影响较大,而膜外土壤盐分分布主要受翻耕的影响,其膜内下层土壤总积盐率是免耕处理的1. 23倍,膜外土壤平均脱盐区范围比免耕处理深25 cm;首次翻耕对膜外土壤脱盐效果最明显,春耕可使膜内、外土壤盐分分布均匀度提高,翻耕处理的棉花总出苗率及总有效株占比率分别比免耕处理高23. 62、25. 19个百分点。覆膜滴灌条件下,滴灌淋洗和水平机械翻耕相结合相当于综合利用水利改良与客土改良治理土壤盐碱化,最终使覆膜滴灌技术产生的盐分空间分布由早期的"膜外表聚型"逐渐向后期的"膜内底聚型"转变。研究结果可为解决膜下滴灌条件下膜外土壤盐分表聚问题提供思路,同时也可为滴灌条件下翻耕措施的合理选择提供参考。     

利用放射性~(131)Ⅰ研究松沙土不同地下水埋深毛管水运行及土体积盐的规律

本文概括的论述了利用放射性~(131)I示踪法,研究松砂土水分状况、毛管水上升运行 的变化,以及在蒸发条件下土体盐分分布状况及其表土积盐规律,发现并非地下水埋深越浅表土积盐越多,而是某种土壤在某一深度表土积盐最多,这一概念对加强灌区用水管理和解释坡地积盐现象均具有实际意义。     

新疆绿洲盐碱滴灌区域荒地土壤盐分变化

为研究新疆绿洲区盐碱地应用膜下滴灌技术是否对荒地土壤盐分质量比及组成产生影响,以新疆典型盐碱绿洲区域(玛纳斯河流域下野地灌区)膜下滴灌棉田之间荒地为例,通过2009—2013年的定点监测,分析了年际间0~140 cm土层盐分及盐分离子变化.研究结果表明受滴灌棉田灌溉影响,地下水位提升以及地下水矿化度增加,造成新疆绿洲盐碱滴灌区域荒地土壤盐分在4月中旬至10月中旬的增加量大于10月中旬至翌年4月中旬的降低值,盐分和SO^2-₄,Cl^-,Mg²⁺,Ca²⁺,Na⁺以及Cl^-/SO^2-₄和钠离子吸附比都在逐年递增;荒地土壤碱度逐年提升,阴阳离子组成也在逐年变化,但试验期间内研究区域荒地盐碱土类型一直属于氯化物-硫酸盐盐土.滴灌技术在绿洲区推广后,区域内的荒地成为农田排出盐分重要的聚集场所之一.     

干旱区膜下滴灌棉田灌溉制度及土壤水盐运移规律研究

以棉花各生育期适宜土壤含水率上、下限差值为灌水控制指标,设置3水平灌水处理,开展膜下滴灌大田试验,分析研究适宜试验区棉花生长、水分利用效率高的灌溉制度及膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律。结果表明:适宜土壤含水率上、下限差值形成的灌溉制度,决定了土壤水盐运移规律、盐分分布和积累特征。总体表现为:空间上土壤水分分布与滴灌带间距呈负相关系,盐分分布则相反,0~40 cm深度土壤水分在灌后重分布,盐分在滴灌水分的淋洗作用下定向运移,至湿润体边缘积聚。综合分析关键点与主根层的土壤水盐时间序列变化,T2处理(385 mm/18次)主根层0~40 cm深度水分处于棉花生长的适宜含水率范围,并形成淡化脱盐区,对盐分的调控最佳。T2处理棉田产量最高,为6 083 kg/hm~2,水分利用效率为1.05 kg/(mm·hm~2),为适宜的灌溉制度。     

干旱区膜下滴灌农田不同类型土壤盐分变化分析

为探究干旱区长期膜下滴灌对不同类型土壤农田盐分变化的影响,选取了石河子垦区滴灌农田,于2008-2014年,分别对沙土、壤土和黏土不同类型地块膜下滴灌0~100 cm深度进行土壤盐分监测,探究农田土壤盐分在剖面上的分布特征及其动态变化规律。研究结果表明:膜下滴灌土壤盐分在0~30 cm均有所下降,黏土和壤土30~60 cm、60~100 cm盐分有些年份增加,但至2014年,总体上均呈下降趋势。沙土30~60 cm、60~100 cm盐分至2012年各地块有增有减,30~60或60~100 cm仍存在盐分累积现象。     

不同年限膜下滴灌棉田盐分变化特征

以新疆棉花连续4a田间实测数据为基础,研究了不同年限膜下滴灌棉田非生育期(3月和10月)土壤盐分的变化。结果表明,膜下滴灌棉田非生育期,10月0~60cm土层含盐量大于3月,而60~100cm土层含盐量变化规律不明显。随着滴灌年限的增加,膜下滴灌棉田土壤含盐量呈增加趋势。     

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。     

河西走廊辣椒滴灌水盐调控施肥灌溉制度研究

【目的】研究河西走廊地区辣椒滴灌农业生产水盐调控与施肥灌溉制度。【方法】在甘肃省金昌市八一农场,通过控制滴头正下方20 cm深度处的土壤水基质势下限不低于-20 kPa进行滴灌水盐调控灌溉,设计了5个施肥比例的施肥灌溉处理,分别为农场滴灌条件下基于测土配方施肥的辣椒施肥量的20%、40%、60%、80%与100%,研究了滴灌水盐调控施肥灌溉对辣椒生长、产量和土壤盐分养分垂直剖面分布特征的影响。【结果】经过2 a试验研究得到:(1)0～100 cm整个土体的盐分基本维持平衡,土壤盐分不增加。(2)在辣椒生育期内硝态氮主要分布在0～40 cm深的根系分布层,70 cm深度以下硝态氮浓度低且稳定,基本不存在硝态氮的深层渗漏淋失。(3)辣椒的株高、地上部分鲜质量均随着施肥比例的增加而增加,当施肥比例为100%时辣椒的产量达到最大值,2 a辣椒的平均产量达到26 595.8 kg/hm2。(4)滴灌高频施肥灌溉有利于提高辣椒的灌溉水利用效率和肥料偏生产力,2 a平均灌溉水利用效率为5.1 kg/m3,肥料偏生产力为30.1 kg/kg,均高于农场管理方法下滴灌辣椒的值。【结论】在河西走廊辣椒滴灌生产中,推荐滴头正下方20 cm深度土壤水基质势阈值控制在-20 kPa以上指导水盐调控灌溉,总施肥量设定为100%测土配方施肥(全生育期N 360 kg/hm2,P2O5195 kg/hm2,K2O 375 kg/hm2)进行施肥灌溉水肥一体化管理。     

膜下滴灌不同盐度土壤棉田水盐运移规律研究

通过对棉田整个生育期的土壤盐分和土壤水分测定,研究不同盐度土壤膜下滴灌棉田不同土层水分和盐分变化及其对棉花生长的影响。结果表明,盐分在0～20cm土层降幅较大;40～80cm土层为膜下滴灌棉田盐分积聚区。整个生育期2种土壤盐分在前期(现蕾期)快速下降,后期有所增加,中度土壤和轻度土壤的各层平均含盐量都有着极显著的差异。中度和轻度盐渍化土壤在棉花整个生育期内平均土壤含水率变化无显著差异。中度盐渍化和轻度盐渍化棉田的单株干物质积累量在生长前期差异显著,后期不显著。     

棉花膜下滴灌两种布管方式下的土壤水盐运移研究

从土壤水分分布、盐分迁移两个方面分析了膜下滴灌两种毛管布置方式下的土壤水盐运移特征.试验结果表明:在棉花主根层土壤水分分布方面,1管2行的水分均匀度明显优于1管4行,灌水前后,1管2行内行与外行的土壤含水量差值小于1%;在盐分运移方面,1管2行在棉花主根层形成两个淡化脱盐区,更有利于抑制盐分对作物生长的胁迫.     

微咸水膜下滴灌条件下绿洲棉田土壤盐分的时空变化规律试验研究

在相同灌水量条件下,以不同比例混合地下咸水(3.56 g/L)和地表淡水(0.4 g/L),采用膜下滴灌方式充分灌溉棉田,探求土壤盐分的时空变化规律.研究表明,棉花生长期间土壤盐分的变化主要受土壤水分运移和地面植被覆盖度的影响;表层土壤盐分波动大,深层土壤盐分波动小;监测层在总合盐量上比未灌水处理前低,但所有微成水处理的都比淡水对照的大;膜下滴灌棉田盐分的变化主要受灌溉水和蒸散发的影响.     

膜下滴灌棉田土壤盐分随时间变化特征

为研究膜下滴灌棉田土壤盐分随时间变化特征,通过对北疆典型棉田土壤盐分连续一年的监测,采用时间序列分析方法分析了土壤盐分随时间变化特征。研究结果表明:在监测期内,90cm以下土层为稳定积盐层,其盐分值随时间波动幅度较大;0~90cm土层土壤盐分随时间变化幅度较小,其含盐率值基本保持在0.2%上下浮动,属于非盐化土壤,有利于棉花正常生长;每年的5、7两个月,各土层土壤盐分呈现出不同程度的增大趋势。本研究可以为后续长期连续监测奠定基础,同时为北疆绿洲区棉田防治土壤次生盐渍化提供理论参考。