全地膜覆盖棉田咸水滴灌对土壤水盐分布的影响

通过田间定位小区试验,以淡水滴灌为对照,设置不同矿化度咸水滴灌处理,研究全地膜覆盖条件下,咸水滴灌棉田土壤水分和盐分的动态变化和分布特征。结果表明,咸水滴灌减少了棉花对土壤水分的吸收,HCO3--Na+型咸水矿化度对棉花根系吸水的影响要大于Cl--Na+型咸水。土壤水分受到前期灌溉水量和灌溉水盐分的影响,这种影响在整个生育期都存在。各种灌溉处理都使得0~100 cm土体剖面的土壤EC值增加,土壤盐分随着灌溉水矿化度的增加而增加。从土壤盐分的积累来看,利用滴灌补灌一次6 g/L以下的咸水,通过种植前黄河水压盐和夏季降水淋洗,不会造成棉花根系分布层土壤盐分的明显积累。     

微咸水滴灌对枸杞产量及土壤水盐运动的影响

在宁夏银北盐碱地区开展枸杞微咸水滴灌试验,探讨淡水(矿化度0.5 g/L左右)与微咸水(矿化度3 g/L左右)在不同灌水量下对土壤水盐运移特征及枸杞产量的影响。结果表明,根层0~40 cm土壤含水量的变化在空间与时间上受灌水量的影响较明显,灌水量越小,土壤含水量越低。土壤pH、全盐空间分布显示,不同处理土壤pH整体表现为表层最低,并随土壤深度的增加逐渐增高,且灌水量越大,土壤表层0~20 cm pH越低;土壤全盐受灌水量影响显著,受水质影响较小,灌水量越大土壤全盐含量越高,表层盐分累积越明显。枸杞产量在同一灌水量下淡水与微咸水滴灌无显著性差异;不同灌水量下差异极显著,淡水滴灌产量略高于微咸水滴灌。     

咸水滴灌条件下土壤盐分运动规律

选择新疆尉犁县土壤含盐量较高的当年造林地,利用咸水进行滴灌,比较研究了4个月间不同灌溉量的土壤盐分变化,并对一个灌溉周期内灌溉前及灌溉后168 h时段,距滴头不同距离的土壤剖面盐分运移规律进行观测.结果表明:咸水滴灌,地表积盐现象明显,在0～10 cm土壤湿润区内部可形成一个低盐区,适宜林木根系发育;灌溉周期相同,单次灌量越大,盐分会被淋洗的更远,滴头附近积盐程度越轻;在一个灌溉周期内,盐分先向下和向内移动,后向表层和外侧移动.     

不同矿化度水源膜下滴灌对棉花土壤盐分分布及生长的影响

利用微咸水膜下灌溉是缓解干旱区农业灌溉资源短缺的有效途径之一,分析不同矿化度水源膜下滴灌对土壤盐分分布及作物生长的影响对于确定灌溉水源矿化度阈值具有重要意义。开展4 a不同梯度矿化度水源膜下滴灌棉花测坑试验,设置6个处理矿化度分别为1 g/L(CK)、2 g/L(A)、3 g/L(B)、4 g/L(C)、5 g/L(D)和6 g/L(E),分析不同梯度矿化度水源膜下滴灌土壤盐分累积及棉花生长特征,确定微咸水膜下滴灌棉花灌溉矿化度阈值。结果表明：2019-2022年,0～100 cm平均土壤电导率以每年0.920dS/m、0.995 dS/m、1.196 dS/m和1.188 dS/m的速率呈线性增长的趋势。随着灌溉年限增加,不同梯度微咸水膜下滴灌下土壤电导率呈现增加趋势。5 g/L和6 g/L处理土壤盐分累积最大,分别为38.70%和39.19%;灌水12 h后,宽行表层20～40 cm土壤盐分累积最为明显,土壤电导率为0.30～2.1 dS/m;窄行土壤盐分在40～60 cm土层处出现累积,土壤电导率为1.26～1.93 dS/m。矿化度为3 g/L水源膜下滴灌棉花土壤盐分累积量较小...     

咸淡水滴灌对棉花产量和品质的影响

[目的]研究微咸水、淡水交替滴灌对棉花产量及产量构成因素的影响,探讨微咸水灌溉对棉花产量和品质的影响.[方法]进行不同灌溉量的微咸水和淡水交替滴灌试验.[结果]在新疆南疆地区利用3g/L矿化度的微咸水和淡水交替灌溉,可以提高棉花产量,且棉纤维品质优良,由微咸水灌溉带入土体的盐分通过淡水轮灌和冬灌,土体总盐分保持平衡.[结论]通过对棉花各生育期检测指标分析得出微咸水2250和淡水1500m3/hm2轮灌棉花产量较高,不同的咸淡水滴灌对棉花纤维品质没有显著性的影响.     

膜下滴灌条件对棉花蒸散量影响的室内试验

【目的】探讨不同膜下滴灌条件对棉花蒸散量的影响,为滴灌技术参数的设计和灌溉制度的制定提供参考。【方法】设置室内模拟试验,采用称质量法获得棉花蒸散量,分析滴头流量(0.3,0.8 L/h)、灌溉水质(含盐量0.40,2.47,3.50 g/L)和灌溉水量(321,386 mm)对棉花蒸散量的影响。【结果】淡水充分灌溉时,小滴头流量(0.3L/h)下的棉花总蒸散量高于大滴头流量(0.8 L/h)。在灌水量、滴头流量相同时,咸水(含盐量3.50 g/L)灌溉棉花的总蒸散量明显低于淡水(含盐量0.40 g/L)和微咸水(含盐量2.47 g/L)灌溉,而淡水和微咸水灌溉棉花的总蒸散量基本相同。在滴头流量相同时,充分供水时棉花的总蒸散量高于非充分供水。【结论】棉花的蒸散量随滴头流量的增大而减小,随灌水量的增大而增大,随灌溉水矿化度的增大而减小,适量的微咸水灌溉不会明显影响棉花的蒸散量。     

微咸水农田灌溉技术研究

采取3因素多水平组合设计,利用2.5～6.0g/L不同矿化度微咸水对冬小麦进行灌溉。试验结果表明:冬小麦产量与微咸水矿化度呈负相关关系r=-0.7411,与微咸水灌溉量呈正相关关系。4.0g/L微咸水灌溉对土壤具有一定的脱盐作用;微咸水矿化度为6.0g/L时土壤中的盐分积累达到0.107个百分点。     

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

低洼重度盐碱地滴灌垄作模式土壤水盐运移规律研究

目的“滴灌+高垄”模式下盐碱地垄沟栽种的苗木初始成活率高,而一段时间后成活率大幅降低,为研究清楚垄沟苗木死亡原因,开展了“滴灌+高垄”模式水盐运移规律研究。方法田间原土起垄后分别在垄面和垄沟铺设滴灌带,在保证滴头附近不出现大面积明水前提下持续滴灌,根据湿润锋运移和水盐运动情况连续取土样,分析垄体和垄沟盐分运移规律与灌水量之间的关系。结果当灌水量不超过41.4 mm时,水平湿润锋和垂直湿润锋运移距离均随灌水量的增加呈极显著的幂函数关系增加,垄体滴头下方形成一个高土壤含水量、低土壤盐分区,并且随着灌水量的增加,该区向横向和纵向不断扩大。当灌水量达到84.3 mm时,土壤质量含水率等值线由原来的椭圆形转变为倾斜向垄沟方向,垄面滴灌形成的湿润锋与垄沟滴灌形成的湿润锋搭接,土壤盐分在湿润锋搭接处聚集。当灌水量达100.9 mm时,垄体盐分随着灌水量的增加不断向土壤深层和垄沟迁移,盐分等值线图由双“U”型转变为倾斜向垄沟方向,垄体淋洗下来的盐分向垄沟大量聚集。当累计灌水量为171.6 mm时,垄体和垄坡大幅度脱盐,EC_e较初始值降低62.9%。结论垄作滴灌灌溉对垄体和垄沟水盐运移有显著影响,垄沟盐分经历了先降低后增加再降低的过程,垄沟脱盐较垄体脱盐有延迟性。在此条件下对垄沟进行植被构建时,要避开盐分向垄沟聚集的时段,延迟于垄面种植。      

单点滴灌模式干旱区枣园土壤水分运移特征分析

在阿克苏佳木试验站枣树果园进行了单点滴灌灌水方式12,16,20L/h滴头流量和4,6,8h滴水时间共9种灌水模式试验,采用土壤含水量连续监测系统(AV-EC5、EM50/R)监测并分析了土壤水分时空运移特征。结果表明,单点滴灌灌水方式下湿润体内土壤含水量的分布从中心向外逐渐减小,土壤水分按点源三维入渗方式运移,湿润层呈扇形剖面;供水停止后土壤水分再分布过程中,土壤湿润峰面不断向外部推移,湿润层土壤含水量开始有所增加,后期湿润体内的土壤含水量普遍降低,高含水区逐渐下移,最后达到相对稳定;滴头流量越大,灌溉时间越长湿润层能达到的深度越深,水平方向水分运移也越远;深层土壤水分持续增加时间也与滴头流量和灌溉时间成正比;试验地土壤水分水平运移速度比垂直运移速度快;当地枣树果园滴灌模式选择16L/h流量8h灌溉模式为宜。     

不同矿化度咸水灌溉对小麦和玉米产量及土壤盐分运移的影响

2006~2008年在河北省农林科学院旱作节水试验站,研究了黑龙港地区利用不同矿化度咸水灌溉的小麦和玉米产量以及土壤盐分运移累积的影响。结果表明：作物产量随着灌溉水矿化度的升高而逐渐降低,4 g/L咸水灌溉的小麦和玉米产量分别较淡水灌溉减产8.87%和7.16%;在0~40 cm作物主要根层,矿化度〉4 g/L的咸水灌溉土壤盐分增加幅度较大,增加值为2.13~2.56 g/kg,而〈4 g/L的咸水灌溉土壤盐分一直都〈2 g/kg。在黑龙港地区利用微咸水直接灌溉时,咸水矿化度一般不宜超过4 g/L。     

微咸水喷灌对冬小麦光合特性·根系分布及产量的影响

为了探究合理的微咸水利用方式,因地制宜制定合理的微咸水喷灌策略,依托河北低平原咸水区试验站,通过田间小区试验探究连续2年淡水喷灌、2 g/L和3 g/L矿化度微咸水喷灌对河北低平原地区冬小麦叶片光合特性、根系分布及产量的影响。结果表明：与淡水喷灌(CK)相比,2、3 g/L矿化度微咸水喷灌处理2020和2021年冬小麦灌浆期叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、叶片水分利用效率(LWUE)和气孔限制值(L_s)均有所降低。与淡水灌溉相比,2 g/L矿化度微咸水处理总体上并未对冬小麦的生长和产量造成显著影响,3 g/L矿化度微咸水处理对冬小麦的生长以及产量造成显著抑制作用,并且盐分的累积进一步加重了次年对冬小麦生长的抑制作用。该研究结果表明在河北低平原淡水资源相对缺乏的地区应用微咸水喷灌可以在一定程度上缓解当地干旱胁迫对冬小麦生产的影响,2 g/L矿化度微咸水喷灌在缓解农业用水紧张的同时可以减缓盐分累积对冬小麦生长和产量的抑制作用,保障正常的农业生产活动。     

滨海农区微咸水-淡水交替灌溉对土壤EC和入渗的影响

以玉米为载体,取滨海农区土壤开展温室避雨盆栽试验,采用矿化度为0.2 g/L的自来水配置NaCl溶液,设置了3种(NaCl,分析纯)矿化度水平(1 g/L,3 g/L,5 g/L)和3种微咸水-淡水交替灌溉方式("咸淡淡","淡咸淡","淡淡咸"),研究灌水矿化度和微咸水-淡水交替灌溉方式对试验土壤EC及入渗的影响。结果表明:灌水矿化度对土壤EC值有显著影响,EC值随着矿化度和土层深度的增加而增加;同一土层深度、相同矿化度、不同微咸水-淡水交替灌溉方式,土壤EC值表现为"咸淡淡""淡咸淡""淡淡咸"。同时土壤的累积入渗量和稳定入渗率均有随矿化度增加而增大的特性;灌水矿化度差异显著影响土壤稳定入渗率,土壤稳定入渗率随灌水矿化度增加而增大;而同一矿化度、不同微咸水-淡水交替灌溉方式处理下,土壤的稳定入渗率差异不大。本实验研究成果可为滨海农区微咸水安全利用与农业可持续发展提供科学依据。     

滴头间距对双点源交汇入渗影响的模拟研究

【目的】研究滴头间距对双点源滴灌土壤水分入渗的影响。【方法】应用HYDRUS 3D软件,在滴头间距分别为10,20,30和40 cm时,对湿润峰交汇时间、交汇面土壤含水量、湿润峰运移速率和湿润体的形状变化进行模拟研究,并进行试验验证。【结果】湿润峰交汇时间随着滴头间距的增大呈指数级增加,湿润峰运移速率与滴头间距之间呈幂函数关系;随着滴头间距的增加,湿润体形状依次从1个近似半球体向近似半药囊形、半花生壳形及2个分离的近似半球体转变,湿润体内高含水量区域也从2个逐渐转化为1个。以土壤剖面含水量、湿润峰运移距离及总入渗量为指标进行验证试验,结果表明,土壤含水量、湿润峰运移距离及总入渗量的模拟值与实测值均具有较好的一致性。【结论】滴头间距对双点源滴灌土壤水分入渗影响显著,土壤水分三维数值模拟模型能较准确地反映双点源入渗条件下粘壤土的水分运动规律。     

点源入渗与蒸发条件下土壤水盐运移试验研究

研究盆栽条件下 ,低水量滴灌入渗及蒸发过程土壤水盐运移规律。结果表明 ,入渗过程中 ,当灌水速度为 0 .5L·h-1,灌水量为 0 .5、1.0、1.5L时 ,土壤表面湿润半径分别为 13、15、16cm ,湿润深度分别为 15、17、2 0cm。在灌水中心附近 ,土壤水分分布较边缘集中 ;盐分随水向四周扩散 ,最后积聚在干、湿土体交界处。低灌水速度情况下 ,盐分最高积聚区离湿润锋 2cm左右。蒸发过程中 ,表土层 2cm范围内土壤水分变化较剧烈 ,土壤水分逐渐集中在湿润土体中心 ;盐分表聚性逐渐减弱 ,土体边缘盐分变化量较土体中心大 ;蒸发前后 ,蒸发水量 6 6 8g ,表层 2cm范围盐分增加 7.17g。     

滨海玉米涝渍胁迫模式熵权系数评价

滨海地区玉米生产遭受盐分和涝渍的双重胁迫,而长距离输送淡水灌溉或建设排涝设施会增加生产投入成本。因此,明确玉米对微咸水的耐受阈值,在不显著减产的前提下选择咸水灌溉同时降低排涝成本,对于滨海玉米生产的可持续发展具有重要的现实意义。本研究采用盆栽试验,在玉米灌浆期设计3种不同微咸水矿化度(NaCl浓度分别为1、3和5 g/L)和3种不同涝渍持续时间(2、4和6 d),以淡水灌溉且无涝渍胁迫为对照,测定不同处理下玉米的产量、水分利用效率、土壤盐分浓度等指标,并进行灌溉成本测算。采用改进熵权系数评价法,通过建立指标体系,评价玉米微咸水涝渍胁迫模式。结果表明:玉米灌浆期1 g/L微咸水灌溉涝渍胁迫2～6 d,或者3、5 g/L微咸水灌溉涝渍胁迫2 d,均不会造成玉米显著减产。综合考虑玉米产量、水分利用效率、灌溉成本和土壤盐分浓度等指标,实际生产中可允许玉米在1 g/L微咸水下受涝2 d。     

单点源入渗条件下肥液入渗水磷分布与数值模拟

【目的】 研究不同滴头流量在滴灌条件下对风沙土中水磷分布的影响。【方法】 采用室内试验,研究相同灌水量不同滴头流量(0.3、0.9、1.2 L/h)单点源入渗条件下的土壤水分和有效磷在土壤中的分布情况,进行数值模拟研究。【结果】 滴头流量为0.3 L/h时,土壤湿润范围由0~15 cm深度向30~45 cm深度逐渐缩小,土壤中有效磷分布较均匀。滴头流量为0.9 L/h时,各深度土层土壤湿润范围一致,滴头下方15~30 cm深度土壤有效磷浓度峰值为800 mg/kg,高于滴头流量为0.3 L/h时。且有效磷含量水平方向上分布范围较1.2 L/h流量时广。在相同的滴头流量下,磷肥随着水分入渗向下迁移,有效磷含量主要聚集在15~30 cm深度内;随着滴头流量增大,磷肥向土壤深层迁移量增大。【结论】 在灌水量为225 m³/hm²、磷酸二氢铵施入量为300 kg/hm²时,土壤中有效磷浓度较高。在不同滴头流量条件下,土壤有效磷分布符合滴头正下方浓度较高,随水扩散后含量逐渐降低的规律。     

微咸水灌溉对设施番茄生长以及产量和品质的影响

为了明确微咸水灌溉对设施番茄生长以及产量和品质的影响,以番茄品种纽内姆1618为试验材料,进入开花期后采用重力滴灌方式进行微咸水灌溉处理,微咸水矿化度设3、4、5和6 g/L计4个处理,以淡水灌溉为对照(CK),研究了不同矿化度微咸水灌溉对设施番茄植株生长、光合特性、果实产量和品质以及水分利用效率的影响。结果表明:微咸水灌溉会导致番茄株高和茎粗降低,其中矿化度为3～5 g/L时对2个指标影响均不显著;叶片叶绿素含量和光合特性指标降低,其中矿化度为3 g/L时对净光合速率和气孔导度影响不大,矿化度为4 g/L时对胞间CO2浓度影响不大;果实硬度以及Vc、可溶性固形物和番茄红素含量显著提高,其中矿化度为4 g/L时硬度较高、Vc含量最高(200.2 mg/kg),矿化度为5 g/L时可溶性固形物含量(7.37%)和番茄红素含量(742.988μg/kg)均最高;果实有机酸含量变化规律不明显,其中矿化度为4和6 g/L时可以降低果实的有机酸含量,但矿化度为4 g/L时有机酸含量变化不显著;番茄产量和水分利用效率降低,其中矿化度为3 g/L时指标值降低不显著。微咸水灌溉会影响设施番茄植株生长,导致叶片光合特性和产量降低,但可以明显提高番茄硬度和品质,综合来看利用矿化度为3 g/L的微咸水灌溉效果较好,该处理下植株生长、叶片光合特性、产量及水分利用效率与淡水灌溉基本相当,但果实硬度和品质明显提高。     

莱州湾地下微咸水补充灌溉冬小麦的研究

在海水入侵较严重的山东省莱州市沿岸内陆,于2008年10月-2009年6月进行了海水入侵区微咸水补充灌溉冬小麦的田间试验。结果表明：在冬小麦返青后期,采用2.0-2.9 g/L和3.1-4.4 g/L微咸水与咸水,适时、适量地进行补充灌溉,其产量比不灌溉种植的小麦增产显著。在灌水量相同的情况下,分2次灌溉较1次灌溉更有益于小麦生长。在灌水量相同的情况下,不同矿化度水灌溉对小麦生长影响也不一样,3.1-4.4 g/L灌溉水较2.0-2.9 g/L灌溉水更利于小麦生长。微咸水补充灌溉后,耕层土壤盐分累积比对照（不灌溉）增加显著,在灌水量一致的情况下,分2次灌溉土壤盐分积累最大量显著低于一次性灌溉。     

微咸水与淡水轮灌对春玉米土壤CO2和N2O排放的影响

为探究咸淡轮灌模式下春玉米土壤温室气体的排放特性,采用4种水质,即淡水和矿化度分别为2、3.5和5g/L的微咸水;2种轮灌方式,即淡水—微咸水(1∶1)和淡水—微咸水—微咸水(1∶2)循环轮灌进行滴灌试验,分析了不同处理对农田土壤CO_2、N_2O排放和春玉米产量的影响。结果表明:1)1:2轮灌处理CO_2和N_2O日平均排放通量比1∶1轮灌分别低10.26%、8.74%。2)矿化度为3.5和5g/L微咸水处理CO_2气体日均排放通量比2g/L分别低27.82%、31.16%,N_2O气体日平均排放通量比2g/L分别低4.46%、8.23%。3)相比2g/L处理,3.5和5g/L处理产量平均减少5.92%、11.05%;1∶2轮灌比1∶1轮灌产量平均减少2.00%。4)显著性分析表明:水质对CO_2气体日平均排放通量和玉米产量的影响显著(P0.05),对N_2O气体排放通量无显著影响(P0.05);轮灌方式对CO_2、N_2O气体排放通量和玉米产量的影响不显著(P0.05)。