干旱区大田膜下滴灌对土壤盐分的影响

为研究干旱区大田膜下滴灌土壤盐分运移特征,在新疆石河子炮台试验站进行连续4年的试验研究。结果表明,膜下滴灌条件下,边行盐分偏高,棵间土壤盐分上升;耕作层土壤盐分下降,耕作层以下则增加,但由于滴灌灌水频繁,作物根系分布层内(0～40cm)土壤盐分始终处于较低值;利用膜下滴灌可以明显降低盐荒地土壤盐分,加速盐荒地改良和弃耕地的收复。     

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。     

膜下滴灌土壤盐分年季变化特征研究

膜下滴灌是一种既能高效节水,又能适时调控土壤水盐运移的灌水方式。但膜下滴灌技术长期在干旱区应用有可能造成盐分不断在土壤中累积而危害作物生长。为此,针对不同发展年限的膜下滴灌棉花田进行土壤含盐量的监测,经初步分析可得:在棉花生育期内土壤含盐量为灌水前>灌水后>灌水期间;在不同发展年限中,土壤含盐量随发展年限的增加而升高,钠离子和氯离子的含量随发展年限的增加而升高,主要是灌溉水质中含量大量的钠盐;钙离子含量略有增加;土壤中钠吸附比随发展年限的增加而升高,随土层深度的增加其含量逐渐降低。长期使用膜下滴灌技术将会带来土壤的次生盐渍化发生的危险,应适时监测土壤盐分的累积变化趋势,累积一定程度后,进行倒茬种植或大水压盐一次,以实现土地资源的可持续发展。     

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。     

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。     

干旱绿洲区膜下滴灌棉田土壤盐分时空变化特征研究

基于Penman-Monteith公式设计一定梯度的灌水定额和灌水次数双因素组合试验,通过2012—2014年连续3a免冬、春灌膜下滴灌棉花田间定位试验研究,测定分析土壤盐分时空变化规律及其对棉花产量的影响。结果表明:膜下滴灌棉花生育期0~30 cm土壤盐分变幅大于40~100 cm,较小的灌水定额和灌水次数使0~30 cm盐分变幅增大,棉花苗期和花铃期变幅最为明显。灌水定额对土壤剖面盐分变异程度影响弱于灌水次数。增加灌水定额有利于减小棉花各生育阶段0~30 cm土壤盐分含量。土壤剖面盐分呈C形分布,0~40 cm土壤盐分含量灌水12次比灌水16次大1.74%,50~80 cm土层土壤盐分含量灌水16次比灌水12次大1.71%,灌水次数对90~100 cm土层土壤盐分影响不明显。同一灌水次数下,460 mm灌溉定额籽棉产量最高,适宜灌溉定额下,16次灌水次数籽棉产量高于灌水12次籽棉产量。灌溉水利用效率随灌水定额的降低和灌水次数的增加而提高,在南疆水资源短缺情况下高频次小定额灌溉可获得最大的灌溉水利用效率。当0~30 cm初始土壤含盐量(2.03 g/kg)小于3.0 g/kg时,棉花生育期460 mm灌溉定额、16次灌水次数,不会产生土壤盐分累积情况,可作为南疆干旱区免冬、春灌适宜棉花灌溉制度。     

重盐碱地膜下滴灌土壤盐分运移规律研究

根据对重盐碱地进行滴灌种植打瓜试验,钻孔取土,测定土壤总盐含量进行分析,试验表明在重盐碱地上利用膜下滴灌进行种植,滴头下的盐分淡化区稍向棵间偏移,并主要集中在二膜中间,可以为作物提供较好的水盐环境;经过1年膜下滴灌种植打瓜后,40 cm深度土壤总盐含量下降57%,100 cm深度总盐下降30.8%。     

不同灌溉定额对膜下滴灌棉花土壤盐分分布的影响研究

开展了不同灌溉定额对土壤盐分分布影响的试验研究。结果表明,灌溉定额越大,盐分运动和分布所受到的影响越大,盐分水平方向运动越远,相同距离处土壤盐分含量相对越低,垂直方向,土壤盐分向耕作层以下运移并发生聚积,毛管附近土壤盐分淋洗范围和淋洗程度均越大,远离毛管宽行距盐分聚集范围越大且较深。灌溉定额越小,浅层土壤盐分积盐率越高,毛管附近土壤盐分淋洗范围和淋洗程度均越小,远离毛管宽行距盐分聚集范围越小且较浅。     

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。     

不同水质膜下滴灌棉田盐分空间变异特征

为评价不同水质膜下滴灌棉田土壤盐分空间分布及变异性,采用EM38-MK2型电磁感应仪对微咸及淡水滴灌田块进行盐分调查。解译模型获得的土壤含盐质量比描述性统计特征表明,微咸水滴灌的积盐程度高于淡水滴灌,但其变异系数相对较小。采用GS+软件拟合最优半方差函数模型,微咸水处理为指数模型,淡水处理为高斯模型,均表现为强的空间相关性;微咸水处理变程大于淡水处理,增加了土壤盐分的空间相依性。Kriging空间插值及变异分析表明,淡水滴灌棉田土壤盐分微域及全域空间变异程度强于微咸水滴灌,二者均存在影响棉花出苗的盐斑。建议用水紧张时,可基于EM38-MK2型电磁感应仪的盐分调查结果,重点淋洗盐斑集中分布区域,以节水增产。     

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。     

膜下滴灌土壤盐分特性及影响因素的初步研究

针对新疆盐碱地的改良特征 ,通过室内膜下滴灌土壤盐分运移试验 ,初步研究了土壤脱盐过程 ,滴头流量、灌水量等对脱盐过程的影响。结果表明 :膜下滴灌土壤盐分分布可划为达标脱盐区、未达标脱盐区及积盐区 3个区域 ;土壤含盐量分布具有水平脱盐距离大于垂直脱盐距离的特点 ;滴头流量、土壤初始含水量以及土壤初始含盐量的增加不利于达标脱盐区的形成 ;灌水量的增加有助于土壤脱盐。这些结果对膜下滴灌新技术开发利用盐碱地的生产实践具有指导意义。     

不同滴灌方式对滨海盐碱地土壤剖面盐分变化的影响

为了探讨不同滴灌方式对滨海盐碱地土壤剖面盐分变化的影响,采用大田试验,以天津滨海盐碱地土壤为研究对象,设计了常规滴灌(CI)和膜下滴灌(FI)2个处理,研究了不同滴灌方式下土壤剖面Ca2+、Mg2+、Na+、K+、SAR和K+/Na+的变化规律.结果表明:灌水后CI和FI处理0-60cm土层土壤Ca2+、Mg2+和Na+浓度显著降低;降雨后CI处理0～20 cm土层土壤Na+浓度、SAR和20-60cm土层土壤Mg2+浓度显著降低;水分重分布过程中,0～20 cm土层土壤Ca2+、Mg2+和Na+浓度表现出CI>FI处理,而K+/Na+则表现出CI相似文献   

膜下滴灌土壤盐分特性及影响因素的初步研究

针对新疆盐碱地的改良特征，通过室内膜下滴灌土壤盐分运移试验，初步研究了土壤脱盐过程，滴头流量、灌水量等对脱直听影响。结果表明：膜下滴灌土壤盐分分布可划为达标脱盐区、未达标脱盐区及积直3个区域；土壤含盐量分布具有水平脱盐距离大于垂直脱盐距离的特点，滴头流量、土壤初始不量以及土壤初始含盐量的增加不利于达标脱盐区的形成；灌水量的增加有助于土壤脱盐。这些结果对膜下滴灌新技术开发利用盐碱地的生产实践有指标意义。     

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。     

干旱区灌排条件下田间土壤盐分动

根据干旱地区实测的田间土壤含盐量、地下水埋深和矿化度以及灌溉量，分析了土壤盐分的时间动态变化及空间分布特征，确定了土壤盐分与地下水矿化度的线性正相关关系，建立了土壤盐分与地下水埋深和矿化度的统计模型。     

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.     

南疆膜下滴灌不同盐分棉田水盐运移规律研究

以库尔勒包头胡农场滴灌棉田为研究对象,讨论不同盐分棉田在棉花生育期土壤水分和盐分的变化规律。结果表明:各盐分棉田含水率和含盐量随时间呈中等变异特征,含盐量变异性大于含水率。在棉花整个生育期含水率比较稳定,花铃期各盐分棉田水分差异明显;高盐分棉田含水率变化小于中、低盐分棉田含水率变化,且高盐分棉田含水率普遍高于中、低盐分棉田。在棉花整个生育期盐分的变化趋势相似,高盐分棉田盐分变化大于中、低盐分棉田。各盐分棉田随深度变化盐分差异明显,在10~20cm处各棉田含盐量最小,40~60cm处为盐分的聚集处,各盐分棉田含盐量最大。     

石河子垦区连作膜下滴灌棉田盐渍化土壤盐分空间变异性研究

为探索长期连作膜下滴灌棉田积盐区盐分空间变异规律和空间分布特征。运用传统统计学与地统计学方法,结合Arc GIS10.2软件对主要积盐区的空间变异性进行分析。结果表明:随土层深度的增加,50×50 m网格及基线加密的50×50 m网格两种取样方式下土壤含盐率均增加,含盐率的变异性均增强;采用高斯模型对研究区土壤含盐率进行半方差函数模型拟合较好,各土层基台值均为正值,存在由采样误差、最小距离内的变异或随机和固有变异引起的正基底效应。该积盐区水平方向上,各土层含盐率整体由南向北递减,盐分主要积累在80～100 cm及100～120 cm土层内;垂直方向上,随土层深度的增加,土壤含盐率呈递增趋势。     

新疆干旱区膜下滴灌土壤水平衡模拟

膜下滴灌技术是干旱农业区高效节水灌溉的重要手段,以玛纳斯河流域石河子试验站实测数据为基础,运用HYDRUS-2D模型对1膜4行方式下新疆棉田的土壤水运动进行了二维模拟,探讨膜下滴灌在1膜4行覆膜方式下土壤水平衡状况。结果表明,1膜4行覆膜方式下的膜下滴灌技术使新疆棉田无效水分蒸发量以及深层渗漏量大大减少,数值模拟方法可较好地模拟新疆棉田的土壤水平衡状态。上述研究可为宏观尺度上的膜下滴灌模拟与研究提供借鉴,同时对保障干旱区农业生产也有积极作用。