土壤盐渍化地区地下水临界深度确定及其水位调控

从不危害作物生长和不引起土壤严重积盐2方面综合考虑,运用基于根群理论的毛管水上升高度法和野外调查统计方法确定了新疆皮墨垦区地下水临界深度;通过GMS构建了该区地下水数值模型,并预测了不同方案下地下水动态变化。结果表明,包气带岩性为粉砂夹黏土地区,地下水临界深度为1.93m;粉砂地区,矿化度小于3g/L时,地下水临界深度为2.4m,而矿化度大于3g/L时,则为2.7m。当垦区南部、北部灌溉量减少至6 000、8 850m3/hm2时,垦区地下水埋深将稳定维持在地下水临界深度以下,土壤盐渍化问题将得到有效控制。     

农田利用排水灌溉对土壤入渗特性及棉花生长的影响

为了评价南疆地区农田利用排水灌溉的适用性,通过马氏瓶供水、定盘式负压入渗仪以及室内棉花萌芽和幼苗生长的培养试验,研究了排水灌溉对土壤水分点源、面源入渗特性及对棉种萌发、幼苗生长的影响。结果表明,在水分点源入渗试验中,不同矿化度的排水灌溉后土壤水分入渗在水平方向上运移较纵向明显,当排水矿化度大于2 g/L时,在水平方向上土壤含水率随矿化度的增大呈显著下降趋势。在水分面源入渗试验过程中,当水头条件相同时,土壤水分入渗量随排水矿化度的增大而减小,当水头条件不同时,土壤水分入渗量随压力水头的减小显著降低。根据稳态条件下的面源入渗近似解,不同矿化度的排水灌溉后,土壤饱和导水率K_s先增后减,而模型参数λ_c的变化却呈相反的变化趋势,在排水矿化度达到2 g/L时K_s和λ_c出现了极值,矿化度越高对K_s和λ_c的影响越明显。利用排水灌溉后,当矿化度低于3 g/L时,能够保证棉种正常萌发而不产生危害,当矿化度超过3 g/L时,开始显现对棉种萌发的抑制作用,高于5 g/L时抑制作用强烈。排水矿化度低于4 g/L对棉花幼苗的生长影响较小,超过4 g/L时,棉花生育过程减缓显著。     

咸水灌溉对土壤盐分分布及设施番茄生理特性的影响

【目的】探明咸水灌溉对土壤盐分分布与设施番茄生长及生理的影响。【方法】本试验以南疆设施番茄为研究对象,设置4个灌溉水矿化度,分别为T1(2 g/L)、T2(4 g/L)、T3(6 g/L)和T4(8 g/L),并以淡水灌溉为对照（CK）,开展咸水灌溉条件下设施番茄生理特性及土壤盐分分布的影响研究。【结果】在垂直方向上各处理土壤含盐量随土层深度增加逐渐减小,水平方向上盐分主要积聚在距离滴灌带20～40 cm处;结果末期盐分主要积聚在20～60 cm浅层土壤处,形成积盐区,且随着灌溉水矿化度增加积盐区逐渐扩大;2～4 g/L的咸水灌溉,对番茄株高茎粗生长具有一定的促进作用,对干物质量无显著影响,6～8 g/L咸水灌溉对作物生长抑制作用明显;当灌溉水矿化度为2g/L,时叶绿素总量达到最大,灌溉水矿化度4g/L时类胡萝卜素量达到最大;当灌溉水矿化度大于4g/L时,植物器官内大量积累的活性氧已经超出保护酶的清除能力;2～4 g/L咸水灌溉在保证番茄产量的同时,可显著提高果实的品质。【结论】综合考虑设施番茄产量及品质,在淡水资源紧缺,地下咸水资源丰富的南疆地区,推荐采用2～4 g/L矿化度的咸水对...     

微咸水矿化度对秸秆还田下土壤水盐运移分布影响

为了研究微咸水与秸秆还田的综合利用效应,在室内进行一维垂直入渗试验,分析了秸秆还田下不同矿化度对土壤水盐运移分布的影响。结果表明,相同入渗时间下,累积入渗量以矿化度3g/L为分界点随矿化度的升高先增后减,湿润锋的变化规律相似;土壤含水率随矿化度的增加表现出先增后减的趋势,以3和5g/L时土壤保持较高含水率;电导率随矿化度的增加而增加,当矿化度大于3g/L时,微咸水对土柱的淋洗作用不大。     

土壤氯化钠含量对毛管水上升特性影响研究

通过室内不同氯化钠含量土壤的毛管水上升试验,分析了土壤中氯化钠含量对毛管水上升特性的影响.结果表明:随着土壤中氯化钠含量增大,相同入渗时间的毛管水上升高度和地下水补给量越小;入渗结束后,相同距离的土壤含水量减小.经分析,毛管水上升高度和地下水补给量之间存在密切的直线相关关系,二者分别与时间存在密切的幂函数关系.钠离子对...     

农田排水间歇滴灌对土壤水盐分布的影响

为探究不同矿化度农田排水间歇滴灌对土壤水分和盐分空间分布的影响。采用室内土柱试验,设置2个农田排水矿化度（2 g/L与4 g/L）和3个滴灌间歇时间（0 h、灌水2 h间歇0.5 h、灌水2 h间歇1 h） 6个处理,对比分析不同处理对土壤水分入渗和水盐空间分布的影响规律。结果表明：农田排水间歇灌溉条件下土壤水分入渗遵从幂函数变化规律。增加灌溉间歇时间和灌溉水矿化度,能够增加土壤湿润锋横向和纵向延伸范围。随灌溉间歇时间增加,土壤水分空间分布更均匀。单因素与双因素交互作用对土壤脱盐区的脱盐率影响均具有统计学意义。表现为随灌溉间歇时间增加和灌溉水矿化度减小,土壤脱盐区的脱盐率显著增加。2 g/L处理较4 g/L处理平均脱盐率增加25.04%;灌水间歇0.5 h处理较不间歇灌溉处理平均脱盐率增加6.78%,灌水间歇1 h处理较不间歇灌溉处理平均脱盐率增加17.05%。灌溉水矿化度2 g/L以及灌溉间歇1 h处理,土壤湿润体内平均含水率最高、平均含盐量最小且脱盐率最高。     

沙土上升毛管水运动特性研究

为了研究地下水对土壤的补给和影响,通过室内试验研究恒定地下水位条件下,不同地下水质(钠吸附比SAR和盐分浓度C)对不同粒径沙土中的地下水补给以及水盐运移分布的影响。结果表明:毛管水上升高度随时间的增加而增加,二者之间存在明显的对数函数关系;毛管水上升速率随时间的增大不断减小最后趋于0;沙土含水率沿着毛管水上升方向不断减小;地下水补给总量随沙土粒径的增大而减小;沙土中盐分的分布情况与溶液的盐分浓度有关,当溶液的盐分浓度较小且取土点与地下水面距离h较小时,沙土各部分的盐分浓度相差不大,h较大时沙土盐分浓度随h的增大而增大;当溶液的盐分浓度较大时,沙土的盐分浓度随h的增大而减小。     

基于指示Kriging的土壤盐渍化风险与地下水环境分析

土壤盐渍化是制约干旱区农业发展的主要障碍,而浅埋地下水区域的地下水环境是影响土壤盐渍化的直接因素。为调控合理的地下水埋深和矿化度,以防控区域盐渍化,以河套灌区永济灌域为研究区,运用指示Kriging法比较了春灌前和生育期不同阈值条件下土壤表层含盐量、地下水埋深和矿化度的概率分布,从概率空间分布的角度研究了不同时期防治土壤盐渍化的地下水临界埋深和矿化度。结果表明：地下水埋深属于中等变异性,土壤表层含盐量和地下水矿化度属于强变异性。春灌前较生育期土壤表层盐渍化高风险区扩大、浅埋地下水高概率区缩小、地下水矿化高风险区缩小。春灌前永济灌域土壤表层发生轻度、中度盐渍化时的地下水埋深临界值分别为2.6、2.2 m,地下水矿化度临界值分别为2.0、2.5 g/L;生育期土壤表层发生轻度、中度盐渍化时的地下水埋深临界值分别为2.2、1.8 m,地下水矿化度临界值分别为2.5、3.0 g/L,春灌前更易发生土壤盐渍化。春灌前较生育期土壤盐分受外界因素（气象因素和人为因素）影响小,且土壤表层含盐量、地下水埋深和矿化度变异性也相对较小,地下水环境对土壤盐渍化的影响更强烈。研究区北部、东南部和中部小部分区域为地下水埋深小于临界值且大于矿化度临界值的高概率区,是土壤返盐的高风险区,建议进一步完善该地区的排水系统。     

粉壤土水盐运移对咸淡水交替灌溉的响应

为了分析不同间歇时间和矿化度对黄河三角洲粉壤土水分入渗特征及盐分分布的影响,进行了咸淡水交替灌溉的室内土柱试验,设置4种间歇时间(0, 30, 60, 90 min)和3种咸水矿化度(3,6,9 g/L),分析了累积入渗量、入渗历时、土壤水盐分布等参数变化.结果表明:相同入渗水量下,咸淡水交替灌溉的入渗历时随间歇时间的增加而显著增大.当咸水矿化度为3,6,9 g/L时,咸淡水交替灌溉处理的平均土壤含水率差异不具有统计学意义,但咸水矿化度为3 g/L处理的平均土壤含盐量低于咸水矿化度为6和9 g/L处理,且间歇90 min的平均土壤含盐量远低于其他处理.因此,当咸水矿化度为3 g/L,间歇时间较长的灌溉方式有利于降低土壤盐分.     

不同矿化度对层状土入渗规律的影响研究

为研究不同矿化度水分对沙壤土中壤土夹层入渗规律的影响,设置4种矿化度处理,分别为0,1,3,5g/L,进行室内土柱垂直一维积水入渗试验。结果表明:壤土夹层对不同矿化度水分均有阻渗作用;各处理累积入渗量在湿润锋到达夹层界面前随时间呈非线性变化,通过夹层后随时间呈线性变化,各处理稳渗率大小关系为V(3g/L)>V(5g/L)>V(1g/L)+>V(0g/L);矿化度为0~3g/L时,累积入渗量、入渗后土壤含水率均随矿化度提高而增大;入渗结束后,各处理夹层界面上层土壤脱盐,夹层界面下层土壤积盐。     

石油污染对土壤毛细水上升特性的影响

为了研究石油污染对不同土质毛细水上升高度、上升速率及毛细含水率的影响,采用室内土柱试验,研究了3种不同土质土壤(塿土、黄绵土和风沙土)在5个不同污染梯度(0%、0.5%、1%、2%和4%)下的毛细水上升规律。结果表明,3种土壤毛细水上升高度均随时间的延长而增加,且土壤毛细水上升高度与时间均符合良好的幂函数,但增幅均随时间的延长而减小;在相同上升时段内,未被污染的3种土壤毛细水上升高度均明显大于石油污染土壤,并且污染程度越高,毛细水上升高度越小;相同时间段,清洁土壤和0.5%含油率的土壤毛细水上升高度均表现为风沙土上升速率最快、黄绵土次之、塿土最慢,1%、2%和4%含油率的毛细水上升高度和上升速率变化趋势相同,均表现为黄绵土最大、塿土次之、风沙土最小;随着毛细水上升高度的增加,塿土、黄绵土、风沙土毛细水量均呈减小趋势,且毛细水量均随着污染程度的加剧而降低,土壤储水量和毛细水水量有着相同的变化趋势。     

积水入渗下不同矿化度水对红壤水盐运移特征的影响

【目的】探讨积水入渗条件下矿化度对酸性红壤水盐运移特征的影响,为我国南方非常规水合理利用提供参考。【方法】采取土柱入渗试验,以蒸馏水灌溉(CK)为对照,探究不同矿化度水(1、2、3、5、10 g/L)入渗下南方红壤水分动态运移、水盐分布及土壤pH值变化,并量化矿化度与入渗模型参数关系。【结果】与CK相比,1～10g/L处理抑制红壤水分入渗,同一时刻累积入渗量表现为CK1 g/L处理5 g/L处理2 g/L处理3 g/L处理10 g/L处理。5 g/L处理持水能力显著高于其他处理(p0.05),单位时间湿润锋运移距离小于CK和1、2 g/L处理。Kostiakov公式较Philip方程能更精确描述1～3 g/L处理红壤累积入渗量随时间变化,矿化度大于3 g/L时则相反。红壤累积入渗量与湿润锋运移距离符合线性关系,红壤持水能力、入渗模型参数与矿化度关系均满足三次多项式(R20.95,RMSE0.06)。1～5 g/L处理可使5～25 cm土壤平均含水率增加0.09%～4.61%,各处理土壤EC值和Na~+、Cl~-质量分数随深度增加呈减小趋势,矿化度对25～40cm范围土壤盐分的影响小于上层土壤。与CK相比,1～5g/L处理加剧红壤酸化,10 g/L处理则增加土壤pH值。【结论】矿化度对土壤酸化和分散作用程度不同是造成红壤水盐运移特征差异的原因,南方红壤区非常规水安全利用需综合考虑矿化度作用下土壤水盐、酸碱环境变化。     

渭-库绿洲土壤剖面盐分分布特征及驱动因子分析

[目的]监测渭-库绿洲土壤盐渍化的空间分布特征,探究驱动因子作用机理,对当地因地制宜进行土壤盐渍化调控。[方法]采用决策树、克里金插值和灰色关联度分析研究了渭-库绿洲土壤盐渍化的剖面分布特征,着重分析了样本点海拔、植被覆盖度、地下水位、TW( I 地形湿度指数)、地下水矿化度5个驱动因子对土壤盐渍化的影响。[结果]①研究区表层土壤(0~10 cm)属于重度盐渍化土壤,10~20、20~40、40~60 cm各深度剖面土壤属于中度盐渍化土壤。土壤EC1:5有强的空间变异性,其分布格局受灌溉等人为驱动因素的影响较大。②绿洲内部(即耕作区)表层土壤属于非盐渍化区域,绿洲东部10~20、20~40、40~60cm土层有轻、中度的盐渍化现象。绿洲内部表层以下土壤盐分高于表层,绿洲存在潜在的盐渍化风险。耕作区外围绿洲-荒漠交错带区域各剖面层均属于盐渍化区域,随着剖面深度的增加,盐渍化程度在不断减弱。③样本点海拔、植被覆盖度、地下水位、TWI、地下水矿化度与土壤EC1:5的灰色关联度大小次序为:0~10 cm土层:地下水矿化度>TWI>样本点的海拔>植被覆盖度>地下水位;10~20、20~40 cm土层:地下水矿化度>样本点的海拔>TWI>植被覆盖度>地下水位。[结论]渭-库绿洲土壤盐渍化主要分布在绿洲-荒漠交错带区域,土壤盐分表聚强烈,地下水矿化度是造成该研究区土壤盐渍化问题的首要原因。     

秸秆排水体条件下微咸水灌溉土壤水盐运移模拟

为分析地埋秸秆体的排水抑盐效果,在室内试验的基础上,利用HYDRUS-2D模型模拟地埋秸秆体条件下盐渍土水盐运移动态,结果表明:地埋秸秆体可以有效降低土壤盐分,在灌溉水矿化度为3 g/L,地下水埋深为150 cm条件下,土壤盐分较不埋设秸秆体处理减少了17.4%;土壤水分和土壤盐分随灌溉水矿化度的增加而增加,随地下水深度增加而减小;在控制土壤含盐量小于2.55 g/kg条件下,分别采淡水、矿化度为3和5 g/L的微咸水灌溉时,地下水埋深应分别控制在80、120和200 cm以下。该研究为微咸水资源的利用及盐渍土的合理开发利用提供依据和参考。     

土壤紧实胁迫对玉米苗期生长与钙吸收的影响

为揭示玉米对不同土壤紧实胁迫的响应程度与机理,以钙素为依据,设置土壤容重分别为1.1、1.2、1.3、1.4和1.5 g/cm3等5个水平玉米盆栽试验,以探讨土壤紧实度对玉米苗期生长及对钙素吸收的影响.试验结果表明:玉米从播种到生长15d期间,其生长对土壤紧实并不敏感,而15d之后,地上部分生长速度随土壤容重增加而受到抑制;而根系生长也由于土壤的紧实胁迫而受阻,根系干物质质量下降,根系活力减小,影响钙素养分的吸收;玉米苗中全钙含量最高值(1.67％)出现在容重1.2 g/cm3处理中,土壤紧实的增加会导致根系活性减小,从而使作物根系对钙素的吸收减少、作物抗性下降,导致作物提前衰老.因此,土壤容重影响土壤中养分的有效性,土壤过松或过紧均不利于作物的生长.     

土壤容重对蓄水坑灌入渗及水氮分布的影响

为探讨土壤容重对蓄水坑灌入渗和水氮分布的影响,试验采用30°扇柱体有机玻璃土箱,高120 cm,半径100 cm,设置3个土壤容重水平:1.3、1.4、1.47 g/cm3。通过室内入渗试验,研究了土壤容重对肥液入渗、含水率分布、铵态氮和硝态氮含量的影响。结果表明:蓄水坑灌条件下,累积入渗量随土壤容重的增大而减小,不同容重下累积入渗量与入渗时间之间均符合Kostiakov入渗模型。随土壤容重的增大,湿润体范围逐渐减小,在分布1 d内,0~60cm深度土壤体积含水率随土壤容重的增大而增大。土壤铵态氮含量随土壤容重的增大在不同径向方向上变化不一致。不同容重下深层湿润锋处土壤硝态氮的累积量为:1.47 g/cm31.4 g/cm31.3 g/cm3。     

土壤密度对土壤抗侵蚀性的影响

通过研究不同密度土壤的抗冲性、抗蚀性及抗剪强度,探索密度与土壤抗侵蚀性之间的相关关系,并进一步分析密度对土壤抗侵蚀性影响的机理。研究表明,随着土壤密度的增大,土壤的抗冲性与抗剪强度增强;但在土壤密度小于1.27g/cm3时,土壤的抗蚀性随着土壤密度的增大而增加,当土壤密度大于1.27g/cm3时,土壤的抗蚀性随着土壤密度的增大而减小。     

灌溉水矿化度对土壤盐分及冬小麦产量的影响

为合理高效利用河北低平原区浅层地下咸水资源,采用田间试验的方法,系统研究了不同矿化度(1,2,4,6,8 g/L)灌溉水对土壤盐分分布与冬小麦产量的影响.结果表明,随灌溉水中矿化度的增加,0～20 cm厚度的土层土壤容重增加,同时土壤孔隙率逐渐降低.与淡水处理(1 g/L)相比,矿化度为2 g/L的灌溉水浇灌的麦田0～100 cm土层土壤平均盐分含量未出现明显增加;冬小麦拔节期、孕穗期和抽穗期的叶面积指数、株高以及单位面积穗数、穗粒数、千粒质量和籽粒产量未呈现明显差异.然而,当灌溉水矿化度增加到4 g/L以上时,0～100 cm土层土壤平均盐分含量大幅增加,植株生长受到明显抑制,籽粒产量出现显著下降,减产主要因素为咸水灌溉导致的冬小麦穗数减少.在该灌溉模式下,推荐冬小麦咸水灌溉的适宜矿化度低于2 g/L.     

柴油污染土壤中毛细水上升规律研究

通过室内土柱模拟试验,对柴油残留时土壤的毛细水上升规律进行了研究。结果表明,柴油污染砂土和壤粘土的毛细水上升速率随时间变化关系可用乘幂方程拟合。污染土壤毛细水上升高度和上升速率均随柴油质量分数的增加而减小,污染砂土的毛细水上升高度与含油率呈规律的负线性相关。疏水性石油污染物产生所谓“莲花效应”是土壤毛细水上升高度减小的...     

皮墨垦区224团水盐动态变化及水化学分析

皮墨垦区位于塔克拉玛干沙漠边缘,是南疆典型的荒漠绿洲,生态极其脆弱。针对该绿洲土壤次生盐渍化发生严重的现状,通过对项目区地下水埋深及地下水矿化度的连续监测,以期研究探讨垦区的地下水盐动态变化规律及水化学特征。初步表明:垦区地下水埋深和矿化度均存在时间和空间上的变化,地下水水化学类型也具有明显的时空分布特征。