微咸水与生物炭协同作用对盐碱土入渗特征及水盐运移的影响

为研究添加生物炭条件下微咸水矿化度对盐碱土水盐运移的影响,采用一维垂直土柱入渗试验,研究了微咸水灌溉并施用生物炭对盐碱土水盐运移特征及其对Philip和一维代数入渗模型参数的影响,并对入渗模型的适用性进行了评价。本研究设置淡水对照CK(0 g·L^-1)及4种微咸水矿化度水平(2、3、4、5 g·L^-1)与施用玉米秸秆生物炭(5 t·hm^-2)组合试验方案。结果表明：使用微咸水灌溉或施用生物炭均会增加土壤水分入渗速率及土壤含水率,提高土壤保水能力,且微咸水和生物炭协同作用下效果更好。灌溉微咸水并施用生物炭降低了土壤含盐量,在0～30 cm深度内的平均含盐量比初始含盐量降低了34.75%～74.00%,具有良好的盐分淋洗效果。Philip入渗模型能够较好模拟微咸水和生物炭协同作用下的土壤水分入渗情况,灌溉微咸水或施用生物炭会使吸渗率S增加,且两者结合使用时S增幅更大;由代数模型计算而得的土壤各层理论含水率值与实测值之间的平均绝对误差与均方根误差均小于2.2%,表现出一维代数模型较好的适用性。综上所述,使用微咸水灌溉并配施生物...     

微咸水矿化度对重度盐碱土壤入渗特征的影响

通过微咸水室内一维垂直入渗试验,分析了淡水以及4种不同矿化度(2,3,4,5 g·L~(-1))微咸水对重度盐碱土壤累积入渗量、湿润锋运移深度、土壤含水率、入渗历时、入渗速率的影响。结果表明:累积入渗量、湿润锋运移深度、土壤含水率随微咸水矿化度的增加呈现增大的趋势,但与淡水相比,2,3,4,5 g·L~(-1)微咸水的累积入渗量、湿润锋运移深度随入渗时间的变化差异较小;同一土层,土壤含水率大小比较:淡水5 g·L~(-1)3 g·L~(-1)2 g·L~(-1)4 g·L~(-1);在微咸水灌溉条件下,累积入渗量与湿润锋运移深度呈线性关系。采用Kostiakov模型,Philip模型和Green-Ampt模型模拟微咸水入渗过程,结果显示,Kostiakov模型可以更好地描述重度盐碱土入渗率与入渗时间的关系。     

微咸水灌溉下滴头流量及灌水量对压砂土壤入渗及水盐分布的影响

为探讨滴头流量及灌水量对微咸水灌溉条件下覆砂土壤入渗规律及水盐分布的影响,开展室内土槽试验研究了微咸水灌溉下相同灌水量时3种滴头流量(0.85、1.70、3.40 L·h^-1)及相同滴头流量下3种灌水量（5.88、6.60、10.00 L）对压砂土壤湿润锋迁移以及灌溉后土壤水盐分布特征,以期为压砂地合理利用微咸水提供理论依据。结果表明：滴头流量越大,湿润锋在水平和垂直方向上运移距离越大,湿润锋水平和垂直入渗距离与入渗时间存在幂函数关系。供试土壤在0.85 L·h^-1和3.40 L·h^-1滴头流量下湿润体稳定的垂直/水平的比值为1.1,而1.70 L·h^-1滴头流量下其比值为0.9。覆砂条件下高含水率及低盐分区出现在距滴头较远的区域,并随着滴头流量增加逐渐向滴头靠近;随灌水量增加该区域范围不断扩大,土壤水分及盐分分布模式则越接近无覆砂条件模式。因此,砂层覆盖改变了微咸水滴灌条件下土壤水分、盐分的分布规律。     

基于春玉米微咸水灌溉的水盐生产函数研究

在石羊河流域开展微咸水灌溉试验,综合考虑水分与盐分因素对春玉米生长的影响,以国际上通用的水分生产函数Blank模型和Jensen模型为基础进行作物水盐模型的构建,通过引入盐分胁迫因子,将水分生产函数转变为水盐生产函数。通过2009年和2010年春玉米不同矿化度微咸水灌溉试验,结合函数求解,探求春玉米各生育阶段的盐分敏感指数,得出春玉米的盐分敏感程度顺序为苗期>拔节期>抽雄灌浆期>成熟期。同时以交替灌溉试验进行验证,结果表明微咸水安排在盐分敏感程度小的生育阶段更有利于作物的生长。     

宁夏中部干旱带微咸水灌溉对砂土混合覆盖下土壤水盐运移的影响

通过实地布设微型蒸渗仪模拟研究了低(2.5 L)、中(3.7 L)、高(5.0 L)微咸水灌溉量对0％、20％、40％、60％、80％、100％砂土混合比的土壤水盐运移规律及动态分布.结果显示:在相同灌溉量条件下,当砂土混合比为20％～100％时,累计蒸发量减小幅度可达42.22％～83.07％,表层含水率减小幅度为0...     

燥红土微咸水滴灌下水盐运移规律的试验研究

为了探讨燥红土地区微咸水滴灌的水盐运移规律,对该地区容重为1.2 g·cm^-3的红壤土,进行了不同灌水矿化度（2.88 g·L^-1,4.86 g·L^-1,8.33 g·L^-1）的单、双点源入渗试验及不同滴头流量（2.68 L·h^-1,3.74 L·h^-1,4.68 L·h^-1）的单点源入渗试验,采用室内三维土箱入渗,分析滴头流量及矿化度对该地区红壤土水盐运移规律的影响。结果表明：单点源入渗试验中,矿化度一定（2.88 g·L^-1）的条件下,灌溉时间在150 s后, 3.74 L·h^-1滴头流量下湿润锋运移速率快且稳定,平均推进速率达1.65 cm·s^-1,最终推进深度达22 cm,可以达到灌溉要求,优于4.68 L·h^-1滴头流量的综合性能且节省灌溉水;在滴头流量一定（3.74 L·h^-1）的条件下,湿润锋推进深度随矿化度的增加而增加,其速率排序为：2.88 g·L^-1<4.86 g·L^-1<8.33 g·L^-1,其推进深度分别为21.5、22.4、22.78 cm。双点源试验中,矿化度为8.33 g·L^-1和4.86 g·L^-1的滴头正下方及交汇部分含水率均达到0.4 g·g^-1左右;但8.33 g·L^-1矿化度下含盐量可达0.4%,不适合作物生长,而矿化度为4.86 g·L^-1的微咸水灌溉时,在交汇部分会形成一个含盐量0.1%左右的适合作物生长的低盐区域。在滴头流量为3.74 L·h^-1时,将单、双点源入渗试验的同一入渗深度处进行对比分析发现,随着矿化度增大,地表湿润比由87%增加到90.8%;8.33 g·L^-1矿化度下交汇时间比2.88 g·L^-1矿化度下提前16 min;矿化度为8.33 g·L^-1时在0～15 cm土层,交汇区含盐量相对于相同湿润位置处单点源的含盐量增加了37%,而矿化度不大于4.86 g·L^-1时,含盐量增加比率几乎为负值,可知矿化度为4.86 g·L^-1的土壤积盐不显著且含水率高。在灌溉水资源匮乏的云南燥红土地区推广应用微咸水滴灌时,可参考滴头流量3.74 L·h^-1,微咸水矿化度≤4.86 g·L^-1用于作物栽培实践。     

微咸水钠吸附比对土壤理化性质和入渗特性的影响研究

目前微咸水的开发利用成为缓解淡水资源不足的一条重要途径,由于微咸水中含有各种盐分离子,会影响土壤的入渗特性,而且不同的钠吸附比对土壤的影响程度不同。为了分析钠吸附比对土壤入渗能力的影响,在河北省中科院南皮生态试验站进行了一维垂直积水入渗试验研究,在土壤初始含水率均为2.25%、入渗水的矿化度均为3 g/L时,分析不同钠吸附比的微咸水累积入渗量和湿润锋随时间的变化过程,发现二者具有相同的变化规律,用Philip模型进行分析,发现该模型对钠吸附比低于12.56(mmol/L)0.5的微咸水模拟结果较为精确。随着钠吸附比的变化,土壤剖面湿润区的水分运动接近活塞流;土壤含盐量主要受入渗水矿化度的影响,与钠吸附比关系不大。用钠吸附比较高的微咸水进行入渗,在土壤表层发生了Na 对Mg2 和Ca2 的置换作用,并导致表层土壤中钠离子的累积。     

微咸水膜下滴灌对土壤水盐分布及加工番茄产量的影响

为探明微咸水膜下滴灌对土壤水盐分布及加工番茄生长和产量的影响,通过大田小区试验,设置灌水矿化度和灌水定额两个因素,其中3个灌溉水矿化度水平分别为S1:1 g·L~(-1)、S2:3 g·L~(-1)和S3:5 g·L~(-1),3个灌水定额分别为W1:305 m~3·hm~(-2)、W2:458 m~3·hm~(-2)和W3:611 m~3·hm~(-2),来进一步寻求适宜本地区加工番茄生长的微咸水膜下滴灌灌溉制度。结果表明:覆膜微咸水滴灌条件下土壤含水量垂直方向的变化趋势表现为0～20 cm土层随深度增加含水量逐渐降低、20～100 cm土层随深度增加含水量逐渐增大、60～100 cm范围内土层剖面含水量最大的分布规律;土壤含盐量随着灌水矿化度的增大而增加,且随着灌水量的增加土壤盐分逐渐向水平距滴灌带35 cm处聚集。灌水矿化度超过3 g·L~(-1)时加工番茄株高、茎粗均受到一定程度的抑制作用,但对产量影响不大。本文通过试验得出:灌水定额为611 m~3·hm~(-2)、矿化度为1 g·L~(-1)处理为本地区最佳微咸水膜下滴灌处理,加工番茄生长健壮且产量最高,达到127 613.2 kg·hm~(-2);同时认为,在我国淡水资源比较缺乏的新疆地区可以考虑采用灌水定额458 m~3·hm~(-2)和灌水矿化度3～5 g·L~(-1)的微咸水对盐分中等敏感的加工番茄进行灌溉。     

淋洗灌溉模式对不同质地盐碱土水盐运移的影响研究

通过土柱模拟试验,选取塔里木灌区粉砂质壤土和黏壤土两种重度盐碱土,以淡水灌溉为对照,按照咸淡水比例1:1,设置1种咸淡水混灌、2种咸淡水交替灌溉(咸淡、淡咸)模式,探究南疆地区不同质地盐碱土最优微咸水淋洗灌溉模式。结论如下：1)不同质地盐碱土在淡咸、咸淡两种交替灌溉模式下土壤水分分布更均匀,粉砂质壤土的持水性能优于黏壤土。2)微咸水淋洗灌溉模式下不同质地土壤均表现为中上层脱盐,下层积盐,脱盐深度达均到60cm;由0-60cm深度内土壤脱盐率平均值可知,粉砂质壤土在咸淡交替灌溉模式下最高,达到65.70%,黏壤土在咸淡、淡咸两种交替灌溉模式下优异分别达到了60.13%和56.78%。3)粉砂质壤土在咸淡交替灌溉模式下土壤脱“氯”、脱“钠”效果最佳,黏壤土在咸淡、淡咸两种交替灌溉模式下土壤脱“氯”、脱“钠”效果明显但两者差异不大;不同质地盐碱土Cl^-淋洗效果均优于Na⁺淋洗效果。综合灌水均匀度及脱盐率情况,推荐咸淡交替灌溉模式适用于粉砂质壤土,两种交替灌溉模式对黏壤土均适用。     

微咸水灌溉条件下施用不同改良剂对盐渍化土壤盐分离子分布的影响

利用5种不同的土壤改良剂,对矿化度在2~3 g·L-1的微咸水灌溉棉田土壤进行改良效果研究。结果表明:五种改良剂均降低土壤p H值和总盐含量,并能有效控制土体Na+、Ca2+、SO42-、HCO3-积累;其中,磷石膏能显著降低土体Na+、Ca2+、SO42-总含量(P<0.05),DS1997能显著降低土体Na+、HCO3-总含量(P<0.05),酸碱平衡剂显著降低土体Ca2+、SO42-总含量(P<0.05),禾康改良剂有效控制土体SO42-、HCO3-含量;改良剂对土体中Cl-改良效果不显著(P>0.05)。研究得出:微咸水灌溉导致土壤p H值升高和含盐量增加,造成土壤盐分的积累;土壤改良剂可有效减少微咸水灌溉引起的盐分积累,改善土壤理化特性和盐分离子分布。     

微咸水不同入渗水量土壤水盐运移特征研究

通过室内微咸水积水入渗土壤水盐运移模拟试验,分析了不同灌水量下湿润锋、土壤含水量、土壤含盐量、盐分浓度及Na 、Cl-浓度等的变化特征。研究结果表明,入渗水量与湿润锋呈线性关系,脱盐深度与湿润深度的比值近似为0.342。此外研究结果也显示上层土壤盐分浓度与入渗水矿化度密切相关,因此灌水量大小不仅影响湿润范围,而且直接决定上层土壤盐分含量。     

不同改良方法对盐碱土壤水盐运移效果的影响

以取自山东省东营市的中度盐碱土为研究对象,为探究表层(0～20 cm)掺沙和掺生物炭处理对黄河三角洲地区盐碱土的改良效果,在室内进行了垂直一维积水入渗试验,分别研究两种方法对土壤水分入渗、土壤剖面含水率和含盐量的影响。试验土壤为中度盐碱土(含盐量2.381 g·kg^-1),试验共设置7个处理,分别是:CK(掺沙或生物炭0%)、S1(掺沙5%)、S2(掺沙10%)、S3(掺沙20%)、C1(掺生物炭0.5%)、C2(掺生物炭1%)、C3(掺生物炭2%)。结果表明:在相同入渗情况下,表层(0～20 cm)掺沙、生物炭均能提高盐渍化土壤中水分入渗效果,掺加生物炭显著提高添加层的蓄水能力,掺沙显著提高掺沙层以下土壤含水率,在土层20～40 cm中,掺沙处理平均土壤含水率比掺生物炭处理提高1.37%;不同改良剂处理下,掺沙更有利于盐碱化土壤脱盐,20%掺沙处理平均脱盐率比掺生物炭处理提高5.26%～13.80%,脱盐区深度增加2.35%～3.92%,达标脱盐区深度增加1.70%～3.00%。根据河沙和生物炭在室内一维垂直积水入渗试验结果来看,土壤表层掺沙能有效解决黄河三角洲...     

不同矿化度咸水滴灌对盐碱地水盐特性及油葵生长的影响

针对宁夏银北地区大面积分布的白僵土盐碱地,通过连续2年田间定位试验,研究了膜下滴灌条件下,灌溉水矿化度(0.2、1、2、3、4、5 g·L-1)对土壤水盐特性及油葵生长和产量的影响。结果表明,0.2、1 g·L-1的微咸水滴灌时,土壤表现出较好的入渗性能,随灌溉水矿化度从0.2 g·L-1升高到5 g·L-1时,40~60 cm深度处土壤含水量先增加后减小。低矿化度咸水处理表现出了明显的盐分淋洗效果,而高矿化度的咸水灌溉带来了盐分在土壤中的大量积累,导致了作物的生长受阻,甚至死亡。采用矿化度为1 g·L-1的微咸水滴灌,可以获得较好的植物生长和较高产量。因此,采用膜下滴灌的方式,1 g·L-1的微咸水可用于油葵的种植,进而开发利用白僵土盐碱地。     

Soil water and salt distribution under furrow irrigation of saline water with plastic mulch on ridge

Furrow irrigation when combined with plastic mulch on ridge is one of the current uppermost water-saving irrigation technologies for arid regions.The present paper studies the dynamics of soil water-salt transportation and its spatial distribution characteristics under irrigation with saline water in a maize field experiment.The mathematical relationships for soil salinity,irrigation amount and water salinity are also established to evaluate the contribution of the irrigation amount and the salinity of saline water to soil salt accumulation.The result showed that irrigation with water of high salinity could effectively increase soil water content,but the increment is limited comparing with the influence from irrigation amount.The soil water content in furrows was higher than that in ridges at the same soil layers,with increments of 12.87% and 13.70% for MMF9(the treatment with the highest water salinity and the largest amount of irrigation water) and MMF1(the treatment with the lowest water salinity and the least amount of irrigation water) on 27 June,respectively.The increment for MMF9 was gradually reduced while that for MMF1 increased along with growth stages,the values for 17 August being 2.40% and 19.92%,respectively.Soil water content in the ridge for MMF9 reduced gradually from the surface layer to deeper layers while the surface soil water content for MMF1 was smaller than the contents below 20 cm at the early growing stage.Soil salinities for the treatments with the same amount of irrigation water but different water salinity increased with the water salinity.When water salinity was 6.04 dS/m,the less water resulted in more salt accumulation in topsoil and less in deep layers.When water salinity was 2.89 dS/m,however,the less water resulted in less salt accumulation in topsoil and salinity remained basically stable in deep layers.The salt accumulation in the ridge surface was much smaller than that in the furrow bottom under this technology,which was quite different from traditional furrow irrigation.The soil salinities for MMF7,MMF8 and MMF9 in the ridge surface were 0.191,0.355 and 0.427 dS/m,respectively,whereas those in the furrow bottom were 0.316,0.521 and 0.631 dS/m,respectively.The result of correlation analysis indicated that compared with irrigation amount,the irrigation water salinity was still the main factor influencing soil salinity in furrow irrigation with plastic mulch on ridge.     

脱硫石膏对苏打盐碱土水盐入渗过程的影响

为研究脱硫石膏对苏打盐碱土水盐入渗过程的影响,2020年6月进行了一项室内土柱入渗试验,供试土壤离子组成主要为Na2 CO3和NaHCO3、电导率为1.89 mS·cm-1、钠吸附比为10.01、碱化度为40.20％,设置了5个脱硫石膏施用水平(施用量分别为土重的0.0％,0.5％,1.0％,1.5％,2.0％),并利...     

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...     

间歇组合灌溉对中度盐化土壤水盐运移规律的影响研究

为了探究合理的微咸水农田灌溉模式,以中度盐化土壤为研究对象,在室内进行一维垂直积水入渗试验,研究不同咸淡水组合次序和间歇时间条件下土壤水盐运移规律,并对土壤盐分分布指标进行评价。结果表明:(1)间歇组合灌溉模式下各土层的土壤含水率均大于淡水直接灌溉,且与微咸水直接灌溉差异较小;先咸后淡土壤含水率变异系数介于9.24～16.62之间,相对于先淡后咸(11.54～20.88),土壤含水率分布更均匀。(2)在同一土层深度处,间歇组合灌溉模式下的土壤含盐量均小于微咸水直接灌溉,与淡水灌溉差异较小;在0～20 cm土层,先淡后咸土壤含盐量大于先咸后淡,而在20～55 cm土层,先咸后淡大于先淡后咸。(3)对土壤盐分评价指标进行分析表明,先咸后淡含盐量峰值大于先淡后咸;先淡后咸脱盐率平均值大于先咸后淡;在间歇组合灌溉模式下,脱盐区深度介于47.97～51.63 cm、达标脱盐区深度介于46.6～50.7之间,均超过了0～45 cm作物根系密度较大的土层;脱盐率平均值(0.36～0.543)、含盐量峰值(3.741～5.967)均高于微咸水直接灌溉,间歇组合灌溉更有利于为作物提供良好的生长环境。