不同土层加入生物质炭对盐分淋洗的影响

生物质炭作为土壤调理剂,能够显著地改良和培肥土壤,但对盐渍化土壤盐分淋洗的影响缺乏研究和了解。本研究采用土柱模拟试验,将蘑菇棒生物质炭以质量比10%,添加到内蒙古河套地区硫酸盐盐渍化土壤0~20 cm,0~35 cm和0~70 cm的土层中,并进行淋洗,测定淋出液和土壤盐分及主要盐分离子含量,以期了解生物质炭对土壤盐分和主要盐分离子洗脱的影响。结果表明:加入生物质炭的土柱,淋洗液出流的时间提前了34~37 d,电导率降低至5 m S·cm-1,需要的时间缩短了94~101 d;比起0~20 cm和0~70 cm土层加入生物质炭处理,0~35 cm土层加入生物质炭淋出液出流时间最早,盐分洗脱的效果最好。生物质炭对盐分离子淋洗也产生不同的影响,促进Na+、K+和Mg2+的洗脱,但抑制Ca2+洗脱;在淋洗初期生物质炭促进Cl-和SO42-洗脱,后期促进了HCO3-和CO32-的洗脱。可见,生物质炭可用作盐渍化土壤调理剂,不仅缩短盐分洗脱时间,而且还可以提高洗盐效率。     

宁夏银北地区盐化土壤改良成效研究

系统分析了利用系列专用改良剂对宁夏银北盐化土壤的改良效应,结果表明:施用专用改良剂后土壤容重平均降低6.44%,孔隙度增加6.62%,土壤粘粒含量减少,粉粒、砂粒含量普遍增加;土壤pH和全盐均有不同程度的下降;土壤有机质和养分含量、产量都有较大幅度的增加,其中施用改良剂Ⅲ的增幅最大,改良剂Ⅳ次之,但考虑改良剂原料成本后施用改良剂Ⅱ当年最终经济效益最大.     

柳枝稷种植年限对土壤盐分离子的影响

为探明能源植物柳枝稷对盐碱土的改良效果,于2014—2015年,在宁夏大学西大滩盐碱地改良试验站田间条件下,设置1、3、5 a3个不同种植年限柳枝稷处理(T1、T3、T5),以附近未种植柳枝稷的盐碱荒地作为对照(CK),研究了不同种植年限柳枝稷对盐碱土盐分离子的影响。结果表明,随着种植年限增加,柳枝稷对土壤盐分离子的作用效果增强,土壤中的Na~+、SO_4~(2-)、Cl~-含量随种植年限增加而降低,在柳枝稷生育末期T5处理与CK相比,Na~+、SO_4~(2-)、Cl~-含量分别下降了52.64%、40.37%和63.68%;土壤中的Ca~(2+)、Mg~(2+)含量与柳枝稷种植年限呈正相关关系,在柳枝稷生育末期T5处理Ca~(2+)、Mg~(2+)含量分别比CK增加了2.22%、48.08%。本试验条件下,柳枝稷种植5年后对土壤Na~+、SO_4~(2-)和Cl~-等盐分离子的降低作用最为明显。     

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。     

塔里木沙漠公路防护林土壤盐结皮化学特征及其对土壤蒸发的影响

盐结皮是广泛分布于塔里木沙漠公路防护林土壤表层的一个特殊层次,目前对其化学特征及其对土壤蒸发的影响尚无系统研究。文中对塔克拉玛干沙漠腹地不同定植年限防护林土壤盐结皮有机质含量、全盐量、八大离子含量和pH值进行了分析,并进行了盐结皮抑制土壤蒸发试验,结果表明:土壤盐结皮有机质含量随着防护林定植年限的增加而增加;全盐量、各离子含量、pH值均随着防护林定植年限的增加而逐渐降低。其中,全盐量均远高于流沙地;各离子含量与流沙地相比有不同程度的增加,Cl-、Na+和SO24-增加量最为明显,Mg2+、K+、Ca2+和HCO-3次之,CO23-含量极微且基本没有变化,pH值均呈碱性,定植11年防护林盐结皮pH值甚至低于流沙地;盐结皮可以有效的抑制土壤水分的蒸发。     

降碱抑盐改良剂对重度盐化碱土的改良效果

以宁夏银北重度盐化碱土为研究对象,连续4 a监测脱硫石膏、糠醛渣、醋糟和菌肥单独或配合施用对土壤pH值、全盐和其他理化性状的改良效果及对水稻生长指标的影响。结果表明：（1）改良4年间T2（单施脱硫石膏）或各改良剂配合施用的处理（T3～T6）在0～20 cm土层pH值比T1（CK,不施用改良剂）降低,其中T5（脱硫石膏+糠醛渣+醋糟+菌肥）相对降幅最大,T6（脱硫石膏+菌肥）降幅最小,T3（脱硫石膏+糠醛渣+菌肥）和T4（脱硫石膏+醋糟+菌肥）差异较小;土壤碱化度和电导率变化趋势与pH值相似,但降幅明显大于pH值降幅。（2）4年间T2～T6处理表层土壤有机质含量比T1分别平均增加了1.30、3.97、4.03、5.16 g·kg^-1和2.15 g·kg^-1;不同处理土壤速效养分含量的变化趋势与有机质相似,但增幅均大于有机质。（3）4年间T2处理水稻保苗率显著高于T1,但普遍低于改良剂配合施用的处理,T5保苗率最高,T4保苗率略优于T3;改良剂配合施用对株高提升效果不及保苗率明显;各改良剂均能提高作物穗长、每穗粒数和结实率,降低空秕数;T2～T6处理4年产量平均值分别比对照增加77.92%、118.48%、128.93%、158.10%和102.13%,T4纯收入最高,其次为T5。整体来讲,施用脱硫石膏+糠醛渣+醋糟可以显著降低土壤pH值、碱化度和EC、提高土壤有机质和养分含量,实现土壤降碱抑盐、作物增产增收的目的。     

地下水浅埋区盐碱地滴灌条件下土壤盐分运移研究

综述了国内外地下水浅埋条件下土壤盐分运移机理研究,滴灌条件下盐碱地土壤盐分运移机理研究,土壤盐分运移模型研究的相关研究成果,为滴灌技术在改造和利用地下水浅埋盐碱土地资源的应用提供了思路,为预报土壤盐碱化提供科学依据,并为地下水浅埋盐碱土滴灌条件下土壤盐分运移规律的进一步研究提出一些建议,认为地下水浅埋区盐碱地滴灌条件下土壤盐分运移规律的研究仍是今后土壤科学的研究重点.     

冬春季植被残体覆盖对内蒙古河套地区盐碱土盐分的影响

春季是内蒙古河套地区土壤返盐和积盐最严重的季节。本研究在内蒙古河套地区典型盐渍化土壤上设置田间试验,比较紫花苜蓿、羊草、碱茅、柳枝稷、草木樨、猪毛菜和燕麦植株残体冬春季地表覆盖下,表层土壤pH及盐分含量的差异,以期筛选出合适的冬春季植被。结果表明,冬春季植被残体地表覆盖抑盐效果明显,表层土壤EC值降低了42%~73%,平均为61%,这可能是由于Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)及Cl~-含量降低所致;但土壤pH值、CO_3~(2-)和HCO~(3-)含量有所升高。总体来看,多年生植被残体覆盖抑制盐分表聚的效果更好一些,其中紫花苜蓿、羊草和柳枝稷,较适于用作本地区冬春季地表覆盖植被。     

微咸水灌溉对河北低平原土壤盐分动态和小麦、玉米产量的影响

在河北低平原有咸水区的2个试验站,通过田间小区试验,连续3年研究了2g·L-1咸淡混合水灌溉对土壤盐分动态和小麦、玉米产量的影响.结果表明,2g·L-1咸淡混合水灌溉显著提高了主根层和0～120 cm土体的含盐量.麦收后微咸水灌溉处理的根层土体ECe值3年平均比淡水灌溉分别增加0.092和0.091 dS·m-1,0～120 cm土体ECe3年平均比淡水灌溉分别增加0.051 dS·m-1和0.147 dS· m-1;玉米收获后微咸水灌溉处理的根层土体ECe3年平均比淡水灌溉分别增加0.059 dS·m-1和0.127 dS·m-1,0 ～ 120 cm土体ECe3年平均比淡水灌溉分别增加0.082 dS· m-1和0.131 dS·m-1.总体上2g·L-1咸淡混合水灌溉对小麦、玉米的产量没有影响.因此从微成水长期安全利用的角度,对土壤盐分动态进行长期监测,定期淡水淋盐是非常必要的.     

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...     

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...     

咸水非充分灌溉下土壤水盐动态及对制种玉米生长的影响

为了探究石羊河流域地下水资源的利用方式,在甘肃省石羊河流域开展了为期2年的制种玉米咸水非充分灌溉田间试验,试验设置3种灌水水平即w1(1ETc)、w2(2/3ETc)、w3(1/2ETc),3种盐分水平即s1(矿化度0.71 g·L~(-1),淡水)、s2(矿化度3 g·L~(-1))、s3(矿化度6 g·L~(-1)),共9个试验处理,研究咸水非充分灌溉对土壤水盐动态及制种玉米生长的影响。研究结果表明:咸水非充分灌溉条件下,由于灌溉水量和灌水矿化度不同,土壤水盐动态表现出不同的特征,非充分灌溉处理土壤含水量低于充分灌溉处理,咸水灌溉处理土壤含水量高于淡水灌溉处理;充分灌溉处理盐分累积较深,非充分灌溉处理盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤。灌溉水量采用2/3 ETc的非充分灌溉方式进行灌溉,土壤盐分随着水分运移,盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤,短时期采用灌水矿化度为3 g·L~(-1)的微咸水灌溉,盐分不会在土壤产生大量累积。因此,在研究区灌溉水量控制在2/3 ETc左右,灌水矿化度不超过3 g·L~(-1),对制种玉米生长的影响较小,减产幅度在11%以下,能够达到合理利用地下咸水资源和节水灌溉的目的。     

黄河三角洲农田灌溉前后土壤盐分时空变异特征研究

分别采用传统统计学和地统计学方法,定量分析了灌溉前、后黄河三角洲田块尺度下不同深度土层含盐量的空间变异性并分析空间分布特征。结果表明:除灌溉前0～10cm土层土壤含盐量呈强变异性外,其余各土层含盐量均表现为中等变异强度;灌溉前土壤盐分主要积聚在0～ 10 cm和40～60cm土层,灌溉后主要积聚在40～60 cm土层;灌溉使得0～10 cm和10 ～ 20 cm土层土壤含盐量降低,脱盐效果较好;除灌溉后0～10 cm土层的土壤盐分含量呈现弱空间相关性之外,其它土层均呈现强空间相关性;灌溉后与灌溉前相比,除40～60cm层土壤含盐量外,其余各土层土壤含盐量明显降低、土壤含盐量的等值线密集程度减弱、空间分布趋势明显变平缓;灌溉前各土层土壤含盐量高值区均分布在试验区中部偏北,而低值区则分布在试验区西北角,灌溉后除0～ 10cm土层土壤含盐量高值中心分布在试验区中北部外,其余各土层均分布在试验田块的中南部或中部,而低值中心的空间分布规律相似,主要分布在试验田的北部。     

滨海盐碱地覆膜和灌溉对玉米盐分离子分布及生物量的影响

以玉米为试材,于2017—2018年在天津市滨海盐碱土进行了膜下滴灌试验,分析了覆膜和灌溉对玉米盐分离子质量分布特征、玉米干物质的变化规律和产量的影响。结果表明:(1)覆膜和灌溉对玉米离子分布的影响显著,显著减小了根部Na⁺吸收质量,成熟期FI20处理比LI10小56%,从而减少了盐分对叶片的伤害;显著增大了茎部K⁺的积累质量,成熟期FI20处理比LI10高24%,提高了植物的耐盐性;显著增加了叶部Ca²⁺质量,苗期FI20处理比LI10高96%,促进作物幼根的生长和根毛的形成,改善了玉米体内的离子平衡,减轻了盐胁迫作用;显著增加了叶部Mg²⁺质量,拔节期FI20处理比LI10高136%,增强了植株叶片的光合作用,提高了植株的耐盐性。(2)玉米地上部和根系干物质重均随着生育期进程而增加,覆膜和灌溉改变了植物体内盐分离子质量,对玉米生物量的积累影响较大,成熟期FI20处理比LI10高1%～46%;对玉米根冠比(R/S)有显著影响,使生物量分配比例显著改变,成熟期根冠比(R/S)FI20处理比LI10小...     

甘肃两种典型盐成土不同粒径土壤颗粒中盐分离子的分布特征

以甘肃粉质黏壤土(瓜州)和砂质壤土(金昌)两种不同质地的典型盐成土作为研究对象,采用干筛法进行土壤颗粒大小分级(5、2～5、1～2、0.5～1、0.25～0.5、0.25 mm),探讨盐分及其离子在不同粒径土壤颗粒中的分布特征。结果表明:土壤盐分离子的分布与土壤颗粒的粒径大小有关。对于粉质黏壤土和砂质壤土,可溶性总盐、HCO~-_3、Cl~-、SO_4~(2-)、Ca~(2+)、Na~+均主要分布在粒径0.25 mm的土壤颗粒中,其次是分布在粒径2～5 mm的土壤颗粒中,粒径5 mm的土壤颗粒中分布最少。在粉质黏壤土中,可溶性总盐、HCO~-_3、Cl~-、_4~(2-)、Ca~(2+)、Na~+在粒径0.25 mm土壤颗粒中所占百分比最高,依次为28.1%、29.7%、27.1%、32.1%、36.2%、29.3%,在粒径5 mm土壤颗粒中所占百分比最低,依次为7.9%、9.1%、8.7%、6.1%、5.8%、7.5%;在砂质壤土中,可溶性总盐、HCO~-_3、Cl~-、_4~(2-)、Ca~(2+)、Na~+在粒径0.25 mm土壤颗粒中所占百分比最高,依次为39.5%、45.7%、32.5%、36.6%、40.2%、31.3%,在粒径5 mm土壤颗粒中所占百分比最低,依次为8.1%、6.7%、9.6%、8.2%、5.8%、8.8%。Mg~(2+)的分布与土壤质地类型有关,且主要分布在粒径2～5 mm或5 mm的土壤大颗粒中。在粉质黏壤土中,Mg~(2+)在粒径2～5 mm的土壤颗粒中所占百分比最高,为24.6%,在粒径5 mm土壤颗粒中所占百分比最低,为8.6%。在砂质壤土中,Mg~(2+)在粒径5 mm的土壤颗粒中所占百分比最高,为32.4%,在粒径0.5～1 mm的土壤颗粒中所占百分比最低,为4.8%。     

EM38大地电导仪的应用研究

EM38大地电导仪能快速、便捷的进行土壤含盐量的测定,EM38仪器的电磁感应灵敏度随仪器距地高度的增加而减小。EM38的EMv、EMh与5～15cm、15～25cm土层含盐量的相关性要高于与0～5cm土层含盐量的相关性;以EM38仪器在距地表20cm时的EMh、距地表100cm以下的EMv,建立对耕层含盐量的测定模型,能较为准确地对耕层含盐量进行测定。为提高准确度,除含盐量以外,要确保其它各因素的相对一致性。     

Derivation of salt content in salinized soil from hyperspectral reflectance data: A case study at Minqin Oasis,Northwest China

Soil salinization is a serious ecological and environmental problem because it adversely affects sustainable development worldwide, especially in arid and semi-arid regions. It is crucial and urgent that advanced technologies are used to efficiently and accurately assess the status of salinization processes. Case studies to determine the relations between particular types of salinization and their spectral reflectances are essential because of the distinctive characteristics of the reflectance spectra of particular salts. During April 2015 we collected surface soil samples(0–10 cm depth) at 64 field sites in the downstream area of Minqin Oasis in Northwest China, an area that is undergoing serious salinization. We developed a linear model for determination of salt content in soil from hyperspectral data as follows. First, we undertook chemical analysis of the soil samples to determine their soluble salt contents. We then measured the reflectance spectra of the soil samples, which we post-processed using a continuum-removed reflectance algorithm to enhance the absorption features and better discriminate subtle differences in spectral features. We applied a normalized difference salinity index to the continuum-removed hyperspectral data to obtain all possible waveband pairs. Correlation of the indices obtained for all of the waveband pairs with the wavebands corresponding to measured soil salinities showed that two wavebands centred at wavelengths of 1358 and 2382 nm had the highest sensitivity to salinity. We then applied the linear regression modelling to the data from half of the soil samples to develop a soil salinity index for the relationships between wavebands and laboratory measured soluble salt content. We used the hyperspectral data from the remaining samples to validate the model. The salt content in soil from Minqin Oasis were well produced by the model. Our results indicate that wavelengths at 1358 and 2382 nm are the optimal wavebands for monitoring the concentrations of chlorine and sulphate compounds, the predominant salts at Minqin Oasis. Our modelling provides a reference for future case studies on the use of hyperspectral data for predictive quantitative estimation of salt content in soils in arid regions. Further research is warranted on the application of this method to remotely sensed hyperspectral data to investigate its potential use for large-scale mapping of the extent and severity of soil salinity.     

干旱区绿洲土壤盐分空间异质性及人为驱动力分析

通过对渭干河-库车河三角洲绿洲土壤含盐量空间异质性及人为驱动力分析,结果表明:土壤含盐量在0-10cm、10-30cm和30-50cm具有一致的空间分布格局,在绿洲的东部、南部和东南部含量分布相对较高,绿洲西部和西北部的含量分布偏低,而在绿洲北部和西南部,土壤含盐量具有中等水平的空间分布。人口的增长以及人类不合理的经济活动致使绿洲部分区域受人为活动影响严重,灌区地下水位上升、土壤弃耕严重,致使盐分在土壤中急剧增加,表聚强烈。因此,改变不合理的经济增长方式,研究先进的农业种植技术,有效控制人口增长速度以及制定相应的盐渍化防治措施是目前渭干河-库车河三角洲绿洲急需解决的首要问题。     

北疆土壤温度变化对滴灌棉田水盐运移规律的影响研究

以北疆常年膜下滴灌棉田为研究对象,分析棉花整个生育过程中土壤温度变化对棉田水盐运移规律的影响,并对灌溉制度进行优化调整。研究结果表明：土壤温度随着气温的升高而升高,降低而降低,气温影响作用随着土壤深度的增加而减弱,滞后时间随着深度的增加而延长;8月份之前,土壤温度自上而下呈递减分布,随着土壤温度的升高,土壤水分扩散率不断增大,土壤持水能力不断降低,造成5～60 cm处土壤含水率降低,而90～150 cm处土壤含水率增高,导致5 cm和90～150 cm处土壤盐分相对增高;8月份之后,随着土壤温度的降低,土壤温度分布发生变化,土壤水分扩散率不断减小,土壤持水能力不断增强,土壤水分蒸腾降低,渗漏减小,各层土壤含水率相对保持较高,各层土壤含盐率相对保持较低;在灌溉定额不变的条件下,在5、6月份相对减小灌水定额,7月和8月份相对减小灌水周期、增加灌水定额,8月之后相对增加灌水周期、减小灌水定额,在生育期末,通过穿插灌水,加大灌水定额,对土壤洗盐、抑盐有着明显的作用。