秸秆覆盖对滴灌棉花土壤盐分分布的调控影响

为探索秸杆覆盖对土壤盐分分布的调控作用,采用测坑试验,设置了表层覆盖、地表下30cm覆盖和无覆盖三种处理进行对比试验研究,结果表明:盐碱土秸秆覆盖后影响了土壤盐分的运移和分布,不同位置秸秆覆盖可以抑制盐分上移,调控盐分在秸秆覆盖层下方的分布。地表下30cm处覆盖秸秆后0～20cm土层盐分含量较低,30～40cm深处土层盐分小幅聚集。地表下30cm秸秆覆盖具有明显的抑制盐分上移作用,且抑盐效果高于表层覆盖。秸秆覆盖能够起到调控盐分分布,在一定程度上改良盐碱土。     

反演分析土壤-秸秆水分运动参数

通过潜水均衡试验站土壤测渗仪资料,以新疆具有一定代表性的轻粘土为例,利用无秸秆覆盖和地表以下35 cm秸秆覆盖的实测资料,研究作物生长条件下土壤水分和盐分运移模型参数,通过HYDRUS模型反演确定了土壤水分运动参数和秸秆水分参数。并与测筒实测数据进行了比较。通过计算,无论是模拟计算的土壤水分运动参数还是秸秆水分参数都与相应的测筒观测值具有良好的一致性,模拟值与实测值吻合较好,这表明了轻粘土土壤水分运动参数和秸秆水分运动参数的确定是合理的。这些参数的确定将为更好地模拟秸秆覆盖条件下土壤水盐运移规律,研究秸秆覆盖层阻止土壤潜水蒸发抵制土壤盐分向上运动提供科学数据。     

不同秸秆覆盖厚度下季节性冻融土壤的水热运移规律模拟研究

运用水热耦合模型(SHAW)对秸秆覆盖厚度为5、10、15、20和30 cm下的季节性冻土中的水热迁移进行了模拟。结果表明:模型对土壤水分模拟效果较好,模拟期土壤水分模拟的标准误差RMSE为0.003～0.08 m~3/m~3。由于表层土壤易受外界气象条件变化的影响,模型对土壤温度模拟结果误差相对较大,但误差处于合理范围内。使用率定好的SHAW模型对秸秆覆盖厚度大于30 cm下的土壤水热运移进行了模拟预测,模拟结果表明当秸秆覆盖厚度≥45 cm时,秸秆覆盖下的土壤水热运移基本不受外界影响。     

土壤水盐运移规律的试验研究

土壤水、盐运移规律的研究是农田水利、水土环境等领域的重要基础内容。对不同节水措施(覆膜灌溉、浅湿灌溉、浅水灌溉)下水田土壤中的水盐运移规律和对冬季不同积雪深度及施盐情况下春季土壤水盐垂直分布规律进行测定与分析。土壤盐分测定采用电导率法,土壤水分测定采用烘干法。结果表明:天津市西青区土壤电导率变化趋势大致一样,在50 cm以上的土层电导率是逐渐变小,50 cm以下的土层电导率基本就没有太大变化,地表的盐分随着淋溶过程运移到地下,导致地表的电导率值变小。     

冻融条件下不同年限滴灌棉田土壤水盐运移研究

以常年膜下滴灌北疆棉田为研究对象,探讨了积雪消融对土壤水盐运移的影响。结果表明,季节变化对冻结层以下部分的盐分影响较小,冬季冻土层盐分处于停滞状态。春季融化雪水对表层0~10cm左右土壤盐分有洗淋作用。当春季冻土层完全融通时,地表蒸发强烈,冬季累积于结冻层中的盐分在土壤表层积聚,盐分主要集中于0~10cm土层,个别地块春季含盐量大于冬季。     

秸秆覆盖条件下滨海盐渍土水盐分布及蒸发特征

为了揭示秸秆覆盖滨海盐渍土水盐调控机理,通过室内模拟实验研究了不同秸秆覆盖量(0、0.3、0.6、0.9和1.2 kg/m²分别由CK、秸秆A、秸秆B、秸秆C和秸秆D表示)对土壤水盐运移和蒸发强度的影响。结果表明,秸秆覆盖可有效提高表层及土壤剖面含水率,且增墒效果随秸秆覆盖量的增加而增加:试验期间秸秆A、秸秆B、秸秆C和秸秆D剖面平均含水率比CK依次高了41.2%、52.3%、65.7%和58.5%;秸秆覆盖可抑制表层土壤盐分积聚并有效调控土壤剖面盐分分布,秸秆覆盖量越大表层积盐量越低,土壤剖面盐分分布越趋于均衡:试验结束时,CK、秸秆A、秸秆B、秸秆C和秸秆D表层0~2 cm土壤电导率比3~5 cm电导率分别高了246.3%、242.8%、138.4%、40.5%和47.6%;土壤蒸发强度和累积蒸发量随着秸秆覆盖量的增加而降低:试验期间CK、秸秆A、秸秆B、秸秆C和秸秆D处理平均蒸发强度依次为1.79×10^-3、1.64×10^-3、0.93×10^-3、1.35×10^-3和0.76×10^-3mm/min,累积蒸发量分别为17.79、20.30、14.20、14.57和10.27 mm,且蒸发初期秸秆覆盖对蒸发强度和累积蒸发量的抑制作用更明显。     

不同位置秸秆覆盖条件下土壤水盐运动实验研究

以地下水与土壤水动力学理论为基础,通过对不同地下水埋深不同位置秸秆覆盖试验资料分析,建立了土壤水分运动数学模型,并进行了数值模拟,试验实测数据与模型计算值吻合较好,说明所建立的模型是可行的。并以此为基础,分析了不同地下水埋深不同位置秸秆覆盖土壤含盐量,得出地表以下30 cm处秸秆覆盖的土壤含盐量大于地表表层秸秆覆盖的土壤含盐量,这为新疆地区控制潜水蒸发改良盐碱地研究提供了可靠的基础依据。     

秸秆覆盖与耕作方式对土壤水分特性的影响

通过分析不同秸秆覆盖量以及耕作方式对0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层土壤孔隙度、土壤持水性、土壤供水能力以及土壤水分有效性的影响,揭示黑土区秸秆覆盖、耕作方式对土壤水分特性的影响机制。结果表明:土壤持水性、土壤供水能力及土壤水分有效性与土壤孔隙度密切相关。0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层的土壤总孔隙度、毛管孔隙度、相同土壤水吸力下土壤含水率、比水容量以及有效水含量,在传统耕作条件下,秸秆覆盖均高于无覆盖;在秸秆覆盖条件下,免耕均高于传统耕作。免耕秸秆覆盖处理影响土壤孔隙度、土壤持水性、土壤供水能力及土壤水分有效性,随秸秆覆盖量增加,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、相同土壤水吸力下土壤含水率、比水容量以及有效水含量逐渐增大,随土层加深,各处理土壤孔隙度、土壤持水性及土壤供水能力逐渐减小。本研究区最适宜的秸秆覆盖与耕作方式为免耕150%秸秆覆盖处理。     

双层氨化秸秆还田对盐碱地水盐运移及玉米生长的影响

为了探究不同氨化秸秆还田方式对盐碱地水盐运移及玉米生长规律的影响,在山西省太原市小店区进行了盐碱地大田玉米试验研究.试验共设置4种秸秆还田方式,分别为:将氨化秸秆在土壤表层按1.2 kg/m2覆盖(F1);将氨化秸秆在土壤表层按0.9 kg/m2覆盖,同时按0.3 kg/m2在土壤下30 cm处还田(F2);将氨化秸秆在土壤表层按0.6 kg/m2覆盖,同时按0.6 kg/m2在土壤下30 cm处还田(F3);将氨化秸秆按0.3 kg/m2在土壤表层覆盖,同时按0.9 kg/m2在土壤下30 cm处还田(F4)和无秸秆还田对照组(CK).结果表明,不同处理组与对照组相比都表现出抑盐表聚效果,且差异显著(P<0.05),其中处理组F2抑盐效果最为显著.双层氨化秸秆还田处理组F1、F2、F3、F4保水效果依次减弱,但随着植株的生长发育各处理组保水效果越来越显著.秸秆还田在一定程度上可以促进植株的生长发育,处理组F2、F3产量最高且与对照组(CK)间差异显著(P<0.05).综合考虑保水抑盐及玉米生长发育处理F2最为适宜.     

优化灌溉与秸秆还田防控黄淮海平原农田土壤次生盐渍害研究

优化灌溉处理下玉米水分利用能力提高,根层下(40 cm)土壤含水量低、耗水快,剖面盐分淋洗降低效果明显,但引水花费大,且根层下土壤碱性增加危害作物生长;覆盖处理下土壤水分蒸发减少,作物水分利用率增加,玉米产量及品质最优,但根层下土壤含水量高、耗水慢,剖面盐分淋洗弱、积聚强,土壤次生盐渍害风险大。针对各处理对土壤水盐及作物产量影响的不同利弊权重,提出各处理交叉配合、扬利除弊,提倡秸秆还田覆盖措施下开展节水灌溉,适时进行优化灌溉淋洗盐分和土地深耕降碱,达到节水、增产和防控土壤次生盐渍害的多赢目标。     

秸秆深埋结合地膜覆盖土壤水盐运移模拟试验研究

[目的]探究滨海地区盐渍土在春秋季节强烈返盐问题的治理方法。[方法]通过室内土柱模拟实验,研究了覆膜和秸秆深埋对盐碱土水分入渗、蒸发及水盐运移特性的影响。[结果]淋洗入渗阶段,秸秆深埋可减缓水分入渗速度,优化耕层水盐分布,在提高耕层土壤含水率的同时增强了淋盐效果。潜水蒸发阶段,各处理均能抑制潜水蒸发,秸秆深埋整体抑蒸效果和控盐效果均优于土表覆膜,但蒸发结束后,覆膜处理浅层0~30cm土层土壤的含水率较其他未覆膜处理提高了11.74%~59.91%。[结论]秸秆深埋与覆膜相结合的处理体现了较优的保水控盐效果,可在滨海区农业生产中进行推广应用。     

Effect of brackish water irrigation and straw mulching on soil salinity and crop yields under monsoonal climatic conditions

Fresh water shortages are severally restricting sustainable agriculture development in the North China Plain. The scarcity of fresh water has forced farmers to use brackish water from shallow underground sources, which helps to overcome drought and increase crop yields but also increases the risk of soil salinization. To identify safe and effective ways of using brackish water in this region, field experiments were conducted to evaluate the effect of brackish water irrigation and straw mulching on soil salinity and crop yield in a winter wheat-summer maize double cropping system. The experiment was in a split-plot design. Six rates of straw mulching (0, 4.5, 6.0, 7.5, 15.0 and 30.0 Mg/ha) were assigned to the main plots and two irrigation water qualities (i.e. brackish water with salt content of 3.0-5.0 g/L and fresh water with only 1.27 g salt/L) were applied to subplots. The brackish water irrigation significantly increased the salt content at different soil depths in the upper 1 m soil layer during the two growing seasons. Straw mulching affected the vertical distribution of salt in the brackish water irrigation plots and the average salt content of straw mulch treatments (4.5, 6.0, 7.5, 15.0 and 30.0 Mg/ha) within the 0-20, 20-40 and 0-100 cm soil depths was 10.2, 14.0 and 1.8% lower than that without straw mulch (A₀). No salt accumulation occurred to a depth of 1 m in the brackish water irrigation plots and there was no correlation between the value of SAS (salt accumulated in 1 m of soil) and straw mulch rate. In 2000 and 2001, the salt content within the 0-40 cm soil layer in brackish water irrigation plots increased due to high evaporation rates during April-June, and then decreased up to September as salts were leached by rain. For the fresh water irrigation plots, the salt content remained relatively stable. Straw mulching affected the salt content in the 0-40 cm soil layer in brackish water irrigation plots in different periods of 2000 and 2001, but no correlation between salt content and straw mulch rates was observed except in September of 2000. Unlike for wheat, the yield of maize increased as the straw mulch rate increased according to the equation, y = 0.1589x + 5.3432 (R² = 0.6506). Our results would be helpful in adopting brackish water irrigation and straw mulching in ways that enhance crop yields and reduce the risk of soil salinization. However, long-term effects of brackish water irrigation and straw mulching on soil salinity and crop yield need to be further evaluated for sustainability of the system.     

秸秆条施对土壤水分运移分布的影响

通过室内试验,研究了秸秆条施深度对一维垂直入渗情况下土壤水分入渗和分布的影响。结果表明,1秸秆条施深度对累计入渗量有影响,相同入渗时间下不同条施深度的累计入渗量大小顺序为:深6 cm宽4 cm深4 cm宽4 cm深2 cm宽4 cm不施秸秆;2秸秆条施深度对垂直湿润锋运移距离大小顺序与累积入渗量大小顺序相同;3不同秸秆条施深度的土壤含水率的分布规律相似,土壤含水率等值线在秸秆条施附近近似呈半圆形,在湿润锋附近近似为直线,且距离秸秆条施处越远,土壤含水率分布曲线越密集;相同入渗时间下,深6 cm宽4 cm处理土壤平均含水率最高,其次是深4 cm宽4 cm处理。秸秆条施深度对于土壤水分运移分布有影响。     

夹心结构水盐运移及分布规律

为探究滴灌条件下地膜覆盖—耕作层—犁底层形成的夹心结构水盐运移及时空分布特征,采用土柱试验,设计耕作层深度为30 cm,设置入渗和蒸发条件下3个灌水量处理(SW1:2 L,SW2:3 L,SW3:5 L)和相同灌水量下3种土体构型处理(SW3:夹心结构;LW3:不覆膜有犁底层;CK:均质土壤).结果表明:入渗过程中,采...     

耕作方式和土层厚度深度对紫色土胶体迁移的影响

【目的】研究不同的田间管理措施对不同粒径土壤胶体迁移的影响。【方法】通过微区试验,设置不同耕作措施(平作、垄作、平作+完整秸秆覆盖、垄作+完整秸秆覆盖、平作+粉碎秸秆覆盖、垄作+粉碎秸秆覆盖),并在平作条件下设置不同紫色土土层厚度(20、40、60、80、100、120 cm)处理,研究不同措施对地表径流和壤中流中产流量、不同粒径范围(0.45~2、0.22~0.45μm、<0.22μm)胶体出流浓度和流出量的影响。【结果】①秸秆还田覆盖处理能够显著减少地表径流的产流量,但是会增加壤中流的产流量,特别是完整秸秆还田覆盖;平作条件下,壤中流产流量会随着土壤深度的增加而减少。②垄作或垄作+秸秆覆盖处理与平作处理相比能够显著降低地表径流和壤中流中大粒径范围胶体的出流质量浓度和流出量,而且对壤中流中<0.22μm粒径的胶体出流质量浓度和流出量降低程度也比较显著。③小粒径的胶体容易随地表径流迁移,而壤中流中粒径较大的胶体更加容易迁移,小粒径胶体颗粒随着紫色土土层厚度的增加出流质量浓度和流出量都会减少。【结论】对于不同耕作措施而言,垄作+粉碎秸秆覆盖处理对于减少地表径流和壤中流产流量,以及减少地表径流和壤中流中胶体的流出质量浓度和流出量都比较显著。对于不同紫色土土层厚度处理而言,土层深度越深胶体流出量越少,而且小粒径胶体比大粒径胶体更难从壤中流中流出。     

不同覆盖方式对土壤水肥热状况以及玉米产量影响

【目的】阐明不同覆盖方式对调节土壤水肥热状况以及增加玉米产量的影响。【方法】设置地膜覆盖、玉米秸秆覆盖和不覆盖3种方式,研究了不同覆盖方式对土壤含水率、土壤养分、土壤温度与玉米产量的影响。【结果】在玉米的生长前、中期,秸秆覆盖与地膜覆盖处理的保墒效果均优于不覆盖处理,其中0~60 cm土层土壤含水率差异明显;玉米进入成熟期后,秸秆覆盖处理0~60 cm土层含水率显著高于地膜覆盖和不覆盖处理,平均高8.23%和22.41%。秸秆覆盖能够促进浅层土壤养分量的提高,相较于不覆盖,秸秆覆盖的速效钾与有效磷量分别增加了15.11%、85.13%;相比地膜覆盖和不覆盖,生长前期秸秆覆盖温度更高,生长期和成熟期秸秆覆盖温度更低。地膜覆盖、秸秆覆盖的玉米产量分别比不覆盖高24.02%、24.90%,差异显著(P<0.05)。【结论】玉米秸秆覆盖能够提高土壤养分与水分,调节土壤温度,增加玉米产量。