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。     

微咸水滴灌对土壤盐分及棉花产量影响的试验研究

为了确定微咸水膜下滴灌棉花适宜的灌水量和利用方式,通过测坑试验探讨了微咸水膜下滴灌灌水量以及利用方式对棉花根层土壤盐分及产量的影响,结果表明：微咸水膜下滴灌灌水量为525.00~675.00 mm时棉花根层周围盐分积累较少,灌水量为475.00~564.29 mm时棉花产量较高;比起采用3.00 g/L的微咸水直接灌溉,1.08 g/L的微咸水直接灌溉时根系层土壤积盐范围较小且棉花产量较高,其次为1.08 g/L与3.00 g/L的微咸水轮灌。最后综合考虑确定出微咸水膜下滴灌棉花适宜的灌水量范围为525.00~564.29 mm,在淡水资源比较缺乏或没有淡水资源而微咸水资源较丰富的地区,可以考虑采用低矿化度的微咸水直接灌溉或将低矿化度与高矿化度的微咸水进行轮灌。     

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。     

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。     

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。     

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。     

微咸水膜下滴灌对土壤盐分离子分布和番茄产量的影响

为了探讨微咸水膜下滴灌对土壤盐分分布和番茄产量的影响,在内蒙古河套灌区进行了田间试验,共设置3种灌水处理:淡水灌水定额30 mm、微咸水灌水定额30 mm和微咸水灌水定额37.5 mm,每个处理重复3次,随机布置。结果表明:HCO_3~-、Cl~-、Na~+和K~+容易随水分移动,当微咸水灌水定额为37.5 mm时,淋洗效果最好;SO_4~(2-)、Ca~(2+)和Mg~(2+)与土壤胶体吸附力较强,不易随水分运动,淋洗效果不明显;在番茄生育期结束后需要秋季或来年春季汇水洗盐,防止微咸水灌溉后引起的盐碱危害;微咸水灌溉相比淡水灌溉的灌水定额要增大1/4左右。     

膜下滴灌条件下温度影响盐分离子运移的试验研究

通过非充分供水条件下的3种流量和4种灌水温度对SO4^2-、Na^ 、Cl^-和Ca^2 的运移试验，分析了温度对盐分离子运移的影响。认为4种盐分离子在湿润土体中均受到灌水温度的影响，该研究将为膜下滴灌技术的进一步推广和探索盐碱地的改良措施提供有益的思路。     

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。     

绿洲滴灌棉田土壤水盐动态变化研究

采用田间试验对盐渍化棉田不同生育时期、不同深层土壤盐分的动态变化进行了研究,结果表明:膜下滴灌在连续的滴水作用下可在一定时间内降低土壤盐分,并不能从根本上减少土壤盐分;滴水开始后,水平方向上距离滴头越近土壤盐分积累越少,垂直方向盐分的积累主要在40~60 cm土层,60~100 cm土层盐分积累受膜下滴灌影响较小;不同土壤深层间、不同生育期间土壤盐分变化都达到了极显著水平。     

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。     

膜下滴灌棉田测墒点布设位置试验研究

为科学布设膜下滴灌自动灌溉系统的土壤水分监测传感器,提高测墒精度,采用误差分析方法研究了典型种植模式(1膜1带4行和1膜2带6行)膜下滴灌棉田的测墒点适宜布设位置。结果表明,灌溉制度、种植模式、计划测墒范围与气象年份对膜下滴灌测墒点布设位置影响显著。综合分析不同气象年份与灌溉制度下的土壤墒情,认为"1膜1带4行"和"1膜2带6行"种植模式膜下0~60cm深度的测墒点位置坐标(横坐标为距膜中心线距离,纵坐标为距地表深度,单位cm)分别为(45.6,30.3)和(64.7,27.8),膜+裸地0~100cm深度的测墒点位置坐标分别为(48.2,36.4)和(60.0,29.2),平均测墒相对误差均小于5%,准确性与适用性较高,可在棉花生产中推广应用。     

塑料大棚蔬菜膜下滴灌技术试验研究

塑料大棚蔬菜膜下滴灌技术是一种节水高产的先进灌水技术。它集水利、农业、生物、物理、化学等多学科于一体,实现塑料大棚蔬菜生产优质高产高效。本文论述了膜下滴灌的灌水量、湿度、地温、气温及抗病虫害等技术要素,并相应地与沟畦灌、无膜滴灌作了对比试验。膜下滴灌较传统沟畦灌、无膜滴灌,节水３０．５％、１０．９％,增产３０．１％、５．９３％。     

田间膜下滴灌土壤水分运动特征试验研究

通过田间试验,分析了滴灌条件下土壤水分运动过程,以及湿润体变化特征,结果表明地表积水半径达到稳定的时间和达到的稳定值随着滴头流量的增大而增大,地表积水半径稳定值与滴头流量符合乘幂关系。水平湿润半径随着入渗时间的增加而逐渐变大,在入渗的开始阶段湿润半径增加的速率较大,随着时间的延长速率逐渐变慢。滴头流量大,相同时刻的湿润体水平距离大,故水分运动快,反之水分运移越慢。湿润半径差值随时间的延长而不断增加。通过分析滴灌水平湿润锋和入渗时间之间关系可知,水平湿润锋和入渗时间之间存在着显著的幂函数关系,其中的拟合系数与滴头流量有关。     

膜下滴灌技术的研究与应用

阜新县水资源比较贫乏,且随着国民经济和社会的迅速发展,对水资源的需求还在不断增加,干旱缺水和农业灌溉技术的落后必然严重限制农业的可持续发展。通过对阜新地区的自然条件和现灌溉状加以分析,认为膜下滴灌技术的推广应用是实现高效节水农业模式、促进农业持续发展的关键。     

利用气象资料指导膜下滴灌棉花灌溉的试验研究

利用气象资料指导膜下滴灌棉花灌溉的试验于2007年5~10月份在新疆生产建设兵团灌溉中心试验站的试验基地进行。试验共设置7个处理,分别按生育期ET0的不同比例进行灌水。试验结果表明,为了获得经济合理的产量,膜下滴灌棉花全生育期耗水量应控制在360~405 mm之间。用实时气象资料指导膜下滴灌棉花的灌溉具有很好的可行性,蕾期和花铃后期10 d灌1次水,灌水定额为60%ET0;花铃前期7 d灌1次水,灌水定额为75%ET0,是一种适宜北疆地区膜下滴灌棉花的灌水模式。     

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%。     

滴灌年限对土壤盐分分布及棉花的影响

针对新疆盐碱地的改良及土壤次生盐渍化的问题,定点监测了121团开荒应用膜下滴灌技术种植棉花从第2年到第4年连续3年的盐分变化,并与荒地盐分对比。结果表明:滴灌2年,各个土层土壤含盐量在生育期初与生育期末变化较小,积盐现象与荒地相比有所减轻;随着滴灌年限的增加,各个土层土壤含盐量均呈减少趋势;滴灌4年后各个土层土壤含盐量再分布比较明显,0～20cm土层及120～140cm土层含盐量最大,40～60cm与80～100cm土层土壤含盐量较小,棉花根系主要分布的40～60cm土层土壤含盐量最小;滴灌4年土壤含盐量基本满足种子出苗,平均成活率从6.9%,增加到94.5%,但是棉花平均株高、平均单株铃数及产量仅为正常棉花的66%、53%和57%,相对较低。对于滴灌4年后的盐碱地应继续加大水盐调控的力度。