蓄水条件下水体-土壤循环压盐机理试验研究

"改排为蓄"是盐碱地治理方法的重大创新,为揭示蓄水条件下蓄水沟水体与相邻土壤之间的动态循环压盐机理,进行水体与土壤之间盐分运移试验。通过对蓄水水位70cm→40cm→20cm的循环变化,研究水体和不同土层盐分运移规律。试验结果表明:蓄水水位由高到低循环变化对水体与土壤之间盐分运移有着至关重要的作用,当蓄水位以70cm→40cm→20cm的循环变化时,0-65cm土层含盐量逐渐减少,65-100cm土层含盐量逐渐增加。通过蓄水水位升降的循环变化,可以使表层土壤的盐分逐渐减少,底层土壤的盐分逐渐增大,改变土壤盐分在垂直方向的空间分布,逐步向下循环加速压盐。因此,循环压盐机理是成立的,"改排为蓄"治理模式是可行的,可以达到盐碱地改良的效果。     

蓄水条件下盐碱土中盐分空间变化特征

根据陕西卤泊滩地区盐碱地整治工程,修建模拟装置,通过测定土体中盐分含量的空间变化,研究蓄水条件下土壤盐分的运移特征,为当地盐碱地治理提供理论支撑。结果表明,盐碱土土体一侧蓄水后,土体中的盐分顺着盐分梯度向水体中弥散,水体中的含盐量变化呈现由低到高的趋势,最终与土体间达到动态平衡;在土体垂直方向上,0~60 cm土体盐分减少,盐分含量主要集中在距地表100 cm左右处;在水平方向上,水体对于土体的作用范围为9 m,除此以外土体盐分含量变化不大。说明在试验该模型下,蓄水条件对距其一定范围内的盐碱土体具有改善效果。     

土壤盐分分布特征评价

通过室内积水入渗土壤盐分运移模拟试验 ,分析了水盐迁移特征 ,并针对盐碱地干排法的特点 ,提出了一些土壤盐分变化特征量。同时分析了这些土壤盐分变化特征量和水盐迁移特性间的关系 ,为确定合理的盐碱地改良措施提供指导     

蓄排水条件下盐碱地土壤盐分运移特征研究

为检验蓄水和排水处理下盐碱地土壤盐分的变化情况及盐分运移规律,于2009年在陕西富平设置试验模型,分析在两种处理下0—160cm土层土壤中盐分的变化趋势。结果表明:蓄水处理下0—160cm土层的平均土壤湿度较排水处理高,能有效提高土壤中含水量,满足作物生长需求。分析了土壤中可溶性固形物(TDS)、阴离子(Cl-,HCO3-,SO42-)、阳离子(Ca2+,Na+,K+)含量的剖面分布及土壤pH值变化,并且利用主成分分析法分析了土壤盐分与各离子间关系,得出蓄水处理有效降低土壤表层的盐分,加速土壤耕作层脱盐,土壤质量明显改善,即蓄水处理下盐碱地治理效果显著。     

基于HYDRUS-2D模型的膜下滴灌暗管排水棉田土壤盐分变化

为研究膜下滴灌暗管排水条件下棉田土壤盐分变化规律,该研究基于新疆122团盐碱地暗管排水试验,通过膜下滴灌淋洗,监测0～200 cm土层土壤盐分变化,并应用HYDRUS-2D数值模型,模拟分析了暗管排水条件下,盐渍化棉田在2013和2014年生育周期内和秋季返盐阶段土壤盐分变化情况。结果表明:模拟值与实测值之间吻合度较高,模型可用于预测盐碱地土壤层剖面盐分含量变化。模拟结果显示,棉花生育期内滴灌条件下,盐分持续下降;棉花收获后土壤表层开始返盐;2013和2014年棉花吐絮期土壤含盐量与初始含盐量相比,在膜下,0～80cm土层平均脱盐率分别达到了41.11%和55.56%;膜下及膜间,0～80 cm土层平均脱盐率分别达到了14.05%和17.88%;棉花收获后,土壤表层返盐明显,但与初始含盐量相比仍较低,0～80 cm土体盐分分别平均下降了5.55%和10.15%,0～200 cm土体盐分分别平均下降了2.58%和4.96%,说明暗管控制条件下,使用滴灌淋洗和暗管排盐的模式,土体内的盐分总量呈现降低趋势。研究可为西北内陆干旱区暗管排盐技术和膜下滴灌的推广和应用提供理论支撑和科学指导。     

不同次生盐渍化程度设施土壤的水盐运移特征研究

通过室内土柱模拟试验,根据灌水对不同次生盐渍化水平设施土壤水分运动与盐分迁移特征的影响进行了研究。结果表明:灌水后水盐运移一致性明显,表现为0-20cm土层水盐变幅剧烈,灌水15d后逐渐趋于稳定。灌水后,0-5cm土层体积含水量表现出2g/kg和4g/kg盐渍化水平大于其他水平,而20cm以下土层体积含水量受次生盐渍化水平影响较小。灌水后,不同次生盐渍化程度设施土壤溶质峰均呈向下移动的趋势,灌水10d后稳定在20cm土层,且表现出随次生盐渍化程度加剧,盐分累积趋势愈明显,但在灌水15d后各次生盐渍化水平间的差异逐渐减小。灌水后,0-5cm和40-50cm土层土壤含盐量和土壤水分、温度具有较好的耦合效应。根据建立的耦合模型以及环境因子对积盐的影响,提出了0-5,40-50cm是设施土壤盐分的"活动面"。     

不同矿化度咸水膜下滴灌棉花土壤盐分累积规律及其数值模拟

咸水膜下滴灌技术是缓解干旱区灌溉水资源短缺的有效途径之一。该研究基于3 a不同梯度矿化度(2、3、4、5、6 g/L)水源膜下滴灌棉花测坑试验,分析棉花全生育期时段内不同土层盐分累积规律,并基于土壤水分及溶质运动理论构建了咸水滴灌棉田土壤盐分HYDRUS-2D数值模拟模型,分析数值模拟不同咸水矿化度下土壤盐分分布与运移累积特征的可行性。结果表明:1)3、4 g/L矿化度处理下盐分在时间水平上积累量少,且棉花株高、叶绿素、籽棉产量高于5、6 g/L矿化度处理,4 g/L为灌溉水源盐分阈值。2)土壤电导率随灌溉生育期整体呈现出逐渐累加的趋势,至吐絮期达到峰值;滴头位置处电导率随土层深度的增加均呈先增后减趋势,在60～70cm土层达到峰值,该土层各不同矿化度处理土壤电导率分别为3.04、3.18、3.15、3.00、3.12dS/m;3)盐分累积过程中呈锯齿型波动,灌溉水源矿化度越高累积趋势越显著;各土层盐分累积模拟精度以30 cm土层最高、10 cm土层最低,50 cm土层居中,不同土层实测值与模拟值的平均绝对误差小于等于0.168、平均相对误差小于等于15.321、均方根误差小于0.2、决定系数大于0.79,土壤盐分实测值与模拟值具有很好的一致性,说明数值模拟的可行性。研究结果可为干旱区不同矿化度水源膜下滴灌棉花土壤盐分运移机理研究提供依据。     

外包土工布暗管排盐条件下水盐运移规律

为揭示外包土工布暗管埋设在非饱和带时淋洗后水分和盐分的运移规律,该文设计了模拟暗管排水的室内试验,研究2种土壤初始状态下(非饱和状态和田持状态),排水初期暗管与地下水位的相对位置及其排水排盐情况,从开始淋洗至暗管停止排水全过程中地下水埋深及含盐量变化规律、暗管的排水排盐效果及土壤剖面的水盐动态运移规律。结果表明:在暗管周围包裹土工布的情况下,土壤初始状态无论是非饱和还是田持,当暗管开始排水时地下水均已完全淹没暗管,此时的排盐量最大,流量呈先增大后减小的变化趋势,且地下水位先升高后降低,地下水含盐量随着淋洗水量的增加由累积转变为脱盐。对比淋洗非饱和土壤(试验1)和淋洗田持土壤(试验2)的试验结果,试验2中暗管的排水、排盐效果优于试验1,在试验1中淋洗非饱和土壤时,土壤脱盐率在垂直方向上随土壤深度的增加逐渐降低,0~20 cm土层的脱盐率(>85%)最大,降至无盐水平,暗管周围土壤脱盐率相对较小(<60%),仍处于中度盐渍化水平;水平方向上,0~20 cm土层的脱盐率差异不大,20~40 cm土层中距暗管越远其脱盐率越小。试验2在试验1基础上进行,淋洗田持土壤时,0~20 cm土层盐分不再变化,30~40 cm土层的脱盐率增大(>60%)。此外,试验1中淋洗脱盐效果大于暗管排盐效果,暗管主要排出暗管以上土壤盐分;试验2中暗管排盐效果增强,暗管不仅排出暗管周围土壤盐分,而且排出暗管以下土层及地下水中盐分,随着淋洗水量的增加,土壤由脱盐型转变为排盐型。研究结果表明外包土工布暗管的应用效果受地下水与暗管相对位置的影响,合理提高淋洗水量可以增强暗管排水排盐效果及土壤脱盐效果,有效改善土壤盐渍化。研究结果可为西北内陆干旱地区不同地下水埋深条件下暗管排盐技术的推广和应用提供理论支撑和科学指导。     

造林树木对宁夏盐碱土水盐分布的影响

针对宁夏盐碱土壤盐分在土体迁移的特点，不同造林树木对盐碱土水盐空间分布特征有差异的实际问题，采用野外调查与室内检测相结合的方法，进行不同造林树木对宁夏盐碱土水盐空间分布及土壤盐碱性质的影响研究。结果表明：(1)盐柳小区地表土壤水分离树干越远土壤含水率越高，盐分在远离树干20～60 cm土壤剖面累积；柽柳小区在60～100 cm土层处的土壤含水率明显低于其他土层，9901柳小区40～80 cm土层处土壤含水率最低，柽柳、9901柳小区土壤盐分累积在60 cm以下土层；(2)3种造林树木条件下表层土壤水分属中等变异，其他土层属弱变异，盐柳、9901柳小区土壤盐分属中等变异，柽柳小区0～40 cm土壤盐分属中等变异，40cm以下土层属弱变异；(3)种植树木降低土壤pH、容重，越靠近树干效果越明显，3种树木土壤的pH、容重属弱变异，空间分布较均匀。研究结果揭示了不同造林树木对土壤水盐分布的影响，对盐碱地植被恢复具有指导意义。     

盐碱地枸杞间作不同作物的土壤水盐变化及盐平衡

[目的]研究盐碱地枸杞不同间作模式下土壤水盐的变化,为盐碱地改良和利用提供一定科学依据。[方法]设置枸杞间作苜蓿、枸杞间作油菜、枸杞间作碱蓬、枸杞单作4种处理,分析不同间作模式下土壤水盐变化以及土壤盐平衡。[结果]各处理土壤含水率,在0—60 cm土层呈现出:间作苜蓿间作油菜间作碱蓬对照,依次为13.67%,13.02%,12.22%,11.86%,在60—100 cm土层变化不明显;土壤盐分含量在0—40 cm土层中与对照相比,间作苜蓿、间作油菜、间作碱蓬分别下降6.91,5.82,2.21g/kg,在40—100 cm土层土壤盐分分别下降3.20,2.93,0.95g/kg;0—100 cm土层,枸杞间作苜蓿、间作油菜、间作碱蓬及对照土壤脱盐率依次为40.38%,26.52%,9.00%,-60.66%。除对照外,其他处理的土壤盐分均呈脱盐状态。[结论]盐碱地枸杞不同间作模式均能有效增加土壤含水率,降低土壤盐分,达到改良盐碱地的效果。     

咸水/微咸水入渗对土壤渗透性和盐分阳离子运移的影响

在淡水资源短缺的干旱、半干旱及滨海地区,地下微咸水/咸水资源较为丰富。为保障粮食安全和农业可持续发展,需利用微咸水/咸水进行合理灌溉,以缓解淡水资源短缺状况。与此同时,微咸水/咸水灌溉入渗,会引起土壤物理、化学及生物等性质的变化。通过室内土柱出流试验,探讨了灌溉水盐分种类和浓度对土壤渗透性能及盐分阳离子运移的影响。选用灌溉水盐分种类为NaCl、MgCl₂、CaCl₂,浓度为3 g·L^-1、5 g·L^-1(代表微咸水)、10 g·L^-1(代表咸水)。结果表明:土壤对微咸水与咸水的响应机理基本一致,Na⁺在土壤中的迁移会导致土壤渗透性的降低;Ca²⁺、Mg²⁺在土壤中的迁移会提高土壤的渗透性;且三种离子对表层土壤的影响均大于下层土壤。土壤相对渗透系数K/K₀(K为各时刻计算所得的渗透系数,K₀为初始渗透系数)减小程度与Na⁺浓度成正比;Ca^2...     

不同矿化度咸水灌溉对小麦产量和生理特性的影响

为充分利用河北低平原区蕴藏丰富的咸水资源,缓解淡水资源匮乏的矛盾,在连续定位灌溉田间试验的基础上,采用裂区设计,以灌溉水矿化度作为主处理,以不同小麦品种作为副处理,研究了不同矿化度梯度咸水灌溉对小麦产量、叶片相对电导率、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量以及叶片Na+、K+、Ca2+及K+/Na+等指标的影响及其与品种耐盐性的关系。研究结果表明,随灌溉水矿化度的增加叶片的细胞膜透性增强,同时膜脂氧化产物MDA增加、渗透调节物质脯氨酸增多、叶片中Na+累积增多,而高矿化度下Ca2+和K+/Na+比值明显降低;从品种的产量和耐盐指数来看,"石家庄8号"较"衡4399"表现较强的耐盐特性。从生理指标来看,"石家庄8号"较"衡4399"细胞膜更稳定,"衡4399"用2 g.L 1以上咸水灌溉其膜透性显著增加,而"石家庄8号"需要4 g.L 1以上咸水灌溉膜透性才显著提高。另外"石家庄8号"的耐盐性还与其维持较高的K+和较低的脯氨酸水平以及较高的K+/Na+比值有关,而与Na+、Ca2+绝对含量关系不明显。从MDA来看,返青期和孕穗期"石家庄8号"较"衡4399"水平低,但到抽穗期和灌浆期其积累量较"衡4399"反而要高。灌溉水的矿化度超过4 g.L 1时,两个小麦品种产量明显降低但耐盐性强的"石家庄8号"减产幅度相对较小。因此咸水灌溉小麦品种选择十分重要,从作物耐盐性和产量考虑,多年连续灌溉咸水的矿化度不宜超过4 g.L 1。     

表层盐化土壤区咸水灌溉试验研究

本文通过田间咸水灌溉试验，研究在不同咸水灌溉条件下，运城盆地湖区灌区土壤水盐运移规律及其对农作物产量的影响，进一步探讨表层盐化土壤区咸水灌溉适宜的灌溉制度。研究结果表明：灌区咸水适宜的灌溉定额为８２５－９７５米＾３／公顷，灌区上游矿化度小于３克／升的微咸水适宜的灌水次数为４次；灌区中游矿化度３－５克／升的咸水适宜的灌水次数为２－３次；灌区下游矿化度５－７克／升的咸水灌水次数最多不能超过１次。该研究     

地下水蒸发规律及其与土壤盐分的关系

用粉砂壤土土柱进行了为期一年的室内模拟试验 ,对不同地下水作用条件下地下水蒸发规律进行了深入研究 ,并且研究了土壤盐分与地下水蒸发量之间的关系。研究表明 ,各地下水作用条件下地下水蒸发量与试验时间呈显著线性相关。地下水矿化度越低 ,地下水累积蒸发量对地下水矿化度的变动越为敏感 ;地下水埋深越大 ,累积蒸发量对地下水埋深变动的敏感性越强。建立了地下水累积蒸发量与地下水埋深、地下水矿化度的关系。分析了土壤盐分与地下水蒸发量之间的关系并得到了其模型。     

我国暗管排水技术发展历史、现状与展望

暗管排水技术是我国盐碱地改良、涝渍区排水、南方稻田养分管理的重要技术之一。21世纪前20年暗管排水技术蓬勃发展,综述其发展历史和现状有助于读者全面、系统地了解该项技术,掌握其未来的发展方向。基于CNKI、万方、维普、百度学术和Elsevier数据库及国家自然科学基金委网站、百度搜索等平台,采用数据统计分析方法对暗管排水技术发展动态、用途变化、应用的空间分布、应用面积和服务对象等进行分析。研究发现,近50年来我国暗管排水发展主要分为初步探索期(1976—1998年)、渐进发展期(1999—2008年)与蓬勃发展期(2009—2020年);江苏和山东为暗管排水技术研究的热门研究省份;水稻、小麦、玉米、棉花是我国暗管排水技术主要的服务对象;暗管排水技术正在盐碱地改良领域快速发展,主要以淋洗土壤盐分为主。水盐调控技术一体化以及暗管生态修复将是未来暗管排水发展的重要方向。随着暗管、滤料等材料的更新和暗管施工机械智能化铺设效率的提高,暗管排水技术的应用领域将更加广泛。     

微咸水喷灌对作物影响的研究进展

微咸水喷灌条件下, 作物同时受到土壤盐分和喷灌水盐分的双重影响。大部分作物通过叶片吸收盐分的速率与盐分浓度和喷水历时基本上呈线性函数关系; 同时, 喷灌过程中不仅要监测灌溉水的电导率, 而且与其他水源混合时也要监测离子组成, 尽量降低Mg²⁺、Cl^-和Na⁺的含量。喷灌频率的增加比喷水历时的增加更能增加作物盐分的吸收, 并加重对作物的损伤。微咸水喷灌后短时间的淡水冲洗可以减少作物叶片对盐分的吸收。微咸水喷灌显著降低成熟植被的生物量和作物累积耗水量, 造成作物一定程度的减产, 而且具有累积效应; 但作物产量和叶片汁液离子浓度没有明显的相关关系。今后, 应重点研究以下5个方面的问题: (1)微咸水喷灌下作物的耐盐性评价指标, 建立相应的评价体系; (2)选育耐微咸水喷灌的品种, 尤其是用于草场恢复重建、城市绿化、盐渍土改良等耐盐牧草、草坪草的选育; (3)制定与微咸水喷灌相适应的灌溉制度, 研究微咸水喷灌条件下作物叶片上和土壤中盐分的淋洗对微咸水喷灌具有重要的作用; (4)微咸水喷灌对作物影响的区域性和时效性, 应建立微咸水喷灌对作物产量影响的区域性评价和研究长期微咸水喷灌对作物的影响; (5)微咸水喷灌对土壤盐分积累及分布的影响。     

松嫩草地土壤水分及盐渍化动态的模拟研究

利用面向对象技术及新型编程语言Java ,在水盐平衡模型基础上 ,通过简化机理模型建立了物理过程模型 ,来模拟土壤水分和盐碱化动态。模型以 1d为步长 ,适合于模拟异质性强的多层土壤水盐动态。利用长岭 1 997年土壤湿度实测资料对土壤水分模型进行了验证 ,模拟结果很理想。模拟了 1 997年羊草及角碱蓬群落土壤盐分、碱化度、pH值动态 ,并与实验资料进行了比较 ,模拟结果可以反映土壤盐分和碱化的季节变化规律。     

石膏-微咸水复合灌溉量对土壤水盐分布特征的影响

通过田间试验,研究苏北滩涂区石膏-微咸水复合灌溉量对剖面土壤水盐分布特征的影响,结果表明:灌溉量是石膏-微咸水复合灌溉处理下制约土壤水盐分布特征的决定因素。灌溉量增加,湿润峰垂直运移距离加大,湿润峰内各土层的含水量逐渐增加。高于灌至0～90cm土层田间最大持水量的灌溉量能实现表土脱盐、脱钠,0～20cm土层效果最为显著,脱盐率、脱钠率高达29.0%、26.9%;低于灌至0～60cm土层田间最大持水量的灌溉量,会导致表土积盐、积钠,但随着灌溉量的增加,积累量有所减弱。     

盐胁迫下不同小麦品种的耐盐性及其离子特征

用盆栽试验方法研究了盐胁迫环境中三种小麦品种的生长速率与耐盐笥差异。结果表明,盐度处理对小麦品种“德系ｊ８６－３３－２５”和“鲁麦１０号”植株生长速率的影响低于对“科２６”品种的影响,前两个品种较“科２６”品种更为耐盐。     

马铃薯的耐盐性及干旱沙地盐水滴灌试验

马铃薯的耐盐性和盐水滴灌试验于１９９３年２月至７日在以色列内格夫盐水灌溉试验站进行。该试验灌溉水源为国家输水系统（１．２ｄＳ／ｍ）和当地深层地下水（６．２ｄＳ／ｍ），灌溉频率为每天１次、３次和６次，在试验中进行了有关生理、生长、产量以及土壤积盐的测试。根据试验结果，每天灌水１次，盐水灌溉与淡水灌溉相比产量降低１２％，而每天灌水３次和６次，盐水对产量没有明显影响。然而，盐水灌溉使块茎单重和干重率有不