内蒙古河套灌区盐碱地治理中农户参与意识及其影响因素

内蒙古河套灌区土壤盐渍化现象非常严重,而对于在盐碱地治理中起重要作用的基层农户,其参与意识及影响因素仍不明确。本研究利用参与式调查方法,对内蒙古河套灌区农户的种植结构、管理方式、盐碱地认知程度及参与盐碱地治理意愿等方面进行了深入了解,并利用相对感知强度和多元逻辑回归等方法,分析了农户盐碱地治理的参与意识及主要影响因素。结果表明,河套灌区长期采用大水洗盐的灌溉方式,施肥类型以化肥为主,有机肥施用较少。大水洗盐导致地下水位普遍偏高,春季返盐现象严重;较少施用有机肥不利于土壤结构的改良,可见河套灌区农户没有通过改变种植和管理方式来治理盐碱地的意识。有54%的农户认为自家的耕地土壤盐渍化较为严重,但是很少有农户主动采取治理措施。有72%的受访者表示愿意投入资金治理盐碱地,但能接受的投入成本较低(不超过750元·hm-2)。影响农民参与盐碱地治理意识的主要因素是文化程度(P0.05),另外投入成本过高、缺乏技术支持等也是重要因素。因此,调整农作物管理模式、加强宣传教育、增加对农户的补助及技术支持是河套灌区盐碱地改良的必要方式。该结果可为扩大盐碱地治理的群众基础以及制定相关政策提供科学依据。     

排水暗管间距对滨海盐土淋洗脱盐效果的影响

为合理设计盐碱土灌排改良工程,提高盐碱土改良效果,该文通过田间试验,研究了排水暗管间距对滨海盐土淋洗脱盐效果的影响。结果表明,漫灌淋洗期间,吸水管间距埋设越小,小区暗管系统稳定排水流量越大,淋洗初期的排水矿化度也越大,排水排盐效率越高;相同淋洗用水量下,3m间距小区田间各点土壤脱盐比较均一,6、9m间距小区田间各点土壤脱盐效率相差较大,3次淋洗后3个小区田间各点0~1m深土体土壤脱盐率分别在70.93%～73.40%、64.68%～77.47%、56.54%～78.78%;利用暗管工程技术参数估算方法预测了淋洗改良后田间各点土壤含盐量,不同间距吸水管上方0~1m深土体土壤含盐量预测值与实测值差异较大,其他各点差异较小,预测误差率在±10%左右。排水暗管间距对田面各点土壤脱盐效果影响很大,盐碱土灌排改良应合理设计暗管间距和采取有效的淋洗措施。     

生物措施显著提高农牧交错区盐渍土的暗管排盐效果

  【目的】  研究工程与生物改良措施对内蒙古河套灌区下游农牧交错区盐渍土理化性质的协同改善效果,以提高盐渍土的改良效益。  【方法】  田间试验于2020和2021年展开,试验地暗管埋深0.8 m,间距20 m。生物措施处理为种植甜高粱、苏丹草和苜蓿3种耐盐牧草,以无植物裸地为对照(CK)。植物收获后,测定了植物地上部和地下部生物量,分析了0—20、20—40、40—60 cm土层土壤容重、全盐量、各盐分离子含量,并明晰了土壤盐离子运移特征及植物脱盐效果。  【结果】  与2020年播前相比,结合暗管排水,苜蓿、甜高粱、苏丹草处理收获后0—20 cm土层容重较试验前分别降低了16.77%、13.57%、14.73%,土壤容重降幅从表层到深层依次减小,3个土层的平均降幅是CK的6.37～7.88倍;苜蓿、苏丹草、甜高粱和CK处理0—20 cm土层脱盐率分别为61.42%、56.69%、39.96%和23.43%,3个工程–生物双重措施处理较暗管单一措施对照的脱盐率高16.53%～37.99%,20—40、40—60 cm土层的脱盐率依次降低。土壤主导盐分离子SO₄2?、Na++K+、Cl?脱盐率较高,平均为41.91%～57.47%、33.4%～55.39%、31.05%～53.49%,同一处理各主导盐分离子的脱盐率较为接近。苜蓿地上部分Na+、Ca2+、Mg2+、SO₄2?、Cl?含量显著高于甜高粱和苏丹草。2021年苜蓿、甜高粱、苏丹草处理分别较2020年增产51.81%、28.51%、24.35%。2年刈割苜蓿、甜高粱、苏丹草携出的盐分量分别为30.00、66.92、68.05 g/m2,分别占土壤总脱盐量的1.59%、5.13%、3.32%。  【结论】  植物措施可显著提升工程措施降低土壤容重和全盐量的效果,尤其在0—20 cm土层。植物通过刈割带走的盐分含量相较淋洗盐分含量微不足道,植物通过根系改善了土壤结构从而促进盐分淋洗出耕层,因此主要根据植物促进土壤盐分淋洗作用的强弱来筛选适宜的耐盐植物。种植苜蓿降低土壤容重和全盐量的效果最优,因此在河套灌区下游农牧交错区,采用暗管排水配合种植苜蓿是改良盐渍土的有效措施。     

水氮调控对暗管农田土壤脱盐效果及向日葵产量品质的影响

为探究暗管排水条件下盐渍化农田最适宜的水氮制度,在河套灌区暗管布设区开展2年田间试验,设置低水(120 mm, I1)、中水(210 mm, I2)和高水(330 mm, I3)3个灌溉水平及低氮(0 kg/hm²,N1)、中氮(105 kg/hm²,N2)和高氮(210 kg/hm²,N3)3个追氮水平,分析不同水氮组合对土壤脱盐率及向日葵水氮利用效率和产量品质的影响。结果表明：暗管排水条件下,高水中氮(I3N2)的脱盐效果最佳,较其他水氮处理的脱盐率平均提高5.82%。高水(高氮)条件下,产量随着施氮量(灌水量)的增加而升高,其中高水高氮(I3N3)的产量最高,平均为5 129.72 kg/hm²。相同灌水量下,高氮(N3)水平的灌溉水利用效率最高,追氮量越大,肥料偏生产力越低。低水(I1)和中水(I2)条件下高氮(N3)水平最有利于籽仁蛋白质和必需氨基酸的合成。高水(I3)条件下,中氮(N2)水平有利于籽仁蛋白质和必需氨基酸的合成,低氮(N1)水平最有利于籽仁粗脂肪的合成。各灌水水平中,中水(...     

滨海盐土暗管排水降渍脱盐效果研究

在江苏省滨海盐土按不同埋深和间距埋设地下暗管,其降渍、脱盐作用主要表现在丰水期(7-9月)内,在试验区范围内,10m间距暗管的降渍效果最显著,10m和15m间距暗管的脱盐效果相差不明显;在较小间距(10m)时,1.4m埋深暗管的降溃效果优于1.2 m埋深,埋设间距≥15m后,埋深对暗管降渍效果无明显影响,而在所有埋设间距处理中,1.4m埋深暗管的脱盐效果都优于1.2m埋深.综合比较分析各相关试验结果,并考虑暗管埋设的初期投资和后期维护成本,推荐间距15m、埋深1.4m为江苏滨海盐土降渍脱盐的地下暗管工程最佳布设参数.     

不同措施对河套灌区重度盐渍土改良效果

为了探究不同灌溉模式施加不同改良剂对河套灌区重度盐渍土的改良效果,设置秸秆深埋(SL)、石膏+有机肥(SF)、对照(CK)3个处理,对河套灌区重度盐渍土土壤盐分在0-70 cm剖面上的分布特点进行研究。结果表明:不同灌溉模式,SL和SF处理在0-15 cm土层均有效降低土壤pH,随改良时间延长改良深度增加pH持续降低,有一定的长效性,滴灌SL与SF处理pH较CK分别下降0.35,0.49,黄灌下降0.42,1.33,对30-70 cm土层影响较小。SF处理碱化度第2年下降达43%,SL处理为40%,滴灌更利于碱化度降低。从抑制盐分积累来看,SL与SF处理能有效抑制盐分0-15 cm土层聚集,黄灌SL与SF处理较CK分别下降13.60%,7.70%,滴灌分别下降31.60%,6.90%,SL处理抑盐效果较显著。土壤盐基离子表明,不同灌溉模式,SL与SF处理均显著降低0-15 cm土层Na~+与HCO_3~-的含量,滴灌降低比例高于黄灌,随着改良时间延长效果越显著,15-70 cm土层无明显变化。石膏加有机肥的施入提高0-70 cm土层SO_4~(2-)、Ca~(2+)及Cl~-的含量。通过对比分析,对河套灌区重度盐渍土治理而言,秸秆深埋和石膏+有机肥均能有效抑制重度盐渍土土壤积盐,有效降低pH及碱化度。整体来看,滴灌模式下石膏+有机肥改良效果优于秸秆深埋。     

暗管排水排盐改良盐碱地机理与农田生态系统响应研究进展

暗管排水排盐技术是通过控制地下水位与高效利用降水或灌溉水资源改变土壤水盐运移规律,从而影响土壤盐分分布规律和土壤特性,达到改良盐碱地的效果。本文在对暗管排水排盐技术自身发展及其应用的关键条件总结概述的基础上,对其改良盐碱地机理与农田生态系统响应两方面的科学研究进展进行了综述。暗管排水排盐技术改良盐碱地机理方面的研究主要集中在暗管埋设对"四水"转化规律的改变以及由此带来的地下水埋深控制或灌溉制度变化、控制性排水和定水位排水条件下的土壤水盐运移规律、暗管埋设条件下土壤水盐运移模型模拟等方面。农田生态系统对暗管埋设排水的响应方面的研究主要集中在以土壤理化性状和土壤养分为主的土壤特性响应、作物生长发育和产量品质的生理生态适应性、农田生态系统土地与种植结构和服务功能的改变等方面。本文最后展望了未来研究的关注点。     

冬季咸水结冰灌溉对河套重盐碱地改良效果研究

采用田间大区试验,连续3年在河套重盐碱区开展了冬季咸水结冰灌溉试验研究,设置冬季咸水结冰灌溉(FSWI)和无灌溉对照(CK)两个处理,其中FSWI处理的灌水量为180 mm,矿化度为6.79～7.97 g·L~(–1),种植作物为青贮玉米,以分析不同处理下土壤水盐和钠吸附比(SAR)的周年动态以及对作物生长的影响,探究冬季咸水结冰灌溉对河套重盐碱地的改良效果。结果表明:与CK相比,FSWI处理显著改变了春季土壤水盐和SAR动态。0～20 cm土层,春季FSWI处理的土壤含水量显著高于CK处理,玉米苗期, FSWI处理的土壤含水量平均为24.3%,显著高于CK的21.6%; FSWI处理的春季土壤含盐量和SAR显著低于CK处理,其中, FSWI处理的土壤含盐量由灌溉前的33.86 g·kg~(–1)降低至玉米苗期的5 g·kg~(–1)以下,而CK处理土壤含盐量逐渐升高至玉米苗期的34.2 g·kg~(–1); FSWI处理土壤SAR由灌溉前的21.9降低至玉米苗期的9.86, CK土壤SAR则逐渐升高至玉米苗期的25.00。后续地膜覆盖和夏季降雨使FSWI处理的土壤含水量维持在23.0%以上,土壤含盐量保持在5 g·kg~(–1)以下,土壤SAR保持在9左右。20～40 cm土层与0～20 cm土层的土壤水盐和SAR变化趋势与表层一致,但没有表层变化剧烈。此外,随着灌溉年限的延长,同时期土壤含盐量和SAR呈逐年降低的趋势。FSWI处理玉米出苗率在70%以上,干物质产量为9～12t·hm~(–2),而CK处理由于土壤含水量较低(21.0%),并且土壤含盐量和SAR均较高,造成玉米出苗率极低,进而导致绝收。因此冬季咸水结冰灌溉改变了土壤水盐动态过程,变春季积盐为脱盐,显著降低了土壤SAR,并补充了土壤水分,保证了饲用玉米的正常种植和生长,这为该地区盐碱地改良和饲料作物种植提供了技术支持。     

近滨海盐碱地暗管排水条件下地下水埋深动态变化模拟

农田暗管排水工程是近滨海地区盐碱地防御涝渍害、降低土壤盐分和促进作物生长的重要措施。本文应用DRAINMOD模型对河北沧州近滨海暗管排水排盐试验区(暗管埋深1.2 m,间距30 m),2011年6—9月的地下水埋深进行了模拟,并对不同控制性排水方案(无强制排水,地下水埋深控制在50 cm、80 cm和100 cm)下地下水埋深的变化进行了预测。模型所需参数(气象数据、作物数据、土壤参数和排水数据)由室内试验、田间试验和实地观测得到。研究结果表明:DRAINMOD在该地区的模拟值与观测值拟合较好,效率系数为0.67,相对误差系数为6.15%,反映出模型良好的模拟性能;农田暗管排水系统能明显降低涝渍害的发生,即使发生强降水,也能在2 d内将地下水埋深控制在60 cm以下,而若无强制排水地下水埋深需在15 d后降至60 cm;对不同排水方案模拟效果的比较表明,试验区在夏季控制性排水中,将地下水埋深控制在80 cm左右较为合适。综上,DRAINMOD模型可以很好地应用于地下水埋深变化的预测中。因此,在未来的研究中,近滨海盐碱区可以通过DRAINMOD模型模拟地下水埋深变化,从而为农田排水系统的设计提供理论依据,为暗管排水管理制度的建立提供科学的选择方法。     

河套灌区节水措施与黄河下游农业可持续发展

黄河灌区年超量引黄河水18.72亿m3是造成黄河断流的重要因素之一。河套灌区节水措施及节水潜力主要有渠道衬砌年可节水22亿m3,改进灌水方式节水10％,建设节水型农田防护林年可节水1.47亿m3,重复利用总排干沟回归水年可节水3亿m3。     

内蒙古河套灌区春小麦推荐施肥指标体系研究

为建立河套灌区春小麦施肥指标体系,指导科学施肥,20062008年在河套灌区分高、中、低土壤肥力水平设置春小麦3414肥料肥效试验141个。结果表明,河套灌区春小麦N、P2O5、K2O的农学效率平均分别为64、60、54 kg/kg; N的增产率为252%409%,平均335%; P2O5增产率为159%211%,平均184%; K2O增产率为72%90%,平均80%; 增产作用大小依次为氮肥 磷肥 钾肥; 随着土壤肥力水平的降低,施肥增产率升高,但单位养分增产量下降。根据土壤养分测定值和相对产量的关系建立了河套灌区春小麦的土壤养分丰缺指标: 全氮,极低（063 g/kg）、低（063085 g/kg）、中（085115 g/kg）、高（115156 g/kg）、极高（156 g/kg）; 有效磷,极低（59 mg/kg）、低（59118 mg/kg）、中（118238 mg/kg）、高（238480 mg/kg）、极高（480 mg/kg）; 速效钾,极低（906 mg/kg）、低（9061291 mg/kg）、中（1291184 mg/kg）、高（184262 mg/kg）、极高（262 mg/kg）。根据肥料效应确定了氮、磷、钾养分最佳施肥量与土壤养分的关系,建立了河套灌区春小麦基于土壤全氮、有效磷和速效钾测定值的氮、磷、钾推荐施肥模型,初步构建了内蒙古河套灌区春小麦的推荐施肥指标体系。     

河套地区盐碱土复合调理剂配方筛选研究

以内蒙古河套灌区典型的盐碱土为研究对象,采用烟气脱硫石膏、腐殖酸、保水剂材料研发的复合调理剂对根区盐碱土进行综合改良,通过室内盆栽试验,分析不同配比烟气脱硫石膏型复合调理剂对土壤pH值、碱化度、全盐、盐基离子含量、养分水平、含水量、硬度及向日葵出苗率的影响。结果表明:(1)不同比例施用烟气脱硫石膏型复合调理剂后土壤pH值均显著降低,降低幅度0.45～0.79个单位,土壤中Na~+和CO_3~(2-)+HCO_3~-含量分别降低了9.7%～20.1%和14.3%～30.4%;(2)不同比例施用烟气脱硫石膏型复合调理剂后土壤有机质、碱解氮和含水量分别增加了13.9%～119.3%、9.1%～159.2%和4.4%～20.2%,土壤硬度降低了13.4%～56.7%;(3)不同比例施用烟气脱硫石膏型复合调理剂后,向日葵出苗率从6.7%增加到了20.0%～66.7%;通过对盐碱土综合改良效果及向日葵出苗率进行分析,烟气脱硫石膏型复合调理剂的最优配方为烟气脱硫石膏2 580 kg·hm~(-2)、腐殖酸774 kg·hm~(-2)、保水剂516 kg·hm~(-2)。     

河套灌区不同掺沙量对重度盐碱土壤水盐运移的影响

采用室内土柱模拟试验,研究不同掺沙量对土壤入渗特征与水盐运移的影响。共设置了CK（不掺沙）、S1（掺沙2%）、S2（掺沙4%）、…、S15（掺沙30%）16个试验处理,测定不同处理试验期间土壤含水率和含盐量的变化。结果表明：1）随着土壤表层掺沙量的增加,土壤的累积入渗量与湿润峰运移速度都呈逐渐增加的趋势;当掺沙比例为18%～24%时,土壤稳定入渗速率在0.065～0.091 mm/min之间;掺沙比例为26%～30%时,土壤稳定入渗速率大于0.1 mm/min,土壤持水能力较低。2）不同处理在7、11、15 d的土壤平均含水率差异显著（P<0.05）,适当增大掺沙量可以有效促进土壤水分向下运移,掺沙比例过大会降低土壤的持水能力。3）当掺沙比例小于24%时,不同处理7 d的土壤含盐量差异显著（P<0.05）;S9～S12处理在20 d时30 cm土层的土壤含盐量相比不掺沙的处理降低90%以上,能够同时保证土壤的脱盐能力和持水能力。4）Kostiakov模型能够很好地在本研究中对土壤水分入渗过程进行模拟。该研究结果可为表层土壤掺沙改良河套灌区重度盐碱地提供理论支持。     

河套灌区春灌结合秸秆隔层对盐碱土壤温度的调控效果

  【目的】  对内蒙古河套灌区向日葵生长季土壤温度进行连续监测,从土壤温度变化的角度对春灌结合秸秆隔层措施进行了科学评价。  【方法】  田间微区定位试验在内蒙古五原县进行,供试作物为食用向日葵 (Helianthus annuus L.),品种为JK601 (2016—2017年) 和HT361 (2018年)。以无秸秆隔层+常规春灌量2250 m3/hm2为对照 (CK),其他处理均采用秸秆隔层,灌水量为对照的100% (W100)、90% (W90)、80% (W80)。秸秆隔层一次性布置,之后连续3年,用5TE-传感器测定食葵生育期膜内距地表下10、20、30和40 cm处土壤水分、电导率、温度。在食葵收获期,调查产量和产量构成因素。  【结果】  与CK相比,W100处理0—40 cm土层土壤温度在食葵生育时期均表现出增温效果,但增温幅度随着试验年份的增加而降低,其中在2016年食葵蕾期、花期和成熟期显著增温0.7℃～1.8℃,2017年食葵苗期、蕾期和花期生长阶段显著增温0.6℃～1.7℃ (P < 0.05),而在2018年两处理间土壤温度无显著差异。W100处理0—40 cm土层土壤温度在食葵苗期和蕾期最高,与W90和W80处理相比,3年平均提高了0.3℃～0.4℃和0.2℃～0.5℃;而在食葵花期和成熟期表现为W80处理的土壤温度最高,与W100和W90处理相比,3年平均提高了0.8℃～1.0℃和0.5℃～1.0℃ (P < 0.05)。相较于CK处理,W100处理和W90处理均能增加食葵产量。其中,W100处理在3年分别增产34.63%、18.83%和6.57%,W90处理分别增产30.42%、15.91%和0.64%。  【结论】  综合比较土壤温度调控、节约水资源、作物产量,在当地常规春灌基础上减少10%灌水量结合秸秆隔层处理 (W90) 是较优方案。秸秆隔层处理对土壤温度的调控效果在前两年较为显著,因此,应考虑每两年进行一次隔层处理,以保证该措施对土壤温度调控的有效性。     

基于遥感蒸散发的河套灌区旱排作用分析

干旱区灌区大量引水灌溉造成灌溉地地下水位明显高于非灌溉地,进而导致地下水、盐从灌溉地向非灌溉地的迁移（内排水）及盐分在非灌溉地的积累（旱排）。为分析灌溉地与非灌溉地间的水、盐迁移,拟建立基于遥感蒸散发的灌溉地-非灌溉地水、盐平衡模型,应用于内蒙古河套灌区中西部4县（旗、区）。结果表明,研究区年均内排水量为3.55亿m3,与排水沟排水量相当;灌溉地向非灌溉地的年均迁移盐量为151.7万t,其中灌溉地年均脱盐0.4 t/hm2,非灌溉地年均积盐2.7 t/hm2。可见,内排水和旱排对于灌溉地土壤盐渍化控制具有重要作用,在灌区排水、排盐规划中应综合考虑排水工程系统与内排水、旱排的作用。     

河北滨海盐碱区暗管埋设下土壤水盐变化响应研究

为探索暗管排水排盐技术在河北滨海盐碱地治理的适用性,考虑排水方式、暗管埋设关键参数(深度与间距)因素水平下,在河北省南大港农场布置并开展5个处理的田间试验,分别为1个明沟排水处理(对照,CK)和4个暗管排水处理(T1、T2、T3、T4,埋深/间距分别为1.0 m/20 m、1.2 m/30 m、1.4 m/40 m、1.6 m/50 m);对照处理设CK1、CK2两个重复。通过周年试验与观测,分析了暗管埋设条件下潜水埋深控制、耕层土壤含盐量变化、暗管最优埋设参数、盐分离子组分变化等。结果表明:(1)暗管排水排盐技术能够有效地控制地下水位,具有增强降水淋洗盐分和降低地下水位抑制返盐的能力,适合潜水埋深较浅的河北滨海盐碱区应用;(2)与明沟排水对照处理比较,在降水相对集中的雨季,暗管排水有更好地缓解涝渍灾害作用,减少70%的涝渍危害;(3)暗管排水可以显著降低土壤耕层(0~20 cm)含盐量,平均降低1.1‰,棉花种植与出苗盐分耐受关键期可平均降低土壤含盐量1.8‰;(4)从地下水埋深的平均下降速率、平均回升速率、暗管铺设经济成本综合考虑,T2处理(即1.2 m埋深,30 m间距)为河北滨海盐碱区最优铺设方案;(5)各盐分离子随土壤水运动迁移速率存在差异,其中以Cl-迁移速率最快,Ca2+次之。     

不同培肥措施对河套灌区盐碱地改良效果

为了研究不同培肥措施对盐碱化土壤改良效果,以内蒙古河套灌区盐碱地为对象,通过3年田间试验,研究了等氮素条件下不同培肥措施对土壤pH值、全盐、脱盐率、有机质、全氮、碱解氮、有效磷等指标的影响。结果表明:不同培肥措施土壤剖面盐分变化趋势基本一致,即0～20 cm降低,20～60 cm升高,60～100 cm稳定,其中CK、化肥处理表层土壤(0～20 cm)盐分含量最高,收获期土壤盐分分别为5.33和5.24 g·kg~(-1);秸秆还田、秸秆还田+有机肥、秸秆还田+有机肥+化肥配施处理盐分含量最低,收获期土壤盐分分别为5.0、4.58、4.73 g·kg~(-1)。不同培肥措施0～10、10～20 cm土壤脱盐率分别为7.81%～20.70%、4.48%～16.96%,其中有机肥、秸秆还田与有机肥、秸秆还田+有机肥+化肥配施对促进盐分淋洗、抑制反盐的效果较好,土壤脱盐率分别为11.99%、18.83%、15.65%,以CK和单施化肥处理效果最差,分别为5.74%、6.37%。作物生育期内,不同培肥措施的土壤pH值变化差异不显著,但连续施用有机肥、有机肥+秸秆以及有机肥+秸秆还田+化肥配施耕层土壤pH值较CK处理降幅较大。与CK相比,不同培肥措施均显著提高耕层土壤碱解氮、有效磷的含量(P 0.05),其含量分别提高29.43%～93.14%、17.45%～161.84%;有机肥、有机肥与化肥配施显著提高了土壤有机质和全氮的含量,分别为14.66%、13.36%和13.36%、17.35%。有机肥、秸秆还田、化肥三者配施均能显著提高向日葵产量,其中有机肥+秸秆还田+化肥处理对向日葵产量提高的最为显著,较CK增产44.41%。因此,在等氮素条件下,河套灌区应重视有机肥与化肥、有机肥与秸秆还田、有机肥与秸秆还田+化肥的配合施用,不仅可以培肥土壤、提高脱盐率,还可获得一定的高产。