微咸水膜下滴灌对土壤盐分及棉花产量的影响

合理利用微咸水资源灌溉对于缓解新疆南部地区淡水资源短缺的问题有着至关重要的意义。本文以库尔勒31团棉田为供试对象,淡水作为对照,利用排碱渠咸水与淡水不同比例混合,设置6种梯度配比,研究微咸水及咸水对棉田土壤盐分分布及产量的影响。结果表明:①随着矿化度的增加,各处理土壤盐分呈现不同程度的增加,其中处理5(全咸)增加程度最大,积盐率为131.03%。②在垂直方向上,随着土层深度的增加,各处理土壤盐分在20~40 cm处达到峰值;在水平方向上,盐分累积程度的大小为:膜间>宽行>窄行。③随着矿化度的增加,棉花的产量逐渐下降,棉花产量下降的主要因素是单株结铃数,而单铃重对棉花产量无明显影响。由膜下滴灌土壤盐分对棉花生长和产量的影响得出,当灌溉水的矿化度在淡咸水比为4∶1(矿化度2.36~3.39 g·L^-1)时对棉花生长的抑制作用较小,较对照处理相比,产量减少11.85%。     

微咸水灌溉方式对设施番茄根区土壤矿质元素及离子含量的影响

采用单因素完全随机区组试验,以EC=3 mS·cm~(-1)的微咸水直接灌溉为对照,共设5个处理,分别为:CK:微咸水直接灌溉,T1:淡水灌溉(即试验温室井水)、T2:混合水灌溉(微咸水∶淡水=1∶1)、T3:微咸水和淡水按次轮灌、T4:微咸水和淡水按生育期轮灌(苗期、开花期用淡水处理,果实发育期微咸水处理),每个处理3次重,研究了微咸水不同灌溉方式对沙土槽培下"京番301"番茄坐果期、盛果期、盛果后期番茄根区土壤矿质元素含量的影响,为微咸水的合理、安全利用提供理论参考。结果表明:微咸水参与下的4种灌溉方式均可以提高番茄三个生育时期土壤全盐、速效钾及HCO_3~-、SO_4~(2-)、Mg~(2+)、Na~+等离子的含量;CK处理可以提高坐果期、盛果后期土壤全氮、速效氮含量,显著降低盛果期土壤全氮、速效氮含量及各时期土壤全磷、速效磷含量;T1处理下,番茄三个生育期土壤全磷、速效磷含量最高,盛果期土壤全氮含量最高,T2处理可以显著提高三个生育期番茄根区土壤中铁、锰、锌、铜4种微量元素的含量。T3处理下三个生育期番茄根区土壤中全量养分、速效养分含量居中,盐分离子含量与T2及T4处理差异不显著,但整体以T4处理土壤盐分离子积累最少。相比T1而言,T4处理也可一定程度提高土壤中全量养分和速效养分含量。综上,微咸水、淡水按次轮灌(T4处理)为微咸水较为合理、安全的利用方式。     

干旱区微咸水滴灌条件下典型土壤盐碱化影响因素研究

以代表性的沙壤和黏壤棉田土壤为研究对象,分别利用高、低矿化度水进行5年灌溉,即黏壤-低矿化度,黏壤-高矿化度,沙壤-低矿化度,沙壤-高矿化度共四个处理,测定0～100 cm分层土样总盐、pH、Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SAR、ESP等指标,以研究玛纳斯河流域冲积扇扇缘和干三角洲区不同浓度微咸水长期滴灌条件下土壤盐分、土壤碱度、主要阳离子的变化,探讨对土壤盐化和碱化产生主要影响的离子,为干旱区微咸水灌溉生态安全管理提供理论参考。结果表明：冲积扇扇缘带黏壤土和干三角洲沙壤土盐化和碱化相伴发生,且主要受灌溉水矿化度影响;对土壤盐化和碱化均产生主要影响的离子为Na⁺,对土壤盐分产生主要影响的离子为Na⁺与Ca²⁺。这表明玛纳斯河流域土壤盐碱化的治理应从降低灌溉水Na⁺入手,将控制灌溉水总盐分和降低Na⁺占比结合起来,达到既降盐又防治土壤持续碱化的目的。     

微咸水灌溉条件下施用不同改良剂对盐渍化土壤盐分离子分布的影响

利用5种不同的土壤改良剂,对矿化度在2~3 g·L-1的微咸水灌溉棉田土壤进行改良效果研究。结果表明:五种改良剂均降低土壤p H值和总盐含量,并能有效控制土体Na+、Ca2+、SO42-、HCO3-积累;其中,磷石膏能显著降低土体Na+、Ca2+、SO42-总含量(P<0.05),DS1997能显著降低土体Na+、HCO3-总含量(P<0.05),酸碱平衡剂显著降低土体Ca2+、SO42-总含量(P<0.05),禾康改良剂有效控制土体SO42-、HCO3-含量;改良剂对土体中Cl-改良效果不显著(P>0.05)。研究得出:微咸水灌溉导致土壤p H值升高和含盐量增加,造成土壤盐分的积累;土壤改良剂可有效减少微咸水灌溉引起的盐分积累,改善土壤理化特性和盐分离子分布。     

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.     

微咸水膜下滴灌棉田春灌压盐效果的初步分析

在塔里木盆地平原灌区,微咸水灌溉意义重大。而微咸水灌溉的最大问题是土壤积盐,经过1 a的微咸水灌溉后,来年播种前是否需要冬灌或春灌压盐是人们关注的焦点。通过对比尉犁县3个微咸水膜下滴灌棉田监测区（S1,S2,S3）,2010年春灌前0~60 cm土壤易溶盐含量和棉籽发芽期、苗蕾期、花铃期与吐絮期棉花生长的耐盐指标（分别为7.1 g/kg,6.9 g/kg,8.2 g/kg和9.2 g/kg）,得出了S1和S2隔年压盐一般能满足棉花发芽及生长的要求,而S3监测区仍需要春灌压盐的结论。计算得出3个监测区的春灌前后土壤脱盐率分别为11.9%~84.2%,20.7%~71.1%和32.9%~78.8%,表明3个监测区的春灌压盐效果均很明显。     

微咸水膜下滴灌对土壤水盐分布及加工番茄产量的影响

为探明微咸水膜下滴灌对土壤水盐分布及加工番茄生长和产量的影响,通过大田小区试验,设置灌水矿化度和灌水定额两个因素,其中3个灌溉水矿化度水平分别为S1:1 g·L~(-1)、S2:3 g·L~(-1)和S3:5 g·L~(-1),3个灌水定额分别为W1:305 m~3·hm~(-2)、W2:458 m~3·hm~(-2)和W3:611 m~3·hm~(-2),来进一步寻求适宜本地区加工番茄生长的微咸水膜下滴灌灌溉制度。结果表明:覆膜微咸水滴灌条件下土壤含水量垂直方向的变化趋势表现为0～20 cm土层随深度增加含水量逐渐降低、20～100 cm土层随深度增加含水量逐渐增大、60～100 cm范围内土层剖面含水量最大的分布规律;土壤含盐量随着灌水矿化度的增大而增加,且随着灌水量的增加土壤盐分逐渐向水平距滴灌带35 cm处聚集。灌水矿化度超过3 g·L~(-1)时加工番茄株高、茎粗均受到一定程度的抑制作用,但对产量影响不大。本文通过试验得出:灌水定额为611 m~3·hm~(-2)、矿化度为1 g·L~(-1)处理为本地区最佳微咸水膜下滴灌处理,加工番茄生长健壮且产量最高,达到127 613.2 kg·hm~(-2);同时认为,在我国淡水资源比较缺乏的新疆地区可以考虑采用灌水定额458 m~3·hm~(-2)和灌水矿化度3～5 g·L~(-1)的微咸水对盐分中等敏感的加工番茄进行灌溉。     

微咸水膜下滴灌条件下南疆棉花水肥耦合规律研究

为寻求劣质水(微咸水)滴灌施肥下的水肥耦合最优模型,通过正交实验设计,从水、肥、盐三个方面分析了不同生育期棉花耗水、土壤水分、土壤盐分、硝态氮等土壤因子的变化.结果表明:棉花耗水量与灌溉定额及土壤盐分有一定的相关关系.蕾期和花铃前期各处理土壤水分变异系数较大;花铃后期土壤硝态氮的积累量则逐渐增加;矿化度2～3 g·L-1的微咸水与淡水混灌对棉田土壤盐分的积累影响较小;正交分析得出了最优水平为灌水量为600mm,咸淡配比为2∶1,尿素施入量为80 kg· 667m-2.方差分析表明灌溉定额和施肥量两个因素对产量有显著影响,并利用SPSS软件建立了两者与产量的二次回归模型.     

华北平原微咸水灌溉下土壤盐分淋洗规律与灌溉策略

合理有效利用微咸水是华北平原农业水资源短缺的重要缓解途径.基于多年试验站数据对土壤盐分动态类型、盐分淋洗条件及淋洗需水量进行了分析,并探讨了华北平原微咸水灌溉策略.结果表明:土壤盐动态淋滤型可以细分为充分淋洗型和不充分淋洗型;在华北平原冬小麦和玉米轮作制度下,只要保持土壤饱和电导率低于 6 ds/m,土壤就处于完全淋洗...     

长期咸水灌溉对土壤酶活性及反应动力学的影响

为了探讨咸水灌溉导致土壤质量下降的原因,研究了5个含盐量水平(1.25(对照)、2.50、5.00、7.50d S·m~(-1)和10.00 d S·m~(-1))的咸水长期田间污染对0~20 cm和20~40 cm土壤水解酶活性及酶促反应动力学性质的影响。结果表明:咸水灌溉导致土壤脲酶、β-葡糖苷酶和碱性磷酸酶活性呈现不同程度的降低,与对照相比,10d S·m~(-1)咸水灌溉下0~20 cm土壤层三种酶活性分别下降45.5%、50.8%和24.9%,20~40 cm土壤层三种酶活性分别下降37.44%、32.1%和21.8%;咸水灌溉改变了土壤酶的催化动力学特性,与对照相比,10 d S·m~(-1)咸水灌溉下脲酶、β-葡糖苷酶和碱性磷酸酶的最大反应速度V_(max)分别下降47.77%、44.62%和15.01%,Km分别下降57.12%、保持不变和下降14.64%,β-葡糖苷酶V_(max)/K_m下降39.63%,脲酶和碱性磷酸酶的V_(max)/K_m没有显著变化。数据表明咸水灌溉对不同的酶抑制机制不尽相同。     

微咸水滴灌条件下土壤水盐分布特征试验研究

为了研究微咸水水质及灌水量对当地土壤水盐运移的影响,充分利用新疆库尔勒水管处重点灌溉实验站的水质,进行了棉田不同灌水矿化度(0.74、2.65、3.54、.41 g/L)及灌水量(6、8、10 L)下滴灌入渗试验,着重分析了淡水(矿化度0.74 g/L)和3.5 g/L矿化度微咸水及不同灌水量下的湿润体内的水盐分布特征。结果表明:微咸水可以增加土壤水平方向含水量,但脱盐效果低于淡水滴灌条件;3.5 g/L微咸水滴灌在0~40 cm垂直土层盐分均值比平均初始值稍有增加,而10~40 cm土层内没有盐分积累,可满足耕作层内棉花的生长;由试验灌水量折合成灌水定额为23 m3/667m2,所以在当地土质下采用3.5 g/L微咸水进行膜下滴灌在≥23 m3/667m2灌水定额下可行;微咸水滴头正下方纵向的脱盐系数随灌水量的增加而增加,两者呈直线关系,由该关系式可大致推求一定脱盐系数下的灌水量。     

燥红土微咸水滴灌下水盐运移规律的试验研究

为了探讨燥红土地区微咸水滴灌的水盐运移规律,对该地区容重为1.2 g·cm^-3的红壤土,进行了不同灌水矿化度（2.88 g·L^-1,4.86 g·L^-1,8.33 g·L^-1）的单、双点源入渗试验及不同滴头流量（2.68 L·h^-1,3.74 L·h^-1,4.68 L·h^-1）的单点源入渗试验,采用室内三维土箱入渗,分析滴头流量及矿化度对该地区红壤土水盐运移规律的影响。结果表明：单点源入渗试验中,矿化度一定（2.88 g·L^-1）的条件下,灌溉时间在150 s后, 3.74 L·h^-1滴头流量下湿润锋运移速率快且稳定,平均推进速率达1.65 cm·s^-1,最终推进深度达22 cm,可以达到灌溉要求,优于4.68 L·h^-1滴头流量的综合性能且节省灌溉水;在滴头流量一定（3.74 L·h^-1）的条件下,湿润锋推进深度随矿化度的增加而增加,其速率排序为：2.88 g·L^-1<4.86 g·L^-1<8.33 g·L^-1,其推进深度分别为21.5、22.4、22.78 cm。双点源试验中,矿化度为8.33 g·L^-1和4.86 g·L^-1的滴头正下方及交汇部分含水率均达到0.4 g·g^-1左右;但8.33 g·L^-1矿化度下含盐量可达0.4%,不适合作物生长,而矿化度为4.86 g·L^-1的微咸水灌溉时,在交汇部分会形成一个含盐量0.1%左右的适合作物生长的低盐区域。在滴头流量为3.74 L·h^-1时,将单、双点源入渗试验的同一入渗深度处进行对比分析发现,随着矿化度增大,地表湿润比由87%增加到90.8%;8.33 g·L^-1矿化度下交汇时间比2.88 g·L^-1矿化度下提前16 min;矿化度为8.33 g·L^-1时在0～15 cm土层,交汇区含盐量相对于相同湿润位置处单点源的含盐量增加了37%,而矿化度不大于4.86 g·L^-1时,含盐量增加比率几乎为负值,可知矿化度为4.86 g·L^-1的土壤积盐不显著且含水率高。在灌溉水资源匮乏的云南燥红土地区推广应用微咸水滴灌时,可参考滴头流量3.74 L·h^-1,微咸水矿化度≤4.86 g·L^-1用于作物栽培实践。     

滴灌条件下土壤水分再分布过程研究

对均质风干砂壤土在滴灌条件下水分再分布过程进行研究发现:距离供水滴头较近的点,水分再分布过程开始后该点土壤含水量突然下降1~2个百分点,随后该点土壤含水量随时间延长而减少,前期较快,后期变缓;原湿润锋边缘处各点的土壤含水量在再分布过程前期表现为继续增加,后期则随时间的延长而缓慢减少。土壤水分的再分布运动使得湿润体内的土壤含水量均有不同程度的下降,土壤水分由高含水区向低含水区运移。在试验条件下水平湿润锋增长幅度6%,垂直方向增长幅度为9%,垂直方向大于水平方向;灌溉结束24 h后土壤水分运动达到暂时的平衡,此后土壤含水量变化很小,土壤湿润锋几乎不再扩展。     

微咸水灌溉下滴头流量及灌水量对压砂土壤入渗及水盐分布的影响

为探讨滴头流量及灌水量对微咸水灌溉条件下覆砂土壤入渗规律及水盐分布的影响,开展室内土槽试验研究了微咸水灌溉下相同灌水量时3种滴头流量(0.85、1.70、3.40 L·h^-1)及相同滴头流量下3种灌水量（5.88、6.60、10.00 L）对压砂土壤湿润锋迁移以及灌溉后土壤水盐分布特征,以期为压砂地合理利用微咸水提供理论依据。结果表明：滴头流量越大,湿润锋在水平和垂直方向上运移距离越大,湿润锋水平和垂直入渗距离与入渗时间存在幂函数关系。供试土壤在0.85 L·h^-1和3.40 L·h^-1滴头流量下湿润体稳定的垂直/水平的比值为1.1,而1.70 L·h^-1滴头流量下其比值为0.9。覆砂条件下高含水率及低盐分区出现在距滴头较远的区域,并随着滴头流量增加逐渐向滴头靠近;随灌水量增加该区域范围不断扩大,土壤水分及盐分分布模式则越接近无覆砂条件模式。因此,砂层覆盖改变了微咸水滴灌条件下土壤水分、盐分的分布规律。     

咸水灌溉对土壤水盐分布及设施番茄产量和品质的影响

为探明咸水灌溉对土壤水盐分布及设施番茄植株生长、产量和品质的影响,本试验以南疆地区设施番茄为研究对象,设置4个灌溉水矿化度,分别为2 g·L^-1（T1）、4 g·L^-1（T2）、6 g·L^-1（T3）和8 g·L^-1（T4）,并以淡水灌溉为对照（CK）,开展同一灌水定额条件下设施番茄适宜灌水矿化度的研究。结果表明：不同生育期阶段土壤含水率基本表现为20～60 cm土层较高,表层及深层土壤含水率相对较低,土壤含水率随着灌水矿化度的增大逐渐增加;0～80 cm土层平均土壤含水率在生育期内逐渐降低,且深层土壤降幅显著;生育期初始阶段土壤含盐量主要积聚在0～40 cm土层,随着生育期的推进土壤盐分呈累积趋势且向深层土壤运移,生育期末主要积聚在0～60 cm土层;灌水矿化度小于4 g·L^-1时0～20 cm土层整体呈脱盐状态,其中CK处理平均脱盐率达27.79%,T1处理平均脱盐率达17.07%;灌水矿化度2～4 g·L^-1促进了番茄植株生长,株高和茎粗相较CK分别...