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、灌水量等对脱盐过程的影响。结果表明 :膜下滴灌土壤盐分分布可划为达标脱盐区、未达标脱盐区及积盐区 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、土壤初始含水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具有指导意义。     

土槽模拟开沟覆膜滴灌技术下盐分调控规律

新疆气候干旱与土壤盐碱化并存,是制约新疆农业发展的主要因素,开沟覆膜滴灌技术综合了膜下滴灌技术与开沟技术的优点,理论上可有效治理盐碱地。在开沟覆膜滴灌技术下,设置不同灌水定额与灌水次数,利用试验土槽模拟盐分调控规律,结果表明:1第1次合适灌水定额对盐分的淋洗起主要作用,可使土体盐分达到较稳定的状态,盐分也随水分侧向运移,并在土埂表层聚集;2灌水定额的增加促进盐分随水分向远离滴头和向深层方向运移,使得覆膜间、覆膜边盐分淋洗的深度增加,脱盐区增加;3在灌水定额为300m3/hm2时,可以在滴灌带横向0~23cm,下部58cm处迅速形成一个含盐量小于1.5%的达标脱盐区,满足当地作物正常出苗,故建议当地可选择300m3/hm2作为第1次灌水洗盐定额。     

不同灌水技术参数对农田水盐运移的影响

【目的】探索滴灌条件下农田高效洗盐适宜灌溉指标。【方法】通过人工控水试验重点研究了不同滴头流量(2.8和5.6L/h)和灌水定额(22.5、37.5和52.5mm)对盐碱地棉花根区盐分淋洗效果的影响。【结果】同一灌水定额条件下,湿润锋半径随着滴头流量的增加而增大;滴头流量增加,土壤水分分布呈宽浅型,表层土壤含水率逐渐升高。同一滴头流量条件下,湿润锋半径随着灌水定额的增加而增大;土壤含水率随着灌水定额的增加而增大。表层土壤盐分随着滴头流量和灌水定额的增大而减小,滴头流量为2.8 L/h时,水平脱盐半径30 cm,垂直脱盐深度60 cm;滴头流量为5.6 L/h时,水平脱盐半径40 cm,垂直脱盐深度40 cm。【结论】灌水定额52.5 mm时,脱盐效果最佳;随着作物的根部伸长,改变滴头流量,扎根40 cm以内用滴头流量5.6 L/h,扎根超过40 cm用滴头流量2.8L/h,可作为适宜的灌水技术参数。     

棉花滴灌田间盐分变化规律的初步研究

以田间实验为基础对棉花滴灌土壤盐分的变化规律进行了分析研究。结果表明：滴灌为浅灌且可控性强，不会产生深层渗漏，土壤含盐量在整个滴灌期较低。盐分在空间的分布主要受蒸发和湿润区范围的影响，灌水量的增加有助于土壤脱盐。这些结果对在生产实践中控制滴灌水量和治理盐碱具有指导意义。     

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。     

盐碱地膜下滴灌水盐运移规律试验研究

通过室内模拟实验,进行灌水量恒为10 L,采用土壤初始含水率为7.6%、14.8%和21.3%及滴头流量为1 L/h、2 L/h和3 L/h,探求土壤初始含水率和滴头流量对盐碱土水盐运移的影响,结果表明:在相同灌水量及滴头流量下,随着土壤初始含水率的增大,滴头附近高含水率的区域增大,水分水平运移速率减小,垂向运移速率增大,利于水分的向下运移,在水平方向的脱盐区域减小,而在垂向的脱盐区域明显增大;在相同的土壤始含水率条件下,随着滴头流量的增大,水分水平运移距离增大,水平脱盐效果明显,而垂向脱盐区减小,小滴头流量利于土壤中盐分的向下运移,有助于压盐;以滴头为中心,湿润锋水平、垂向运移距离及两滴头湿润锋交汇宽度与时间t具有良好的幂函数关系。     

田间点源入渗试验的水盐分布特征分析

通过田间点源入渗试验,研究了田间点源入渗土壤水盐分布特征,得出以下结论:①滴头下方距滴头距离较近的区域,滴头流量较小的处理土壤含盐量较小;距滴头距离较远的区域,滴头流量较大的处理土壤含盐量较小.水平方向土壤含盐量变化相似;②表层土壤盐分随着入渗时间的增加而减小.滴头下方土壤含盐量总体上随着入渗水量的增加而减小,入渗水对土壤中的盐分的淋洗效率和压盐深度均与入渗时间成正比.     

滴头流量对风沙土滴灌湿润锋运移影响的试验研究

为了在风沙土地区更为合理的利用滴灌技术,通过室内试验模拟了单点源和双点源滴灌条件下风沙土土壤水分运移过程,研究了不同滴头流量下土壤湿润锋时空动态分布规律。结果表明灌水时间相同时,滴头流量越大,湿润锋运移距离越大;灌水量相同时,滴头流量增大对湿润锋水平运移距离影响较小,但可增大垂直方向运移距离。大流量滴头增大了湿润锋初始运移速度,随着灌水时间的增加,湿润锋运移速度迅速减小并趋于稳定,且不同流量处理之间差异较小。双点源滴灌时,入渗交汇前水分运动规律与单点源入渗规律相同;滴头流量越大,湿润体交汇时间越短,交汇处湿润锋运动速度越快;但滴头正下方含水量高,土壤含水量径向变化较大,增加了土壤含水量空间分布的不均匀性。     

田间点源入渗试验的水盐分布特征

通过田间点源入渗试验,研究了田间点源入渗土壤水盐分布特征,得出以下结论：（1）滴头下方距滴头距离较近的区域,滴头流量较小的处理土壤含盐量较小;距滴头距离较远的区域,滴头流量较大的处理土壤含盐量较小。水平方向土壤含盐量变化相似;（2）表层土壤盐分随着入渗时间的增加而减小。滴头下方土壤含盐量总体上随着入渗水量的增加而减小,入渗水对土壤中的盐分的淋洗效率和压盐深度均与入渗时间成正比。     

滴灌条件下斥水土壤水盐运移试验研究

通过室内滴灌入渗的三维水盐运移试验,分析了斥水和亲水土壤在相同滴头流量下的湿润锋变化规律,研究了轻微斥水土壤的湿润锋随时间变化规律、含水率的三维空间分布特征以及不同斥水度土壤中含盐量和Cl-浓度分布特点。结果表明,在相同的滴头流量(0.07mL/min)下,亲水土壤与轻微斥水土壤的水平、垂直湿润锋与入渗时间具有良好的幂函数关系;亲水土壤与轻微斥水的土壤含盐量与距滴头距离符合良好的二阶多项式关系;虽然定量结果不同,但总体上轻微斥水的土壤在入渗中仍与亲水土壤具有相似的水分、盐分分布特征。在轻微斥水的农田中,滴灌灌水技术仍可为作物创造有利的水盐环境。     

不同灌溉制度对棉田盐分分布与脱盐效果的影响

以直径20 cm蒸发皿蒸发量为基础,采用双因素组合随机区组设计,研究了不同灌溉制度对膜下滴灌棉田土壤盐分分布与脱盐效果的影响。结果表明：增大灌水频率与灌水定额,有利于对棉花根区盐分在水平方向的淋洗,5 d和8 d灌水频率对水平方向含盐量有影响的土层深度分别为0~20 cm和0~30 cm;5 d灌水频率的土壤盐分随深度的增加呈现先降后升趋势,8 d灌水频率0~100 cm深度内各土层含盐量相差不明显,中等灌水定额（T60）0~60 cm土层含盐量小于高水（T80）和低水（T40）处理;与播前相比,棉花收获时0~20 cm含盐量降低,但30~60 cm土层含盐量增加,0~60 cm土层含盐量总体表现增加,中等灌水定额（T60）处理含盐量变化幅度最小,脱盐率为0.44%。灌水处理对0~100 cm深度土壤总含盐量无明显影响。此外,灌水量过高与过低均不利于提高棉花产量,与其他处理相比,高频（5 d）中定额灌溉（T60）处理不但可以获得合理的盐分分布与脱盐效果,且籽棉产量最高,为9.18t/hm2,是实现抑盐、控水、高产、高效的适宜棉花灌溉制度。     

小滴头流量下灌水频率对膜下土壤湿润区的影响

为了探明灌水频率对小滴头滴灌土壤湿润区的影响,在实验室对沙土和中壤土进行了膜下间歇滴灌试验,滴头流量分别为0．3、0．5、0．7L／h;灌水频率分别为1、2、3、4次灌完。在灌水量相同的情况下观测了土壤的湿润区运移过程和含水率分布。结果表明,小滴头流量下改变滴水频率对土壤湿润体的大小影响很小;随着灌水频率的增加,土壤湿...     

起垄微沟滴灌土壤水分入渗规律试验研究

探讨了起垄微沟滴灌土壤的水分入渗规律,选取不同滴头流量、微沟坡度这两个因素各3个水平进行研究,结果表明:滴头流量的变化对垂直方向上湿润锋运移距离及土壤含水率的变化影响较大;微沟坡度的变化对水平方向上湿润锋运移距离及土壤含水率的变化影响较大。相同灌水量及微沟坡度条件下,湿润锋水平及垂直入渗距离随滴头流量的增加而减小,并且土壤含水率等值线分布密集区随滴头流量的增加向地表方向移动。相同灌水量及滴头流量条件下,湿润锋水平及垂直入渗距离随微沟坡度的增加而减小,并且土壤含水率等值线分布密集区随微沟坡度的增加向滴头方向移动。研究结果可以为不同作物种植选择适宜的微沟坡度及滴头流量提供参考。     

盐碱地大棚番茄膜下滴灌节水试验研究

为了研究不同灌水方式对盐碱地大棚番茄生长状况、土壤水盐状况、耗水量、产量及灌水利用效率的影响,以番茄为试材,进行了田间小区试验。结果表明,膜下滴灌和沟灌都会影响土壤表层0~30 cm内的土壤电导率,除了膜下滴灌20~30 cm土层,其他的均低于土壤初始电导率。与沟灌相比,膜下滴灌可以提高番茄的株高和叶片数,促进番茄生长发育;其耗水量减少56.2%。与沟灌相比,膜下滴灌可节水64.2%,增加产量5.5 t/hm2,膜下滴灌的灌水利用效率是其2.8倍。综上所述,膜下滴灌可以增加番茄产量并且显著降低用水量,提高灌溉水利用效率,且不会造成土壤盐分的大量累积,可以在盐碱地推广应用。     

不同初始土壤含水率和滴头流量下滴灌土壤湿润体特征及其有效性评价

【目的】研究滴灌条件下土壤湿润体水分分布。【方法】开展单点源入渗试验,探究了不同初始土壤含水率和滴头流量对滴灌土壤湿润体特征及湿润体内含水率分布的影响。【结果】灌溉结束24 h后,湿润体内的含水率达到相对稳定的状态,湿润体体积基本保持稳定;随灌水及再分布时间增加,湿润体宽深比逐渐降低,再分布过程中,宽深比随初始含水率减小而增大,随滴灌流量减小而减小;各处理湿润体体积与入渗时间呈良好的线性函数关系,灌水结束24 h后,各处理实际湿润体积均已超出计划湿润体积;计划湿润体内含水率60%θFC～80%θFC区间占比随初始含水率增大而减小,随滴头流量的增大而增大,其余各区间占比变化规律与之相反,相同滴头流量下,50%θFC初始含水率处理超出计划湿润体的体积最少。【结论】再分布后的湿润体体积主要受灌水量的影响,可以选择较小的初始含水率及较大的滴头流量以提高湿润体内水分有效性。     

大田滴灌条件下土壤水分运移规律的试验研究

研究了大田滴灌条件下,不同灌水量、不同滴头流量以及不同的土壤剖面容重条件下水分在土壤中的迁移规律。结果表明:在大田滴灌条件下,地表沿滴头土壤湿润锋基本呈圆形分布,在一定灌水量和滴灌流量条件下,土壤垂直湿润锋明显地大于水平湿润锋,且随着灌水量的增加呈线性关系;在同一灌水量下,随着滴头流量的增大,湿润体水平扩散半径(r)和竖直入渗深度(h)也相应变大;在不同灌水量下,湿润体水平和竖直湿润速度随着时间的增大都逐渐变小;随着剖面土壤容重的增加,水平湿润锋的迁移加快,水平湿润锋随时间的变化呈显著的幂函数关系;随着灌水量的增加,不同剖面容重下的土壤水平湿润锋速率的增加逐渐变小,而垂直湿润锋则呈变大的趋势。     

新疆现行灌溉制度下膜下滴灌棉田土壤盐分分布变化

分析了膜下滴灌应用典型灌区新疆石河子121团连续4年的定点监测膜下滴灌棉田盐分。结果表明,盐分在膜下滴灌灌水作用下不断向远离滴灌带的区域迁移,水平方向逐渐向膜间裸地聚集,垂直方向逐渐向下层运移。剖面盐分随滴灌应用年限的增加逐渐由上大下小变化为上下均一的垂线状,这个过程尤其在滴灌应用2~4年表现得比较明显。滴灌应用4年深层(140 cm土层)开始脱盐,滴灌应用5年基本达到作物适宜耐盐含量。盐分降低主要原因在于当地的灌溉制度。灌水特别是较大定额的灌水,改变了盐分自然分布特点。在周期性灌水作用下,各年生育期内盐分含量相对较低,土壤盐分总量呈降低趋势。盐分降低主要时期在出苗水灌后及花铃后期。随滴灌应用年限的增加,300 cm深度范围内土壤盐分也逐渐降低,滴灌应用约10年左右呈铅垂线改良型分布特点。现行膜下滴灌灌水制度在滴灌应用5年以上应适当减少花铃期的灌水定额,灌溉定额可降至618 mm左右,但苗期灌水仍需保持较大的灌水定额。     

盐碱地滴灌春小麦土壤水盐运动特点

通过测坑试验,测定水平和垂直方向距滴灌带不同位置土壤含水率和含盐量.结果表明,小麦滴灌条件下土壤水盐分布受滴灌影响深度主要在0～60 cm土层,0～20 cm土层水盐变化最剧烈.小麦主根系层土壤在垂直和水平方向一定范围内(垂直20 cm、水平25 cm)形成一个盐分淡化区,在0～100 cm土壤剖面内,土壤含水率随土层深度呈先升后降变化.土壤盐分在0～40 cm处于脱盐状态,60～100 cm积盐.上层土壤水盐受灌水和蒸发的影响随时间均升降交替变化,土壤盐分在非灌水期间呈表层和深层双聚、耕层脱盐特点.     

呼图壁县膜下滴灌棉花灌水时间研究

以大田不同滴灌管铺设方式下的滴灌棉花为对象,研究其最佳灌水时间。试验在同一灌区内不同滴灌管铺设模式下,通过滴头正下方开挖坡面,观察湿润锋的趋势及其随灌水时间的变化情况。结果表明:在大田膜下滴灌条件下,土壤水平湿润锋基本呈圆形分布;在一定灌水量和滴头流量条件下,土壤垂直湿润锋明显地大于水平湿润锋,且随着灌水时间的增大呈二项式关系,拟合公式R~2均大于0.98;由此可以确定该地区滴灌棉花一膜两管方式的滴灌棉花灌水时间8h为合理,一膜三管方式滴灌棉花灌水时间6h较为合理。     

膜下滴灌土壤盐分年季变化特征研究

膜下滴灌是一种既能高效节水,又能适时调控土壤水盐运移的灌水方式。但膜下滴灌技术长期在干旱区应用有可能造成盐分不断在土壤中累积而危害作物生长。为此,针对不同发展年限的膜下滴灌棉花田进行土壤含盐量的监测,经初步分析可得:在棉花生育期内土壤含盐量为灌水前>灌水后>灌水期间;在不同发展年限中,土壤含盐量随发展年限的增加而升高,钠离子和氯离子的含量随发展年限的增加而升高,主要是灌溉水质中含量大量的钠盐;钙离子含量略有增加;土壤中钠吸附比随发展年限的增加而升高,随土层深度的增加其含量逐渐降低。长期使用膜下滴灌技术将会带来土壤的次生盐渍化发生的危险,应适时监测土壤盐分的累积变化趋势,累积一定程度后,进行倒茬种植或大水压盐一次,以实现土地资源的可持续发展。