膜下滴灌盐碱地水盐运移特征研究

覆膜种植是一种新型的农业种植技术,而滴灌是一种农业节水灌溉技术,将覆膜种植技术与滴灌技术有机结合起来形成一种开发利用盐碱地的新方法。该文通过室内模拟实验,研究了滴头流量、灌水历时、土壤含盐率对滴灌过程中水盐运移特征的影响,并对利用膜下滴灌的技术开发利用盐碱地有关问题进行了深入分析     

滴灌条件下石膏配比对盐碱土水盐运移特征影响

针对西北等干旱地区土地次生盐渍化的问题,以室内实验为基础,研究了不同石膏配比对盐碱土土壤盐分运移和水分运动的影响.结果表明,不同石膏配比对滴灌盐碱土土壤水分分布具有影响,对盐碱土盐分运移影响明显.随着湿润锋水平、垂直运移距离的增加,不同石膏配比的土壤含盐量增加,在相同入渗距离内,随着石膏配比的增加,钠离子含量减小,脱钠区深度系数增大,脱钠效果明显,石膏配比为0.1的脱钠区深度系数增加比率最大.因此,施加石膏有利于滴灌淋洗土壤盐分.     

施氮对盐碱土入渗及水盐运移的影响

为研究施氮对盐碱土入渗及水盐运移的影响,选用含盐量为0.3%,0.9%,1.2%盐碱土与4种不同氮肥浓度(0,300,600,900mg/L)组合,进行室内一维垂直土柱积水入渗试验。结果表明:(1)施氮对盐碱土入渗具有减渗作用,同一施氮水平下,盐碱土的入渗性能随含盐量的升高而降低,脱盐深度也降低。(2)随着入渗时间的增加,下层根区土层的含水量均为不施氮时最大,此时土层保水性最好。(3)0.3%盐碱土上施氮较不施氮脱盐量大,施加氮肥对盐碱土脱盐有促进作用;而在0.9%和1.2%盐碱土上均为不施氮时脱盐量大,即施氮对盐碱土脱盐具有拮抗作用。研究结果为盐碱地土壤合理施氮提供了有效的机理性基础,为盐渍化地区的作物生长以及生态保护提供参考。     

干旱区滴灌条件下防护林次生盐渍化土壤水盐运移规律研究

土壤盐渍化是全世界许多干旱、半干旱地区农业产量下降的主要原因。近年来我国土壤发生了严重的次生盐渍化,影响我国农业生产并带来粮食问题。因此盐碱地的改良和防治次生盐渍化就成为一个重要问题[1]。新疆是我国重要的农垦地区,20世纪80年代中期以来,由于绿洲灌溉农业的迅速发展及其独特的自然气候条件,在灌溉水的下渗和强烈的蒸发、蒸腾作用下,土壤中水盐运移活跃,加上排水系统不健全,导致大面积土地次生盐渍化[2-3]。新疆属于灌溉农业区,因此发展节水农业、提高水的利用率,是促进农业可持续发展的重要措施之一。滴灌是众多灌溉方式中最有效的也是最节水的灌溉方式之一。其优势在于:可将灌溉水的深层渗漏和地表蒸发减少至     

滴灌条件下散水介质规格对龟裂碱土水盐运移特征的影响

目的探讨滴灌改良利用龟裂碱土方法中散水介质规格对剖面水盐运移特征的影响,研究结果为散水介质规格的选择提供科学依据。方法通过室内土柱模拟试验,在一维和二维条件下对比分析了不同散水介质规格对龟裂碱土水盐运移特征的影响。结果一维垂直入渗条件下,平铺型散水介质的深度在0 ~ 10 cm越小或10 ~ 15 cm越大,均能获得较高的垂直湿润峰扩散速度,随散水介质深度减小,灌水频率增加,促进了盐分淋洗。二维入渗条件下,垂直湿润峰入渗速率大于水平湿润峰入渗速率,稳定入渗阶段两者均随半球型散水介质直径的增加而下降,但单位灌溉水盐分淋洗效率降低,单位时间盐分淋洗效率不变,散水介质直径 ≥ 20 cm时水分扩散速率变化趋缓。结论不同散水介质规格改变了灌水频率和单次灌水量,进而影响龟裂碱土的水分入渗和盐分淋洗过程。实际应用中在考虑灌溉水淋洗效率的同时要兼顾经济效益,满足一年生植物生长需求后散水介质深度越小越好,而多年生作物采用半球型散水介质时直径不易超过20 cm。     

施钙浓度对滴灌盐碱土水盐运移特征研究

针对西北等干旱地区土地次生盐渍化的问题,以室内试验为基础,测定盐碱土在不同滴灌施钙浓度下水盐运动过程,研究了不同施钙浓度对盐碱土土壤盐分运移和水分运动的影响。结果表明,不同施钙浓度的湿润锋水平、垂直最大运移距离与钙离子浓度之间均符合线性关系,湿润锋的水平、垂直运移距离与入渗时间之间符合幂函数关系,随着湿润锋水平、垂直湿润距离的增加,不同滴灌施钙浓度的土壤含盐量、钠离子含量均在不断增加,随着施钙浓度的增加,脱钠区深度系数增大,脱盐效果明显。     

滴灌施钙时间对盐碱土水盐运移特征研究

通过室内试验测定新疆昌吉地区盐碱土在不同滴灌施钙时间的入渗运动过程,研究不同施钙时间(前期施用Ca-W、后期施用W-Ca、中间施用W-Ca-W、前后期施用Ca-W-Ca)的盐碱土土壤盐分运移和水分运动.结果表明不同施钙方式对滴灌盐碱土土壤水分分布具有影响,对盐碱土盐分运移影响明显,随着湿润锋水平、垂直运移距离的增加,不同滴灌施钙方式的土壤含盐量、钠离子含量和钠吸附比均在不断增加,Ca-W-Ca方式的达标脱盐区评价系数和脱钠区深度系数均大于其他方式,钠吸附比均小于其他方式,脱盐效果均优于其他方式,说明Ca-W-Ca方式更有利于作物根系生长,改良盐碱土效果最明显.     

入渗与蒸发条件下土壤水盐运移的研究

土壤水盐运移规律的研究是目前土壤物理学、农田 灌溉学研究的一个重要方面,也是防治盐碱化、改良盐渍土的核心问题。为此,根据各国学者对土壤溶质、水盐运移的研究成果,评述了土壤水盐运移基本理论和入渗、蒸发条件下的土壤水盐动态规律,为进一步的研究提供指导。     

滴灌流量对土壤水盐运移及再分布的作用规律研究

通过室内土箱模拟试验,对不同滴头流量处理的土壤水盐运移及再分布规律进行了研究,结果显示:两滴头交汇界面处的湿润锋依滴头流量不同而呈椭圆形或圆形;大滴头流量促进了水分的水平运动,水平扩散速率明显大于垂直入渗速率;随着滴头流量的减小,水平和垂直方向的入渗距离逐渐接近;土壤湿润体体积与总灌水量有关,而与滴头流量并无显著相关;根据湿润锋的运动,给出了试验用土大田建议滴头流量;滴灌结束后,水盐经历了一个非常重要的再分布过程,经过再分布,土壤水盐进一步向深层运移,促进了上层土壤的淡化,小滴头流量的淋盐效果明显好于大滴头流量;土壤盐分的运移在前3天的再分布中最为活跃;试验得出了保证作物生长需要和淋盐需要的每滴头灌溉水量,对实践具有一定的指导意义。     

微咸水膜下滴灌不同灌水量对水盐运移和棉花生长的影响

在新疆巴州水管处重点灌溉试验站进行了不同微咸水灌水量(分别为300mm,337mm,375mm和412.5mm)的棉田膜下滴灌试验,研究了不同微咸水灌水量对棉田不同水平位置和垂直深度处的土壤水盐运移影响,分析了在不同灌水量下棉花生长及产量的变化,以寻求适宜棉花生长的膜下滴灌灌溉制度。结果表明:在棉花生育期内,土壤0—40cm深度宽行土壤含水量随灌水量变化波动较小,窄行及膜间土壤含水量随灌水量变化波动较大,膜间土壤含水量较宽行窄行要小;棉花生育期内滴头下方0—20cm的土壤含盐量均有减小,20—40cm土层的土壤含盐量随灌水的波动较大,灌水量较小的土壤含盐量较大,375mm灌水量对棉花根区土壤盐分淋洗的效果最好;随着灌水量的增加,宽行0—40cm土壤盐分均有一定程度的累积,窄行土壤均表现为脱盐,而膜间土壤由脱盐转变为积盐;种植区总的脱盐率分别为-12.8%,-33.3%,89.0%和94.4%;微咸水灌水量较大的棉花株高和茎粗变化较快,叶片数越多,叶面积越大;在棉花生育期末不同灌水量处理对铃重影响较大,且灌水量越大棉花产量越大,籽棉产量分别为4 681.35,5 052.45,5 006.85,5 817.90kg/hm2。     

地埋点源滴灌土壤水分运动规律的研究

根据非饱和土壤水运动理论,建立了地埋点源滴灌条件下土壤水分运动的数学模型,针对地埋点源入渗的特点,采用了可动的边界条件,加快了有限差分法对模型求解速度。应用模型分析了地埋点源滴灌土壤水分运动的基本规律,由此对地埋点源滴灌系统的设计和运行管理提出了初步看法     

打孔灌沙促进漫灌下盐碱土水分下渗提高脱盐效果

针对现有盐碱土改良措施工程量大,农业生产成本高等问题,提出打孔灌沙的盐碱土防治措施。该文以天津滨海盐碱土为研究对象,通过野外小区灌溉试验,研究在灌溉条件下打孔灌沙对盐碱土水盐运移规律的影响,旨在探索打孔灌沙减少盐碱地表层积盐的可行性。试验设计3种灌溉量(600、900和1 200 m~3/hm~2),3种打孔深度(5、10和15 cm)和3种打孔密度(30、60和90孔/m2),并以无打孔灌沙处理为对照组(CK)。结果表明:灌溉量影响盐碱土洗盐效果,在600~1 200 m~3/hm~2灌溉量处理下,灌溉量越大,表层土壤脱盐效果越好。同时,打孔灌沙能够促进水分下渗,提高脱盐效果,在1 200 m~3/hm~2灌溉量下,灌后25 d,打孔深度≥10 cm时较CK降低表层0~30 cm土壤水分8.7%~16.1%,提高脱盐总量50.7%~98.8%。打孔密度增加能够促进脱盐效果,但随打孔深度而不同。打孔深度≤10 cm时,30和60孔/m~2打孔密度处理间脱盐总量差异不显著(P0.05)。打孔深度为15 cm时,60和90孔/m~2打孔密度处理间脱盐总量差异不显著(P0.05)。考虑到过深的打孔深度处理会降低打孔灌沙效率、提高配套打孔灌沙机具的研发难度,结合试验区农艺规范,推荐10 cm打孔深度、30孔/m~2打孔密度作为合适的打孔灌沙处理方案,该研究可为滨海区盐碱土的开发利用提供新的思路和方法。     

不同矿化度咸水结冰灌溉对重度盐碱地土壤水分入渗和盐分运移的影响

为探究不同矿化度咸水结冰灌溉对重度盐碱地土壤水分入渗和盐分运移的影响。采用室内有机玻璃土柱模拟试验,设置3个梯度灌水水质(蒸馏水、3 g/L微咸水、10 g/L咸水)和2种灌溉方式(结冰灌溉、直接灌溉)的6种不同处理,对土壤的水分入渗特性及脱盐效果进行对比分析研究。结果表明:(1)3个梯度灌水水质下,结冰灌溉方式的土壤初始入渗速率分别是直接灌溉方式的8.2,4.6,5.8倍。结冰灌溉方式下,灌溉水矿化度越高,土壤入渗速率越快;(2)Kostiakov模型适合拟合不同矿化度咸水结冰灌溉方式下的土壤水分入渗过程,Horton模型适合拟合不同矿化度咸水直接灌溉方式下的土壤水分入渗过程;(3)3个梯度灌水水质下,直接灌溉方式0—60 cm土层土壤含水率较结冰灌溉方式分别提高1.4%～6.3%,1.6%～3.6%,0.9%～7.6%;(4)各处理下0—30 cm土层土壤脱盐效果较为显著,盐分不断向土层60 cm处迁移,各处理土壤脱盐率逐渐降低。0—30 cm土层处,淡水直接灌溉方式下土壤脱盐率最大(93%～97%),3 g/L微咸水结冰灌溉的脱盐率次之(87%～91%)。50—60 cm土层处,淡水结冰灌溉方式下土壤脱盐率最高(13.3%),其次为3 g/L微咸水结冰灌溉方式(9.1%)。综合考虑,3 g/L微咸水结冰灌溉能够提高土壤水分入渗速率,有效降低0—60 cm土层的土壤盐分含量。     

腐殖酸对滨海盐碱土水盐运移特征的影响

为了探索腐殖酸对土壤水盐运移特征及入渗参数的影响,进行了5种施量（0,1,3,5,7 g/kg）的一维垂直入渗试验。结果表明,入渗时间相同,累积入渗量和湿润锋均随腐殖酸施量的增加而减小;相同入渗深度随腐殖酸施量的增加所需的入渗时间、累积入渗量、剖面平均含水量均不断增加。入渗完成时相较于CK,施量为7 g/kg时累积入渗量、含水量分别增加8.0%,10.0%;施加腐殖酸可促进土壤剖面盐分向土壤深层运移并有效降低土壤pH,相较于CK施量为7 g/kg时0—20 cm土层平均脱盐率增加10.2%;Philip模型和代数模型能较好地描述施加腐殖酸条件下水分入渗特征。吸渗率S随腐殖酸施加量的增加而呈线性减小,综合形状系数α则随着腐殖酸施量的增加而线性增加。另外,均方根误差、平均绝对误差分别为0.005~0.018,0.004~0.014 cm³/cm³,表明代数模型可以较好地描述含水量的分布。该研究结果可为应用改良剂改良滨海盐碱地的提供一定参考。     

灌水效率碘—淀粉显色示踪试验

该文旨在研究不同土质、灌水量和灌水方法情况下入渗模式、灌水效率,并探讨不同灌水条件下溶质分布和水流运动模式之间的关系。根据碘－淀粉显色原理示踪水流运动和溶质迁移,分别在壤土和黏土条件下、开展了重力灌溉和微灌方式下的12组入渗试验,采用适用效率、深层渗漏损失率、有效储水率和均匀度对灌水效率进行综合评价。结果表明,入渗水再分布主要受到湿润模式的影响,有效储水率和均匀度随着灌水量的增加而提高,然而深层渗漏损失率也明显增大。溶质分布的均匀程度和深层渗漏损失率均小于水量分布的均匀程度和损失率,根据入渗后水分和溶质的再分布情况对灌水效率进行评价更为直接和全面。     

磁化—去电子水对盐渍化土壤水盐运移特征影响

磁化与去电子等活化水处理技术在农业灌溉领域的应用受到人们广泛的关注,为了阐明磁化—去电子水入渗对土壤水盐运移的影响机制,利用自来水、去电子水、磁化水(0.4 T)、以及磁化—去电子水开展一维垂直入渗试验,研究了磁化—去电子活化水对土壤水盐运移特征及盐分淋洗效率的影响.结果表明:与对照相比,磁化—去电子活化处理能够有效促...     

咸水沟灌对土壤水盐变化与棉花生长及产量的影响

为持续高效利用咸水资源,在棉花长期定位咸水沟灌试验（始于2006年）的基础上,研究了不同矿化度（1、2、4、6、8、10 g/L）咸水连续灌溉第10年土壤水盐分布与棉花生长响应以及历年土壤盐分和籽棉产量的变化特征。结果表明：1）年际间,各处理0～100 cm土层土壤盐分受灌溉和降水影响而波动,但未随灌溉年限的增加而逐渐累积,灌溉水矿化度≤4 g/L处理可基本维持土壤盐分周年补排平衡。单个棉花生长季（2015年）,各处理沟底部位的土壤含水率大于垄上,灌溉水矿化度≥6 g/L时主根层土壤含水率高于1 g/L处理;土壤盐分随灌溉水矿化度增加而增大,随棉花生育期的推进先增大后降低,灌水沟剖面土壤盐分呈向垄上和深层运移的趋势;与播种时比,棉花收获后各处理主根层土壤盐分均未出现累积。2）低矿化度咸水沟灌对棉花成苗率、株高和叶面积指数影响不明显,超过一定限值后3项指标显著下降,与1 g/L处理相比,当灌溉水矿化度达到6 g/L时棉花成苗率和叶面积指数显著降低,当灌溉水矿化度达到8 g/L时株高显著降低;咸水沟灌对棉花纤维品质影响较小,5项品质指标在处理间差异均不显著。3）适量浓度的咸水灌溉对籽棉产量影响较小,与1 g/L灌水处理相比,2和4 g/L处理对历年籽棉产量（2006－2015年）无显著影响,大于6 g/L时历年籽棉产量显著降低。在该研究灌溉制度下,推荐试验区咸水沟灌棉花的灌溉水矿化度阈值为4 g/L。