不同NaCl浓度微咸水灌溉对棉花幼苗生理特性的影响

为找出棉花苗期微咸水灌溉的适宜浓度,明确滨海盐土区微咸水在棉花苗期代替淡水灌溉的可行性。本研究在盆栽试验条件下,研究了浇灌不同NaCl浓度的微咸水对棉花幼苗生理特性的影响。结果表明:与CK相比,NaCl浓度为4 g/L的微咸水处理显著降低了棉籽发芽率,达26.09%,而NaCl浓度为2~3 g/L的微咸水处理与对照无显著差异。与CK相比,NaCl浓度为4 g/L的微咸水处理显著降低了棉花幼苗的鲜重、株高、根长和干重,降低幅度分别为34.08%、27.27%、38.26%和35.29%;显著降低了棉花幼苗叶绿素含量,提高了抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量和游离脯氨酸含量;增加了棉花幼苗超氧阴离子的产生速率、H_2O_2含量及丙二醛积累量。NaCl浓度为3 g/L的微咸水处理对棉花幼苗的部分生长和生理指标也具有显著的抑制作用。NaCl浓度为2 g/L的微咸水处理对棉花幼苗的生长没有显著的抑制作用,可以在黄河三角洲地区棉花幼苗期代替淡水灌溉。     

磁化微咸水灌溉对土壤交换性盐基离子组成的影响

在淡水资源贫乏的土壤盐渍化地区,通过对磁化微咸水灌溉后土壤交换性盐基离子组成和水溶性盐分的测定分析,探讨地下微咸水灌溉对土壤交换性盐基离子组成的影响。结果表明:(1)微咸水灌溉中土壤交换性Mg~(2+)、K~+、Na~+降低0.7%~25%,其交换性盐基饱和度(BSP)降低7.9%~32.4%;交换性Ca~(2+)和交换性盐基总量(TEB)提高6.7%~7.9%,BSP Ca~(2+)(Ca~(2+)在交换性盐基中所占百分比)提高1.5%~3.0%;(Ca~(2+)+Mg~(2+))/TEB、Ca~(2+)/K~+、Ca~(2+)/Mg~(2+)和Mg~(2+)/K~+均增加0.6%~51%,K~+/TEB则降低13.2%~31.3%;(2)磁化微咸水灌溉后,土壤交换性K~+、Ca~(2+)、TEB和BSP K~+、BSP Ca~(2+)含量提高13.2%~31.3%;交换性Na~+、Mg~(2+)和BSP Na~+、BSP Mg~(2+)均降低为9.3%~56.5%,呈显著差异水平(P0.05),且各交换性盐基离子平均含量大小依次为Ca~(2+)Mg~(2+)Na~+K~+;Ca~(2+)/K~+、Ca~(2+)/Mg~(2+)、(Ca~(2+)+Mg~(2+))/TEB、K~+/TEB均提高3.7%~47.8%,Mg~(2+)/K~+则降低47.8%~55.4%;(3)土壤交换性盐基离子与水溶性盐基离子K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)之间总体呈极显著相关(P0.01),与(Ca~(2+)+Mg~(2+))/TEB均表现为极显著相关(P0.01)。综上所述,磁化微咸水灌溉改变了土壤盐基离子的交换特性和离子组成,对降低土壤盐渍化地区长期应用微咸水灌溉产生的土壤盐分积聚有良好的作用。     

不同浓度微咸水灌溉对土壤水盐分布及冬小麦生长的影响

[目的] 微咸水灌溉是缓解农业用水紧张、保障粮食生产的重要途径之一,但灌溉水中的可溶性盐会导致土壤盐分累积,进而影响作物生长,寻求适宜的灌溉水盐分浓度是咸水、微咸水资源得到安全利用的有利保障。[方法] 研究采用遮雨盆栽试验种植冬小麦,以去离子水为对照(CK),添加氯化盐形成不同浓度的微咸水处理,灌溉水电导率(EC_w)分别为:0.26(CK),3.00(S1),5.26(S2),7.07(S3),9.24(S4) dS/m,研究土壤水盐分布和冬小麦生长、光合生理及产量形成的响应。[结果] 不同浓度微咸水灌溉下土壤含水率、土壤含盐量随盐分浓度的增加而增大。当灌溉水电导率为9.24 dS/m时,土壤含水率分别比CK高5.43%(0—10 cm),4.21%(10—20 cm),4.98%(20—40 cm);冬小麦收获后CK及S1-S4处理下0—40 cm土层土壤饱和浸提液电导率(ECe)分别为0.66,4.89,7.88,9.34,10.16 dS/m;与CK相比,灌溉水电导率为3.00,5.26 dS/m时,冬小麦生长、光合生理指标、产量无显著差异,而为7.07,9.24 dS/m时显著降低,当灌溉水电导率为9.24 dS/m时,冬小麦净光合速率、最大株高、最大叶面积、成熟期地上部干物质量、根系干物质量及产量相比CK分别降低71.00%,2.81%,15.33%,15.55%,47.25%,27.53%。利用FAO分段函数拟合计算得冬小麦灌溉微咸水电导率阈值为5.82 dS/m,超过该值,每增加1 dS/m,冬小麦相对产量下降8.80%。[结论] 综上所述,灌溉水盐分浓度越高,对土壤水盐分布及冬小麦生长的影响越大,5.82 dS/m为冬小麦的灌溉微咸水电导率阈值。综合考虑冬小麦生长、光合生理指标及土壤理化性质,建议使用微咸水灌溉冬小麦时,EC_w不宜超过5.82 dS/m。该研究结果可为微咸水安全利用提供理论支撑。     

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。     

不同微咸水组合灌溉对土壤水盐分布和冬小麦产量影响的田间试验研究

为了研究不同组合灌溉顺序对土壤水盐分布状况和冬小麦产量的影响,2003年-2005年在河北省中科院南皮生态试验站进行了冬小麦田间微咸水灌溉试验。通过对冬小麦主根区和100 cm深度土壤的水、盐分布状况和冬小麦产量进行分析,结果表明3 g/L的微咸水可以作为冬小麦的灌溉用水,但连续使用会导致土壤发生积盐;拔节期应尽量避免使用微咸水,且不宜连续使用微咸水进行灌溉,组合灌溉最好采用咸淡交替的方式;综合土壤的积盐状况和冬小麦产量分析,淡（拔节水）淡（抽穗水）咸（灌浆水）的组合灌溉顺序为最优方案,该研究为合理开发利用灌区地下微咸水提供了依据。     

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...     

微咸水滴灌条件下不同盐分离子在土壤中的分布特征

开展田间试验研究微咸水滴灌条件下不同盐分离子在土壤中的分布特征。试验采用5个水平的微咸水灌溉处理：电导率分别为1.1 dS/m(K1),2.2 dS/m(K2),2.9 dS/m(K3),3.5 dS/m(K4)和4.2 dS/m(K5),重复3次,按随机区组布置。试验结果表明：滴灌条件下各种盐分离子的迁移速度与分布特性不同,Ca²⁺、Mg²⁺与SO^2-₄易于被灌溉水分淋洗,主要分布在湿润体外围,而HCO^-₃、Na⁺与Cl^-主要分布在湿润体内部。生育期内土壤剖面上的平均盐分含量没有增加,但对土壤结构与作物有重要影响,Cl^-、Na⁺、HCO^-₃有增加的趋势。     

土壤改良剂对灌溉咸水冬小麦光合和蒸腾的影响

在天津滨海地区高水位、黏重土壤利用田间小区试验研究调盐土壤改良对微咸水灌溉的冬小麦光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量指数等生理指标的影响。结果表明,冬小麦播种前采用适当土壤改良能够提高冬小麦抽穗期、灌浆期的光合速率、叶绿素含量指数,降低气孔导度、蒸腾速率。冬前施用75kg.100m 2改良剂Ⅱ(风化褐煤40%+磷石膏40%+脱硫石膏20%)有利于提高冬小麦灌浆期的光合速率,有降低抽穗期、灌浆期小麦蒸腾速率的效果;小麦冬前施用45 kg.100m 2改良剂I(风化褐煤20%+磷石膏40%+脱硫石膏20%+沸石粉20%)对提高冬小麦抽穗期光合速率有利,同时也提高抽穗期小麦的蒸腾速率;土壤改良对咸水灌溉冬小麦的气孔导度有明显降低效应,冬前施用30 kg.100m 2改良剂Ⅲ(磷石膏40%+脱硫石膏20%+沸石粉40%)冬小麦气孔导度与不采用改良措施相比,抽穗期降低52.28%,灌浆期降低39.51%;冬前施用45kg.100m 2改良剂Ⅱ混合30 kg.100m 2改良剂Ⅲ或75 kg.100m 2改良剂Ⅱ均能够显著提高抽穗、灌浆期冬小麦的叶绿素含量指数;冬前施用45 kg.100m 2改良剂I混合30 kg.100m 2改良剂Ⅲ,即使较高土壤含盐量也能使冬小麦光合速率保持在较高水平,使冬小麦蒸腾速率受土壤含盐量影响较小。     

微咸水灌溉对土壤水盐动态与春小麦产量的影响

为了探究合理的微咸水灌溉利用模式,分别于2007年和2008年在宁夏银北惠农引黄灌区开展微咸水灌溉试验,研究了该地区微咸水灌溉对土壤水盐动态、春小麦产量的影响。研究结果表明：表层（0～30 cm）土壤含水率和含盐量变化较大,而30 cm以下土层的含水率和含盐量变化相对较小。渠灌条件下,春小麦全生育期内土壤根区（0～90 cm）处于明显的脱盐状态,而井渠混灌处理即使在相对干旱的年份也可保持根区土壤的盐分平衡,但井灌处理根区则出现明显积盐现象。春小麦耗水量和水分利用效率均随着灌水矿化度的增加而降低。与渠灌相比,井渠混灌模式的春小麦减产较小,而井灌处理的减产为20%～30%。在银北惠农地区,采用井渠1︰1的混灌模式是春小麦的适宜微咸水灌溉利用 模式。     

微咸水灌溉下土壤水盐动态及对作物产量的影响

华北平原农业灌溉用水非常紧缺,水资源日益缺乏与粮食需求日益增多之间的矛盾尖锐。充分利用微咸水资源是缓解这一矛盾的重要途径之一。该文以中国农业大学曲周试验站1997－2005年冬小麦和夏玉米微咸水灌溉田间长期定位试验为基础,研究了充分淡水、充分淡咸水、关键期淡水、关键期淡咸水和不灌溉等5个处理下土壤饱和电导率和含盐量的动态变化,探讨了微咸水灌溉对冬小麦和夏玉米产量的影响。结果表明：土壤水盐动态呈受灌溉和降雨影响的短期波动和受季节更替影响的长期波动;在正常降雨年份,使用微咸水进行灌溉是可行的,不会导致土壤的次生盐渍化;微咸水灌溉虽然导致冬小麦和夏玉米产量降低10%～15%,但节约淡水资源60%～75%。如果降雨量达到多年平均水平以及微咸水灌溉制度制订合理,微咸水用于冬小麦/玉米田间灌溉前景广阔。     

微咸水膜下滴灌对棉花生长发育及其产量的影响研究

微咸水膜下滴灌是缓解全球农业用水短缺的有效途径之一。通过开展不同灌溉水矿化度条件下的农田控制试验,围绕微咸水膜下滴灌对棉花叶面积、地上生物量积累及其分配、棉株叶片含水率、棉花产量及产量构成因素等的影响进行了研究,同时结合Logistic模型,对地上干物质积累规律进行了探讨。结果表明:利用矿化度低于6.0g/L的微咸水膜下滴灌比淡水灌溉更有利于棉花叶面积的生长;微咸水矿化度在2.0g/L时会促进棉花干物质的积累,而当矿化度≥4.0g/L时,干物质积累量随着矿化度的增加而减少,矿化度的增加会使干物质快速积累起始时间推迟且持续时间缩短。当矿化度≤4.0g/L时,棉花生育后期生殖器官所占比重随灌水矿化度的增加而增大,但当矿化度达到6.0g/L时生殖器官所占比重减小;灌溉水矿化度对棉花产量的影响有明显的分段性,民勤绿洲区种植棉花的灌溉水矿化度阈值为3.51g/L,即在矿化度3.51g/L时,微咸水灌溉的棉花产量与淡水灌溉产量差异不明显,高于此阈值时,则会造成减产。     

微咸水滴灌对绿洲棉田水盐运移特征及棉花产量的影响

在南疆绿洲棉田,以河水为对照(CK),利用咸水与河水混合方式,设置矿化度为3,5g/L的微咸水,研究微咸水滴灌对棉田水盐运移特征及棉花产量的影响。结果表明:矿化度为3,5g/L处理的土壤含水量、含盐量在整个生育期呈上升趋势,且随矿化度增加而增大,盛花期(7月21日)前土壤含水量差异不显著,CK的土壤含盐量最高,盛花期后土壤含盐量5g/L3g/LCK,差异显著(p0.05)。垂直方向,土壤深度增加土壤含水量增大,且随着微咸水矿化度增加土壤含水量呈增大趋势,不同处理在盛花期以后差异显著;随土壤深度的增加土壤含盐量呈下降趋势,滴灌次数越多处理间差异越大,至盛铃期(8月4日)达显著水平。水平方向,距离滴头越远土壤含水量越小,且随着矿化度增加土壤含水量逐渐增大;3,5g/L土壤含盐量在盛花期前低于CK,盛花期后距离滴头越远土壤含盐量下降越小,且与矿化度呈正相关。与CK相比,3g/L皮棉产量下降2.1%,差异不显著,5g/L则下降9.6%,差异显著,产量下降主要原因是单株结铃数和单铃重显著下降,而对衣分影响不显著。因此,棉花盛花期前可利用微咸水进行滴灌,且微咸水矿化度不宜超过3g/L。     

微咸水入渗条件下碱土和盐土水盐运移特征分析

通过微咸水入渗实验结果和入渗模型分析实验资料方法研究了碱土、盐土在微咸水入渗条件下土壤水盐运移特性。结果表明:当矿化度在一定范围,相同入渗时间内两种土壤的累积入渗量、湿润锋随入渗水矿化度的增加而增加;不同SAR的微咸水入渗对盐土、碱土入渗能力影响不大,特别是盐土。碱土的水分和盐分运移与入渗水矿化度均呈正相关关系,盐土则不然。     

微咸水入渗条件下碱土和盐土水盐运移特征分析

通过微咸水入渗实验结果和入渗模型分析实验资料方法研究了碱土、盐土在微咸水入渗条件下土壤水盐运移特性。结果表明：当矿化度在一定范围,相同入渗时间内两种土壤的累积入渗量、湿润锋随入渗水矿化度的增加而增加;不同SAR的微咸水入渗对盐土、碱土入渗能力影响不大,特别是盐土。碱土的水分和盐分运移与入渗水矿化度均呈正相关关系,盐土则不然。     

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。     

不同土壤水分下侧柏苗木光合特性和水分利用效率的研究

在黄土半干旱区,采用人工控制土壤水分的方法,使用Li-6400便携式光合作用测定系统,对侧柏苗木净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度及其相应的环境因子进行了测定。结果表明:不同土壤水分状况下侧柏苗木光合速率日变化曲线呈“双峰”型,均有不同程度的“午休”现象,且上午的光合速率明显高于下午;气孔导度受水分和光热胁迫的影响,日变化曲线呈凹型;胞间CO2浓度受空气CO2浓度和气孔导度的双重影响,呈现出早晚高,正午低的日变化进程;水分利用效最高值出现在上午较早的时分,且上午的水分利用效率明显高于下午;随着土壤水分的增加,净光合速率和蒸腾速率升高,而水分利用效率降低。根据Farquhar和Sharkey的观点,造成净光合速率下降的原因既有气孔限制又有非气孔限制因素,上午净光合速率下降的主要是由气孔限制因素造成的,午间和下午光合速率的降低则主要归因于叶肉细胞羧化效率的降低。     

基于植物水分生理的节水灌溉效果评估

以新垦绿洲主干防护林树种俄罗斯杨（Populus russkii Jabl.）为研究对象,通过对A（膜侧细流沟灌,灌溉定额3 750m3/hm2,少量多次灌溉）和B（漫灌,灌溉定额7 500m3/hm2,隔月灌）灌溉方式下俄罗斯杨树干液流、当年生枝条水势（ψs）以及叶片光合特征的同步监测,结合气象因子数据,分析比较2种灌溉方式下的俄罗斯杨水分生理特征。结果表明：B方式下俄罗斯杨树干液流速度与A方式比较有所降低,日均下降4.7%,但差异未达到显著水平（Sig.〉0.10）;2种灌溉方式下俄罗斯杨当年生枝条水势没有通过差异显著性检验（Sig.〉0.142）;A方式下的俄罗斯杨叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、瞬时蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）均高于B方式的。综合分析认为,A方式节水效果显著,能够满足研究区俄罗斯杨生长的水分需求,过度灌溉会对俄罗斯杨产生不利影响;植物液流、水势等水分生理指标可做作调控和节水灌溉的科学依据。     

咸水结冰灌溉对盐化潮土盐基离子剖面迁移规律的影响

利用土柱模拟试验,设置淡水、咸水灌溉、咸水结冰和咸水结冰覆盖4个灌溉方式,研究咸水结冰灌溉条件下盐分运移及盐基离子Cl^-、SO4^2-、HCO^3-、Na^＋、Mg^2＋、K^＋和Ca^2＋的土层剖面迁移规律。结果表明：咸水直接浇灌使各土层土壤盐度提高,且盐分具有明显表层聚集特性,而咸水结冰后灌溉则显著降低表层0-40 cm土层的盐分盐度,配合秸秆覆盖措施则使表层的脱盐率进一步提高,特别是0-10 cm土层,土壤盐度仅为0.15 dS/m,与淡水处理尚未达显著性差异（P〉0.05）。咸水结冰灌溉显著改变盐基离子Cl^-、SO4^2-、HCO^3-、Na^＋、Mg^2＋、K^＋和Ca^2＋的土壤剖面分布特征,但不同离子的响应方式和影响程度存在差异。咸水结冰灌溉显著（P〈0.05）降低表层危害性较高的Na^＋、SO4^2-和Cl^-浓度,而对危害性较小的Mg2＋、K＋和Ca2＋则影响较小。咸水结冰灌溉可促进表层土壤的脱盐作用,淋洗主要危害性离子Na^＋、Cl^-等,保持土壤根系分布密集层较低盐分水平和盐基离子平衡,缓解或消除盐分和盐基离子对作物生长的危害,配合秸秆覆盖则效果更加明显。