高矿化度水灌溉条件下土壤盐结皮层与下层土壤盐分特征差异初探

塔里木沙漠公路防护林生态工程沿线均采用高矿化度咸水灌溉,土壤盐分是该线新人工生态系统可持续面临的主要环境问题之一。为了探讨长期灌溉条件下土壤表层盐分与土体内部盐分差异性,在沙漠公路定点采样的基础上,运用统计分析、相关分析等对土壤盐结皮层与盐结皮层下(0-100cm)土层电导率、全盐量的关系、盐离子含量、各土层盐离子间相关性关系做了比较分析。结果表明:盐结皮层土壤盐分显著高于下层土壤,沿线不同层次土壤pH均呈碱性,处于弱变异程度,相比较盐结皮层更趋向于碱性。长期高矿化度水灌溉下,盐结皮层土壤盐分离子与结皮层下(0-100cm)盐分离子在剖面出现显著分异。盐结皮层以NaCl、CaSO4、MgSO4、MgCl2等盐类为主,而盐结皮下土壤以NaCl、Na2CO3、MgCl2、MgCO3盐类为主。这是极端干旱区长期高矿化度水灌溉下盐分离子淋溶-积聚的显著表现。     

不同矿化度(微)咸水膜下滴灌棉田土壤水盐分布及棉花生长特性研究

（微）咸水资源运用于农业灌溉为缓解干旱半干旱地区淡水资源紧缺问题提供了关键途径,适宜矿化度水质灌溉棉田可有效增加作物产量且在短期内不会加重土壤盐渍化。为探明不同矿化度水质膜下滴灌对棉田土壤水盐运移及棉花生长的影响,于2018—2020年开展测坑试验,设置1、2、3、4、5、6 g·L^-1等6个不同矿化度灌溉水源情景,分析土壤水盐、八大离子、水化学类型变化及棉花生长特性。结果表明：（1）（微）咸水灌溉下土壤含水率在花铃期达到峰值,矿化度5、6 g·L^-1处理下土壤含水率明显高于其他处理,窄行处灌后12 h各处理土壤含水率在60 cm土层处达到峰值,各处理土壤平均含水率峰值为20.61%;土壤盐分随着棉花生育期的推进及灌溉水矿化度的增加而增大,并逐年增加。（2）离子含量随着灌溉水矿化度增加而增加;（微）咸水灌溉下各处理盐分被滴灌水淋洗至60~100 cm土层,土壤溶液水化学类型主要为 Cl·SO₄-Na·Ca型。(3）灌溉水矿化度>4 g·L^-1时,棉花株高、茎粗、叶面积和叶绿素含量受到不同程度的抑制;4 g·L^-1处理下产量高出淡水处理0.02%,矿化度≤4 g·L^-1的水源灌溉下土壤积盐较少,是适宜的灌溉水源。     

咸水非充分灌溉下土壤水盐动态及对制种玉米生长的影响

为了探究石羊河流域地下水资源的利用方式,在甘肃省石羊河流域开展了为期2年的制种玉米咸水非充分灌溉田间试验,试验设置3种灌水水平即w1(1ETc)、w2(2/3ETc)、w3(1/2ETc),3种盐分水平即s1(矿化度0.71 g·L~(-1),淡水)、s2(矿化度3 g·L~(-1))、s3(矿化度6 g·L~(-1)),共9个试验处理,研究咸水非充分灌溉对土壤水盐动态及制种玉米生长的影响。研究结果表明:咸水非充分灌溉条件下,由于灌溉水量和灌水矿化度不同,土壤水盐动态表现出不同的特征,非充分灌溉处理土壤含水量低于充分灌溉处理,咸水灌溉处理土壤含水量高于淡水灌溉处理;充分灌溉处理盐分累积较深,非充分灌溉处理盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤。灌溉水量采用2/3 ETc的非充分灌溉方式进行灌溉,土壤盐分随着水分运移,盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤,短时期采用灌水矿化度为3 g·L~(-1)的微咸水灌溉,盐分不会在土壤产生大量累积。因此,在研究区灌溉水量控制在2/3 ETc左右,灌水矿化度不超过3 g·L~(-1),对制种玉米生长的影响较小,减产幅度在11%以下,能够达到合理利用地下咸水资源和节水灌溉的目的。     

利用咸水种植高冰草及改良土壤研究初报

高冰草是高产优质牧草，为研究其利用咸水种植的可能性，进行了咸不不发芽试验，幼苗及年年植株咸水灌溉试验，结果表明高冰草具有一定的耐盐碱性，用＜１２ｇ／ｌ的碱水灌溉，对其长发育无明显的影响，用低矿化度咸水灌溉高冰草，还有改良盐碱的效果。     

咸水滴灌对肉苁蓉寄生体系盐离子分配及品质的影响

为探究咸水滴灌对人工种植肉苁蓉寄生体系盐离子分配和肉苁蓉品质的影响,在塔里木盆地塔克拉玛干沙漠边缘,选择4个灌水矿化度差异较大的样地,采集土壤、梭梭和肉苁蓉样品,分析土壤、寄生体系各部分盐离子含量及肉苁蓉主要药用成分含量,结果表明：（1）在高矿化度咸水滴灌下,接种肉苁蓉的梭梭根部、主茎和同化枝盐离子含量为：同化枝>根>茎,肉苁蓉体内盐离子含量与寄主根系含量相近;（2）肉苁蓉体内总盐、Na+和Cl-含量均随灌水矿化度的增高而增加;肉苁蓉体内K+占总盐分的1/3,具有较强的吸收富集K+的能力,但K+含量并未随灌水盐浓度的变化而表现出显著性差异;（3）肉苁蓉体内主要药用成分苯乙醇苷类物质含量随灌溉水矿化度的升高而增加,盐分胁迫有助于刺激肉苁蓉体内主要药用成分的积累。因此,较高矿化度咸水滴灌可以提高肉苁蓉的品质,但需要注意长期高盐胁迫对寄主梭梭的影响,因而制定合理的灌溉制度是不可或缺的。     

油葵蕾期对微咸水水质的适应性研究

采用田间试验的方式,分别以淡水和矿化度为3 g/L、4 g/L、5 g/L、6 g/L的微咸水作为油葵蕾期水,以蕾期缺水处理作为对照,研究了油葵蕾期对微咸水矿化度的适应程度.结果表明:油葵整个生育期结束时,各处理主根层土壤含盐量均达到底墒水前的初始值附近,无显著的脱盐与积盐现象;蕾期采用3 g/L的微咸水灌溉, 对油葵生长非但不会造成抑制,反而还有一定的促进作用,使其株高、茎粗、盘粒数、百粒重及产量均超过淡水处理;油葵蕾期采用矿化度为5 g/L以下的微咸水进行灌溉,产量不会显著降低;在淡水资源不足或有限的情况下,6 g/L也可以考虑用于油葵蕾期灌溉,虽然会造成一定程度的减产,但与蕾期缺水的情况相比较,在不显著增大土壤含盐量的情况下仍然可以较大程度提高产量.     

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。     

内蒙古河套灌区典型耕、荒地水盐动态分析

为了探究河套灌区在实施节水灌溉下的水盐平衡机制,在河套灌区永济灌域选择1个典型研究区,通过观测耕地和盐荒地土壤含水率及含盐量、地下水位埋深及矿化度,分析耕、荒地水盐动态规律及其主要影响因素,探讨盐荒地对耕地的"旱排"作用。结果表明:在灌溉和降雨的影响下,耕地土壤含水率比盐荒地土壤含水率变化更剧烈,耕地土壤含水率的主要影响因素是灌溉及降雨、作物生长、地下水位埋深和土壤质地,盐荒地土壤含水率的主要影响因素是耕地灌溉和地下水位埋深;耕地土壤含盐量在3.5 g·kg^-1以下,为轻度盐碱化土壤,盐荒地土壤含盐量较高,其中心区域的土壤含盐量在4.0～10.0 g·kg^-1,为重度盐碱化土壤,耕地土壤含盐量的主要影响因素是灌溉和作物生长,盐荒地土壤含盐量的主要影响因素是地形地貌和地下水位埋深;盐荒地地下水位埋深低于耕地地下水位埋深,耕地地下水矿化度在3.0 g·L^-1以下,为微咸水,盐荒地中心区域地下水矿化度平均在8.5 g·L^-1左右,为重度咸水。在无地表排水措施条件下,分布于耕地之间的盐荒地是耕地水盐的排泄区...     

节水控盐滴灌对土壤盐分、红枣光合及产量的影响

对灌溉定额为1 750、1 970、2 190、2 380m3/hm2的矮化密植红枣滴灌试验研究表明:红枣果实膨大中后期土壤积盐明显,且主要集中在0～30 cm范围内,1 750m3/hm2灌溉定额在红枣生育期使土壤积盐,2 380m3/hm2灌溉定额洗盐效果明显;红枣生育期需水有两个峰值阶段,第一峰值阶段为初果期,第...     

膜下滴灌条件下不同矿化度水对土壤水盐动态及棉花产量的影响

塔里木盆地分布着相当大面积矿化度在3~5 g/L之间的浅层地下咸水,有很大的开发利用潜力。通过微区测坑试验,采用膜下滴灌技术,用不同矿化度的咸水灌溉棉花,探求其对土壤水盐动态和棉花产量的影响。研究表明:(1)土壤盐分和水分二者的动态变化是紧密相关的,其中,土壤盐分动态变化主要受大气和灌溉水的影响,土壤水分的动态变化主要受棉花生长阶段和灌溉水的影响;(2)咸水膜下滴灌与淡水膜下滴灌同样具有淋洗和压盐效果;(3)通过棉花产量分析发现:与采用淡水灌溉相比,咸水灌溉对产量,单株铃数和单铃重具有一定的影响,对衣分没有影响;(4)当灌溉水矿化度大于3.24 g/L时,不利于塔里木盆地进行农业生产。     

新疆杨对盐分离子吸收选择性和运输选择性的研究

本文研究两组同龄新疆杨(Populus alba L.var.pyramidalis)(一组土壤含盐量较低,树木长势良好,另一组土壤盐分高,树木长势差)对盐分离子的吸收选择性系数和从根至边材,从边材至叶的运输选择性系数,结合盐分离子在树体各部位的分布状况,探讨新疆杨对长期盐胁迫的生理反应。主要结论为:盐胁迫下新疆杨通过选择性吸收K+,抑制过多Na+进入根系,新疆杨对盐分离子的运输选择性主要体现在根向边材的运输中,新疆杨根系对Na+具有较强的截留作用,对Cl-和SO42-也有一定截留作用。     

基于HYDRUS模型的盐碱地土壤水盐运移模拟

为了解陕西卤泊滩盐碱地的水盐运移情况,基于当地2009—2013年田间水盐监测资料,应用饱和-非饱和土壤水分及溶质运移理论,利用HYDRUS-1D数值模型对当地土壤水分、盐分运移规律进行数值模拟,分析了盐碱地的水盐变化状况,确定合理的田间灌水定额。结果表明:在玉米整个生育期内,不同灌溉处理的土壤含水量变化趋势基本一致,从节水控盐的综合标准衡量,农田灌水定额为500 m3·hm-2时有利于控制土壤盐分的累积。采用HYDRUS-1D模型对盐碱地农田土壤水盐运移的模拟结果与田间试验实测结果基本吻合,该研究结果可为类似盐碱化地区农田水盐管理提供科学依据。     

山地不同树龄枣园土壤水分状况研究

为研究黄土高原梨枣林地土壤水分状况,利用TRIME管和洛阳铲对灌溉及雨养两种条件下不同种植年限(1 a、4 a、9 a、12 a)的梨枣林0~160 cm、0~700 cm范围深度内土壤水分状况进行监测研究。研究结果显示:随着树龄增长梨枣林地土壤水分储量下降;灌溉梨枣林与雨养梨枣林相比,其主根系层0~160 cm土壤水分储量较高;现有灌溉定额条件下,灌溉梨枣林地根区平均土壤水分满足度仍然相对较低;旱作梨枣林随树龄增大,土壤干层的分布深度和土壤干燥化强度趋于增加。     

基于HYDRUS-1D的秸秆覆盖条件下黑土区玉米田土壤水盐运移规律

为揭示不同秸秆覆盖量对黑土区玉米田农田土壤水盐运移的影响机制,基于田间试验结果,利用HYDRUS-1D模型对秸秆覆盖下农田土壤水盐运移过程进行模拟,分析不同秸秆覆盖量对土壤水盐动态的影响规律。结果表明：秸秆覆盖可以增强土壤保水性、抑制土壤盐分积累,随秸秆覆盖量增加,秸秆覆盖对土壤水盐运移的作用效果更加明显,在玉米全生育期内秸秆半量覆盖及全量覆盖较裸地40 cm耕层内各土层平均含水率分别提高3.38%~5.78%和5.26%~9.62%、平均电导率分别降低4.61%~8.93%和8.87%~12.41%。基于HYDRUS-1D模型模拟结果可知,土壤含水率模拟值与实测值的决定系数介于0.903~0.940,标准误差介于0.010~0.014 cm³·cm^-3,平均相对误差介于3.46%~4.64%;土壤电导率模拟值与实测值的决定系数介于0.817~0.853,标准误差介于0.091~0.111 mS·cm^-1,平均相对误差介于4.06%~5.46%。误差分析表明HYDRUS-1D模型模拟精度较高,能够用于模拟研究区秸秆覆盖条件下农田土壤水盐运移过程。     

土壤冻融温度影响下棉田水盐运移规律

以新疆北部常年膜下滴灌棉田为研究对象,探讨整个冻融过程中温度对土壤水盐运移规律的影响。研究结果表明：气温对土壤温度的影响随着土壤深度的增加而不断减小,滞后时间不断延长,并且气温对冻土的消融速度远远快于冻结速度,上层冻土消融速度快于下层。土壤水分受温度的影响较大,在冻结期,土壤水分从非冻结层向冻结层缓慢运移;在消融期,下层土壤水分在蒸发作用下不断向上运移。通过监测分析得知,温度间接影响盐分运移,在冻结期,土壤水分运移缓慢,土壤盐分运移变化较小;在消融期,土壤水分运移较为活跃,土壤盐分运移变化较大。在温度快速上升的情况下,土壤水分不断上移, 120～150 cm土壤盐分迅速向上扩散,上层土壤盐分不断增加,威胁膜下滴灌棉田可持续种植。     

土壤盐分含量对滴灌复播青储玉米光合特性及土壤水盐动态的影响

通过盆栽试验,研究了不同土壤含盐量(0.14%(CK)、0.60%、0.80%、0.90%、1.00%)条件下,青储玉米光合特性及土壤水盐运动规律变化。结果表明:随着土层深度的增加,土壤含水率和含盐量均表现出增加的趋势,土壤盐分含量越高其平均含水率越高,由含盐量为0.14%处理的12.30%增加到含盐量为1.00%处理的15.82%;从7月初到10月初,各处理0~40 cm土层盐分变化量依次为-0.03%、-0.08%、-0.12%、-0.14%、-0.17%,盐分变化率依次为-11.52%、-13.34%、-13.88%、-14.81%、-17.41%,所有处理0~40 cm土层处于脱盐状态;土壤盐分抑制青储玉米叶片气孔导度,因气孔限制因素,玉米叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间CO_2浓度等均下降,影响光系统的正常运行,导致玉米叶片水分利用效率和光能利用率降低。     

新疆尉犁县防护林带内四种杨树苗期耐盐性比较

在新疆尉犁县的防护林带内,乔木的主栽树种是4种杨树,包括中天杨(Populus×xiaozhuanica"Zhongtian")、新疆杨(Populus alba var.pyramidalis)、银新杨(Populus alba×Populus alba var.pyra-midalis)和胡杨(Populus euphratica)。文中选择叶片脯氨酸含量、K+/Na+、Cl-含量、SOD(超氧化物歧化酶)活性、MDA(丙二醛)含量和δ13C值等6个生理生态指标,对4种杨树苗期的耐盐性进行综合评价,为尉犁县建立耐盐型防护林选择适宜树种提供依据。研究的初步结论是中天杨和胡杨的耐盐性较强,所受的土壤盐胁迫较轻,表现在叶片MDA含量较低,δ13C值较高。但是二者的耐盐机理不同,中天杨主要通过提高叶片的Cl-含量和SOD活性耐盐,而胡杨主要通过增加叶片脯氨酸含量和K+/Na+来耐盐。     

微咸水不同入渗水量土壤水盐运移特征研究

通过室内微咸水积水入渗土壤水盐运移模拟试验,分析了不同灌水量下湿润锋、土壤含水量、土壤含盐量、盐分浓度及Na 、Cl-浓度等的变化特征。研究结果表明,入渗水量与湿润锋呈线性关系,脱盐深度与湿润深度的比值近似为0.342。此外研究结果也显示上层土壤盐分浓度与入渗水矿化度密切相关,因此灌水量大小不仅影响湿润范围,而且直接决定上层土壤盐分含量。     

膜下滴灌棉田冻融期土壤水分盐分变化特征

通过分析2014年11月—2015年3月北疆地区膜下滴灌棉田冻融期土壤盐分、水分与温度变化,探讨了不同土层水热盐在冻融期的变化和耦合关系。结果表明:冻融期土壤表层和深层含水量较高,中间层含水量较低;土壤剖面盐分在0~80 cm呈现层状分布,浅层土壤发生盐分明显累积,土壤盐分变异系数20 cm土层为0.525、40 cm土层为0.257、80 cm土层为1.041。在冻融期,土壤水分盐分沿剖面分布发生明显变化;土水势梯度、土壤温度梯度是冻融期土壤水分盐分迁移的主要因素,土壤水热盐之间变化具有高度的耦合性。     

地下水浅埋区盐碱地滴灌条件下土壤盐分运移研究

综述了国内外地下水浅埋条件下土壤盐分运移机理研究,滴灌条件下盐碱地土壤盐分运移机理研究,土壤盐分运移模型研究的相关研究成果,为滴灌技术在改造和利用地下水浅埋盐碱土地资源的应用提供了思路,为预报土壤盐碱化提供科学依据,并为地下水浅埋盐碱土滴灌条件下土壤盐分运移规律的进一步研究提出一些建议,认为地下水浅埋区盐碱地滴灌条件下土壤盐分运移规律的研究仍是今后土壤科学的研究重点.