滨海盐渍区土壤盐分遥感反演及动态监测

为探索快速提取滨海盐渍土信息的有效方法,实现对滨海盐渍区土壤盐分含量变化趋势的分析,本研究以黄河三角洲垦利区作为研究区,采用野外实测土壤盐分数据与遥感影像相结合的方法,通过土壤盐分敏感波段和光谱参量的筛选,构建土壤盐分估测模型;优选出最佳模型用于反演,并结合土壤盐分含量指数、土壤盐分动态度和重心向量模型3个指标对研究区土壤盐分含量动态变化进行统计和分析。结果显示：土壤盐分的敏感波段为绿光、红光和近红外波段;波段组合可以提高其与盐分的相关性,运用敏感波段与波段组合相结合的方法建模更优;土壤盐分最佳估测模型为：Y=-6.94-281.762Bnir+60.625Bg×Br+1 178.14Bg×Bnir-152.396Br×Bnir-1 495.491Bg×Br×Bnir,建模精度和验证精度分别为0.878和0.854,说明模型拟合度好,预测能力强,具有可行性。2001-2005年、2005-2009年和2009-2015年3个时段,研究区土壤盐渍化程度的变化趋势表现为加重-减轻-减轻趋势,盐化重心总体向东部沿海方向迁移,各时段土壤盐渍化变化程度较高。本研究提出了利用卫星遥感影像对土壤盐分含量进行预测和动态监测的快捷方法,对滨海盐渍土地资源的利用管理有积极意义。     

不同改良剂对盐渍土西瓜耐盐性和生长的影响

为缓解土壤盐渍化对西瓜的胁迫,以“纯品8424”西瓜为试材进行田间试验,设置单施化肥(CF)、CF+胡敏酸钙(CFR1)、CF+水溶性硅肥(CFR2)、CF+鼠李糖脂(CFR3)、CF+胡敏酸钙+水溶性硅肥(CFR4)和CF+胡敏酸钙+水溶性硅肥+鼠李糖脂(CFR5)6个处理,研究了不同改良剂单独或配合施用对土壤pH、盐基离子、西瓜耐盐性及生长的影响,并采用隶属函数法对西瓜耐盐性指标进行综合评价,筛选出适宜盐渍土西瓜生长的最佳改良剂及其组合。结果表明：施用改良剂降低了土壤pH,其中CFR3、CFR4、CFR5的效果显著,较CF分别降低了0.3、0.4、0.4(P<0.05);改良剂单施或混施增加了土壤Ca²⁺、K⁺、Mg²⁺含量,CFR1、CFR4、CFR5显著降低了土壤Na⁺含量,单一改良剂处理中以CFR1效果最好,与CF相比,土壤Na⁺含量降低了6.56%,土壤K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺的含量则分别增加了...     

3种改良剂对滨海盐碱地土壤理化性状及玉米生长的影响

为探讨不同改良剂对滨海盐碱地的改良效果及其对玉米生长的影响,采用盆栽试验研究了钙制剂（GZJ）、糠醛渣（KQZ）和风化煤（FHM）对中度滨海盐碱土理化性质及对玉米株高、叶绿素和产量的影响,试验处理（用量）分别为GZJ1（15 t·hm^-2）、GZJ2（22.5 t·hm^-2）、KQZ1（30 t·hm^-2）、KQZ2（45 t·hm^-2）、FHM1（30 t·hm^-2）和FHM2（45 t·hm^-2）。结果表明,与不添加改良剂（CK）相比较,3种改良剂均能提高盐碱土阳离子交换量（CEC）,增幅为17.53%~49.45%,3种改良剂均能降低土壤容重和含盐量,两个用量的糠醛渣和较高量的风化煤均能降低土壤容重,降幅为7.80%~12.06%,降低土壤含盐量效果显著的是两个用量的风化煤和较低量的钙制剂,降幅为13.19%~19.33%;钙制剂和糠醛渣能显著提高水稳性团聚体（0.25~0.5 mm和0.5~1 mm）数量的百分比,分别提高了5.36~6.59个百分点和1.92~2.81个百分点,降低微团聚体（<0.25 mm）数量的百分比,降低了9.93~11.52个百分点。施用30 t· hm^-2糠醛渣改善盐碱地土壤理化性质的综合效果最好。糠醛渣和风化煤明显增加玉米不同时期的株高和叶绿素含量（SPAD值）,玉米成熟期株高增加了9.71%~13.09%,拔节期SPAD值提高了10.13%~16.44%。3种改良剂明显增加玉米穗粒数和单株产量,分别增加了15.97%~37.43%和25.86%~49.65%,30 t·hm^-2糠醛渣增产效果最好。研究表明,钙制剂、糠醛渣和风化煤对中度滨海盐碱地均具有改良作用,均能提高玉米穗粒数和产量,3种改良剂不同用量间的改良效果无显著差异。糠醛渣的综合改良效果优于风化煤和钙制剂,30 t·hm^-2糠醛渣综合改良效果最佳。     

鲁北平原咸水滴灌对土壤水盐分布和棉花产量的影响

鲁北平原是山东省重要的粮棉油生产基地,合理利用微咸水和咸水资源是亟待解决的问题。通过田间小区试验,以淡水滴灌处理为对照,设置不同矿化度咸水滴灌处理,研究全地膜覆盖条件下,咸水滴灌对棉花农田土壤水盐分布和产量的影响。结果表明,灌出苗水可以明显降低棉田主要根层土壤EC值,降低率在26.8%～29.0%之间。咸水滴灌减少了棉花对土壤水分的吸收,主要影响土层在40～100 cm,灌溉水矿化度越高,影响越大。与淡水滴灌相比,滴灌补灌矿化度6 g·L^-1以下的咸水对棉花产量没有明显的影响,而滴灌8 g·L^-1的咸水在降水偏少的年份能明显降低棉花产量。从土壤盐分的积累来看,利用滴灌补灌一次6 g·L^-1以下的咸水,通过黄河水和夏季降水淋洗土壤盐分,不会造成棉花根系分布层土壤盐分的积累。该研究结果可为鲁北平原区咸水利用提供科学依据。     

滨海盐土肥盐耦合对水稻产量及肥料利用率的影响

采用田间试验,研究上虞涂区低盐和高盐水平下氮磷施用量对水稻产量及肥料利用率的影响。结果表明,水稻成熟期时,田面水排干后0-40 cm土层含盐量显著上升。试验区土壤基础肥力贫瘠,低盐对照区和高盐对照区水稻产量仅为1 260和520 kg·hm-2。稻谷产量随N、P施用量的增加而提高。在产量构成中,有效穗数受N、P的影响最大。其中,最佳经济N、P施用量在低盐水平（1.0～2.0 g·kg-1）下分别为281.8和107.5 kg·hm-2,而高盐水平下（2.0～4.0 g·kg-1）分别为344.9和161.3 kg·hm-2,低盐和高盐区最高产量分别达到6 530和5 030 kg·hm-2。水稻谷草比随N、P施用量的增加而略有下降。N、P肥利用率在低盐水平下分别为33.9%～58.2%和51.2%～61.8%,而高盐水平下分别为25.1%～38.0%和31.0%～43.2%。     

不同降雨强度下滨海盐渍土水盐运动规律模拟实验研究

采用原状土柱 ,对滨海盐渍土的水盐运动进行了室内模拟研究。结果表明 :7,14和 2 8mm的雨量下 ,滨海盐渍土土壤剖面的水分运动规律基本相似 ,水分运动的整个过程可分为两个阶段 ,即入渗控制阶段和蒸发控制阶段。第 1阶段经历的时间很短 ,第 2阶段经历的时间较长 ,其水吸力随时间变化趋势符合对数方程 ,达到极显著水平。剖面上盐分运动规律却具有明显的差异性 :小雨时土体中的盐分再分布十分缓慢 ,甚至基本没有变化 ;中雨和大雨时土体中的盐分明显发生再分布 ,且也可以分成两个阶段 ,即盐分迅速下降阶段和盐分缓慢上升阶段。中雨和大雨第 2阶段盐分随时间的变化趋势也符合对数方程 ,达到极显著水平。就脱盐效果而言 ,小雨很难使土体脱盐 ;中雨能使土体在短时间内部分脱盐 ,但长期而言 ,整个剖面脱盐效果不理想 ;大雨能使整个土壤剖面长期处于脱盐状况 ,因此脱盐效果好     

长期大田滴灌对新疆农田水盐环境影响的研究进展

大田滴灌在新疆地区大规模应用取得了非常显著的经济、社会和生态效益,但不同区域应用时,对土壤水盐平衡及地下水动态的影响也各异。为准确掌握长期节水灌溉对新疆农田土壤水盐及地下水埋深的影响,本文系统梳理了新疆大田滴灌的发展历程及取得成效,分析了长期大田滴灌以来耕层土壤水分状况、南北疆的主要灌区农田地下潜水埋深、耕层土壤盐分再分布的变化情况,并从维护新疆水土资源可持续利用角度提出4条对策与建议：“两水”统观统用构建安全地下水位埋深、灌溉洗盐结合维持良好农田耕层、区域统防统治实现区域水土可持续、节水降盐为核心提升区域农业资源利用效率,为进一步开展新疆农业水资源可持续利用提供参考和方向。节水抑盐是新疆农业可持续发展的战略举措,但如何实现干旱盐碱区水土资源的高效利用,探索和遵循水盐平衡这个科学问题值得长久关注。     

基于卫星遥感的黄三角濒海区土壤水盐及其耦合关系时空分析

水盐时空特征及耦合关系是盐渍化土壤治理和区域生态保护管理的重要基础。本研究选择黄河三角洲代表性濒海区域——垦利区,采用野外实测与遥感影像相结合的方法,筛选相关性较高的土壤水盐光谱参量,基于敏感光谱参量构建土壤水盐定量遥感反演模型,利用经典统计分析、耦合度模型、缓冲区分析、支持向量机分类等方法,分析研究区土壤表层水盐时空分异特征及其耦合关系。结果表明：基于水分敏感光谱指数LSWI、NDII和盐分敏感光谱指数SI-T、NDSI建立的各季节土壤水盐估测模型,验证集R²均大于0.650,RMSE均小于7,Sig<0.001;研究区土壤水盐含量总体较高,含盐量以中度盐渍化为主;不同季节土壤含水量排序为夏季>春季>秋季>冬季,土壤含盐量排序为春季>秋季>冬季>夏季,水盐耦合度排序为春季>秋季>冬季>夏季;不同植被类型土壤含水量排序为荒草地>光板地>耕地>林地,土壤含盐量排序为光板地>荒草地>耕地>林地,水盐耦合度排序为光板地>荒草地>耕地>林地;由近海到内陆,研究区土壤表层含水量、含盐量以及水盐耦合度呈现逐步递减的趋势,但土壤含盐量在距海>40~50 km处、含水量在距海>30~40 km处明显上升,耦合度也有所提高。本研究提供了濒海区域土壤水盐及其耦合关系的高效定量时空分析方法,研究结果可为滨海盐碱土改良利用与资源管理提供参考和依据。     

微咸水灌溉对土壤盐分和春玉米生长发育的影响

通过田间小区试验,研究了3 g/L微咸水灌溉对土壤盐分动态和春玉米生长发育的影响。结果表明,用矿化度为3 g/L的微咸水灌溉可在土体中积累较多的盐分,对春玉米叶面积、株高、叶绿素含量、干物质、产量均有不良影响,玉米叶面积在玉米生长后期减少速度较快,干物质积累相对减少,玉米产量下降。在干旱年份微咸水灌溉致使玉米产量下降了28.0%,多雨年份玉米产量下降了10.4%,井渠混灌在干旱和多雨年份玉米产量则分别下降了14.0%和7.4%。     

滨海盐渍农田秋季土壤盐分含量微域变异特征

为研究微域尺度滨海盐渍农田土壤盐分变异特征,探究盐渍农田农艺避盐对策,本研究选取利津县和垦利区典型滨海盐渍农田,划分受微地形、紧实度和覆盖状况影响下的典型微区,在秋季野外实地调查采样的基础上,通过统计分析、实地观测、方差分析和数据分析对比等方法,分析了研究区秋季土壤盐分的微域变异特征。结果表明：试验区为轻、中度盐渍化农田,土壤表层盐分微域变异特征受微地形、紧实状况、覆盖状况影响,且各微区变异系数最高可达21.0%,呈中等程度变异;在微域尺度下,麦田不同微地形影响下土壤盐分含量垄间坡顶处较垄沟低洼处平均提高18.6%,不同紧实状况影响下土壤盐分含量紧实处较松散处平均提高44.7%;玉米田不同杂草覆盖土壤盐分含量裸露处较杂草茂盛处平均提高30.8%,地膜覆盖土壤盐分含量膜外较膜内平均提高44.7%;棉田地膜覆盖土壤盐分含量膜外较膜内平均提高31.5%。研究表明,土壤含盐量随微地形由低到高、紧实状况由松散到紧实、杂草覆盖状况由密到疏、地膜覆盖状况由膜内到膜外而逐渐升高。     

海涂土壤电导率的空间变异性研究

运用地统计方法对海涂土壤电导率的空间变异性进行了深入的分析．结果表明,土壤电导率的空间变异可分为系统变异和随机变异两类,系统变异由微地形、土壤管理等外在环境因素决定,因此不同采样区的系统变异存在差异,其中表层土壤的系统变异明显强于深层土壤;而在不同采样区求得的随机变异结构稳定相似并存在套合结构,它们的变程不受采样方向和采样时间的影响．     

不同灌水频率下设施土壤盐分时空变化特征

通过室内土箱模拟试验,探讨了不同灌水频率（5,10,15 d·次-1）下,栽培辣椒的设施土壤的盐分时空动态变化特征。结果表明,在各灌水频率条件下,根据土壤EC值变化,均可分为3个阶段：快速降低阶段（第1次灌水后1-20 d）、缓慢降低阶段（第1次灌水后21-40 d）和稳定阶段（第1次灌水后41-62 d）。不同灌水频率下0-20 cm土层EC值,在快速降低阶段和稳定阶段表现为5 d·次-1＞10 d·次-1＞15 d·次-1,而在缓慢降低阶段却表现为5 d·次-1＞15 d·次-1＞10 d·次-1。0-20 cm土层积盐量,在缓慢降低阶段和稳定阶段,均以10 d·次-1灌水频率下最低,表明其对0-20 cm土层盐分的淋洗作用较强。     

四翅滨藜对不同类型盐碱化土壤的吸盐效果比较

【目的】研究四翅滨藜(Atyiplex canescens)对不同类型盐碱化土壤的吸盐效果,为合理利用盐碱地资源及改善盐碱地的生态环境提供参考。【方法】于2008-04-09,采用盆栽试验,将1年生美国四翅滨藜栽植于苏打盐化潮土、碱化潮土、盐土、混合盐化潮土、硫酸盐盐化潮土和氯化物盐化潮土中,测定四翅滨藜在一个生长期内对6种不同类型盐碱化土壤含盐量和pH值的影响,同时测定四翅滨藜叶片含水率的动态变化和净光合速率(Pn)的日变化规律。【结果】与土壤最初含盐量相比,四翅滨藜对5种(碱化潮土除外)类型盐碱化土壤含盐量的降低效果均达极显著(P0.01)水平,其在同一发育时期对不同盐碱化土壤的吸盐能力存在差异;四翅滨藜对碱化潮土的pH值没有明显影响,对其他类型盐碱化土壤pH的改变达到显著(P0.05)或极显著(P0.01)水平。不同类型盐碱化土壤(碱化潮土除外)上生长的四翅滨藜,其叶片含水率没有显著差异(P0.05),叶片Pn日变化趋势也基本一致,其中在硫酸盐盐化潮土上生长的四翅滨藜叶片的Pn最大,在盐土上生长的Pn最低。【结论】四翅滨藜对苏打盐化潮土、硫酸盐盐化潮土、混合盐化潮土的改良效果较好,对氯化物盐化潮土、盐土也有一定的改良效果,但不适合在碱化潮土上生长。     

时域传输技术测定盐土含水量的应用研究

为检测所研制的时域传输仪(ti me domain transmission,TDT)测定土壤含水量的性能,通过室内土柱试验,对时域传输仪在3种质地非盐土和滨海盐土上测定土壤含水量的性能进行了评估。结果表明:在一般非盐化的农业土壤和滨海盐土上,土壤体积含水量和TDT输出的电压之间均存在线性关系。在砂土和砂壤土上,可以忽略质地差异和容重因素的影响用统一关系式计算含水量,估计标准误差是0.017cm3/cm3;在壤黏土上容重因素影响明显,应用时需要单独校正,校正后计算含水量的估计标准误差小于0.016cm3/cm3。TDT水分测试仪在盐溶液中浸入深度和输出的电压值始终保持线性关系,且不受溶液电导率的影响。在滨海盐土上,不同容重条件下土壤体积含水量和TDT输出的电压均呈线性关系,且容重因素影响不明显,可以建立统一的含水量校正关系,估计标准误差是0.019cm3/cm3。因此,TDT水分测试仪可以测定一般农业土壤含水量,在盐溶液中具有抗盐分干扰的优良特性,在滨海盐土含水量的测定上也具有很好的适用性。     

黄河三角洲湿地土壤盐离子沿水盐梯度的变化特征

为了分析黄河三角洲滨海湿地土壤电导率及盐离子组成沿水盐梯度的分布规律,沿自黄河向海的方向选择了假尾拂子茅湿地、香蒲湿地、芦苇湿地、柽柳和盐地碱蓬混生湿地和盐地碱蓬湿地作为研究样地,于2014年在各类型湿地内采集0～50 cm的土壤,并测定土壤电导率和6种盐离子。结果表明,盐地碱蓬湿地0～50 cm土壤的电导率、钠离子、钾离子和氯离子显著高于其他湿地(P0.05),镁离子、钙离子和硫酸根离子的最高值则出现在柽柳和盐地碱蓬混生湿地。在剖面方向上,电导率和6种盐离子表现出不同的变化趋势。线性相关分析表明,土壤电导率和6种盐离子呈显著正相关关系(P0.05)。土壤电导率和盐离子在2014年均表现出强变异特征。研究表明,沿自河向海的水盐梯度,湿地土壤电导率、钠离子、钾离子、镁离子、钙离子、氯离子和硫酸根离子总体呈现逐渐上升的趋势,土壤电导率的变化主要受钠离子和氯离子含量变化的影响。     

不同改良剂对盐碱棉田的改良和棉花生长及产量影响研究

在盐碱棉田分别施加不同用量的禾康、DS-1997、石膏、沸石,研究了不同改良剂对盐碱棉田土壤含盐量、pH值及对棉花生长和产量的影响。结果表明:4类改良剂对重度棉田的土壤含盐量均有显著影响,但不同施加量的改良剂对棉花苗期和收获期的影响效果不一致;禾康、石膏、沸石的不同施加量处理对土壤pH值的影响为灌水后升高、苗期降低、收获期升高,DS-1997为灌水后升高、苗期继续升高、收获期降低,研究中施用的改良剂对降低土壤pH值的作用均不明显。每公顷施用240kg禾康效果最好,对棉花营养生长具有促进作用,为后期结铃打下基础,皮棉产量最高(505.9kg/hm2)。改良剂对苗期土壤含盐量的降低与棉花生长状况及结铃存在较强的关联性。     

新型矿基土壤调理剂对滨海盐土理化性状和水稻产量的影响

以自主研发的矿基土壤调理剂为试验材料,采用盆栽方法研究了土壤调理剂不同施用量(0、5.0、7.5、10.0、12.5 g·kg-1)对滨海盐土理化性状[pH值、土壤电导率(EC),及有机质、全氮、碱解氮、速效钾、有效磷含量]、水稻养分吸收和产量的影响.结果表明,施用土壤调理剂后,土壤pH值、EC值和速效钾含量与不施土壤...     

微咸水灌溉对设施番茄果实糖积累及蔗糖代谢相关酶活性的影响

【目的】探究微咸水不同灌溉方式对番茄果实糖含量及蔗糖代谢相关酶活性的影响,为微咸水合理、高效的利用提供理论参考。【方法】以番茄(Lycopersicon esculentum)‘京番301’为试材,采用沙土槽培的栽培方法,在防渗措施与灌水定额相同的条件下,共设5个处理:微咸水(EC=3.0mS/cm)直接灌溉(CK)、地下淡水灌溉(T1)、混合水灌溉(V(微咸水)∶V(地下淡水)=1∶1,T2)、微咸水与地下淡水按生育期轮灌(苗期、开花期为地下淡水处理,果实发育期微咸水处理,T3)、微咸水与地下淡水按次轮灌(T4),研究了微咸水不同灌溉方式对白熟期、转色期、成熟期番茄果实不同部位(果皮、果肉、心室隔壁、胶质胎座)中葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉含量及酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)4种蔗糖代谢相关酶活性的影响。【结果】整体来看,CK和T4处理有利于提高3个生育期番茄果实各部位葡萄糖、果糖和蔗糖的含量,与T1相比,CK和T4处理下成熟期果肉中葡萄糖含量分别提高了31.55%和30.17%,果糖含量分别提高了107.31%和50.57%,蔗糖含量分别提高了70.53%和47.35%;有利于提高AI、NI、SS、SPS 4种蔗糖代谢相关酶的活性,促进果实蔗糖代谢的进行,且降低了转色期、成熟期果实各部位淀粉含量,同时番茄总产量降低。T2处理3个生育期果实各部位糖含量及酶活性居中,番茄总产量最低,为6.05kg/m~2;T3处理果实各部位糖含量及酶活性与T1相差不大,不利于番茄果实各部位糖分的积累,但番茄总产量较高;T1处理下番茄总产量最高,为9.01kg/m~2。【结论】微咸水直接灌溉和微咸水淡水按次轮灌可以提高果实各部位葡萄糖、果糖和蔗糖的含量,从而改善番茄果实品质,可结合当地生产条件和消费群体适当选用微咸水进行灌溉。     

不同改良剂与石膏配施对滨海盐渍土离子组成的影响

针对滨海盐渍土的特点,采用4种盐碱土改良剂在滨海盐渍土上单独施用和与石膏配合施用,研究施用后对盐渍土离子组成的影响。结果表明:施用改良剂与石膏后,在0～40 cm土层,盐渍土中离子组成比例发生不同程度的变化。pH值、电导率、Na+、K+、Cl-和总碱度(HCO-3+CO23-)在盐渍土中分别降低了0.05～0.20、8～163μS.cm-1、10.35%～47.74%、12.07%～51.69%、3.39%～40.67%和20.18%～48.56%;Mg2+、Ca2+和SO24-的含量分别增加了3.06%～13.54%、15.58%～56.20%和12.24%～76.12%。结论:改良剂与石膏配施效果比单施改良剂好,其中腐殖酸与石膏配施的改良效果最佳。     

滨海农区微咸水-淡水交替灌溉对土壤EC和入渗的影响

以玉米为载体,取滨海农区土壤开展温室避雨盆栽试验,采用矿化度为0.2 g/L的自来水配置NaCl溶液,设置了3种(NaCl,分析纯)矿化度水平(1 g/L,3 g/L,5 g/L)和3种微咸水-淡水交替灌溉方式("咸淡淡","淡咸淡","淡淡咸"),研究灌水矿化度和微咸水-淡水交替灌溉方式对试验土壤EC及入渗的影响。结果表明:灌水矿化度对土壤EC值有显著影响,EC值随着矿化度和土层深度的增加而增加;同一土层深度、相同矿化度、不同微咸水-淡水交替灌溉方式,土壤EC值表现为"咸淡淡""淡咸淡""淡淡咸"。同时土壤的累积入渗量和稳定入渗率均有随矿化度增加而增大的特性;灌水矿化度差异显著影响土壤稳定入渗率,土壤稳定入渗率随灌水矿化度增加而增大;而同一矿化度、不同微咸水-淡水交替灌溉方式处理下,土壤的稳定入渗率差异不大。本实验研究成果可为滨海农区微咸水安全利用与农业可持续发展提供科学依据。