河套灌区盐碱化的特点分析和治理措施的探讨

本文主要分析了内蒙古河套灌区土壤盐碱化的特点;探讨了盐碱地治理的主要措施;指出在气候干燥,蒸发量大,灌溉水盐份高,用量多,排水少,地下水具有地质矿化源和水位浅以及土壤质地较砂等因素的影响下,河套灌区的土壤盐份具有积累快,年中变化大,含量高等特点。由于盐害最严重的时期是从春小麦播种到5月中旬,本文提出河套灌区盐碱地的治理应首先搞好合理灌水和完善排水;同时改进传统耕作方法,采用先进耕作技术和其他措施综合治理。但任何经济有效的措施的设计与实施都需通过对当地盐碱化过程的深入研究,建立关键时期(秋浇、结冻到化冻、春播)的土壤水盐运动模型,进行田间主体工程的定点试验。     

1985-2014年新疆玛纳斯灌区土壤盐渍化时空变化及成因

[目的]分析玛纳斯灌区进行盐碱地空间分布格局,清楚认识当地盐碱地类型和时空变化规律,找出因地制宜的盐碱地改良措施。[方法]以1985年玛纳斯灌区土壤普查数据,1998年 Landsat TM ,2006和2014年 CBERS（China‐Brazil earth resource satellite）影像为数据源,运用 RS 和 GIS 技术提取研究区4个时期土壤盐渍化信息,利用土地转移矩阵和盐渍化动态度模型分析30 a 来玛纳斯灌区土壤盐渍化时空动态变化,并探讨灌区盐渍化的驱动因素。[结果]（1）1985—2014年,盐渍化土地总面积增加,从1985年的4．27×104 hm2增加到2014年的7．90×104 hm2。（2）灌区土壤盐渍化主要分布在灌区内部,呈块状分布。[结论]自然因素是土壤盐渍化形成与变化的内因,人为影响则是促进土壤盐渍化尤其是绿洲次生盐渍化发展的驱动因素之一。     

河套灌区中度盐渍化土壤改良产品筛选研究

为寻求适宜内蒙古河套灌区中度盐渍化土壤改良产品,选择了具有代表性的4种土壤改良剂和3种抗盐碱专用肥,通过田间及室内试验研究施用各土壤改良产品对土壤含盐量、土层贮盐量及油葵产量构成等因素的影响。结果表明:施用各种土壤改良产品处理均显著优于对照处理;其中抗盐碱专用肥在提高作物出苗率、保苗率及增产方面占优,而土壤改良剂在土壤脱盐及降低土壤碱性方面更具优势;在各种改良产品中丹路菌肥(T5处理)在提高葵花出苗率、保苗率及增产方面效果最佳,在土壤脱盐及降低土壤碱性方面也较为突出;磷石膏(T1)处理在土壤脱盐及降低土壤碱性方面效果最佳,故将丹路菌肥和磷石膏作为本研究筛选结果,建议在盐渍化土壤改良中推广使用。     

垄膜沟灌对旱区农田土壤盐分及硝态氮运移特征的影响

引黄水量的执行性削减加剧了河套灌区农业水资源的紧缺程度及土壤次生盐渍化问题。采取合理的节水灌溉模式对缓解河套灌区农业用水紧张、改良盐渍化土壤、营造适宜作物生长的土壤环境具有重要意义。为明晰垄膜沟灌对河套灌区土壤盐分及硝态氮运移特征的影响及调控效果,通过4次田间沟灌试验,对比研究了高水、中水、低水及高肥、低肥6个组合处理条件下土壤盐分以及土壤硝态氮的变化特征。结果表明:垄膜沟灌条件下灌水量对土壤全盐量的影响高于施肥量,中水处理土壤全盐量始终维持在一个适宜且稳定的水平。灌水量和施肥量对土壤硝态氮含量均有不同程度的影响,中、低水处理后期硝态氮的淋溶显著低于高水处理。垄膜沟灌种植模式下中水低肥处理增加了土壤水分的有效性,抑制了土壤反盐,减少了垄上硝态氮的淋溶,在节水节肥的基础上为作物的生长发育提供了一个适宜的土壤环境,利于生物量的累积及最终产量的形成,在一定程度上解决了河套灌区引黄灌溉配额减少与漫灌洗盐方式严重浪费水资源之间的矛盾,为当地垄膜沟灌技术的推广提供了一定的理论依据与技术支撑。     

SWAT模拟耕作方式与盐分对区域土壤氮运移及作物产量影响

耕作方式与土壤盐渍化是影响河套灌区氮素流失及作物产量的重要因素.明确不同耕作方式与盐渍化水平下硝态氮运移量及作物产量的变化,可为制定合理的灌区耕作措施及盐渍化治理方案提供理论依据,对于揭示灌区氮素流失控制及不同作物增产潜力具有重要意义.该研究基于验证后的SWAT(Soil and Water Assessment To...     

褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对盐碱土改良和向日葵产量的影响

土壤盐碱化是中国西北干旱灌区农业可持续发展的关键制约因素之一。为探讨联合施用褐煤有机肥与脱硫石膏对盐碱土改良的效果,该研究在内蒙古河套灌区开展了连续2 a的田间试验,分析了褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用对种植向日葵的盐碱农田土壤理化性质和水肥利用效率的影响。试验设置了6个处理：只施用化肥的对照处理(CK)、只施用2 t/hm²褐煤有机肥的处理(LBF),以及4个褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用的处理,即在施用2 t/hm²褐煤有机肥基础之上再分别施用5(LBF+F5)、10(LBF+F10)、15(LBF+F15)、20(LBF+F20)t/hm²脱硫石膏。结果表明：在0～40 cm土层,褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用显著改变了土壤盐分组成,增加了土壤中可溶性Ca2+、SO42-和Mg2+的含量,降低了可溶性Na⁺、CO₃^2-和HCO₃^-的含量。与对照处理相比,褐煤有机肥和脱硫石膏联合施用处理使0～20 cm土层土壤pH...     

内蒙古河套灌区碱化土壤的发生原因和特性

本文简述了内蒙古河套灌区自然概况，盐渍化演变过程和碱化土壤的改良现状。着重揭示灌区内碱化土壤的发生原因、类型、性质和特点。该地区碱化土壤发生原因：１．灌区内最严重的碱化土壤大部分因地下水含大量残余碳酸钠，在干旱气候条件下经强烈蒸发而成。主要特点是通体碱化度高，改良难度大。２．地下水和地表水中的钠离子，受各种因素影响在土体中富集并进入土壤吸收性复合体而使土壤碱化。这部分碱化土壤一般表层碱化度较高，而     

适宜脱硫石膏施用方式改良河套灌区盐碱土提高向日葵产量

为了探究脱硫石膏改良盐碱土壤的适宜施用方式,在内蒙古河套灌区进行田间小区试验,设置对照和3种脱硫石膏施用方式（穴施、条施、撒施）。经过一个向日葵生长季后,采集0～100 cm土壤剖面样品,对比分析脱硫石膏施用方式对土壤pH值、电导率和水溶性盐基离子剖面分布的影响。结果表明：与对照处理相比,3种脱硫石膏施用方式均可显著降低0～20 cm土层土壤pH值和钠吸附比,明显增加了水溶性盐基离子浓度,进而增加了土壤电导率。在向日葵种植处0～20 cm土层中,条施处理下土壤pH值和钠吸附比较对照处理分别降低了20%和41%,而电导率和水溶性Ca2+浓度分别增加了44%和509%。随着土壤深度的增加,水溶性阳离子浓度呈逐渐降低趋势,但3种脱硫石膏方式在>80～100 cm土层土壤水溶性钙离子的浓度比对照处理增加了47%～105%。此外,3种脱硫石膏施用方式在>20～100 cm土层土壤水溶性钠离子的浓度高于对照处理,导致钠吸附比也有所增加。脱硫石膏条施和穴施处理对向日葵种植处土壤的改良效果明显优于小行距中点处土壤,而撒施处理向日葵种植处和小行距中点处土壤的改良效果无明显差异。3种脱硫石膏施用方式均可显著增加向日葵出苗率和产量,其中条施的增产效果最佳。整体来看,条施脱硫石膏能集中有效成分改良向日葵根系周围土壤,可在河套灌区及同类型地区进行推广应用。     

土壤消毒结合施用生物有机肥对西瓜病土改良效果的影响

选取西瓜枯萎病发病严重的大棚,设置5个处理:对照、棉隆熏蒸、棉隆熏蒸后种植西瓜过程中施用不同次数生物有机肥,研究棉隆消毒土壤及配合不同生物有机肥施用次数对土壤理化和生物学性质及西瓜枯萎病发病率的影响。结果表明:棉隆熏蒸土壤后,施用生物有机肥虽未减缓尖孢镰刀菌增长速率、降低西瓜枯萎病发病率,但显著增加了土壤细菌和真菌数量,改变了细菌和真菌群落结构。此外,施用生物有机肥会降低土壤pH,过量施用会导致土壤NO–3累积、盐分增加。从改良土壤微生物群落结构和避免NO–3累积及土壤盐渍化加重角度出发,种植西瓜过程中生物有机肥最佳施用方式为移栽时施用1次+种植过程中追施1～2次。     

5种植物改良河套灌区盐渍化土壤的效果研究

在内蒙古河套灌区重度盐渍化土壤上种植湖南稷子、田菁、高丹草、草木樨、燕麦5种植物,研究其对盐渍化土壤的生物改良效果。结果表明:5种植物均能不同程度降低土壤容重,增加土壤孔隙度,且土壤容重降幅与对照差异显著。与对照相比,种植田菁、湖南稷子、高丹草土壤容重分别下降4. 1%、3. 4%、4. 1%,土壤总孔隙度分别增加5. 9%、4. 0%、3. 8%,毛管孔隙度分别增加7. 1%、5. 9%、4. 2%。5种植物均能有效降低土壤盐碱化程度,提高土壤肥力水平,其中,种植田菁、高丹草、湖南稷子耕层土壤全盐、碱化度下降较为显著,土壤全盐分别下降了15. 8%、18. 8%、15. 0%,碱化度分别下降28. 6%、28. 6%和26. 1%;种植田菁提高土壤养分含量最为显著,土壤有机质、全氮、解氮、速效磷、速效钾分别提高了65. 4%、68. 4%、43. 9%、43. 6%、36. 4%。改良效果依次为:田菁高丹草湖南稷子草木樨燕麦,建议在河套灌区重度盐渍化土壤上生物治理模式以种植田菁为主,湖南稷子和高丹草为辅。     

基于遥感反演河套灌区土壤盐分分布及对作物生长的影响

土壤盐渍化信息是评价灌区节水的生态环境效应的重要指标。该文主要研究内蒙古河套灌区土壤盐分空间分布及对作物生长的影响。于2015年4—8月在全灌区布设了281个监测点,开展了灌区尺度的逐月土壤盐分、作物生长等野外系统的采样工作,并结合开展了基于Landsat OLI数据的土壤盐分反演,分析了土壤盐分的时空分布特征及其与灌溉、地下水埋深间的关系,探讨了土壤盐分含量对作物生长的影响。结果表明,基于遥感反演的土壤盐分空间分布与样点分析的土层含盐趋势基本一致,二者相关系数高达0.87;结合样点分析与遥感反演可得出重度盐化土和盐土占灌区面积的14%左右,呈零散的斑状分布,主要受灌溉、排水条件及地下水埋影响;当地下水埋深在2.0 m以下时,土壤表层及其主根区含盐量基本在0.20%以内;土壤含盐量对种植结构、作物叶面积指数、株高和产量均有明显影响,对叶面积指数和产量的影响更为明显;向日葵则因耐盐性强而广泛种植于高含盐区,而玉米高产田的根区盐分基本均在0.05%~0.20%之间。研究结果可为河套灌区的盐渍化防治、水土资源的科学管理及农业生产提供参考。     

定植孔密封方式对土壤水热盐及番茄苗存活率的影响

为了提高河套灌区盐碱地番茄移栽成活率,以番茄定植孔采用土封孔为对照,监测了沙封孔、不封孔株间和根际的土壤水分、土壤盐分、土壤温度及番茄幼苗的生长状况。结果表明,不同处理株间土壤水分、土壤盐分、土壤温度无显著差异。沙封孔、不封孔与土封孔相比,根际0～10cm土层土壤水分降低了11.73%和14.80%,≥10～20cm土层降低了9.60%和13.64%;根际5cm土层最高温度降低了1.2和3.6℃,日均温降低了1.6和2.2℃;根际0～10cm土层土壤盐分降低了19.11%和24.84%,≥10～20cm土层降低了11.48%和19.67%。沙封孔、不封孔番茄幼苗移栽成活率较土封孔提高了20.57%和19.40%。河套灌区盐碱地地膜覆盖栽培番茄,定植时采用沙封孔或不封孔,可降低根际土壤水分及土壤温度,阻碍盐分表聚于根际土壤,提高了番茄幼苗的移栽成活率,该研究为河套灌区盐碱地种植番茄提供指导。     

冻融期气温与土壤水盐运移特征研究

在中国西北干旱、寒冷地区,冻融作用是土壤盐碱化独特的形成机制。该文以内蒙古河套灌区为例,基于田间实测资料,对土壤冻融期间多年水分、盐分和温度的变化规律进行分析。研究结果表明：不同土层各个年度的土壤温度变化规律基本一致,土壤温度的变化滞后于气温的变化,而且滞后时间随着土层深度的增大而增大;气温的降低引起了土壤温度的降低,从而引起水分和盐分的迁移;盐分的时间变异系数(0.30～0.85)大于水分的变异系数(0.02～0.40),说明盐分的运移机制比水分运移机制复杂。该研究结果为河套灌区冻融土壤水热盐耦合模拟的研究和秋浇制度的制定提供了基础理论依据。     

盐分再分配条件下河套灌区冲洗水量的数值模拟

该文旨在探讨干旱缺水地区长期灌溉条件下,合理解决节水灌溉与冲洗灌溉间矛盾的途径,为在该地区实施节水灌溉战略提供理论依据。采用修正的对流扩散模型(SOTR)及特征有限元方法对中国内蒙古河套灌区冲洗—蒸发条件下的冲洗定额进行数值模拟研究。并用γ射线测定土柱土壤水盐运移结果标定了数值模拟结果。重点分析了基于土壤水动力学与溶质动力学原理,再灌溉冲洗与再分配条件下,均质垂直剖面上溶质运移过程;长期灌溉条件下,干旱地区土壤盐分布与冲洗定额、初始土壤盐分含量、地下水位埋深及地下水矿化度间的内在联系;在此基础上,确定节水灌溉条件下河套灌区最优的冲洗定额。该成果对于促进该地区农业可持续发展具有一定的指导意义     

盐度和氮素对向日葵(Helianthus annuus L.)光合速率和生长状况的影响

Understanding the interactions between salinity and fertilizers is of significant importance for enhancing crop yield and fertilizeruse efficiency. In this study a complete block design experiment was performed in the Hetao Irrigation District of Inner Mongolia,China, to evaluate the effects of interactions between soil salinity and nitrogen(N) application rate on sunflower photosynthesis and growth and to determine the optimum N application rate for sunflower growth in the district. Four levels of soil salinity expressed as electrical conductivity(0.33–0.60, 0.60–1.22, 1.2–2.44, and 2.44–3.95 dS m-1) and three application rates of N fertilization(90, 135,and 180 kg ha-1) were applied to 36 micro-plots. Soil salinity inhibited the photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration rate, plant height, leaf area, and aboveground dry matter of sunflowers. The intercellular CO2 concentration first decreased and then increased with increasing soil salinity in the seedling stage, and the instantaneous leaf water-use efficiency fluctuated with soil salinity. The stomatal and non-stomatal limitations of sunflowers alternated in the seedling stage; however, in the bud, blooming,and mature stages, the stomatal limitation was prevalent when the salinity level was lower than 2.44 dS m-1, whereas the nonstomatal limitation was predominant above the salinity level. The application of N fertilizer alleviated the adverse effects of salinity on sunflower photosynthesis and growth to some extent. During some key growth periods, such as the seedling and bud stages, a moderate N application rate(135 kg ha-1) resulted in the maximum photosynthetic rate and yielded the maximum dry matter. We suggest a moderate N application rate(135 kg ha-1) for the Hetao Irrigation District and other sunflower-growing areas with similar ecological conditions.     

不同盐渍化土壤中微生物对氮肥的响应

【目的】 研究河套灌区土壤不同盐渍化程度下土壤微生物对氮肥的响应机理,为河套灌区盐渍化土壤中确立适宜的氮肥施用量提供理论依据。 【方法】 2015—2016年在内蒙古磴口县坝楞示范基地进行了两年田间试验,供试土壤为粉沙壤土,供试作物为玉米。设置轻度 (0.77～1.24 mS/cm) 和中度 (1.24～1.77 mS/cm) 盐渍化土壤为主区,副区为施氮水平,共设4个施氮水平为N 0、135、270、405 kg/hm2,研究轻、中度盐渍化土壤下不同施氮水平对土壤微生物的影响,探寻土壤盐渍化和氮肥对微生物的交互作用。 【结果】 土壤盐分随着施氮量的增加而增加;细菌、真菌、放线菌数量和微生物量碳、氮含量均随着施氮量的增加呈现出先增加后降低的趋势,在N 270 kg/hm2处理微生物数量和生物量均达到最高值。回归分析表明,土壤微生物与氮、土壤盐分之间呈现出极显著的二元二次非线性回归关系,由回归方程各系数可知,在盐渍化土壤中,单独施用氮肥均可以增加土壤微生物,而土壤盐分增加,土壤微生物减少;在轻度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥对微生物具有正效应,即共同促进了土壤微生物的增加,而在中度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥对微生物具有负效应,即抑制土壤微生物的增加。 【结论】 土壤盐渍化程度越高,土壤中微生物数量和生物量越少,施氮量为N 270 kg/hm2时微生物数量和生物量均达到最大值;土壤微生物与氮、土壤盐分之间呈现出极显著的二元二次非线性回归关系,在轻度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥共同促进土壤微生物的增加,而在中度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥抑制了土壤微生物的生长和繁殖。      

不同灌期对农田氮素迁移及面源污染产生的影响

通过分析从秋灌到秋浇后河套灌区乌拉特灌域典型区不同类型土壤剖面（0～160 cm）、浅层地下水中和沟道中氮素质量分数的变化过程,以便为灌区氮素污染控制提供相应的理论指导。研究结果表明：秋灌期深层土壤剖面（120～160 cm）中NO-3-N累积不明显,秋浇后3种类型土壤剖面（80～160 cm）中NO-3-N平均质量分数分别增加了1.25、2.72和2.89 mg/kg。土壤剖面中的NH+4-N质量分数分布相对较均匀。3种耕地土壤剖面中NO-3-N和NH+4-N质量分数的变化具有季节性的增高或降低。盐荒地土壤剖面中NO-3-N和NH+4-N都处于积累状态,对整个灌区农业面源污染物的排泄有减缓作用。浅层地下水中NO-3-N和NH+4-N质量分数在秋浇期的增幅大于秋灌期。农田土壤、浅层地下水和沟道中的氮素质量分数有着较好的时间相关性,秋浇期河套灌区土壤中NO-3-N最易发生淋洗,且是灌区产生农业面源污染最严重的时期。     

根区施用生物炭和脱硫石膏提高盐碱土壤质量及向日葵产量

为了靶向消减根区土壤盐碱障碍和定向培育健康沃土,该研究在内蒙古河套灌区开展田间小区试验,设置沙土覆盖种植孔(S)、条施生物炭+沙土覆盖种植孔(B+S)、条施生物炭+脱硫石膏覆盖种植孔(B+G) 3个处理,对比分析0～20 cm和>20～40 cm土层土壤质量及向日葵产量差异。结果表明:根区施用生物炭和脱硫石膏改变了0～40 cm±壤水溶性离子组成,主要表现为增加Ca²⁺含量而降低Na⁺含量。与S处理相比,B+S和B+G处理显著降低了0～40 cm土壤钠吸附比(sodium adsorption ratio,SAR)和>20～40 cm土层pH值,增大了土壤脱盐率(Ds);B+S和B+G处理还增加了0～40 cm土壤有机质(OM)、硝态氮(NO₃^--N)、有效磷(available phosphorus,AP)和速效钾(AK)含量,为向日葵出苗和生长提供了良好的土壤环境。此外,B+S和B+G处理通过调理盐碱指标(SAR,D_s,Ca²⁺和Mg     

排盐暗管间距对河套灌区重度盐碱土盐碱特征与肥力的影响

为合理设计暗管排盐参数,提高河套灌区盐碱土的改良效果,通过布设田间试验,在轮灌方式下,对比分析了10、20、30m暗管间距条件下土壤盐离子、碱化程度和肥力指标特征,研究了暗管间距对河套灌区重度盐碱土脱盐治碱效果的影响。结果表明:(1)10、20、30 m间距处理0～10 cm土层淋洗前土壤含盐量分别为17.22、17.74和17.17 g/kg,秋浇前分别为10.78、11.56、11.95 g/kg,不同暗管间距处理的土壤脱盐率表现为:10 m>20 m>30 m。(2)灌水后各处理土壤碱化指标均表现出先增大后减小的变化趋势,10、20、30 m间距处理0～10 cm土层土壤p H在秋浇前较第3次淋洗后分别降低了4.47%、3.72%和2.96%,说明小间距的暗管布设更具有缓解土壤碱化程度的潜力。(3)暗管排水过程中会使土壤养分大量流失,各间距处理的流失量依次为10 m>20 m> 30 m。