微咸水膜下滴灌对棉花植株盐分、养分吸收及品质的影响

为缓解南疆地区淡水资源紧张,充分利用微咸水资源,共设置6种不同淡咸水比例的灌溉水处理,即淡咸比1∶0(对照)、4∶1(处理1)、3∶2(处理2)、2∶3(处理3)、1∶4(处理4)、0∶1(处理5),采用田间试验,研究不同微咸水对棉花植株盐分、养分及品质的影响。结果表明:(1)随着灌溉水矿化度的增大,棉花不同器官中Na⁺含量呈现增加的趋势,叶片中Na⁺含量最高,处理1～5较对照分别增加8.29%、32.49%、32.87%、42.62%、48.05%;不同器官中Cl^-含量随灌溉水矿化度的增大而增加,以叶中Cl^-含量最高,其次是蕾铃和茎,根中最低;不同器官中Ca²⁺含量随着灌溉水矿化度增大出现下降趋势,但各处理之间差异不显著。随着灌溉水矿化度的增大,单株棉花Na⁺和Cl^-积累量出现波动性,其中Na⁺积累量在0.42～0.51 g·株^-1,Cl^-积累量在1.45～2.06 ...     

长期膜下滴灌对根区土壤盐分及棉花生长影响研究

通过比较典型灌区内7个(试验设计两个研究区共14块棉田)不同膜下滴灌年限棉田盐分分布,尝试揭示长期膜下滴灌农田根区土壤中盐分演变趋势。两研究区均表现为,应用膜下滴灌技术棉田根区盐分随着该技术应用年限的延长而逐渐降低;且表现为滴灌<6a为迅速脱盐阶段,6~8a为平稳脱盐阶段,>8a为盐分稳定阶段。头年10月至翌年4月,膜下滴灌棉花根层盐分降低显著。滴灌棉田根层盐分的逐年降低,使得棉花根区生境得到改善,应用膜下滴灌技术5~7a内,其对棉花根层生境改良效果较明显,3~7a棉花成活率年均增幅大于26.75%、产量年均增幅超过19.57%。滴灌7~9a以上,棉花根层生境良好,成活率大于82%,产量超过5200.00kg/hm2。     

微咸水膜下滴灌对土壤水盐分布及加工番茄产量的影响

为探明微咸水膜下滴灌对土壤水盐分布及加工番茄生长和产量的影响,通过大田小区试验,设置灌水矿化度和灌水定额两个因素,其中3个灌溉水矿化度水平分别为S1:1 g·L~(-1)、S2:3 g·L~(-1)和S3:5 g·L~(-1),3个灌水定额分别为W1:305 m~3·hm~(-2)、W2:458 m~3·hm~(-2)和W3:611 m~3·hm~(-2),来进一步寻求适宜本地区加工番茄生长的微咸水膜下滴灌灌溉制度。结果表明:覆膜微咸水滴灌条件下土壤含水量垂直方向的变化趋势表现为0～20 cm土层随深度增加含水量逐渐降低、20～100 cm土层随深度增加含水量逐渐增大、60～100 cm范围内土层剖面含水量最大的分布规律;土壤含盐量随着灌水矿化度的增大而增加,且随着灌水量的增加土壤盐分逐渐向水平距滴灌带35 cm处聚集。灌水矿化度超过3 g·L~(-1)时加工番茄株高、茎粗均受到一定程度的抑制作用,但对产量影响不大。本文通过试验得出:灌水定额为611 m~3·hm~(-2)、矿化度为1 g·L~(-1)处理为本地区最佳微咸水膜下滴灌处理,加工番茄生长健壮且产量最高,达到127 613.2 kg·hm~(-2);同时认为,在我国淡水资源比较缺乏的新疆地区可以考虑采用灌水定额458 m~3·hm~(-2)和灌水矿化度3～5 g·L~(-1)的微咸水对盐分中等敏感的加工番茄进行灌溉。     

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。     

磁化水滴灌对棉田土壤脱盐效果及棉花产量的影响

以棉花为对象进行磁化水滴灌试验,通过田间小区试验,设置一次磁化、二次磁化和CK处理,研究不同磁场强度处理水灌溉对棉田土壤脱盐效果以及对棉花生长状况和增产效果的影响,旨在提出一种改良土壤盐渍化的新技术。结果表明:滴灌条件下磁化水可以有效增强对土壤全盐含量、Cl~-和Na~+的淋洗作用,二次磁化和一次磁化处理的脱盐作用显著大于对照处理,且二次磁化中3 600~2 000 m T效果最佳,二次磁化和一次磁化处理全盐含量分别降低了25.5%和19.5%,CK降低了10.46%;磁化水灌溉可以提高棉花的生物量,缓解盐分对棉花的伤害,提高棉花产量,增产率达9.61%~15.32%。     

膜下长期滴灌土壤盐分的空间分布特征与累积效应

通过对不同土壤质地和不同滴灌年限两个方面对新疆棉田膜下滴灌盐分的运移与积累规律的研究,结果表明:对于不同土壤质地,壤土中的盐分分布大致呈抛物线型,在40～60 cm处盐分积累量达到最大值.粘土中盐分分布大致呈"S"型,在60～80 cm处土壤盐分积累达到最大值;不同滴灌年限中随着滴灌年限越长,棉田中地表盐分积累越少,而在40～60 cm的盐分积累则越多.分析认为棉田土壤仅通过膜下滴灌淋洗盐分是不够的,必须与一定的灌排水技术相配合才能很好地防止棉田次生盐渍化.     

微咸水灌溉对河北低平原土壤盐分动态和小麦、玉米产量的影响

在河北低平原有咸水区的2个试验站,通过田间小区试验,连续3年研究了2g·L-1咸淡混合水灌溉对土壤盐分动态和小麦、玉米产量的影响.结果表明,2g·L-1咸淡混合水灌溉显著提高了主根层和0～120 cm土体的含盐量.麦收后微咸水灌溉处理的根层土体ECe值3年平均比淡水灌溉分别增加0.092和0.091 dS·m-1,0～120 cm土体ECe3年平均比淡水灌溉分别增加0.051 dS·m-1和0.147 dS· m-1;玉米收获后微咸水灌溉处理的根层土体ECe3年平均比淡水灌溉分别增加0.059 dS·m-1和0.127 dS·m-1,0 ～ 120 cm土体ECe3年平均比淡水灌溉分别增加0.082 dS· m-1和0.131 dS·m-1.总体上2g·L-1咸淡混合水灌溉对小麦、玉米的产量没有影响.因此从微成水长期安全利用的角度,对土壤盐分动态进行长期监测,定期淡水淋盐是非常必要的.     

膜下滴灌条件下盐荒地土壤盐分变化规律研究

基于对下野地灌区、金沟河灌区的试验监测,从土壤盐分年内、年际变化及其与地下水埋深的关系两个方面,研究膜下滴灌条件下盐荒地土壤盐分变化规律。研究结果表明:在年际间,下野地灌区、金沟河灌区实施膜下滴灌6～8 a的盐荒地块,深度在60～100 cm的土层土壤含盐率分别保持在0.5%、0.8%上下,形成稳定积盐层,在60cm以上土层土壤盐分基本处于动态平衡;在年内,盐荒地土壤盐分整体上呈现随生育期的推后而降低的趋势,0～60cm土层脱盐效果较为明显,春秋季是两个积盐的高峰期;下野地灌区、金沟河灌区地下水埋深年际均值为3.60、2.26 m,土壤含盐率年际均值为0.49%、0.77%,土壤盐分随地下水埋深的减小而增加,说明石河子垦区土壤含盐量受地下水埋深影响较为明显。     

土壤盐分及甜菜产量对磁化水滴灌的响应

以甜菜杂交种HI0936为试验材料,于2016年开展,从播种到生长发育期结束进行持续监测。设置1600-1200 Gs、1600-2400 Gs、1600-3200 Gs、1600 Gs灌水模式处理,及CK(无磁化)处理,每个处理3次重复。研究不同强度磁化水灌溉对甜菜产量增加、品质提升的影响,并结合土壤盐分、八大离子、养分的变化,旨在探索出磁化水滴灌对甜菜增产优质的最佳磁化强度。结果表明:磁化水滴灌可以加速对盐分的淋洗作用,并促进作物对土壤养分的吸收利用。磁化水滴灌有效地提升甜菜的产量,较CK提高25.1~36.9%,产糖量较CK提高27.5~39.1%。磁化处理甜菜块根的可溶性糖、蛋白质及氨基酸含量分别较CK提升了1.1~3.7%、31.9~105.6%、10.8~45.4%。研究认为磁化水滴灌可有效降低耕作层土壤盐分,提高甜菜的产量及品质,在盐渍化轻中度土壤上种植甜菜,以二次磁化1600-2400 Gs处理效果最佳。     

干旱区膜下滴灌棉田土壤盐分运移及累积特征研究

通过室内和田间结合试验,研究了不同滴头流量、灌溉制度、滴灌年限对土壤盐分运移及累积特征的影响.结果表明:相同灌水量下,滴头流量越小,单点处及交汇区在土壤垂直方向上盐分含量越小;在土壤水平方向,滴头流量越大,土壤盐分随着距离单点或交汇中心越远而逐渐增加.在相同湿润层次上,交汇区的盐分要高于单点处的盐分,单点处土壤脱盐深度...     

膜下滴灌棉田土壤水盐动态变化

通过对轻度和中度盐渍化棉田整个生育期土壤水分、盐分含量的动态监测,分析了膜下滴灌棉田土壤水、盐动态变化及其相互作用的关系。结果表明：整个生育期中度盐渍化棉田土壤水分含量要高于轻度盐渍化棉田,土壤水分含量变化规律和土壤盐分含量变化规律相似,均表现出生育前期下降、中期稳定、后期略微增加的趋势;膜下滴灌能够在滴水过程中明显降低土壤中表层0～40 cm盐分含量,下层40～80 cm土壤为盐分聚集区域;以0～20 cm土壤盐 分含量模拟0～40、0～60、0～80、40～80 cm土壤盐分含量,幂函数和线性函数模拟结果较好,模拟0～40、0～60 cm的盐分含量结果达极显著相关,0～80 cm的模拟结果达到显著相关,模拟40～80 cm的土壤盐分变化结果不显著。     

膜下滴灌灌水频率对土壤水盐运移及棉花产量的影响

通过棉花膜下滴灌大田试验,研究了灌水频率对土壤水盐运移和分布规律的影响,并对不同灌水频率的保墒、控盐、增产效果进行了评价.试验结果表明:在灌溉水质为淡水且定额为375 mm时,低频(10 d)和适频(7 d)灌溉下膜内0～60 cm土层的含水量适宜,低频灌溉的含水量最高,而高频(3 d)灌溉下各土层在花铃期处于轻度干旱...     

燥红土微咸水滴灌下水盐运移规律的试验研究

为了探讨燥红土地区微咸水滴灌的水盐运移规律,对该地区容重为1.2 g·cm^-3的红壤土,进行了不同灌水矿化度（2.88 g·L^-1,4.86 g·L^-1,8.33 g·L^-1）的单、双点源入渗试验及不同滴头流量（2.68 L·h^-1,3.74 L·h^-1,4.68 L·h^-1）的单点源入渗试验,采用室内三维土箱入渗,分析滴头流量及矿化度对该地区红壤土水盐运移规律的影响。结果表明：单点源入渗试验中,矿化度一定（2.88 g·L^-1）的条件下,灌溉时间在150 s后, 3.74 L·h^-1滴头流量下湿润锋运移速率快且稳定,平均推进速率达1.65 cm·s^-1,最终推进深度达22 cm,可以达到灌溉要求,优于4.68 L·h^-1滴头流量的综合性能且节省灌溉水;在滴头流量一定（3.74 L·h^-1）的条件下,湿润锋推进深度随矿化度的增加而增加,其速率排序为：2.88 g·L^-1<4.86 g·L^-1<8.33 g·L^-1,其推进深度分别为21.5、22.4、22.78 cm。双点源试验中,矿化度为8.33 g·L^-1和4.86 g·L^-1的滴头正下方及交汇部分含水率均达到0.4 g·g^-1左右;但8.33 g·L^-1矿化度下含盐量可达0.4%,不适合作物生长,而矿化度为4.86 g·L^-1的微咸水灌溉时,在交汇部分会形成一个含盐量0.1%左右的适合作物生长的低盐区域。在滴头流量为3.74 L·h^-1时,将单、双点源入渗试验的同一入渗深度处进行对比分析发现,随着矿化度增大,地表湿润比由87%增加到90.8%;8.33 g·L^-1矿化度下交汇时间比2.88 g·L^-1矿化度下提前16 min;矿化度为8.33 g·L^-1时在0～15 cm土层,交汇区含盐量相对于相同湿润位置处单点源的含盐量增加了37%,而矿化度不大于4.86 g·L^-1时,含盐量增加比率几乎为负值,可知矿化度为4.86 g·L^-1的土壤积盐不显著且含水率高。在灌溉水资源匮乏的云南燥红土地区推广应用微咸水滴灌时,可参考滴头流量3.74 L·h^-1,微咸水矿化度≤4.86 g·L^-1用于作物栽培实践。     

微咸水膜下滴灌条件下南疆棉花水肥耦合规律研究

为寻求劣质水(微咸水)滴灌施肥下的水肥耦合最优模型,通过正交实验设计,从水、肥、盐三个方面分析了不同生育期棉花耗水、土壤水分、土壤盐分、硝态氮等土壤因子的变化.结果表明:棉花耗水量与灌溉定额及土壤盐分有一定的相关关系.蕾期和花铃前期各处理土壤水分变异系数较大;花铃后期土壤硝态氮的积累量则逐渐增加;矿化度2～3 g·L-1的微咸水与淡水混灌对棉田土壤盐分的积累影响较小;正交分析得出了最优水平为灌水量为600mm,咸淡配比为2∶1,尿素施入量为80 kg· 667m-2.方差分析表明灌溉定额和施肥量两个因素对产量有显著影响,并利用SPSS软件建立了两者与产量的二次回归模型.     

膜下滴灌条件下不同水分处理对棉花产量和水分利用效率的影响

为探索新疆膜下滴灌棉田方便快捷的高效灌水模式,分别于2007年和2009年在乌鲁木齐采用大田小区试验,通过自制蒸发皿水面蒸发量控制灌水,研究了膜下滴灌条件下棉花生长和籽棉产量以及水分利用效率对不同水分处理的响应;两个生长季的试验结果表明,与全生育期充分灌水处理相比,蕾期和花铃期持续亏水处理均对棉花生长、产量和耗水过程产生不同程度的负面影响,但适时适度的水分亏缺对棉花籽棉产量的影响不明显,而且可节约22.78%~24.88%的灌水量,灌溉水利用效率提高了27.94%~34.85%。蕾期轻度亏水(灌水定额为70%水面蒸发量)、花铃后期重度亏水(灌水定额为50%水面蒸发量)、花铃前期充分供水(灌水定额为100%水面蒸发量)的调亏灌溉模式是一种方便快捷的优质高效灌溉模式,可作为膜下滴灌条件下新疆棉花生产的一种适宜灌水模式。     

不同矿化度水源膜下滴灌棉田土壤水盐动态和作物生长模拟

为构建适用于干旱区膜下滴灌条件的土壤水盐动态分布和棉花生长模型，基于2020—2021年的田间试验，经过对SWAP模型的土壤、土壤水力功能和作物生长等模块进行率定和验证，对灌溉水矿化度为1、2、3、4、5、6 g·L^-1时的土壤水盐分布特征、作物生长过程和干物质累积分配进行数值模拟。结果表明：（1）土壤含水率与土壤含盐量的模拟精度以20～100 cm土层较好，0～20 cm土层模拟精度较差，其中土壤含水量的模拟效果优于土壤含盐量；随着灌溉水源矿化度的增加，土壤含水率和含盐量的模拟误差逐渐变小。（2）不同矿化度水源膜下滴灌棉花叶面积指数模拟效果较好（R²=90.72%，RMSE=0.35 cm²·cm^-2，NRMSE=8.73%，IOA=0.98）。（3）不同矿化度水源膜下滴灌棉花茎干物质累积量模拟效果较好（R²=89.08%，RMSE=6.12 g，NRMSE=23.16%，IOA=0.96）。研究结果表明，SWAP模型可以较好地对不同矿化度水源膜下滴灌的土壤水盐动态分布和棉花生长过程进行模拟。     

新疆棉花膜下滴灌技术的发展与完善

新疆棉花膜下滴灌技术发展经历了试验研究、示范推广和大面积应用三个阶段。"密、早、膜、矮、壮、高"栽培体系的建立等阶段性成果有力地保证了棉花膜下滴灌技术的应用推广;因地制宜、多种毛管田间布置模式的发展适应了棉花种植方式的多样性;对棉花膜下滴灌水分蒸散特征、干旱诊断技术的深入研究为制定灌溉制度和进行科学的水分管理提供了依据,保证了膜下滴灌技术的高效应用;施肥推荐系统和水分自动控制系统的应用增强了棉花膜下滴灌管理的目标性;各级职能部门的重视有力地推动了膜下滴灌技术的发展。当前棉花膜下滴灌技术需解决主要问题有:加快膜下滴灌技术普及与培训;加大对膜下滴灌技术推广的政策扶持力度,调整水价,努力实现经济效益、社会效益和生态效益的统一;继续深入研究棉花膜下滴灌灌溉制度和施肥技术,提高肥水利用效率;加强地下滴灌技术研究。