盐碱地滴灌春小麦土壤水盐运动特点

通过测坑试验,测定水平和垂直方向距滴灌带不同位置土壤含水率和含盐量.结果表明,小麦滴灌条件下土壤水盐分布受滴灌影响深度主要在0～60 cm土层,0～20 cm土层水盐变化最剧烈.小麦主根系层土壤在垂直和水平方向一定范围内(垂直20 cm、水平25 cm)形成一个盐分淡化区,在0～100 cm土壤剖面内,土壤含水率随土层深度呈先升后降变化.土壤盐分在0～40 cm处于脱盐状态,60～100 cm积盐.上层土壤水盐受灌水和蒸发的影响随时间均升降交替变化,土壤盐分在非灌水期间呈表层和深层双聚、耕层脱盐特点.     

北疆滴灌春小麦土壤水盐分布特点研究

新疆滴灌技术已在小麦作物上推广应用,但滴灌小麦农田大多受盐碱危害,为研究滴灌小麦水盐分布特点,通过测坑试验,分析了小麦各生育期土壤剖面上的水盐分布,结果表明,小麦滴灌条件下土壤水盐分布垂直方向受影响深度主要在0～60cm土层,在0～20cm土层水盐变化最为剧烈。土壤盐分分布变化范围和水分变化范围基本吻合。在0～100cm土壤剖面内,土壤含水量的分布呈随土层深度呈先降低后升高的趋势,而土壤盐分则基本上呈现先增加后减少再增加的分布特点。     

膜下滴灌棉田盐分空间分布特征分析

为探索长期连作膜下滴灌棉田盐分高值区土壤盐分空间分布特征,采用经典统计学方法,根据北疆连作膜下滴灌棉田生育期内2016、2017、2018年土壤盐分监测数据,分析了膜下滴灌棉田土壤盐分不同土壤剖面的积累及变化特征。结果证明该研究区域内土壤含盐率逐年增大,且随时间推移,由非盐渍化土或轻度盐渍化土逐渐转化为中度盐渍化土,部分区域转化为重度盐渍化土,连续三年内各剖面土壤盐分均由北向南呈增大趋势;在水平方向上,盐分主要聚积在6、7、8剖面,垂直方向,0～20 cm土层土壤含盐率变化较大,土壤含盐率随土层的增加而增加,主要积累在80 cm以下土层。     

干旱区长期膜下滴灌棉田土壤水盐空间分布特征研究

为了分析干旱区长期膜下滴灌棉田生育期初土壤水盐空间分布特征,在新疆石河子炮台镇试验区进行土壤取样,运用经典统计学方法分析了该试验区不同纵剖面土壤水盐分布特征。研究结果表明:各剖面土壤含水率值几乎相同,其对应的变异性属于中等偏弱性。各剖面土壤含盐率值差异却很大,土壤盐分的变异情况远大于土壤水分的变异情况。经过多年的膜下滴灌作用,在播种前土壤中的盐分逐渐累积在40~80cm土层,并且盐分慢慢控制在有利于作物正常生长的水平。     

塔里木河下游新生林地滴灌下土壤盐分分布特征研究

以塔里木河下游35团8连绿洲-荒漠交界处滴灌条件下的新生林地为研究对象,对滴灌结束24 h后不同滴头间距下的土壤盐分分布特征进行了分析,结果显示①水平方向上,在3 m滴头间距下出现盐峰是在75 cm点处的土壤剖面,这一剖面与60 cm点处的土壤剖面盐分在0.01水平上呈显著相关,随着距滴头距离的减小相关性递减;在1 m滴头间距下出现盐峰是在45 cm点处的土层,这一土层与各点处的土壤剖面盐分在0.01水平上呈显著相关;无论在3 m滴头间距下还是在1 m滴头间距下,45 cm点处的土壤剖面盐分分布较均匀,离滴头越近的土壤剖面盐分分布越不均匀。②垂直方向上,无论是在3 m滴头间距下还是在1 m滴头间距下,40~60 cm的土层是盐分聚集区。在3 m滴头间距下,40~60 cm的土层盐分与各土层间的相关系数均未达显著相关水平;在1 m滴头间距下,40~60 cm的土层盐分与其它各土层间均为负相关关系;无论是在3 m滴头间距下还是在1 m滴头间距下,中下层土壤盐分分布较均匀,而越接近表层的土壤盐分分布越不均匀,在2种滴头间距下,中下层土壤盐分变异系数都较小,表层土壤变异系数较大。③在研究区特殊的强蒸发力下,原本可到达底部土层的盐分在毛管作用下随着水分向上运动,最终导致了盐分聚集于50 cm深度处(3 m滴头间距)与65 cm深度处(1 m滴头间距)。     

石羊河流域膜下滴灌土壤水盐空间分布特征

通过田间试验,研究了膜下滴灌条件下,不同灌溉定额对春玉米生育期土壤水盐空间分布特征的影响.结果表明土壤含水量的时空分布受灌溉水量的影响.在灌溉期,0~20 cm土层土壤水分含量明显增加.随灌水定额的增加,土壤脱盐深度呈增大的趋势,其中,0~20 cm土层土壤脱盐现象明显,40~100 cm土层土壤积盐现象明显.在春玉米生育后期,灌水定额对滴灌带间的土壤淋洗作用较前期明显.在非灌溉期,由于较强烈的蒸发蒸腾作用,土壤含水量持续降低,作物的主要根系吸水层0~60 cm土层土壤水分含量阶段性变化明显.土壤盐分随土壤水分向上运移,在0~40 cm土层发生积盐现象,40~100 cm土层发生脱盐现象,畦灌方式在0~100 cm土层内均发生脱盐现象.膜下滴灌条件下,春玉米在拔节期前0~100 cm土层土壤含水率和含盐率变异系数分别属于中等变异和弱变异强度,之后两者均属于中等变异强度,且土壤含盐率变异强度始终低于土壤含水率.     

膜下滴灌棉田土壤盐分随时间变化特征

为研究膜下滴灌棉田土壤盐分随时间变化特征,通过对北疆典型棉田土壤盐分连续一年的监测,采用时间序列分析方法分析了土壤盐分随时间变化特征。研究结果表明:在监测期内,90cm以下土层为稳定积盐层,其盐分值随时间波动幅度较大;0~90cm土层土壤盐分随时间变化幅度较小,其含盐率值基本保持在0.2%上下浮动,属于非盐化土壤,有利于棉花正常生长;每年的5、7两个月,各土层土壤盐分呈现出不同程度的增大趋势。本研究可以为后续长期连续监测奠定基础,同时为北疆绿洲区棉田防治土壤次生盐渍化提供理论参考。     

滨海盐碱农田排水沟土壤水盐分布特征研究

明确盐碱地排水沟内土壤水盐分布特征,对盐碱地生态环境建设及其开发、利用具有重要参考价值。以河北省国营海兴农场轻度和重度盐碱地周边布设的排水沟为研究对象,对排水沟顶部、半坡和底部进行土壤水分和盐分分层取样和调查,分析了0~200 cm土层排水沟土壤剖面土壤水盐分布特征。结果表明,轻度和重度盐碱地排水沟土壤剖面含水率分布特征基本一致,均是自地表向土壤深层逐渐增加,重度盐碱地土壤含水率略高于轻度盐碱地;轻度盐碱地排水沟盐分在土壤剖面内呈均匀分布,盐分空间分布变异系数为7.70%,属于弱变异性;重度盐碱地排水沟盐分主要积聚在地表以下40 cm土层内,变异系数为44.63%,属于中等变异。     

不同滴灌年限土壤盐分分布及对棉花的影响初步研究

随着膜下滴灌应用年限增加,农田土壤盐碱变化及对作物影响引起关注.通过在新疆石河子121团,选择地块相近连续应用膜下滴灌2～14 a棉田8块进行盐分变化监测.结果初步表明,膜内0～20 cm土壤脱盐;40～80 cm积盐;膜间裸地盐分表聚,60 cm以上积盐,100 cm以下与膜内土壤盐分接近.滴灌4 a以内盐分含量较高,滴灌6 a以上较低.生育期末0～40 cm土壤盐分随滴灌年限增加而降低;60～100 cm以滴灌4 a积盐最高.滴灌8 a以上棉花成活率较高、株高和单株铃数相差不大.棉花产量以滴灌8 a地块最高,滴灌8 a以内随滴灌年限增加产量增加,滴灌8 a以上随滴灌年限增加产量降低.建议滴灌6 a以内农田加大盐分调控力度,滴灌8 a以上要对土壤盐分进行综合调控.     

冻融条件下不同年限滴灌棉田土壤水盐运移研究

以常年膜下滴灌北疆棉田为研究对象,探讨了积雪消融对土壤水盐运移的影响。结果表明,季节变化对冻结层以下部分的盐分影响较小,冬季冻土层盐分处于停滞状态。春季融化雪水对表层0~10cm左右土壤盐分有洗淋作用。当春季冻土层完全融通时,地表蒸发强烈,冬季累积于结冻层中的盐分在土壤表层积聚,盐分主要集中于0~10cm土层,个别地块春季含盐量大于冬季。     

滴灌紫花苜蓿根层水分稳定同位素特征分析

为了明确滴灌紫花苜蓿根层水分运移,进一步阐明滴灌节水机理,采用液态水稳定氢氧同位素技术,分析了滴灌紫花苜蓿根层水分稳定氢氧同位素分布特征。结果表明,紫花苜蓿根层水分稳定氢氧同位素在下层富集,且随土壤剖面深度的增加同位素富集量有增加的趋势。滴灌条件下,紫花苜蓿根层发育有较多细根,可迅速而高效地利用灌溉水,灌溉后紫花苜蓿对灌溉水的利用不明确偏向于某一深度土层,根层内各土层土壤水均有利用。灌溉前土壤干旱时,滴灌紫花苜蓿以30 cm上下土层土壤水作为主要水分来源的概率较高。     

干旱区膜下滴灌农田不同类型土壤盐分变化分析

为探究干旱区长期膜下滴灌对不同类型土壤农田盐分变化的影响,选取了石河子垦区滴灌农田,于2008-2014年,分别对沙土、壤土和黏土不同类型地块膜下滴灌0~100 cm深度进行土壤盐分监测,探究农田土壤盐分在剖面上的分布特征及其动态变化规律。研究结果表明:膜下滴灌土壤盐分在0~30 cm均有所下降,黏土和壤土30~60 cm、60~100 cm盐分有些年份增加,但至2014年,总体上均呈下降趋势。沙土30~60 cm、60~100 cm盐分至2012年各地块有增有减,30~60或60~100 cm仍存在盐分累积现象。     

新疆棉田地下滴灌土壤水盐运移规律的初步研究

为探讨新疆棉田地下滴灌条件下土壤水盐运移的规律,在棉花各个生育阶段运用TDR和取样从水平方向和垂直方向测定棉田距滴灌带不同位置的土壤水分和盐分,研究分析后认为地下滴灌条件下棉花整个生育期土壤中盐分运移规律为:苗期较高,花铃期较低,吐絮期又较高。盐分经过长时间的水平和垂直运移,水平方向在距滴灌带较远的地方含盐量较高,最后在滴灌带中间位置积聚;垂直方向在耕作层的盐分含量有所降低,耕作层处于脱盐过程,盐分主要向深层运移,在80 cm以下的土层处于积盐过程。     

垄作覆膜滴灌条件下温室盐碱土壤水盐运移规律研究

针对宁夏银北灌区水资源短缺和土壤盐渍化两大资源环境问题,将滴灌方式和垄作覆膜种植相结合,种植设施番茄等经济作物,以实现节水和盐碱地利用的目标,通过开展田间试验,研究盐碱土壤水盐运移规律。研究结果表明:在地下水浅埋区,垄膜滴灌技术可有效调控地下水埋深,耕作层土壤盐分含量保持在相对较低的水平;土壤含水量0~40 cm土层变化较大,1 m深度土层平均含水量规律为垄上大于垄沟、高垄上大于低垄上、高垄沟小于低垄沟;土壤全盐量的变化随土层深度增加而降低,0~20 cm土层变化幅度较大,1 m深度土层平均全盐量规律为垄沟大于垄上、高垄上小于低垄上、高垄沟大于低垄沟。     

土壤盐分对春小麦水盐动态及光合特性的影响

为了解土壤含盐量对滴灌春小麦土壤水盐运动以及其光合生理指标的影响,并为滴灌春小麦在盐碱地种植提供理论依据和技术支撑,通过桶栽试验,研究了土壤含盐量分别为0.15%(CK),0.80%,1.10%,1.40%,1.70%,2.00%,2.30%,2.60%条件下,春小麦土壤水盐运动规律以及其光合特性变化状态.结果表明,在春小麦整个生育期内,土壤含水率总体变化呈现递减趋势;随着土层深度的增加,土壤水分和盐分质量分数均表现出增加的趋势,土壤含盐量越高其平均含水率越高;各处理0~40 cm土层盐分质量分数在小麦生育期末与播种时相比均有不同程度的下降,处于脱盐状态;土壤盐分初始质量分数为0.15%,0.80%以及1.10%的春小麦叶片水分利用效率最高,同时也具有较高的净光合速率.     

长期膜下滴灌棉田土壤水盐分布变化及其对棉花生长影响

以库尔勒市包头湖农场长期膜下滴灌棉田为研究对象,通过连续3年棉田整个生育期土壤水分和盐分含量的测定,对长期膜下滴灌棉田土壤水盐分布变化及其对棉花生长影响进行了研究。结果表明:各年份土壤平均含水率在整个生育期呈降增降的趋势,平均含盐量呈增降增的趋势;20~50cm土层土壤含水率较高,土壤盐分在30~50cm土层聚积;土壤含盐量高于0.51%时产量开始受到抑制,高于1.79%时棉花产量将降低为零。     

不同微咸水灌溉方式对压砂地土壤水盐及pH空间变异的影响

掌握不同灌溉方式下压砂地土壤水盐及pH的空间分布规律可以有效提高微咸水的利用效率。利用田间取样、经典统计学、地统计学以及克里格插值法对比分析了滴灌和微喷灌0～40 cm土层土壤含水率、电导率和pH值的空间变异特征。结果表明：微喷灌的土壤含水率略低于滴灌，0～40 cm土层土壤含水率属于中等变异性，且具有中等强度的空间相关性。微喷灌0～20 cm土层土壤平均电导率和离散化程度小于滴灌，同时，2种灌溉方式下0～20 cm和20～40 cm土层电导率的空间分布均表现出中等变异且具有较强的空间相关性；20～40 cm土层的平均电导率小于0～20 cm土层。无论微喷灌还是滴灌，调查地块的土壤电导率表现为中间位置低而地边较高，土壤含水率则在中间位置高而地边低。灌溉方式对土壤pH值的影响不显著，其空间变异性属于弱变异，但微喷灌条件下pH值具有较强的空间相关性。微咸水灌溉条件下压砂地抑制了表层土壤盐分累积，并存在向未覆砂的地块边缘聚积的现象。不同灌水方式下压砂地土壤水分和盐分均存在中等的空间变异性和空间自相关性，而pH值空间变异性较弱。研究结果可以为压砂地的微咸水合理利用提供理论依据。     

季节性冻土的水热作用机制研究——以古尔班通古特沙漠南缘为例

【目的】阐明新疆干旱区冻融土壤的水热耦合关系,建立在冻结融化过程中土壤水热耦合模型。【方法】以土壤水动力学、冻土物理学和统计学为理论基础,利用土壤水分与温度测量系统对不同土层深度土壤的温度和湿度进行测量,比较土壤含水率和温度随时间与深度的变化情况,研究了新疆典型干旱区细土平原区与沙漠交错带的冻融土壤水热迁移规律,分析不同土层深度土壤在冻结期、融化期的水热变化特征。【结果】土壤冻结融化过程中,各层土壤的液态含水率、温度均与环境温度的变化趋势基本一致,但随着土层深度增加,土壤温度和含水率的变化趋势均在逐渐减弱;深层土壤的液态含水率在冻结融化过程中基本不随环境温度升降发生变化,浅层5、20 cm土层的温度和含水率之间具有耦合效应。【结论】季节性冻土的水分和温度之间具有耦合效应。     

不同灌水方式对盐碱地苜蓿生长及土壤水盐动态的影响

为了优化盐碱地苜蓿栽培的灌水方式,采用自然降雨、滴灌、漫灌3处理3重复的田间小区试验研究了不同灌水方式对盐碱地苜蓿株高、株密度、产量及土壤水盐动态的影响作用.研究结果表明:与自然降雨条件相比,漫灌及滴灌均能显著增加苜蓿的株高和产量;滴灌与漫灌相比,在节约用水60%条件下产量不具有统计学意义差异,因而滴灌是苜蓿栽培中值得推荐的节水灌溉方式;漫灌主要影响到0~60 cm土层的土壤含水率,而对更深土层的水分含量影响较小;而滴灌主要影响到0~20 cm土层含水率,对20~60 cm土层含水率影响略小.随着土层的加深,灌溉对土壤盐分含量的影响差异逐渐减小.在试验条件下,灌溉措施主要影响到上层土壤的盐分含量(0~60 cm土层).就2种灌溉措施而言,漫灌能增加表层(0~20 cm)土壤的盐分含量,而滴灌对上层(0~60 cm)土壤盐分含量的影响较为平均.漫灌和滴灌对土壤p H值及土壤EC值均具有一定的扰动作用,且其影响作用主要体现在0~60 cm深度的土层内;相对漫灌而言,滴灌对土壤0~60 cm各土层土壤pH值及土壤EC值的影响作用较为平均.     

苜蓿对农田耗水过程与盐分变化的影响

为了探究苜蓿对农田耗水过程及盐分变化的影响,以苜蓿农田为研究对象,以传统玉米农田为对照,分析传统玉米农田改种苜蓿后渗漏量、地下水补给量、蒸发量及蒸腾量变化特征;应用稳定氢氧同位素定量分析各潜在水源贡献率,并分析土壤中盐分变化规律。结果表明:改种苜蓿后农田总耗水量提高20. 17%,蒸发蒸腾量比平均值降低66. 64%,其中,蒸发量减少6. 21%、蒸腾量提高35. 80%、土壤贮水变化量减少8. 08%、渗漏量减少39. 68%、地下水对作物的补给量增加153. 45%。生育期内苜蓿农田与玉米农田相比,0～100 cm各土层土壤体积含水率变化分为剧烈波动阶段和线性下降阶段,7月0～60 cm土壤体积含水率变化呈"U"形,而玉米农田0～60 cm土壤体积含水率变化呈"V"形。生育期内苜蓿农田0～30 cm平均土壤水分较玉米农田分布均匀。苜蓿农田对土壤水、灌溉水、地下水吸收利用无明确偏向性;而玉米农田水分利用具有偏向性,各潜在水源中主要利用0～40 cm土层土壤水。不同时间取样0～100 cm土层土壤水,苜蓿农田不同时期优先利用0～40 cm中某一土层土壤水,玉米农田主要固定利用30～40 cm土层土壤水。生育期内苜蓿农田、玉米农田0～100 cm土壤平均脱盐率分别为53. 90%、12. 43%。苜蓿农田、玉米农田10～30 cm与30～60 cm土壤电导率差值绝对值分别在0～0. 06 mS/cm、0～0. 13 mS/cm之间,苜蓿农田10～60 cm土壤电导率较玉米农田相对集中且分布均匀。5月苜蓿农田10 cm以下土层除30～40 cm均呈积盐状态,且平均土壤储盐变化率较玉米农田低; 6—8月苜蓿农田0～100 cm土壤盐分较玉米农田变化幅度大,呈积盐状态; 9月苜蓿农田不同土层土壤盐分整体呈脱盐状态,土壤最大储盐量变化率为-15. 31%,随深度增加,土壤储盐量变化率先增大后趋于稳定,而玉米农田整体呈积盐状态,80～100 cm土壤储盐量变化率最大。改种苜蓿增强了地下水利用,降低了蒸发蒸腾比,抑制了土壤盐分,改盐增草(饲)兴牧发展苜蓿种植有利于盐渍化农田的改善。