暗管排水改良滨海盐土及其效果分析

试区位于渤海之滨、黄河右岸的山东打渔张灌区,其潜水动态类型属灌溉、降雨——蒸发型,为半湿润季风性气候,暗管排水的工程布局为窄深式、窄浅式、宽深式。由试验分析得出了粉砂壤土地区防治盐碱化,改良后利用阶段的水盐控制标准,以及具体的适宜条件。对暗管排水改良盐土的效果进行了分析,说明了暗管排水改良盐土的机理,为类似地区盐土改良提供了科学依据。     

暗管断面结构对非饱和土壤中暗管排水排盐效果的影响

【目的】研究不同断面结构的暗管在非饱和土壤中的排水排盐效果。【方法】选用了4种断面结构的暗管在室内进行土柱滴灌排水试验;其中,T1为底部不透水的圆形暗管,T2为底部不透水的等边三角形暗管,T3为底部带不透水翼的圆形暗管,T4为底部带不透水翼的等边三角形暗管;各暗管均由金属丝网构成,外裹无聚酯长丝针刺无纺土工布作滤层。供试土壤为砂土,每个土柱灌水7 L,每个处理设置5个重复。利用MATLAB平台对4种暗管周围的非饱和土壤水分运动进行了模拟。【结果】T2处理的拦截面宽度大于T1处理,其对水分的吸持能力是T1处理的2倍;且对土壤水分绕流现象的抑制作用比T1处理的性能略好。T2处理的暗管出水时间比T1处理的提早7.45h;对暗管增加底翼后,可增强其抑制土壤水绕流的能力,提高其排水排盐效果;其中,T3、T4处理的暗管底部50cm处的土壤含水率分别为17.02%±0.37%和16.62%±0.77%,均小于T1、T2处理同位置处的土壤含水率;T3、T4处理的排水量分别比T1、T2处理的值增加119.8 mL和119.7 mL,排盐量增加16.76 g和18.83 g;T3、T4处理的暗管出水时间分...     

暗管排水条件下有机无机肥配施对向日葵产量品质与盐碱土改良效果的影响

为揭示生物措施和工程措施协同改良盐碱土的效果,明确滨海农区向日葵生产适宜暗管埋设间距和有机-无机肥配施比例,研究设计10 m(S1)、15 m(S2)和20 m(S3)3种不同暗管间距和100%有机肥（100%OF）、75%有机肥+25%无机肥（75%OF）、50%有机肥+50%无机肥（50%OF）、25%有机肥+75%无机肥（25%OF）、100%无机肥（0%OF）和不施肥（CK）6种施肥处理,观测向日葵产量、品质、氮素利用和土壤速效养分、有机质、全盐含量的响应规律。结果表明：相同暗管间距下,25%OF施肥处理增产效应最为明显,而相同施肥处理下,S2间距向日葵产量处于较高水平,不同处理以S2条件下25%OF施肥处理向日葵产量最高,达到3.82 t/hm2;有机肥施用比例提升有利于增加向日葵籽粒粗脂肪、油酸和亚油酸含量;施肥处理明显增加了向日葵植株氮素吸收量,S1、S2和S3间距下较CK处理分别增加了18.1%～47.2%、8.6%～40.5%和8.8%～34.5%;向日葵氮素利用效率随有机肥比例的升高呈先增加后降低趋势,其中S2-25%OF和S1-25%OF处理处于较高水平,分别达到...     

控制平原湖区棉田暗管排水水位对氮素流失影响分析

选取控制水位为地下0、30、50、80、100 cm的5块棉花地,测定分析生育期内土壤和排水中氮素含量,探讨不同的地下水控制水位对土壤氮储量和径流中氮素排放量的影响。结果表明,5块棉花地雨后地下水水位与控制水位显著线性相关,单位面积土壤中氨态氮储量随控制水位的降低而减少,暗管径流中氨态氮排放量与暗管排水量有明显的线性正相关关系,硝态氮的排放量有随控制水位降低而增加的趋势。     

滴灌条件下排水暗管间距对土壤盐分淋洗的影响

在滴灌淋洗条件下设计暗管排水试验,研究暗管不同埋设间距(15、20、25 m)对土壤剖面盐分分布及脱盐淋洗效果的影响。结果表明:滴灌淋洗期间,0~70 cm土层含盐量显著降低,与CK相比,试验地不同地段土壤平均含盐量减少10 g/kg以上。从暗管上方至相邻暗管中点位置处不同剖面土壤平均脱盐率逐渐减小,15、20、25 m间距小区在0~100 cm埋深土壤中点位置处最大脱盐率分别为84.01%、77.75%、73.98%,土壤整体脱盐率介于51.82%~60.43%之间。吸水管埋管间距越小,小区暗管排水阶段排水流量越大,排水矿化度、电导率也越大,但成本会略高。15 m间距相比20、25 m间距小区每公顷多投入的成本和平均脱盐率差值分别为8 430、12 570元和4.78%、8.61%;15 m间距暗管处理在水平距离暗管0、5、7.5 m处土壤脱盐率最大值分别为86.47%、85.15%、84.01%,且排水期间排水流量、矿化度、电导率最大,分别为2 m~3/h、189.15 g/L和35.9 mS/cm;土壤盐分淋洗效果优于20、25 m间距小区,淋洗相同盐分含量土壤所需灌水量也低于20、25 m间距;2次灌水后0~70 cm土层盐分整体已降至10 g/kg以下,作物生长条件大为改善,适宜作为指导新疆盐渍土改良滴管条件下暗管间距布设参数的依据。     

膜下滴灌暗管排水规律及土壤脱盐效果试验研究

为了探索膜下滴灌盐碱地在灌溉过程中暗管排水规律及土壤脱盐效率,设计了一种暗管排水模型试验装置系统来探究灌溉过程中暗管排水规律和排盐效果.试验通过控制灌水时间、灌水量、观测并记录暗管出水时间、排水流量、排水矿化度、土壤盐分剖面等指标,分析灌溉排水过程中暗管排水流速和排水矿化度特征以及各土层土壤脱盐效率.结果表明:经过3次灌水淋洗试验后,暗管排水流速最终趋于1.5~3.5 L/h稳定范围,排水矿化度稳定在20~40 g/L内;0~40 cm土层脱盐率高达85%,0~80 cm土层土壤脱盐率为80.5%,两暗管中间位置处脱盐率最小分别为57.96%,56.73%,69.29%,暗管上方脱盐率最大分别为71.73%,73.34%,84.26%,暗管排盐量占0~80 cm土层总盐分含量的28.9%,其余盐分被淋洗到了80 cm土层以下.     

农田排水暗管系统施工方法和装备研究现状与展望

农田排水具有防涝、控水和排盐等多重功能,其中暗管排水是当今最有效的大面积农田排水解决方案。暗管系统的施工从完全人工安装、人工结合机械安装,发展到全机械化安装,实现了基于激光/卫星定位系统的坡降和高程（埋深）控制,作业质量和效率显著提高。然而,暗管排水技术专业性强,施工装备复杂,系统实施难度大、一次性投资高。因此,在施工过程中必须结合生产实际选用最宜技术和装备,进一步完善施工规范,积极探索和开发新工法、新材料和新装备,提高施工装备作业能力、效率和质量,依靠技术创新不断降低工程造价和投资风险,提高技术可接受性。此外,还需加强技术培训与国际合作,广泛汲取国际先进经验和教训,将我国暗管排水技术应用提升到世界先进水平,大规模提升我国盐渍和涝渍化土地质量,逆转或恢复日益恶化的盐碱土地生态环境,确保农林产业可持续发展。      

外包滤料对暗管排水与土壤脱盐效果的影响

为了探究不同外包滤料条件下的暗管排水性能和土壤脱盐效果,基于室内试验研究成果,在田间设置4种暗管排水系统(各系统中暗管埋深均为80 cm,间距均为20 m),所用外包滤料分别为68 g/m²土工布(L)、砂滤料(S)、68 g/m²土工布+砂滤料(LS)和无外包滤料(W),以当地常规明沟排水(CK)作为对照,通过田间试验分析了春灌过程中各暗管系统的排水性能指标及土壤脱盐效率.结果表明:相比处理W,处理L,S和LS平均排水速率提升了7.44%,12.55%和15.75%,平均流量衰减度降低4.07%;处理S和LS累积排水量提高了5.11%和8.31%(P<0.05).各暗管处理春灌后平均土壤脱盐率均达47%以上,较CK提升显著,其中处理LS效果最优,为50.94%.综上,应优先选择处理LS作为河套灌区暗管排水系统外包滤料布设方案.该研究结果可为河套灌区暗管排盐技术的推广应用提供理论支撑和科学指导.     

排水暗管外包材料渗透性与除氮效果试验研究

测定了5种排水暗管外包材料(麦秸秆、锯末、陶粒、沸石、纤维球)的透水特性,并分析了不同外包材料及其厚度的去氮效果。结果表明,各外包材料对氨态氮和硝态氮的去除能力存在差异,无机材料对氨态氮的吸附能力较强,有机材料对硝态氮的去除能力更好;10cm厚度时锯末除氮效果最好,去除率为55.1%,而在30cm厚度时沸石相对更好,去除率为76.2%;外包料的厚度对总氮的去除能力呈正相关关系,每增加10cm厚度,麦秸秆和锯末总氮去除率增加6%～8%,陶粒和沸石总氮去除率增加6%～28%,纤维球总氮去除率增加10%～20%。     

地下滴灌施肥条件下土壤中氮行为模拟

以土壤水分运动的动力学方程和溶质运移的对流-弥散方程为基础,结合灌溉施肥过程中的初始和边界条件,建立了地下滴灌施肥条件下土壤水肥运动模拟模型,以SWM-2源代码为蓝本,模拟了新疆棉花地下滴灌施肥后土壤中氮的分布与变化过程。结果表明,地下滴灌条件下,施肥时机直接影响到土壤中氮的分布,施肥后冲洗管道1 h,使氮的运动在剖面上呈双峰曲线,以毛管为中心,氨态氮的运动局限于20 cm以内,其含量随时间延长而减少,同时向下层土壤运动;与氨态氮相比,硝态氮的运动范围略有增加,在垂直方向上向上运动大于向下运动。     

暗管排水条件下微咸水灌溉对土壤水盐运移特征的影响

为探索高效节水控盐灌排技术,通过田间试验,以玉米为试材,研究了不同微咸水矿化度及暗管埋深对土壤水盐运移的影响。结果表明,微咸水矿化度和暗管埋深对土壤含水率和盐分均有影响,高矿化度处理灌后土壤含水率比低矿化度高,1.3m暗管埋深灌后土壤含水率要高于0.8m暗管埋深;微咸水灌后1d作物主要根系层(0~40cm)脱盐率受矿化度影响较大,矿化度越高,脱盐效果越差;灌后25d,淡水灌溉及暗管埋深0.8m、3g/L微咸水的处理土壤无积盐,其余各处理均发生积盐现象,灌溉水矿化度越大,0~80cm土层积盐越强烈,1.3m暗管埋深较0.8m埋深土壤积盐更加明显。建议同类型区种植玉米时暗管埋深为0.8m,灌溉使用微咸水矿化度不超过3g/L为宜。     

设施番茄土壤温室气体排放对水氮管理的响应

[目的]探讨不同水、氮管理设施番茄产量和土壤温室气体排放的相互关系,构建最适水、氮组合模式,以期达到"节水、减氮、高产"的目的.[方法]设置4种氮肥梯度(F0:0 kg/hm2、F1:150 kg/hm2、F2:300 kg/hm2、F3:450 kg/hm2)与3种灌水定额(W1:0.5 Epan、W2:0.7Epa...     

土壤中氮磷流失试验研究

为了探讨农田土壤中氮磷对水环境的污染,开展室内模拟降雨试验,通过对比分析不同试验条件下氮磷在地表径流和地下排水溶液中的流失质量分数和流失速率,研究了土壤中氮磷的流失规律。结果表明,同时存在地表径流与地下排水时,地下排水流失的氮占氮流失总量的主要部分,而磷则主要通过地表径流途径流失。总体上来说,土壤中氮磷溶质从地下排水途径中流失比重大,故通过控制流失途径来减少流失时,需优先采取降低地下排水量的措施。当地下排水条件越差、地表最大积水深度越大时,氮磷的流失总量越少;土壤初始含水率越大,土壤中氮磷溶质在地表径流途径中的流失量越大。     

盐分与有机无机肥配施对土壤氮素矿化的影响

针对有机无机肥配施在不同土壤盐分水平下所产生的氮素矿化过程,通过室内恒温培养试验,分别在4种盐分水平(0.46、0.98、1.55、1.97 dS/m)下,以0.0895 g/kg(纯氮施用量与风干土质量比)为相同施氮总量设置5个施肥处理(有机肥占施肥比例分别为0、25%、50%、75%、100%)及1个不施肥处理,研究了不同盐分水平下有机无机肥料配施对土壤净氨化量、净硝化量及净氮矿化量的影响。结果表明,土壤盐分含量随有机肥施入比例的增大而减小;盐分水平的增加对无机肥氨化作用的抑制较为强烈,当土壤电导率小于0.98 dS/m时,增施有机肥会减弱盐分对氨化作用的影响,而电导率升至1.55 dS/m以上时,则明显延缓有机肥氨化过程,但并不会完全抑制。盐分水平对土壤NO^-3-N生成速率的影响有一个阈值,当土壤电导率小于0.98 dS/m时,随着盐分水平的升高,NO^-3-N增加速率上升;而盐分水平继续升高,则抑制土壤NO^-3-N的形成速率。相比不施肥,施肥显著提高了各盐分土壤净氮矿化量,同一盐分水平下均表现出无机肥施入比例越大、净氮矿化量越大的趋势。相较0.46 dS/m,增施有机肥减小了0.98 dS/m盐分水平下各处理之间净氮矿化量差异,而土壤电导率增至1.55 dS/m及以上时,盐分水平对有机肥矿化过程产生明显的延缓作用。综合有机无机肥料配施对土壤盐分及氮素矿化过程的影响,推荐不同盐分水平下适宜的施肥模式为:50%有机肥+50%化肥(非盐渍化土壤)、100%有机肥(轻度盐渍化土壤)、25%有机肥+75%化肥(中度及重度盐渍化土壤)。     

元素分析仪和全自动凯氏定氮仪法测定有机肥总氮含量对比研究

氮含量作为有机肥养分的重要来源,是评价有机肥质量的一项重要指标.文章以普通市售的有机肥料为样品,分别使用元素分析仪和全自动凯氏定氮仪测定有机肥料的全氮含量,为采用两种不同的分析测试方法测定有机肥料全氮含量研究提供可靠的技术支持.样品每个分析测试方法重复测定5次.结果 表明:元素分析仪和全自动凯氏定氮仪法测定的有机肥料全...     

亚表层有机培肥调控盐渍土孔隙结构与水盐运移机制

为探明亚表层有机培肥结合地膜覆盖对土壤孔隙结构及其水盐运移的调控机制,以内蒙古河套灌区典型盐渍土为研究对象,设置了地表不覆膜(CK)、地膜每年覆盖(PM)和亚表层单次有机培肥+地膜每年覆盖(OMP)3个处理,3年后采用X射线CT扫描和图像处理技术获取了部分亚表层(15 ～21 cm)与深层(35 ～41 cm)土壤孔隙...     

Analytical Approximation of Subsurface Total Drainage Quantity in Non-Steady State Drainage Flow, and its Verification in Heavy Soils

The subsurface total drainagequantity is one of the most importantindicators for the drainage policy of watermanagement. The methods of estimationof the subsurface total drainage quantityunder unsteady state drainage flow maybe different in consideration of the timeduration of the process and in relation tothe type, quality and quantity of the data used.Simple analytical approximation of thesubsurface total drainage quantity, whichwas developed by the operation of asubsurface pipe drainage system insaturated soil under unsteady statedrainage flow, is viewed in this paper.Derivation of the formula for subsurfacetotal drainage quantity is based onthe subsurface flow to drains with anapproximately horizontal impervious layer,where the Dupuit's assumptions and Darcy'slaw are applied. It is assumed that duringthe drainage process there will be no rechargeto the groundwater table.This analytical approximation of thesubsurface total drainage quantity at acertain time t was formed into a singleexponential equation. The correctness andapplicability of the analyticalapproximation of the subsurface totaldrainage quantity was verified with the help ofthe field measurements on the heavy soilsof an experimental watershed area of theResearch Institute for Soil and WaterConservation (RISWC) Prague-Zbraslav, CzechRepublic. The shape and the parameters ofthis subsurface total drainage quantityequation were also proved by nonlinearregression analysis, with application of themethod of Marquardt.This analytical approximation should serveas an elementary tool of water engineeringpractice for an immediate estimation of thevalues of subsurface total drainagequantities from field pipe drainagesystems in saturated soils. It shouldalso serve as a tool with only a minimumamount of information (the basic soilhydrology data and drainage system basicdesign parameters) and its application to awide range of drainage policies ispossible.     

水氮供应对温室黄瓜氮素吸收及土壤硝态氮分布的影响

采用温室小区试验,研究了不同水氮供应条件对温室黄瓜氮素吸收及土壤硝态氮分布的影响。结果表明,氮素在植株体各器官中的累积量随生育期的推进不断增大,在盛果期累积量达到最大,且总体增长趋势呈"S"型;在不同生育期,黄瓜各器官中氮累积量均表现为叶茎根,而在盛果期,果实中的氮累积量达到最大,且随灌水量和施肥量的增加而增加;灌水量、施氮量及水氮交互作用对黄瓜氮累积量、UPE及PFP均有显著性影响,在同一灌水条件下,NUE、UPE及PFP均随着施氮量的增加而减少,而对于同一施氮水平,UPE、PFP均随着灌水量的增加显著提高,NUE在不同灌水量条件下变化趋势则有所不同。灌水量及施氮量对土壤硝态氮分布有重要影响,且施氮量是影响土壤硝态氮累积的关键因素,随灌水量的增加表层土壤中硝态氮累积量呈逐渐降低的趋势,而随施氮量的增加则逐渐增大,且施氮量越高,淋洗现象越明显。     

有机肥对我国盐碱地土壤改良及作物生长影响的研究进展

盐碱地是我国重要的后备耕地战略资源,盐碱地的绿色改良与合理有效利用对于保障我国粮食安全具有重要意义。近年来,有机肥在农业生产中的应用越来越广泛,有机肥改良盐碱地的研究也备受关注。然而有机肥对盐碱地的改良效果受盐碱类型、原料种类、施用方式（单施、配施）、施用量、作物种类以及施用年限等因素的影响,不同研究得出的结论具有差异且缺乏系统总结,限制了有机肥在盐碱地中的发展与应用。基于此,本文综述了有机肥对我国盐碱地土壤理化性质、土壤微生物、作物产量及品质等方面影响的研究成果,从环境友好角度分析有机肥改良盐碱地的效果及存在的问题,并结合我国国情提出有机肥在盐碱地中进一步研究的方向,以期为我国盐碱地绿色生态治理提供参考。