蓄水条件下水体-土壤循环压盐机理试验研究

"改排为蓄"是盐碱地治理方法的重大创新,为揭示蓄水条件下蓄水沟水体与相邻土壤之间的动态循环压盐机理,进行水体与土壤之间盐分运移试验。通过对蓄水水位70cm→40cm→20cm的循环变化,研究水体和不同土层盐分运移规律。试验结果表明:蓄水水位由高到低循环变化对水体与土壤之间盐分运移有着至关重要的作用,当蓄水位以70cm→40cm→20cm的循环变化时,0-65cm土层含盐量逐渐减少,65-100cm土层含盐量逐渐增加。通过蓄水水位升降的循环变化,可以使表层土壤的盐分逐渐减少,底层土壤的盐分逐渐增大,改变土壤盐分在垂直方向的空间分布,逐步向下循环加速压盐。因此,循环压盐机理是成立的,"改排为蓄"治理模式是可行的,可以达到盐碱地改良的效果。     

不同蓄水位下水体—土壤循环压盐数值模拟研究

"改排为蓄"是盐碱地治理方法的重大创新,为揭示不同蓄水位条件下蓄水沟水体与相邻土壤之间动态循环压盐的机理,自制实验装置模拟水体与土壤之间盐分运移实验,通过对蓄水水位高低的循环变化,研究不同土层盐分的运移规律。结果表明:蓄水水位的循环变化对土壤盐分迁移起着至关重要的作用,当蓄水位70 cm→40 cm→20 cm的循环变化时,表层0～65 cm土壤的盐分逐渐扩散至水体,盐分再由水体中逐渐向底层65～100 cm土壤迁移,改变盐分在垂直方向的分布,逐渐向下压盐。针对研究对象,建立盐分运移数学模型,采用Hydrus-2D软件进行数值模拟,经分析比较,不同土层盐分运移数值模拟结果与实验结果数值基本一致,模拟效果较好。因此,不同蓄水位下,水体-土壤间循环压盐机理是成立的,"改排为蓄"治理模式是可行的,可以达到盐碱地改良的效果。     

滨海重盐碱地不同土地利用方式的水盐特征

盐碱地的水盐特征对盐碱土的性质及其合理利用有着重要影响,通过对黄河口附近东营市利津县毛坨村的盐碱荒地、柽柳地、草地、棉花地和葡萄地等利用方式的6月份土壤水分、盐分离子0-190cm土壤剖面的特征变化研究,为黄河三角洲地区盐碱土的合理施肥、科学灌溉、改良以及利用提供科学依据和技术支持。结果表明,不同土地利用方式中,盐碱荒地的水分含量低,而pH恰好相反;水分含量均随着土壤深度增加呈增加趋势。滨海盐碱地离子构成以Cl-、Na+为主,SO42-、K+普遍缺乏,属于氯化物型,总体为Cl-Na+HCO3-Ca2+Mg2+SO42-K+CO32-。东营滨海盐碱地盐分和8大离子在0-190cm土壤剖面垂直分布呈现"V"型,即随着土体深度增加呈先急剧减少后缓慢增加趋势。长期种植农作物,可以提高盐碱土pH,有效减少盐碱地水分、盐分含量,改良盐碱地盐分构成,使盐碱化程度显著降低。     

蓄排水条件下盐碱地土壤盐分运移特征研究

为检验蓄水和排水处理下盐碱地土壤盐分的变化情况及盐分运移规律,于2009年在陕西富平设置试验模型,分析在两种处理下0—160cm土层土壤中盐分的变化趋势。结果表明:蓄水处理下0—160cm土层的平均土壤湿度较排水处理高,能有效提高土壤中含水量,满足作物生长需求。分析了土壤中可溶性固形物(TDS)、阴离子(Cl-,HCO3-,SO42-)、阳离子(Ca2+,Na+,K+)含量的剖面分布及土壤pH值变化,并且利用主成分分析法分析了土壤盐分与各离子间关系,得出蓄水处理有效降低土壤表层的盐分,加速土壤耕作层脱盐,土壤质量明显改善,即蓄水处理下盐碱地治理效果显著。     

盐碱地排水沟蓄水后底泥与水体盐分交换试验

因长期累积效果,盐碱地排水沟内盐分含量不断升高,危及排水沟系统的生态功能,利用淡水定期进行稀释可延缓盐分累积过程。该文以陕西富平县卤泊滩盐碱地改良区为例,通过实验室土柱试验,研究了排水沟蓄集淡水、水体保持静态条件下,底泥与上覆水体的盐分交换规律,揭示了底泥盐分释放的内在机理。研究结果表明,在分子扩散作用下底泥-上覆水界面之上10cm的范围内存在一个高盐分渐变区(即扩散边界层),10cm以上的水体盐分基本一致;分子扩散是边界层内盐分运移的主要机制;扩散边界层对底泥盐分释放具有一定的阻滞作用,并且随着边界层厚度的增加,阻滞效应也显著增强;底泥盐分释放通量符合负的幂指数形式。     

滨海盐渍土冬小麦农田水盐动态变化规律研究

分析了滨海盐渍土区冬小麦生育期内1.5m土体内水分和盐分含量的月动态变化规律.土壤含水量呈现自表层向下逐步增加,60cm以上变幅较大;60cm以下相对稳定,月变化不明显;通体水分含量变化极显著地呈线性增加趋势.受浅层地下水的影响,整个小麦生育期内以12～2月份土体库容水量最高.1.5m土体盐分也呈现从上到下增加的趋势,特别是接近浅层矿化水的125～150cm层,土壤含盐量剧增.在变幅上,以表层和深层波动最大,50～150cm土体内,盐分含量相对稳定.土体内盐分的综合运移最终结果可以以50cm为界,其上盐分含量明显低于其下盐分含量.综合分析表明,充实50cm深度的土体库容,适当控制低层水盐向上运动应该成为今后该类型区蓄水保墒调控水盐运动的理论基础.     

基于HYDRUS-2D模型的膜下滴灌暗管排水棉田土壤盐分变化

为研究膜下滴灌暗管排水条件下棉田土壤盐分变化规律,该研究基于新疆122团盐碱地暗管排水试验,通过膜下滴灌淋洗,监测0～200 cm土层土壤盐分变化,并应用HYDRUS-2D数值模型,模拟分析了暗管排水条件下,盐渍化棉田在2013和2014年生育周期内和秋季返盐阶段土壤盐分变化情况。结果表明:模拟值与实测值之间吻合度较高,模型可用于预测盐碱地土壤层剖面盐分含量变化。模拟结果显示,棉花生育期内滴灌条件下,盐分持续下降;棉花收获后土壤表层开始返盐;2013和2014年棉花吐絮期土壤含盐量与初始含盐量相比,在膜下,0～80cm土层平均脱盐率分别达到了41.11%和55.56%;膜下及膜间,0～80 cm土层平均脱盐率分别达到了14.05%和17.88%;棉花收获后,土壤表层返盐明显,但与初始含盐量相比仍较低,0～80 cm土体盐分分别平均下降了5.55%和10.15%,0～200 cm土体盐分分别平均下降了2.58%和4.96%,说明暗管控制条件下,使用滴灌淋洗和暗管排盐的模式,土体内的盐分总量呈现降低趋势。研究可为西北内陆干旱区暗管排盐技术和膜下滴灌的推广和应用提供理论支撑和科学指导。     

于田绿洲典型区域土壤盐分空间分异规律研究

应用地统计学方法对于田绿洲典型区域土壤盐分空间分异规律进行了研究。结果表明,于田绿洲土壤盐渍化严重并表现出表聚现象。由于人类活动干扰,表层土壤盐分变幅最大;0—5cm土层土壤盐分表现出强烈的空间相关性,5—30cm土层次之,30—70cm土层土壤盐分的空间相关性很弱。水平方向上,0—30cm土层中土壤盐分从东向西先增大,后减小,再增大,再减小;30—70cm土层中土壤盐分从东向西逐渐减小;研究区南北两侧土壤盐分含量高,中部盐分含量低。垂直方向上,盐碱地和高、中密度草地土壤盐分含量较高,呈现出自上而下逐渐减小的分布趋势。其中盐碱地土壤盐分含量最高,高密度草地土壤盐分的垂直变化幅度大于中密度草地,低密度草地和农田土壤盐分含量较低,且垂直变化不大。不同地形和土地利用带来的土壤水分运动差异,是绿洲土壤盐分空间分异的主导因素。     

喷灌强度对滨海盐碱地土壤水盐运移特征的影响

为研究一维条件下喷灌强度对滨海盐碱地土壤湿润峰运移、水分再分布特征及盐分淋洗的影响,选用滨海盐碱地黏质重度盐碱土和砂质重度盐碱土2种土壤,设置5个喷灌强度(分别是1.72、3.13、5.27、8.75、10.11mm/h),进行室内喷灌条件下土柱模拟试验。结果表明,喷灌强度与土壤黏粒含量显著影响湿润锋运移。湿润锋推进速度随着喷灌强度增加而增大,而湿润深度随之减小,且土壤黏粒含量越高,越不利于湿润锋运移;随着土壤水分再分布过程的推进,黏质重度盐碱土在3.13mm/h喷灌强度下同一深度体积含水率较其他处理大,砂质重度盐碱土在1.72mm/h喷灌强度条件下土柱具有较高的保水性;采用喷灌淋洗,可使上层土壤脱盐,盐分均累积至下层土壤,并使其急剧增加且达到最大值。对于黏质重度盐碱土,3.13mm/h喷灌强度下,盐分淋洗效果较好,而对于砂质重度盐碱土,8.75mm/h喷灌强度淋洗效果优于其他处理。该研究可为喷灌技术合理和可持续开发利用滨海盐碱地提供参考。     

农田排水沟水体与底泥中盐分迁移研究

基于陕西卤泊滩农田排水沟底泥盐分年内跟踪监测数据,探讨试验区排水沟底泥盐分的迁移特性和分布情况。研究结果表明:当前条件下研究区排水沟底泥盐分沿着水流汇集的方向和底泥层深度方向均有一定的累积,对流和水动力弥散是排水沟底泥盐分运动的主要机制;沟底泥盐分含量与水体水量呈负相关关系,而与水体盐分含量呈良好的正相关关系,且相关系数达到0.93;水体水量的变化是引起其本身和底泥盐分含量变化的主要因素。     

稳定流条件下曹妃甸地区吹填土脱盐过程

使用吹填土进行围海造地是当前拓展沿海地区土地空间的主要方法。该研究在室内土柱模拟试验基础上,分析了曹妃甸围海造陆地区吹填土在固定水头条件下淋洗脱盐过程的技术指标,得出了吹填土的淋洗用水量、脱盐时间等参数,同时探讨了研究区域内土壤在淋洗脱盐时的盐分运移规律、脱盐碱化等问题。该研究可为直接利用吹填土进行生态建设、园林绿化等方面提供参考。     

半干旱地区土壤盐碱化预报研究-以吉林省西部洮儿河流域为例

通过对地下水盐均衡和包气带的盐通量及积盐率计算,用土壤盐碱化预报模型,对吉林西部洮儿河流域不同地貌单元进行了土壤盐碱化预报研究,流域内土壤盐碱化发展的总体趋势加重,但不同地貌单元的发育程度有很大的差别,从流域的上游到下游,土壤盐碱化人无到有,由轻到重。传统上用发展速率的方法预测盐碱化是不严谨的。     

Effect of salt stress on Growth and Ion accumulation of alfalfa (Medicago sativa L.) cultivars

Alfalfa (Medicago sativa L.) yield and nutrient contents may be affected under salinity condition. Thus, this experiment was conducted to determine the effect of three salinity levels (60, 120, and 180 mM NaCl) on shoot and root dry weights, and mineral contents of three alfalfa cultivars. With the increasing salinity levels sodium (Na) and magnesium (Mg) contents increased; but potassium (K), nitrogen (N), phosphorous (P), calcium (Ca), zinc (Zn), and copper (Cu) contents and root and leaf weights decreased; however, changes in these traits depended on cultivar and salinity level. However, Rehnani, a tolerant cultivar, had the lowest Na and Mg contents and the highest K, N, P, Ca, Zn, and Cu contents and dry weights under all of the salinity levels. Moreover, leaf dry weight and leaf P content had the highest correlation with salt tolerance suggesting that these traits may be used as a marker for selecting salts that are tolerant among genotypes in alfalfa.     

天津市滨海盐碱地刺槐种植区水盐动态变化规律

[目的]通过对滨海地区盐碱土水盐动态变化规律的研究,为该地区的土壤利用以及植树造林提供科学依据。[方法]以天津大港地区刺槐林土壤为研究对象,研究不同土层的土壤水盐年份变化和盐分离子分布特征。[结果]试验地土壤全年含水量变化范围在11.9%~28.8%;含盐量变化范围在4.2%~18.4%。春(3—5月)秋(9—11月)季节土壤含水量低,含盐量高,土壤盐分含量随土层深度增加逐渐降低;夏季(6—8月),土壤含水量高,含盐量低,土壤盐分含量随土层深度的增加逐渐升高。pH值在7.37~8.39之间,土壤中K+,Na+,Ca2+,Mg2+和Cl-春季表层土壤(0—10cm)含量最高,分别为0.04,4.27,2.69,1.04和10.03g/kg。除SO2-4和HCO-3外,其他盐分离子在春季变异系数(29.99~162.98)明显大于夏秋季节(2.87~88.13)。[结论]不同土层的土壤含水量和含盐量随当地降雨量呈明显的季节性变化;试验地区土壤属于碱性土壤,随季节变化不明显;K+,Na+,Ca2+,Mg2+和Cl-与含盐量变化趋势保持一致,SO2-4和HCO-3随季节变化没有明显的规律性;春季各盐分离子在土壤中分布极为不均。     

几种一年生盐生植物的吸盐能力

【目的】土壤盐渍化在新疆发生面积多,分布广,利用盐生植物对盐分的超富集能力,选育生物量大且体内盐分浓度高的品种,可有效改良盐碱地。本试验比较了几种主要盐生植物的吸收离子类型和盐分积累量,为科学合理利用盐生植物进行盐碱地改良提供科学依据。【方法】选取一年生盐角草(Salicornia europaea)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)、高碱蓬(Suaeda altissima)和野榆钱菠菜(Atripex aucheri Moq.)为材料进行人工种植,试验地土壤为壤土和砂壤土,耕层土壤盐分均值为10.23 g/kg,p H为8.36,属于中度盐化土壤。采用完全随机排列设计,在生育早期、中期和末期采样测定植物地上、地下部分干物质量和K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4浓度。【结果】生育末期四种盐生植物地上生物量均占整株生物量的89%以上,高碱蓬(23302 kg/hm2)蓬野榆钱菠菜(20379 kg/hm2)盐地碱蓬(18670 kg/hm2)盐角草(9096 kg/hm2)。盐分总浓度盐角草(215 g/kg)盐地碱蓬(152 g/kg)高碱蓬(137 g/kg)野榆钱菠菜(103 g/kg)。不同植物离子含量不同,K+浓度以高碱蓬中最高,Na+、Cl-、SO2-4在盐角草中最高,Ca2+、Mg2+浓度在盐地碱蓬中最高;4种盐生植物对Na+、Cl-、SO2-4的吸收能力极强,按阴离子类型划分盐角草属于SO2-4-Cl-型盐生植物,盐地碱蓬、高碱蓬、野榆钱菠菜属于Cl--SO2-4型盐生植物;盐分积累量为高碱蓬(3499 kg/hm2)盐地碱蓬(3061 kg/hm2)蓬野榆钱菠菜(2180 kg/hm2)盐角草(2080 kg/hm2)。【结论】盐生植物对土壤的改良效果主要以生育末期刈割时单位面积从土壤中吸收的盐分总量来衡量,这取决于此时地上部分生物量与植株体内盐分浓度的大小。植物会根据其生长需求选择吸收土壤中矿物质元素,盐角草对的Na+、Cl-的吸收能力强于盐地碱蓬、高碱蓬和野榆钱菠菜,尤其对Cl-表现出极强的选择吸收能力。     

2种紫花苜蓿耐盐生理特性的初步研究

为研究2种紫花苜蓿(Medicagosativa L.)“阿迪娜”(耐盐基因型)和“秘鲁”(敏盐基因型)在盐胁迫处理下的生理特性与耐盐机理,采用150mmol/LNaCl胁迫处理2种紫花苜蓿幼苗,分别测定盐处理前和处理后2,4,6,8,16h的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)、脯氨酸(PRO)、相对含水量(RWC)和叶绿素(Chl)含量。结果表明:2种紫花苜蓿的过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性和丙二醛含量在盐胁迫下总体呈上升趋势,脯氨酸含量和相对含水量表现出相反的趋势。叶绿素含量在盐胁迫前期稳定不变,但在胁迫后期显著性下降;2种紫花苜蓿的相对含水量和叶绿素含量的变化趋势与植株表型变化相对应。主成分分析表明,过氧化氢酶和丙二醛的贡献率最大,能更好地为苜蓿耐盐机理及分子育种研究提供理论依据。     

Amelioration strategies for saline soils: a review

Soil salinization is one of the major causes of declining agricultural productivity in many arid and semiarid regions of the world. Excessive salt concentrations in soils, in most cases, cannot be reduced with time by routine irrigation and crop management practices. Such situations demand soil amelioration. Various means used to ameliorate saline soils include: (a) movement of excess soluble salts from upper to lower soil depths via leaching, which may be accomplished by continuous ponding, intermittent ponding, or sprinkling; (b) surface flushing of salts from soils that contain salt crusts at the surface, a shallow watertable, or a highly impermeable profile; (c) biological reduction of salts by harvest of high‐salt accumulating aerial plant parts, in areas with negligible irrigation water or rainfall available for leaching; and (d) amelioration of saline soils under cropping and leaching. Among these methods, cropping in conjunction with leaching has been found as the most successful and sustainable way to ameliorate saline soils. Cropping during leaching or between leachings causes an increase in salt‐leaching efficiency because a decrease in soil water content occurs under unsaturated water flow conditions with a concurrent decrease in large pore bypass and drainage volume. Consequently, anaerobic conditions in soil may occur during leaching that can affect crop growth. Thus, in addition to the existing salt‐tolerant crop genotypes, research is needed to seek out or develop genotypes with increased tolerances to salinity and hypoxia. Since salt leaching is interacted by many factors, evaluation of the traditional concepts such as the leaching requirement (LR), the leaching fraction (LF) and the salt balance index (SBI) demands incorporation of a rapid, efficient and economical way of monitoring changes in soil salinity during amelioration. Besides this, numerous models that have been developed for simulating movement and reactions of salts in soils need evaluation under actual field conditions. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

冬小麦高产咸水灌溉制度的田间试验研究

通过田间咸水灌溉试验,研究在不同咸水灌溉条件下,运城盆地湖区灌区土壤水盐运移规律及其对农作物产量的影响,进一步探讨咸水灌溉冬小麦适宜的灌溉制度。研究结果表明:灌区咸水适宜的灌溉定额为825～975³/hm²,灌区上游矿化度小于3g/L的微咸水适宜的灌水次数为4次;灌区中游矿化度3～5g/L的咸水适宜的灌水次数为2～3次;灌区下游矿化度5～7g/L的咸水灌水次数最多不能超过1次。该研究结果为灌区土壤盐渍化的防治和地下咸水的合理开发利用提供了依据。     

不同灌排模式下盐渍化土壤盐分及离子迁移规律及均衡分析

为探明盐渍化灌区不同灌排模式下土壤盐分及离子迁移及聚集规律,于2021年5—10月在巴彦淖尔市五原县盐碱化耕地改良示范区分别对“滴灌+明沟排水”与“黄灌+暗管排水”模式下农田进行土壤水盐监测与灌排水量监测,分析不同灌排模式下农田土壤盐分迁移分布规律,利用均衡分析探讨土壤盐分和盐分离子积盐及脱盐特征,为灌区的节水规划及盐渍化防治提供科学依据。结果表明：不同灌排模式下农田土壤均处于脱盐状态,黄灌与暗管排水模式下土壤脱盐效果相对较好,脱盐率为37.73%;滴灌与明沟排水条件下农田中出现HCO₃^-累积,积累量为0.3 t,黄灌与暗管排水模式下农田中出现Ca²⁺与Mg²⁺的累积,积累量分别为2.962 4,0.577 4 t。滴灌与明沟排水模式下整个生育期内,0—40 cm土层处于脱盐状态,40—80 cm土层出现盐分积累现象,黄灌与暗管排水模式下整个生育期0—100 cm土层处于脱盐状态。不同灌排模式下地下水埋深变化趋势相同,黄灌与暗管排水模式下地下水埋深较低,滴灌与明沟排水模式下土壤积盐与地下水质整体呈负...     

覆膜开孔土壤蒸发的水盐分布特征及运移规律研究

在干旱半干旱的新疆地区,覆膜灌溉面积在逐年增加。但由于田间地膜覆盖率无法达到100%,同时出苗孔和灌水孔的存在使得研究覆膜灌后地表覆膜开孔率不同时蒸发的水盐运动很有必要。为获得覆膜开孔蒸发的土壤水盐分布特征,采用垂直一维入渗蒸发双层有机玻璃土柱实验系统进行蒸发试验。以概化的覆膜开孔率为上边界条件,针对初始水盐均匀和入渗结束后的蒸发两种处理,研究了覆膜开孔率影响下,蒸发土壤含盐量剖面和盐分浓度剖面的分布特征。结果表明,对水盐均匀处理,剖面盐分浓度可采用含水率及开孔率的函数关系表达;而对入渗蒸发处理,剖面盐分浓度随覆膜开孔率的范围不同可采用不同的指数形式表达。表土10cm返盐量随覆膜开孔率的增大而逐渐增加。单位膜孔面积的返盐量随覆膜开孔率的增加而减小,呈幂函数关系。此外,相同开孔率条件下,单位膜孔面积上蒸发量(ER)与土表10cm返盐量(Wsm,10)之间呈良好的线性关系。