水平翻耕措施对覆膜滴灌土壤水盐分布调控效果研究

为探究水平翻耕措施对覆膜滴灌土壤水盐分布的调控效果,于2016—2017年和2019年分别在新疆维吾尔自治区石河子及库尔勒进行室内土槽试验和田间试验,对应用覆膜滴灌技术的土壤分别进行水平翻耕(T)与免耕(NT)处理,室内土槽试验主要研究翻耕措施对土壤水盐分布的调控机理,田间试验主要进行生产验证,以此分析水平翻耕措施对膜外土壤盐分的改良作用。试验结果表明:与免耕处理相比,水平翻耕可提高膜内耕层土壤的蓄水能力,降低土壤水平渗吸能力及垂直扩散能力,翻耕处理的膜内耕层土壤平均含水率比免耕处理高3. 66个百分点,耕层以下土壤的平均含水率比免耕处理低4. 13个百分点;水平翻耕处理下的膜内土壤盐分分布受水分淋洗作用影响较大,而膜外土壤盐分分布主要受翻耕的影响,其膜内下层土壤总积盐率是免耕处理的1. 23倍,膜外土壤平均脱盐区范围比免耕处理深25 cm;首次翻耕对膜外土壤脱盐效果最明显,春耕可使膜内、外土壤盐分分布均匀度提高,翻耕处理的棉花总出苗率及总有效株占比率分别比免耕处理高23. 62、25. 19个百分点。覆膜滴灌条件下,滴灌淋洗和水平机械翻耕相结合相当于综合利用水利改良与客土改良治理土壤盐碱化,最终使覆膜滴灌技术产生的盐分空间分布由早期的膜外表聚型逐渐向后期的膜内底聚型转变。研究结果可为解决膜下滴灌条件下膜外土壤盐分表聚问题提供思路,同时也可为滴灌条件下翻耕措施的合理选择提供参考。     

新疆阿拉尔灌区土壤水盐运移特征研究

盐分的淋洗是阿拉尔灌区农业生产的重要环节.通过室内垂直入渗试验研究了淋洗水量和土壤初始含水量对阿拉尔灌区土壤脱盐状况的影响.结果表明,土壤含盐量分布和土壤盐分浓度随土层深度的增加呈指数函数增加,随土壤初始含水量的增加而减少,并且Cl-浓度也随土层深度的增加而增加.这为阿拉尔灌区设计合理的淋洗水量提供参考.     

土壤水盐运移数值模拟

在长江河口地区土壤水盐动态监测数据的基础上，用数值模拟评价三峡工程对长江河口地区土壤水盐动态的影响，首先，根据溶质运移理论和土壤水动力学原理，建立了考虑根系吸水、吸附解吸、可动－不动水体影响条件下的土壤水盐运移数学模型。为了克服数值弥散的影响，求解对流弥散方程时，采用Bresler算法，在中心差分的基础上对时间导数项采用二阶导数近似的差分格式。然后，通过数值模拟，研究了三峡工程对河口地区土壤水盐动态的影响。数值模拟表明，三峡建库后，春季由于水库下泻流量的增加，监测断面1m土体土壤电导率有所下降，下降幅度在0.005 ~ 0.174mS/cm；秋冬季由于水库下泻流量减少，土壤电导率普遍上升，上升幅度在0.004 ~ 0.416mS/cm。表明，秋季积盐量大于春季脱盐量。     

新疆阿拉尔灌区土壤水盐运移特征

盐分的淋洗是阿拉尔灌区农业生产的重要环节。通过室内垂直入渗试验研究了淋洗水量和土壤初始含水量对阿拉尔灌区土壤脱盐状况的影响。结果表明,土壤含盐量分布和土壤盐分浓度随土层深度的增加呈指数函数增加,随土壤初始含水量的增加而减少,并且Cl-浓度也随土层深度的增加而增加。这为阿拉尔灌区设计合理的淋洗水量提供参考。     

微咸水灌溉下粉垄耕作土壤水盐运移特性

【目的】明确微咸水灌溉条件下粉垄耕作土壤水分入渗规律及水盐运移特征。【方法】基于室内土箱试验,分析3种微咸水矿化度(0g/L(S1)、3g/L(S2)和5g/L(S3))和2种耕作(粉垄耕作(FL)和传统翻耕(FG))条件下的土壤水分入渗特征和水盐运移规律。【结果】水分平均入渗速率和垂直湿润锋推进速率随着微咸水矿化度的升高呈先增大后减小的变化趋势,水平湿润锋运移速度随着微咸水矿化度的升高而持续增加。FL处理下的土壤水分入渗速率、湿润锋推进速率相比FG处理有明显提升。Kostiakov模型可较好地拟合2种耕作措施下的土壤累积入渗量与入渗时间之间的关系(R²>0.99)。灌溉后20 d,FL处理下的土壤含水率均小于相同微咸水矿化度下的FG处理;同一耕作措施下,土壤含水率随着微咸水矿化度的升高而增加。【结论】微咸水灌溉与粉垄耕作对土壤水分入渗、土壤湿润锋运移和土壤水盐再分布具有改善作用。与灌溉前相比,灌溉后20 d,FL处理下的土壤平均脱盐率为42.95%～55.98%,而FG处理下的土壤平均脱盐率为32.34%～43.29%。随着矿化度的增加,FL处理下的平均土...     

不同深度秸秆覆盖对滴灌棉田土壤水盐运移的影响

为探索滴灌条件下秸秆覆盖对棉田土壤水盐运动的影响,设置表层覆盖、地表下30cm覆盖和无覆盖3种处理,进行对比试验研究,结果表明,秸秆覆盖通过对土壤水分的影响间接影响了土壤盐分的运移和分布。在30cm处覆盖秸秆主要对30cm以上土壤的水分和盐分产生影响,对35cm以下的影响和表层覆盖比较接近。采用秸秆覆盖对土壤水分和盐分水平方向的运移具有一定影响,无覆盖在前期、中期和后期土壤表层盐分均最高。30cm处覆盖秸秆阻碍了35cm以下土壤毛管水的上升,从而阻止了盐分的上升。采用秸秆覆盖后,特别是在30cm深度采用秸秆覆盖,对于调控土壤水、盐变化,抑制土壤盐分上移具有积极作用。     

土壤水盐运移数值模拟--三峡工程对长江河口地区土壤水盐动态影响评价

在长江河口地区土壤水盐动态监测数据的基础上,用数值模拟评价三峡工程对长江河口地区土壤水盐动态的影响,首先,根据溶质运移理论和土壤水动力学原理,建立了考虑根系吸水、吸附解吸、可动-不动水体影响条件下的土壤水盐运移数学模型.为了克服数值弥散的影响,求解对流弥散方程时,采用Bresler算法,在中心差分的基础上对时间导数项采用二阶导数近似的差分格式.然后,通过数值模拟,研究了三峡工程对河口地区土壤水盐动态的影响.数值模拟表明,三峡建库后,春季由于水库下泻流量的增加,监测断面1 m土体土壤电导率有所下降,下降幅度为0.005 ～ 0.174 mS/cm;秋冬季由于水库下泻流量减少,土壤电导率普遍上升,上升幅度为0.004 ～ 0.416 mS/cm.表明,秋粮季积盐量大于春季脱盐量.     

基于文献计量分析的土壤水盐运移研究进展

总结国内外土壤水盐运移研究领域的主要研究内容,并探索其发展前景.基于CNKI与WOS核心数据库,统计2000-2020年中关于土壤水盐运移的文献,利用VOSviewer可视化分析软件并结合CNKI和WOS中可视化分析功能,对国内外近21 a土壤水盐运移领域文献的发文量、关键词共现、作者合作等进行可视化分析.结果表明:2...     

秸秆隔层对滨海盐渍土水盐运移影响

通过室内土柱模拟试验,研究了秸秆隔层(埋深25cm)和不同地下水位(深度60、80、100cm)对滨海盐渍土水盐运移的影响,在淋洗入渗阶段(阶段Ⅰ)和潜水蒸发阶段(阶段Ⅱ)分别测定土壤含水率和含盐量。结果表明:1阶段I秸秆隔层增大了隔层以上土层的土壤含水率,阶段II则相反;2阶段I秸秆隔层增强了灌水淋盐效果,阶段II秸秆隔层抑制了土表返盐;3秸秆隔层显著抑制了潜水蒸发。研究结果可为滨海地区盐碱地的开发利用提供依据和参考。     

秸秆覆盖条件下滨海盐渍土水盐分布及蒸发特征

为了揭示秸秆覆盖滨海盐渍土水盐调控机理,通过室内模拟实验研究了不同秸秆覆盖量(0、0.3、0.6、0.9和1.2 kg/m2分别由CK、秸秆A、秸秆B、秸秆C和秸秆D表示)对土壤水盐运移和蒸发强度的影响.结果表明,秸秆覆盖可有效提高表层及土壤剖面含水率,且增墒效果随秸秆覆盖量的增加而增加:试验期间秸秆A、秸秆B、秸秆C...     

秸秆覆盖与耕作方式对土壤水分特性的影响

通过分析不同秸秆覆盖量以及耕作方式对0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层土壤孔隙度、土壤持水性、土壤供水能力以及土壤水分有效性的影响,揭示黑土区秸秆覆盖、耕作方式对土壤水分特性的影响机制。结果表明:土壤持水性、土壤供水能力及土壤水分有效性与土壤孔隙度密切相关。0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层的土壤总孔隙度、毛管孔隙度、相同土壤水吸力下土壤含水率、比水容量以及有效水含量,在传统耕作条件下,秸秆覆盖均高于无覆盖;在秸秆覆盖条件下,免耕均高于传统耕作。免耕秸秆覆盖处理影响土壤孔隙度、土壤持水性、土壤供水能力及土壤水分有效性,随秸秆覆盖量增加,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、相同土壤水吸力下土壤含水率、比水容量以及有效水含量逐渐增大,随土层加深,各处理土壤孔隙度、土壤持水性及土壤供水能力逐渐减小。本研究区最适宜的秸秆覆盖与耕作方式为免耕150%秸秆覆盖处理。     

农膜残留对砂壤土和砂土水分入渗和蒸发的影响

通过室内试验设置5个不同残膜量(0、50、100、200、400 kg/hm~2)处理,研究不同残膜量对砂壤土和砂土水分入渗湿润锋、入渗速率、累积入渗量、土壤累积蒸发量和蒸发速率的影响,并评价了主要土壤入渗、蒸发模型在农膜残留土壤的适用性。结果表明:随着土壤中残膜量增多,砂壤土和砂土入渗速率变慢,土壤湿润锋运移相同距离所需时间均显著增加,其中运移30 cm时,砂壤土残膜量400 kg/hm~2处理(SL5)比无残膜处理(SL1)运移时间增加了27.56%;相同入渗时间内累积入渗量随残膜量增加均显著减小(P0.05),入渗结束后SL5处理比SL1处理累积入渗量减小了52.01 m L(23.12%);残膜量增加导致蒸发速率、累积蒸发量都显著减小(P0.05),蒸发结束后SL5处理比SL1处理累积蒸发量减小了30.63%,且不同残膜量对砂壤土的影响大于砂土。对4个土壤水分入渗及蒸发模型进行拟合,结果显示Kostiakov和Philip入渗模型均能较好模拟残膜条件下土壤水分入渗,其中Philip入渗模型拟合精度高于Kostiakov入渗模型,且对砂土中农膜残留下的土壤水分入渗模拟效果更好;Black蒸发模型随着残膜量增加拟合精度下降,而Rose蒸发模型受残膜量的影响较小,更适合于农膜残留土壤累积蒸发量估算。     

覆膜开孔入渗——蒸发条件下夹砂层土壤水、盐、热变化规律

入渗-覆膜开孔蒸发条件下砂夹层影响水、盐、热运动的方式和规律尚不清楚。通过不同埋深砂夹层土体室内入渗-蒸发试验,分析了3个不同埋深砂夹层和覆膜开孔影响下土体水、盐、热变化规律。试验结果表明,夹砂层土体在整个积水入渗过程中经历非线性、线性两个过程;砂夹层对水流有一定的阻滞作用,同时对盐分的淋洗不利;不同覆膜开孔率蒸发条件下,任意时刻剖面温度分布均为表层0cm最高,土体底部最低,25cm为土体温度变化的影响深度;25cm以上不同砂夹层埋深土体剖面温度梯度规律表现为T（5～10cm埋深）〉T（10～15cm埋深）〉T（20～25cm埋深）。     

微咸水膜下滴灌条件下水盐对棉花生长的影响研究

干旱和缺水已成为影响南疆农业发展的最大制约因素,微咸水资源的开发利用可有效缓解该地区水资源短缺的问题。通过大田试验研究了微咸水不同灌溉条件下土壤盐分对棉花生长的影响。结果表明：棉花生长关键期内,土壤含水量在O～30cm土层内呈增加趋势,45cm土层含水量逐渐减小,在45cm土层以下含水量又成缓慢增加趋势;土壤含盐量在0～15cm表层较大,随着灌水次数的增加,土壤水分条件改善,土壤含盐量有下降的趋势。同时测定了不同矿化度灌溉水处理的土壤含盐量,灌水后土壤含盐量总体是随灌溉水矿化度的增大而增大;通过分析土壤水盐与棉花生理特征的关系表明：土壤盐分浓度较大则会抑制棉花株高、株径的生长,并且会影响棉花的出叶进程以及加快棉铃的脱落。通过实验得出灌水定额为30mm,灌溉水矿化度在咸淡水比为2：1（电导率为2．22ms／cm）时对棉花生长影响最小,甚至有促进作用。     

华北玉米秸秆覆盖对砂土、壤土水土保持效应的影响

通过野外径流场模拟降雨试验,研究玉米秸秆覆盖对砂土和壤土产流产沙过程的影响,探索不同土壤质地下水土保持的临界秸秆覆盖条件。处理分为2种土壤质地类型和5个水平的秸秆覆盖度:0、10%、20%、30%和40%。结果表明:壤土抗侵蚀能力优于砂土,但透水性弱于砂土;不同土壤质地条件下秸秆覆盖效益存在差异,相同的秸秆覆盖时,砂土条件下的土壤侵蚀防治效果优于壤土;2种土壤质地条件秸秆覆盖度30%时可显著提高土壤入渗总量(25.7%~33.9%),减少产沙总量(22.2%~46.4%),对水土流失具有良好的防治效果。考虑到过大的秸秆覆盖度(大于80%)会造成播种机堵塞,在华北保护性耕作研究实践中,建议砂土和壤土质地下的农田地表保持1 600~3 000 kg/hm2(30%~60%)的玉米秸秆覆盖,以达到较好的水土保持效果和播种质量。     

不同蓄水时间下滨海盐土盐分淋失规律研究

通过室内淋洗模拟试验,对比研究了蓄水时间对滨海盐土脱盐效果的影响.试验结果表明,蓄水时间与脱盐效果成反比,蓄水1～2 h后排水脱盐效果最好;脱盐后的土柱离子组成及含量相当,不同蓄水时间下离子迁移规律具有相似性,土壤离子按脱盐率由大到小排序,阳离子依次为Mg<'2+>、Na<'+>、Ca<'2>、K<'+>,阴离子依次为...     

入渗水头对盐碱土水盐运移影响的试验研究

通过室内盐碱土垂直入渗水盐模拟试验,分析了不同水头作用下湿润峰、累积入渗量、土壤含水量、电导率及Cl-浓度的变化特征。研究结果表明,不同水头条件下湿润峰和累积入渗量与入渗历时有显著的乘幂关系,影响顺序为10 cm>5.0 cm>2.5 cm;在脱盐区不同入渗水头土柱剖面的土壤含水量、电导率及Cl-浓度分布基本一致,而在盐分累积区,随着入渗水头的增加积盐深度减小,无论是入渗结束时还是再分布15 h,不同入渗水头脱盐效果有明显差异,表现为2.5 cm>5.0 cm>10 cm;随着入渗水头的增大,脱盐区深度略有增加,入渗结束时装土容重1.35、1.45 g/cm3的入渗脱盐深度与湿润峰的比分别为0.682和0.690,再分布条件下的比分别为0.619和0.632,在不同入渗水头作用下,再分布过程土壤的水盐运移比入渗过程缓慢。