不同潜水埋深下浅层土壤的水盐分布特征

浅层土壤水盐分布是影响植物幼苗生长的主要因子.为探讨潜水埋深对浅层土壤水盐分布特征的影响,以黄河三角洲建群种3年生柽柳苗木栽植的土壤柱体为研究对象,在咸水矿化度下(6.0 g/L),模拟设置0.3、0.6、0.9、1.2、1.5和1.8m共6种潜水水位,测定分析不同潜水埋深下,土壤表层0～ 10和10 ～ 20 cm土层的土壤相对含水量、含盐量及土壤溶液绝对浓度等水盐参数.结果表明:10 ～20 cm土壤相对含水量高于0～10 cm,随潜水水位的增加,土壤相对含水量均显著降低,且0～ 10cm土壤相对含水量随潜水水位降低幅度远高于10 ～20 cm,均在1.2～1.5m处土壤相对含水量减少率最大;0～ 10 cm土层含盐量随潜水水位的增加,表现为先升高后降低,在1.2m潜水水位处含盐量达到最大值(1.38％),比0.3m处增加106.35％.10 ～ 20 cm土层土壤含盐量随不同潜水水位的变化较为复杂,在潜水水位0.3 ～0.9m变化平稳,在1.2m处升高,在1.5～1.8m降低,在1.2m潜水水位处含盐量达到最大值(1.33％),比0.3m处增加304.04％;0～ 10 cm土层土壤溶液绝对浓度随潜水水位的增加,呈指数函数增加,以1.2m处最大(17.12％),10～ 20 cm土层土壤溶液绝对浓度随潜水水位的增加,先升高后降低,以1.2m处最大(10.10％).在0～ 20 cm土层土壤相对含水量与潜水水位呈显著负相关(P＜0.01),与土壤含盐量呈显著正相关(P＜0.05),土壤溶液绝对浓度在0 ～10 cm与潜水水位呈显著(P＜0.01)正相关,与土壤相对含水量呈显著(P＜0.01)负相关,却在10～ 20 cm与土壤含盐量呈显著(P＜0.01)正相关.该研究为黄河三角洲土壤次生盐渍化的防治及柽柳栽植管理,提供理论依据和技术参考.     

不同地下水矿化度条件下柽柳土柱的水盐分布特征

通过探讨土壤水盐分布特征对地下水矿化度的响应规律,为泥质海岸带盐碱土的合理利用和水土保持防护林的栽植管理提供科学依据.以栽植3年生柽柳苗木的土壤柱体为研究对象,在1.8m的地下水水位下,分别模拟设置淡水(0 g/L)、微咸水(3 g/L)、咸水(8 g/L)和盐水(20 g/L)4种地下水矿化度,并以不栽植柽柳的土壤柱体为对照,测定分析不同地下水矿化度处理的土壤水分、盐分以及溶液绝对浓度等水盐参数.结果表明:地下水矿化度可显著影响不同剖面的土壤水盐参数.随地下水矿化度的升高,整个土柱的含水量和含盐量均呈现升高趋势,而土壤溶液绝对浓度呈下降趋势.其中:柽柳土柱相对含水量均值在4种矿化度下,分别比对照下降24.4％、20.6％、11.3％和4.7％;微咸水、咸水和盐水矿化度下,柽柳土柱的含盐量均值,分别比对照下降6.7％、5.6％和8.7％.不同地下水矿化度条件下,随土壤深度的增加,土壤水分呈升高趋势,土壤溶液绝对浓度呈下降趋势,土壤盐分则表现为先下降再升高,并在80 cm土壤深度下,盐分达最低值.地下水矿化度的升高,有利于盐分随水分向土壤表层迁移.栽植柽柳可显著降低土柱的含水量、含盐量和土壤溶液绝对浓度,但随地下水矿化度的升高,栽植柽柳对土壤水分的降低作用在减弱,而抑制盐分作用在增强.     

一维土壤水盐运移特征研究

在分析和总结国内外有关一维积水入渗条件下土壤水盐运移规律研究成果的基础上,针对盐碱土水盐运动的基本特征,通过室内一维土壤水盐运移过程的试验研究,分析了土壤盐分浓度分布规律,为盐碱地的开发利用提供了科学依据。     

黄河三角洲不同长势柽柳对土壤水盐异质性的影响

柽柳是黄河三角洲主要的建群树种，维持其健康生长是滨海盐碱地生态修复的重要途径，而土壤水盐状况是影响柽柳生长的关键因素。本研究在黄河三角洲选定长势较差（N1）和较好（N2）的2处天然柽柳林，对比分析两处地下水状况、土壤含水率、盐分富集率及Cl-、Na+的时空变化。结果表明：① N2地下水平均埋深和矿化度都大于N1。② 雨季时N2土壤含水率高于N1，旱季则相反，尤以内围区（0 ~ 30 cm）更明显。③ 两地土壤盐分皆随深度递减，在雨季和旱季分布呈“盐谷”和“盐岛”特征，且N2的盐谷效应强于N1。④ 雨季时N2内围区（0 ~ 30 cm）Cl-、Na+含量整体低于外围区（30 ~ 90 cm），呈“左-右”空间分异，而N1呈“上-下”空间分异，再次说明N2雨季盐谷效应更强。综上，柽柳形成“盐谷/岛”效应是其适应高盐环境的重要策略。因此，通过柽柳适生种植，促进柽柳冠层生长以增强盐谷/岛效应是确保柽柳群落恢复和稳定的有效措施，有利于加快土壤盐渍化的修复，对湿地生态修复工程具有指导意义。     

幼龄香梨滴灌土壤水盐运移初步研究

研究香梨滴灌条件下土壤水盐分布特征,可为香梨合理水盐调控灌溉技术提供参考.对株行距为3 m×5 m、树龄4 a的香梨分别进行150,200,250,300mm灌溉定额滴灌试验,测定香梨生育期土壤剖面水分和盐分分布特性.结果表明:香梨生育期内,150,200mm和250mm灌溉定额使香梨根区土壤处于水分胁迫状态,不能满足香梨对水分的需求,300mm灌溉定额在香梨生育期具有洗盐效果,可作为株行距为3 m×5 m、树龄4 a的香梨节水控盐滴灌灌溉定额.进行香梨节水灌溉时,需考虑滴灌灌溉定额对土壤水盐分布的影响.     

膜下滴灌棉田土壤水盐运移简化模型

滴灌农田土壤盐分积累是关系到这一方式是否可持续的重要问题,数值模拟是研究这一问题的重要手段,然而目前缺乏针对这一问题的可用模型。该文构建了一个滴灌土壤水盐运移简化模型,通过将膜下滴灌土体划分为若干单元格,通过滴灌入渗饱和湿润体形成、毛管扩散运移2个过程实现滴灌土壤水盐运移模拟,该模型包含有降水再分配、根系吸水、土壤蒸发等水文过程。于2010年在新疆石河子大学灌溉试验站微咸水滴灌试验,对构建的模型进行校正和验证,结果显示,该模型较好地模拟了膜下滴灌土壤水分与盐分运移过程以及土壤盐分积累特征,研究结果可为膜下滴灌条件下棉田土壤盐分积累及其影响因子研究提供基础。     

不同潜水埋深条件下微咸水灌溉的水盐运移规律及模拟研究

采用大型蒸渗仪研究不同地下水埋深条件下微咸水（咸水）灌溉对土壤水盐的影响,在此基础上,建立了BP神经网络水盐耦合模型。研究结果表明：土壤中盐分含量随地下水埋深的增加而减小,随灌溉水盐分水平的增加而增大。在地下水埋深为2 m,3 m,4 m的地区,采用矿化度小于4 g/L的水进行灌溉,在夏玉米整个生长周期的0～100 cm土层内不会形成积盐现象;拓扑结构为8∶2∶2的BP网络模型,能模拟不同地下水埋深条件下微咸水（咸水）灌溉的水盐运移,且精度较高。     

有限深土体中再分布的土壤水盐运移试验研究

再分布是田间水分循环的过程之一，研究再分布的水盐运移特征对于盐碱地开发和改良工作有重要意义。该文根据实测资料，研究了在有限深度下新疆盐碱土再分布过程中水分和盐分运移特征。根据γ透射法观测的水分剖面，可获得再分布水分的动态变化过程。对盐分分布特征进行分析，可建立含盐率和盐分浓度与深度之间的指数函数关系。采用水分特征曲线预测了再分布平衡时的含水率剖面，并与新疆盐碱土再分布10 d的实测含水率剖面资料进行了对比，结果表明，该特征曲线可较好地预测再分布达到平衡时的水分运动特征。     

不同覆砂厚度对土壤水盐运移影响的实验研究

采用室内土柱模拟试验,研究了不同覆砂厚度条件下土壤潜水蒸发及蒸发后盐分(EC)分布特征,并就覆砂厚度对土壤水盐运移的影响进行了分析。结果表明:覆砂厚度对潜水蒸发的抑制率有显著效果,且抑制率随覆砂厚度的增加而升高,如当覆砂厚度1.7 cm时抑制率达到83%,当覆砂增加到3.6 cm和5.7 cm时,抑制率分别为95%和97%;土壤表层覆砂具有显著的抑盐效应,通过覆砂明显的减轻了土壤盐分向上运移和表聚,如当覆砂厚度1.7 cm时,表层盐分抑制率达到83%,当覆砂厚度为3.6 cm与5.7 cm时,盐分抑制率则分别上升到96%和97%。本试验表明,土壤表层覆砂是一种防止土壤水分蒸发,提高土壤保水能力和抑制土壤盐分表聚的有效方法,覆砂厚度达到3.6 cm是一种在新疆北疆绿洲合理覆砂厚度。     

不同潜水埋深条件下微咸水灌溉的水盐运移规律及模拟研究

采用大型蒸渗仪研究不同地下水埋深条件下微咸水(咸水)灌溉对土壤水盐的影响,在此基础上,建立了BP神经网络水盐耦合模型。研究结果表明:土壤中盐分含量随地下水埋深的增加而减小,随灌溉水盐分水平的增加而增大。在地下水埋深为2 m,3 m,4 m的地区,采用矿化度小于4 g/L的水进行灌溉,在夏玉米整个生长周期的0~100 cm土层内不会形成积盐现象;拓扑结构为8∶2∶2的BP网络模型,能模拟不同地下水埋深条件下微咸水(咸水)灌溉的水盐运移,且精度较高。     

地下水作用下微咸水灌溉对土壤及作物的影响

随着微咸水灌溉面积逐年增加,不合理的灌溉对土壤环境造成了不同程度的污染。该文采用大型蒸渗仪研究不同地下水埋深条件下微咸水灌溉夏玉米对土壤-作物系统环境因子的影响。研究结果表明：在地下水水位低于3 m地区进行微咸水灌溉,0～100 cm的土层内不会形成严重的积盐现象。当灌水水质为4 g/L时,灌水水质对土壤盐分环境的影响大于地下水埋深对其的影响。地下水埋深越深,夏玉米叶面积指数、株高及产量越小,且随灌溉水盐分水平的增加而减小,地下水埋深对夏玉米形态指标的影响大于盐分水平对其的影响。     

去电子处理微咸水矿化度对土壤水盐运移特征的影响

为探究去电子处理微咸水对土壤水盐运移的影响,该文通过室内土柱试验,分析了不同矿化度微咸水(0.14、2、3、4、5 g/L)经去电子处理后土壤水分入渗及盐分分布规律。结果表明:不同矿化度去电子微咸水土壤入渗速率及湿润锋运移速率明显大于未处理微咸水,入渗时间为200 min时,累积入渗量和湿润锋运移深度在矿化度为4 g/L时增加幅度最大。相同矿化度去电子微咸水与未处理微咸水相比,Philip入渗公式吸渗率、Green-Ampt入渗公式饱和导水率及湿润锋处吸力均显著增加。去电子微咸水能够显著提高土壤的持水效率和上层土壤盐分的淋洗效果,矿化度为4 g/L时,相对淋盐率和Na+相对淋洗率最大。该研究表明去电子化处理能够改善土壤水盐运移特性,有利于微咸水安全利用。     

控制暗管排水下土壤剖面水盐分布与变化特征

控制暗管排水可改变土壤水盐运移从而影响灌区盐渍化程度和土壤水分状况。为探讨土壤水盐分布与变化及其受控制排水与间距的影响,以河套灌区义长试验站暗管排水试区为对象,选取玉米生长期内典型灌溉周期开展研究。分析了控制排水及其间距变化下土壤水盐剖面静态分布与动态变化及灌水前后土壤水盐变异特性。结果表明：与自由排水比,控制排水提高了土壤剖面8.27%的相对含水率,增大了灌水期的含水率增幅,减少了间歇期的含水率降幅;控制排水还提高了土壤剖面盐分的分布均匀性,灌后的水平与垂向变异系数分别降低了45.88%和32.55%;同时,控制排水降低了土壤剖面36.73%的盐分含量,增大了灌水期29.17%的剖面脱盐区域,减少了间歇期14.29%的剖面积盐区域。控制排水基础上减少间距降低了灌水期的含水率增幅并增加了间歇期的含水率降幅,提高了灌前土壤盐分的水平分布均匀性却降低了灌后土壤盐分的水平分布均匀性。控制排水较高的盐分分布均匀性和脱盐效率及保墒效应有助于控制土壤次生盐渍化和提高农业用水效率。     

海冰水盐分浓度及灌溉次数对土壤水分和棉花产量的影响

为了探讨环渤海地区海冰水灌溉技术,于2008年采用微区试验,研究了海冰水不同盐分浓度（1、3、5、7、9 g/L）和不同灌溉次数对土壤水分及棉花产量的影响。结果表明,采用海冰水灌溉能明显提高土壤水分含量,尤其以播种前灌溉和苗期灌溉效果最佳,当每次灌溉量为450 m3/hm2时,与不灌溉相比,土壤含水率增幅为22.85%～31.32%,可以有效缓解棉田春季旱情。不同处理的棉花,以盐分质量浓度1 g/L海冰水、灌溉3次的处理的产量、平均果枝数以及单颗棉桃质量3项指标均为最高,比不灌溉处理增产38.63%;其次为盐分质量浓度3 g/L海冰水灌溉2次的处理,增产率为 29.8%。随灌溉水矿化度增加,产量呈现递减趋势,盐分质量浓度为9 g/L、灌溉3次的处理与不灌溉处理相比出现显著减产,减产率为28.48%。综合考虑海冰水长期灌溉效应及海冰脱盐技术,建议采用盐分质量浓度3 g/L海冰水进行棉田灌溉,降雨正常年份以播种前和苗期2次灌溉为宜,每次灌水量450 m3/hm2,并要注意配合必要的灌溉和排水措施。     

地下水埋深对膜下滴灌棉田水盐动态影响及土壤盐分累积特征

为了探究不同地下水埋深条件下膜下滴灌农田的水盐运移规律,于2012—2016年在新疆库尔勒绿洲,对采用膜下滴灌结合冬春灌压盐的棉田开展定位观测,在不同位置处150 cm深土壤剖面进行水盐监测,探究不同生育阶段地下水埋深与土壤水盐含量的关系。结果表明,膜下滴灌农田土壤水分呈反"S"型分布,土壤盐分呈"酒杯"状表聚型分布;试验期内地下水埋深从2~3 m增加到5~6 m,相应地苗期和非生育期返盐程度显著降低,收获期盐分含量下降;5a来土壤含盐量从6.5 g/kg下降到1 g/kg,土壤累积含盐量与地下水埋深呈负的指数关系;深层水分交换量表明土壤水和地下水间的联系明显减弱。建议将类似地区的地下水埋深控制在3.5 m左右,膜下滴灌结合冬春灌淋洗可有效抑制土壤层盐分累积,并可保证自然植被的生态需水。     

耕作期内土壤水分和盐分运动规律——试验设计及水盐变化

[目的]分析灌溉期内土壤水盐变化规律,为改进灌区耕作期灌溉制度存在的现行问题,土壤盐碱化治理以及研究节水型灌溉工程的实施对生态环境的影响提供科学指导。[方法]考虑土壤质地、灌溉方式、作物种植等因素进行试验点、观测点的布设,通过常规方法对水分变化、含水率、土壤盐分、地下水盐分等方面进行了计算分析,在此基础上,对其影响因子(灌溉方式、灌溉制度等)进行相关性分析。基于2a耕作期内时空变化监测数据分析土壤水分、盐分运动变化特点。[结果]耕作期土壤含水率随土层深度增加而增加,含水率变化频率随土层深度增加而减少。[结论]耕作期内,在地下水埋深较浅的情况下,过大的降雨量(灌水量)并不能得到更高的脱盐效率,甚至可能降低脱盐率,表层土壤呈现较明显的脱盐过程;地下水盐分变化与降雨关系密切。     

微咸水灌溉条件下含黏土夹层土壤的水盐运移规律

黏土夹层影响着土壤水盐运移及分布,为了研究在含黏土夹层的土壤中进行微咸水灌溉时土壤的水盐运移规律,进行了春小麦微咸水灌溉大田试验,并在此基础上运用数值模型对土壤盐分累积趋势进行了模拟预测。结果表明,黏土夹层对土壤水盐运移具有显著的阻碍作用,黏土夹层以上土壤平均含水量、含盐量呈随灌溉水矿化度增大而增加的趋势,黏土夹层以下各处理土壤水盐分布几乎不受微咸水灌溉的影响;大定额冬溉洗盐后,各处理0～70 cm土层最大积盐率仍高达65.7%,部分盐分滞留在黏土夹层以上;土壤盐分分布预测结果表明,微咸水连续灌溉5 a后,灌溉水矿化度为4和5 g/L的处理土壤盐渍化倾向明显,不宜在含黏土夹层地区长期使用矿化度>3 g/L的微咸水进行灌溉,否则将对土壤环境产生严重危害。     

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。