咸淡水交替淋溶下土壤盐分运移试验

为确定咸淡水交替灌溉后土壤盐分的运移规律,采用2 g/L,4 g/L两种矿化度的咸水分别与淡水连续、交替淋溶室内土柱,初步研究了咸淡水交替淋溶下土壤盐分的变化规律。研究结果表明:咸淡水交替淋溶下土壤表层盐分逐渐下移,两个试验处理的土柱都出现积盐情况,且4g/L时的积盐量大于2 g/L时的积盐量,土壤溶液中Na+,Ca2+的分布与EC值的变化规律基本一致,在此条件下盐分的增加没有引起土壤的碱化,灌水结束后,两个试验处理的土壤溶液EC值都小于4 dS/m,在作物耐盐的范围内,可推广应用到大田咸淡水交替灌溉中。     

盐渍化土壤环境下微咸水利用模式探讨

为探讨盐渍化土壤环境下微咸水的利用模式,在内蒙河套灌区的典型盐渍化试验区开展了微咸水灌溉试验,并针对盐渍化土壤的空间变异性,以试验实测数据及SWAP模型为基础构建了区域土壤水盐运移模型系统。田间试验结果表明,在盐渍化土壤上进行咸水灌溉,生育期土壤呈积盐状态,但其未对作物生长及产量构成较大威胁;基于区域土壤水盐运移模型系统进行了不同微咸水利用方案的数值试验,结果显示,生育期各方案都有所积盐,但经过秋浇灌溉后,土壤积盐大幅度减少,研究区整体处于脱盐状态,并得出盐渍化土壤条件下对区域土壤环境影响较小的生育期咸淡水轮灌优化方案,即1水90mm （淡水） 、2水75mm （淡水） 、3水115.5mm （3.84g/l微咸水）、4水115.5mm （3.84g/l微咸水） 的 “淡咸咸” 灌溉模式。     

干旱扬黄灌区漫灌方式下土壤水盐运移模拟

干旱扬黄灌区田间灌溉过程的水盐运移具有独特性。选取甘肃景电灌区的典型试验点,构建基于HYDRUS-2D软件的土壤水盐运移模拟模型,模拟了间歇性定额灌水-蒸散发条件下饱和-非饱和土壤盐分的运移过程。结果表明,经过两次灌水-蒸散发循环试验,各试验点耕作层土壤平均含盐量均大幅下降,土壤盐分缓慢下移,耕作层土壤脱盐趋势明显。各试验点耕作层土壤在灌水压盐及蒸散发返盐双重作用下,交替发生了脱盐和积盐现象。灌溉和蒸散发是影响干旱扬黄灌区田间土壤水盐运移的重要因素。灌水定额取4 000~6 000 m3/hm2的土壤脱盐效率较高,且首轮灌溉使田间0~100 cm土层含水率达到饱和、后几轮灌溉逐步增加灌水量的灌溉方案更有利于排出田间土壤盐分。     

土壤水盐运移数学模拟的研究与进展

土壤水盐模型是了解土壤水盐动态变化规律、进行农田水盐模拟和预报的最有效的方法之一.本文围绕国内外土壤学者在农田土壤水盐运移方面的研究成果,就土壤中常用的几种数学模型的研究现状进行阐述,对水盐运移模型的数值解法进行探讨.     

滴灌条件下干旱区农田水盐运移及调控研究进展与展望

以滴灌为代表的节水灌溉技术在我国干旱区大面积推广应用,提高了水肥利用效率,也改变了农田水盐运移模式。一方面,地下水位下降,土壤水与地下水之间的联系减弱,减少了潜水蒸发带来的盐分,使得土壤盐碱化减轻;另一方面,由于缺乏洗盐水量,导致积累在土壤表层的盐分不能及时淋洗入深层,表层土壤盐碱化加重。本文通过回顾滴灌技术在干旱区的应用和研究,系统分析了滴灌条件下干旱区农田土壤水盐运移特点和盐分累积规律,概括了不同作物的水盐响应特征,总结了不同滴灌条件下的土壤水盐数值模型,归纳了目前常用的土壤水盐调控方法。在此基础上提出了需要进一步研究的问题和方向,包括:进一步揭示滴灌条件下土壤水盐运移及累积特征,科学制定农田水盐调控方案;进一步揭示作物水盐耦合响应动力学机制,科学确定调控阈值;发展具有我国自主知识产权的水盐运移和作物生长耦合模拟软件;构建基于生态格局的农田排水和区域盐分处置模式。     

咸淡水交替隔沟灌溉对土壤盐分及夏玉米产量的影响

为研究时空交替模式下咸淡水灌溉对土壤盐分及夏玉米产量的影响,在河北南皮对夏玉米4个生育期(出苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期)采用微咸水(4 g/L)、淡水(1 g/L)进行咸淡水交替隔沟灌溉的遮雨测坑试验。根据不同的咸淡水灌溉模式组合,分为4个处理:处理1-全生育期4条沟均为"淡咸淡咸"交替沟灌;处理2-全生育期沟1和沟3均灌淡水,沟2和沟4均灌咸水;处理3-全生育期沟1和沟3淡咸交替,沟2和沟4咸淡交替;对照CK处理-全生育期4条沟均为淡水灌溉。结果表明:夏玉米收获后,各处理土层土壤盐分和离子累积程度大小关系为全生育期灌淡水的CK处理咸淡水交替隔沟灌的处理3 咸淡水固定隔沟灌的处理2和淡咸淡咸交替灌的处理1;较全生育期淡水处理,咸淡水交替灌溉减产率为24. 8%,咸淡水固定隔沟灌溉减产率为22. 1%,咸淡水交替隔沟灌溉减产率为11. 3%;在全生育期相同咸淡水灌溉量的情况下,选择咸淡水交替隔沟灌溉方式土壤盐分累积量最小,较全淡水节约淡水量50%。可为缺乏淡水资源的华北平原灌区夏玉米灌溉提供参考。     

西北内陆地区微咸水交替灌溉试验研究

我国西部内陆地区淡水资源紧缺,微咸水的开发利用成为缓解农业水资源紧缺的重要措施。本研究在西部内陆地区进行了不同矿化度的微咸水交替灌溉试验,采用在玉米生育中期进行咸水灌溉的措施,研究了交替灌溉对当地土壤水盐运移规律以及作物产量的影响。研究结果表明依据农民的灌溉习惯,土壤水分能较好的满足玉米生长的需求;在灌溉淋洗及蒸发积盐的双重作用下,收获后各处理的土壤含盐量均较播种前有所降低;3 g/L和5g/L的微咸水灌溉处理条件下玉米的产量下降均小于10%。     

支持向量机在三江平原井灌水稻需水量预测中的应用

探讨了支持向量机在水稻需水量预测中的应用.在介绍支持向量机基本思想和回归算法的基础上,利用此方法对三江平原井灌水稻生育期内需水量进行预测.结果表明:该方法具有速度快,泛化能力强,并具有较高的模型拟合和预测精度,为当地制定合理的节水灌溉制度提供理论依据.     

基于PSO-SVM的来水量预测模型

由于中小河流径流量复杂的变化特征,来水量有效预测模型建立较为困难,建立来水量预测的支持向量机模型,并对支持向量机进行了优化,选取河流径流量的数据样本对模型进行训练与预测,与实际值进行比较,同时用BP神经网络模型对相同的数据样本进行预测,并对两种模型的预测数据进行分析比较,结果表明,改进的支持向量机(PSO-SVM)具有较高的预测精度。     

盐碱地膜下滴灌土壤水盐变化规律试验分析

膜下滴灌技术是一种既节约水资源又能适时调控土壤水盐运移的灌溉技术,在新疆已得到普及推广。在田间情况下,研究盐碱地膜下滴灌土壤水盐变化规律,对合理控制盐碱地土壤盐分具有重要的指导意义。试验结果表明,随着灌水时间和灌水量的增加,盐碱地上层土壤水盐整体呈现下降趋势,待灌水期结束后,盐分又逐步回升。     

土壤容重对膜孔灌盐土水盐 运移分布影响

通过室内土壤膜孔灌盐土水分入渗试验,分析了土壤容重对膜孔灌盐土水盐运移分布的影响。结果表明：（1）土壤容重越大,相同入渗时间的累积入渗量越小,相同灌水量下土壤湿润范围越大;（2）入渗结束时,土壤含水量以膜孔为中心呈等值线分布,土壤容重越小,相同位置的土壤含水量越大;（3）膜孔灌对盐土有明显的淋洗作用,膜孔附近土壤盐分含量远低于本底值,湿润体边缘有较高盐分累积;（4）相同灌水量下,土壤容重越小,盐分淋洗范围越大。以上研究结果可以为盐土上膜孔灌合理灌溉提供参考依据。     

灌溉定额和灌溉水矿化度对土壤水盐动态影响研究

在甘肃省石羊河流域开展春玉米咸水灌溉田间试验,通过测定土壤含水量和含盐量,研究了灌溉定额和灌溉水矿化度对土壤水盐动态的影响.研究结果表明:灌溉定额与灌溉水矿化度均对土壤水分影响明显,随着灌溉定额和灌溉水矿化度的增加,土壤含水率越大;灌溉定额与灌溉水矿化度均对土壤盐分影响明显,土壤盐分累积量随着灌溉定额和灌溉水矿化度的增加而增大;收获后与播种前相比,0~100 cm土层,除淡水充分灌溉处理脱盐外,其余各灌溉处理均呈现积盐,并且随着灌溉水矿化度的增大,盐分累积量也越大,其中灌溉水矿化度为6 g/L的轻度缺水灌溉处理积盐量最大,最大值为0.838 g/kg.     

Approach of water–salt regulation using micro-sprinkler irrigation in two coastal saline soils

This study aimed to investigate whether saline silt and sandy loam coastal soils could be reclaimed by micro-sprinkler irrigation. The experiments were run using moderately salt-tolerant tall fescue grass. Micro-sprinkler irrigation in three stages was used to regulate soil matric potential at a 20-cm soil depth. Continued regulation of soil water and salt through micro-sprinkler irrigation consistently resulted in an increasingly large low-salinity region. The application of the three stages of soil water–salt regulation resulted in an absence of salt accumulation throughout the soil profile and the conversion of highly saline soils into moderately saline soils. There were increases in the plant height, leaf width, leaf length, and tiller numbers of tall fescue throughout the leaching process. The results showed that micro-sprinkler irrigation in three soil water and salt regulation stages can be used to successfully cultivate tall festuca in highly saline coastal soil. This approach achieved better effects in sandy loam soil than in silt soil. Tall fescue showed greater survival rates in sandy loam soil due to the rapid reclamation process, whereas plant growth was higher in silt soil because of effective water conservation. In sandy loam, soil moisture should be maintained during soil reclamation, and in silt soil, soil root-zone environments optimal for the emergence of plants should be quickly established. Micro-sprinkler irrigation can be successfully applied to the cultivation of tall fescue in coastal heavy saline soils under a three-stage soil water–salt regulation regime.     

石羊河流域咸水灌溉下土壤水盐动态及春玉米产量模拟

为了探究石羊河流域地下咸水资源的利用方式,利用春玉米咸水灌溉田间试验观测资料对SWAP(SoilWater-Atmosphere-Plant)模型参数进行了率定和检验,并利用率定参数后的SWAP模型模拟了较长时期咸水灌溉对土壤盐分动态及春玉米产量的影响。研究结果表明:土壤含水量、土壤含盐量和春玉米产量的实测值与模拟值吻合较好,均方误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)均在允许的误差范围之内,经过率定和检验后的SWAP模型可以用于研究区春玉米咸水灌溉的模拟;较长时期咸水灌溉模拟结果表明,在模拟期内,矿化度在3. 0 mg/cm~3以下的微咸水灌溉土壤盐分累积量在2. 8 mg/cm~3以下,春玉米减产幅度在20%以内,矿化度在6. 0 mg/cm3以上的咸水灌溉土壤盐分累积量在4. 0 mg/cm~3以上,春玉米减产幅度在38%以上。在研究区可以较长时期利用灌水矿化度低于3. 0 mg/cm~3的微咸水进行灌溉,土壤积盐量较少,对春玉米产量影响较小,可以达到合理利用地下咸水资源的目的。     

咸水灌溉下制种玉米水分利用效率的研究

为了探究石羊河流域地下咸水资源的利用方式,在西北干旱区的石羊河流域开展了咸水灌溉田间试验,通过测定土壤含水率和制种玉米产量指标,研究咸水灌溉对制种玉米耗水量、产量、水分利用效率和灌溉水分利用效率的影响.研究结果表明:在相同灌溉水量条件下,不同灌水矿化度对制种玉米的耗水量影响不明显;随着灌水矿化度的增加,制种玉米的产量逐渐降低,3 g/L的微咸水灌溉与淡水灌溉相比,减产幅度在20%以下,而9 g/L的高矿化度的咸水灌溉减产幅度在30%以上;水分利用效率和灌溉水分利用效率具有与产量类似的规律.因此,在研究区短时期采用3 g/L以下的微咸水进行灌溉,对制种玉米减产幅度、水分利用效率和灌溉水分利用效率的影响较小.     

The Pros and Cons of Encouraging Shallow Groundwater Use through Controlled Drainage in a Salt-Impacted Irrigation Area

Encouraging shallow groundwater use through water table management or controlled drainage in irrigated areas can relief crop water stress under water shortage condition. But substituting fresh irrigation water with saline groundwater may speed up salinity buildup in the crop root zone, and consequently increase water use for salt leaching. With a proposed analytical model, this paper presents a case study demonstrating the effect of encouraging shallow groundwater use through controlled drainage on salt and water management in a semi-arid irrigation area in northwestern China. Based on the average rainfall condition, the model assumes that salt accumulates in the crop root zone due to irrigation and shallow groundwater use; till the average soil salinity reaches the crop tolerance level, leaching irrigation is performed and the drainage outlet is lowered to discharge the salt-laden leaching water. For the relatively salt tolerant crop–cotton in the study area, the predicted leaching cycle was as long as 751 days using the fresh water (with salinity of 0.5 g/L) irrigation only; it was shortened to 268 days when the water table depth was controlled at 2 m and 23% of the crop water requirement was contributed from the saline groundwater (with salinity of 4.43 g/L). The predicted leaching cycle was 140 days when the water table depth was controlled at 1.5 m and groundwater contribution was 41% of the crop water requirement; it was shortened to 119 days when the water table depth was controlled at 1.2 m and the groundwater contribution was 67% of the crop water requirements. So the benefit from encouraged shallow groundwater use through controlled drainage is obtained at the expense of shortened leaching cycle; but the shallow groundwater use by crops consists of a significant portion of crop water requirements, and the leaching cycle remains long enough to provide a time window for scheduled leaching in the off season of irrigation. Weighing the pros and cons of the encouraged shallow groundwater use may help plan irrigation and drainage practices to achieve higher water use efficiency in saline agricultural areas.     

咸水灌溉技术试验研究

汾河三坝灌区咸水灌溉技术试验结果表明：先淡后咸灌水方式比先咸后淡灌水方式冬小麦、春玉米、棉花分别增产６６ ％ 、４２ ％ 、５２ ％ ，比单用咸水灌溉增产３９１ ％ 、７９ ％ 、２６３ ％ 。在淡水资源许可的情况下，应采用咸、淡水轮灌，并且尽可能保证苗期淡水灌溉。三种作物生育期的土壤含盐量、相对溶液浓度以先淡后咸的灌水方式对作物生长较为有利。