灌溉条件下超根层黄土中水盐运移试验研究

黄土原灌区灌溉条件下超根层黄土中水盐运移试验成果分析表明：水分分布在埋深1．8m和7．8m附近具有2个明显的峰值带；盐分在土壤表层、3．2m和7．8m附近有3个峰值带。其原因是黄土的岩性、表层土的蒸发和灌溉水入渗的微孔隙渗流形成峰值带的综合作用的结果。灌溉入渗水运移具有微孔隙渗流和优先流的双重特征，优先流运移迅速，微孔隙渗流集中湿润峰运移缓慢；在盐分随水运移的过程中，表现出明显的低值带盐分产生吸附和高值带盐分被淋洗的现象。     

冻融条件下苏打盐渍土的水盐变化规律研究

冻融作用是导致我国北方半干旱地区土地盐渍化的主要原因之一。以吉林西部大安市为研究区域,通过野外调查和样品采集,开展了盐渍土的室内试验,研究了冻融过程中土壤水盐的运移规律。研究结果表明：该地区土壤中的水盐在冻融过程中经历了两次迁移过程,不同阶段具有各自的特点。冻结过程中,未冻层的水不断向冻层迁移并随之冻结,盐分亦随水分迁移;融化过程中,未融化的冰层阻碍水盐下渗,上层滞水向表层运移并蒸发,使表层盐分急剧增加。在水盐运移过程中,电导率与总盐的变化具有良好的相关关系。室内模拟试验为进一步阐明该区盐渍土的形成机理与影响因素提供了科学依据。     

冻融期膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律研究

为探究冻融期膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律,于2016年12月～2017年4月在石河子大学节水灌溉试验站进行田间试验。结果表明:在3月4日棉田土壤最大冻深为60 cm。土壤温度受气温变化的影响随深度增加而逐渐减弱,并表现出一定的滞后性,土壤温度变化的滞后性随深度增加没有一定规律性。土壤冻结期,土壤水分由非冻结层向冻结层运移,盐分随着土壤水分自土壤深层向表层聚集;土壤消融期,在强烈地表蒸发作用下土壤表层水分下降,土壤盐分不断向地表运移,使上层土壤盐分含量升高。冻融过程使土壤各土层的水分自上而下呈现出增加-减少-增加的变化规律,形成土壤水分再分布现象。而土壤盐分呈现积盐-脱盐-返盐的规律,形成土壤盐分再分布的现象。冻融期土壤水分和土壤盐分的变异性变化趋势基本保持一致,符合盐随水走的运移规律。冻融过程中90 cm处的土壤水盐和变异系数都达到最大值。该研究结果对绿洲膜下滴灌可持续发展以及土壤次生盐碱化的防治,有着重要的意义。     

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。     

长期滴灌棉田耕层土壤盐分累积特征分析

针对长期膜下滴灌棉田灌区土壤次生盐渍化问题,分析了膜下滴灌条件下土壤盐分随种植年限的变化特征。结果表明,在实施膜下滴灌的最初1~5年,土壤盐分整体呈现随种植年限的推后而降低的趋势,表层5 cm及深层100 cm始终处于积盐趋势;实施膜下滴灌技术6年以上的地块,其盐分值基本保持在0.2%左右,处于完全脱盐状态,土壤盐分恢复新的平衡。该试验结果可以为试验区膜下滴灌技术的应用提供理论参考,对水土资源的可持续利用有着重要的意义。     

长期滴灌棉田耕层土壤盐分累积特征研究

针对长期膜下滴灌棉田灌区土壤次生盐渍化问题,研究了膜下滴灌条件下土壤盐分随种植年限的变化特征,结果表明:在实施膜下滴灌的最初1―5年,土壤盐分整体呈现随种植年限的推后而降低的趋势,表层5cm及深层100cm始终处于积盐趋势;实施膜下滴灌技术6年以上的地块,其盐分值基本保持在0.2%左右,处于完全脱盐状态,土壤盐分恢复新的平衡。本研究可以为试验区膜下滴灌技术的应用提供理论参考,对水土资源的可持续利用有着重要的意义。     

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。     

滴灌条件下盐渍化土壤盐分运移规律的研究

滴灌条件下盐渍化土壤盐分运移规律是开发利用盐渍化土地资源、防止土壤次生盐渍化的基础。文章综述了国内外的相关研究成果 ,为滴灌技术在改造和利用盐碱地中的应用提供了思路 ,并为滴灌条件下盐渍化土壤盐分运移规律的进一步研究提出一些建议     

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。     

干旱区春灌前后土壤典型控盐因子动态演化特征

为评价干旱区春灌前后典型控盐因子动态,对春季漫灌前后的气象特征、土壤剖面水分重分布、地下水水位水质进行了系统监测。分析结果表明,春灌播前的4月～6月,蒸降比达12.2,气象因素是表层盐分运移的重要驱动因子;漫灌后45日内,100 cm深度受土面蒸发影响较弱,40 cm处土壤容重较大,持水性相对较好;漫灌条件,通过优先流对地下水有一定深层渗漏补给,但地下水位在蒸发最大影响深度以下,在播前非生育期不存在潜水蒸发对表层的返盐作用。     

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.     

沿海滩涂淤泥质黏土水盐迁移试验分析

我国沿海滩涂土壤盐渍化程度较高,作为土壤生态环境问题之一备受关注,研究土壤水盐运动规律是改良盐渍化土壤的理论基础。以沿海滩涂淤泥质黏土为研究对象,基于土壤盐分静态迁移试验和室内一维土柱试验,对淤泥质黏土盐分迁移规律和机理进行分析。结果显示:在静置状态下,相同迁移时间内,水体体积越多,盐分迁移速度越快,盐分迁移率越高;在一维水动力弥散条件下,水力坡度越大,水动力弥散作用越显著,盐分迁移的速度越快,盐分迁移率越高。     

土壤蒸发强度随土壤溶液盐分的变化研究

采用室内试验方法,研究不同种类盐分在相同土质、相同供水条件以及相同外界环境条件下,土壤蒸发强度随土壤溶液盐分的种类和浓度的变化规律。研究结果表明:在同等条件下,含盐土壤蒸发强度小于不含盐土壤,而且随着盐分浓度的增加,其蒸发强度逐渐减小,但各试验组蒸发强度随盐分浓度的变化规律有所差异;在一定的浓度条件下盐分浓度的增加对蒸发速率影响不大,超过了一定浓度范围,盐分浓度越大,蒸发速率越小。不同种类含盐试验组处于相同的初始盐分浓度情况下,蒸发速率呈现出比较明显的差异,即KCl > CaCl₂ > NaCl > MgSO₄。     

黄河口盐沼湿地植被群落适宜生境模拟Ⅱ：应用

在径流和潮汐的共同作用下,黄河口三角洲天然盐沼植被具有明显的带状分布特征。本文基于盐沼植被对土壤水盐的响应机理构建地下水动力-种群动力学生境耦合模型,模拟了径流和潮汐共同作用下,黄河三角洲不同土壤水盐条件下盐沼植被适宜生境及生物量的时空分布。以不同年份黄河利津站的水资源量为依据,模拟了最大年、丰水年、平水年和枯水年和最小年5种水文年时间序列方案,模拟不同河流径流过程对河口盐沼植被的影响。研究发现盐沼植被在研究区内的适宜生境在黄河两岸呈带状分布,在距离黄河较远的区域呈散点状分布;芦苇的生物量积累主要发生在较窄的条带上,而翅碱蓬和柽柳的生物量积累均匀分布在面状区域,3种盐沼植被在散点状适宜生境上均无生物量积累;丰水年情景下生长季内适宜生境月均面积最大,达研究区总面积的16.66%;而枯水年情景生长季内月均生物量最多,最大达13.86万t。研究构建了地下水动力-种群动力学生境耦合模型,能够定量化模拟不同径流情景下河口湿地地下水、土壤水盐条件及盐沼植被适宜生境与生物量分布规律,以期服务于河口三角洲盐沼植被保护与修复。     

再生水滴灌作物生育期内土壤中氮素 动态变化规律研究

采用大田试验方法，以地下水滴灌为对照，分析研究了再生水滴灌条件下土壤中氮素随作物生育期的动态变化规律。结果表明：再生水滴灌条件下，表层土壤中NH+4-N浓度的峰值变化情况为：再生水滴灌>50%再生水滴灌>地下水滴灌。NH+4-N在0~40 cm处浓度较高，40 cm以下深度处，NH+4-N积累量极少。在整个生育期内，NO-3-N在土壤中呈逐渐增加的趋势，但增加幅度不明显。     

再生水滴灌土壤中砷（As）时空分布规律试验研究

为研究再生水中污染物As在土壤中迁移转化规律,以地下水滴灌为对照,对生长季内大棚蔬菜进行再生水滴灌试验研究,分析探讨了再生水滴灌后7天内土壤不同深度中As积累分布和运移情况。结果表明:滴灌后第1天,土壤表层As浓度最大,滴灌后第3天100 cm深度处As浓度最大,表层土壤As浓度略有降低,第5天到第7天,各层土壤As浓度接近,80~120 cm处浓度最大,深度低于120 cm时As浓度随深度增加而略降低。生长季内及生长季后土壤As随着灌水次数增加而变化,具体情况为,表层土壤As蓄积增加,土壤深度80~120 cm处As增加较少,200 cm处As浓度减小。因此,适当浓度再生水滴灌情况下,土壤深层As浓度符合《土壤环境质量标准》的标准限值,适当浓度的再生水滴灌不会造成As污染。     

奥林匹克森林公园人工湖营养盐与藻类生长规律研究

城市再生水回用于景观水体的主要问题是水体富营养化导致水华的暴发。奥林匹克森林公园水面是世界上迄今为止规模最大的以再生水为主要水源的人工水景,在现有处理水平下,再生水带来的营养盐会促进藻类的生长(特别是磷的影响更加显著)。通过2008年的跟踪试验,研究结果表明再生水厂出水水质稳定达标,奥林匹克森林公园水系没有出现水华,水系水质达到设计功能。     

灌溉水中盐分对土壤结构性质及水流运动特征的影响

再生水和微咸水等用于农田灌溉对缓解农业用水紧缺、保证粮食稳产高产方面作用显著。但这些非常规灌溉水中的盐分进入受灌农田土壤会引起土壤结构性质的改变,进而引起入渗水流运动特征的变化,增大了农业灌水和施肥的管理难度及地下水受污染的风险。本文通过室内灌水入渗试验,研究了灌溉水盐分浓度(0、1.0、3.0和5.0 g/L)、灌水频率(1天1次、2天1次、4天1次)、含盐灌溉水-清水交替灌溉模式(纯清水灌溉、纯含盐灌溉水灌溉、含盐灌溉水-清水交替灌溉)对受灌土壤容重、团聚体结构稳定性、孔隙结构特征、地表入渗性能以及入渗水流运动非均匀特征的影响。结果表明,适度的盐分浓度、较低的灌水频率但较大的灌水定额、含盐灌溉水-清水交替灌溉均有利于提升土壤团聚体的稳定性、抑制土壤板结、改善受灌土壤的地表入渗性能、降低入渗水流运动的非均匀性。研究成果对再生水和微咸水农田灌溉制度设计具有参考价值。     

河套灌区耕地-荒地-海子间水盐运移规律及平衡分析

内蒙古河套灌区引水量逐年减少,输入灌区的盐分无法有效排出,灌区内部盐分迁移规律发生了较大变化。针对此现状,通过2年现场观测试验,开展了耕地-荒地-海子间水力联系及水盐动态研究。采用土壤水动力学与溶质动力学方法,对耕地—荒地—海子系统分别构建水量和盐量平衡模型,进而揭示了耕地—荒地—海子系统间水分和盐分运移关系。结果显示:在作物生育期,土壤非饱和带及地下储水量?S分别平均减少了35.05、138.2和195.7 mm,耕地、荒地和海子均处于水分消耗状态。基于Surfer软件Grid Vector Map与耕地—荒地—海子系统水量和盐量平衡模型,发现在2017年和2018年作物生育期,耕地地下水向荒地的迁移率平均值分别为78.75%和79%;荒地地下水向海子的迁移率平均值分别为44.3%和46.3%。耕地腾发量ET平均值比荒地和海子边界的分别高32%和29.15%,海子亏水631.2～706.3 mm,如果没有水分补给,海子将会面临干涸危险;在灌溉条件下,耕地地下水盐分平均增加861.45 kg/(hm~2/a),耕地地下水迁移给荒地的平均盐量为3231.90 kg/(hm~2/a),荒地地下水迁移给海子的平均盐量为3139.7 kg/(hm~2/a)。研究结果为灌区水盐调控提供了基本依据。     

暗管排水条件下土壤水盐运移特征试验研究

合理有效地治理开发盐碱地对农业生产及生态建设具有重要的实际意义。利用江苏滨海滩涂盐碱土壤，采用暗管排水的方法，进行了室内渗流槽试验，物理模拟土壤排盐过程。研究发现受暗管排水影响，土壤盐分极易排出，可有效地降低土壤盐度；表层土壤盐分运移主要受降雨量影响，盐分下降速率最快；深层土壤受上部土壤盐分的累积和降雨共同影响，盐分下降速率存在滞后性。数学模型Hydrus模拟与物理实验结果相似，并预测了试验后3个月的土壤盐分。