膜下滴灌土壤水盐运移研究综述

膜下滴灌技术是覆膜种植技术与滴灌技术有机结合的一种新的灌溉技术.该技术不仅具有能够实现节水增效,而且能够降低作物根区土壤盐分.通过从膜下滴灌土壤水盐运移影响因子、时间与空间尺度的运移特征等方面综述了国内有关膜下滴灌土壤水盐运移的最新研究进展和成果,以期科学评价和推广应用该项技术.     

Surfer软件在田间膜下滴灌实验中的应用

田间棉花膜下滴灌的优点是通过滴头持续不间断的供水,使水分入渗至作物主根区,将盐分带出根系.因此,滴头下方水分湿润体大小、形状以及土壤水盐分布与作物生长有着密不可分的关系,利用surfer软件能够很好的绘制出滴灌前后土壤水分含量和盐分含量的等值线图,对进一步分析田间滴灌试验土壤水盐运移十分有利.本文利用棉田膜下滴灌试验数据,结合Surfer软件,对膜下滴灌条件下土壤水盐空间分布进行研究,为了解棉花大田滴灌提供了基础资料.     

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。     

膜下滴灌条件下土壤盐分分布特点初探

膜下滴灌条件下,棉田土壤盐分分布、运移、土壤次生盐碱化、地下水位变化等因素将对棉花的生长发育产生相应的影响。实验根据滴灌条件下土壤水盐运移变化的特点,建立长期土壤剖面盐分变化特征预测模式,为盐碱地的综合开发利用和棉田土壤次生盐渍化防治提供新的思路和技术,增加应用膜下滴灌技术的经济、社会、生态效益。     

日光温室膜下滴灌番茄节水灌溉模式试验研究

试验研究表明番茄膜下滴灌比沟灌节水,增产省工,膜下滴灌仅为沟灌用水量的75%,增产36.8%。膜下滴灌可使作物根系层的水分条件始终处在最优状态下,同时能够保持土壤具有良好的透气性,能调节土壤水、气、热,有利于作物生长发育,使作物缓苗快,上市早、品质高。膜下滴灌能改变农田生态环境,使番茄病毒危害减轻,是增产,增值的防止病害的有效途径,其经济效益显著。     

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。     

膜下滴灌条件下KNO_3肥液浓度对土壤水盐运移的影响

为了研究膜下滴灌条件下不同肥液浓度对土壤中水盐分布规律的影响,通过大田作物试验,采用滴灌系统进行水肥一体化灌溉,测量不同KNO_3肥液浓度下土壤含水率、含盐量,并对水盐分布规律进行分析。结果表明,土壤含水量越大的地方,含盐量越小;肥液浓度对于土壤水分的分布情况无明显影响,但对含盐量影响明显;随肥液浓度增大,表层土壤中含盐量变大,深层土壤中变化规律不明显;试验中土壤盐分运移耦合性较好,可为揭示膜下滴灌条件下水盐运移规律提供参考。     

不同滴灌方式对棉田土壤盐分的影响

采用田间抽样调查分析的方法,研究了不同滴灌方式对新疆棉田土壤盐分的影响。结果表明,采用滴灌施肥8年后,0-100cm土体土壤总盐平均质量分数膜下滴灌比地下滴灌高10．98％;在20cm以上土层,土壤总盐平均质量分数地下滴灌比膜下滴灌高出23．35％;在60-100cm土层,土壤总盐平均质量分数膜下滴灌比地下滴灌高出85．99％。造成不同灌溉方式下土壤总盐质量分数差异的主要离子为Cl-和Na＋。膜下滴灌条件下,土壤Cl-和Na＋的质量分数较高。试验区采用地下滴灌时,应防止地表盐分的积累,同时,应结合喷灌或地面灌溉,解决棉花苗期的土壤水和盐的问题。     

膜下滴灌土壤水盐定向迁移分布特征及排盐效应研究

为探索干旱区膜下滴灌条件下土壤水盐定向迁移机制和地表排盐模式,以灌水定额M和田间排盐梯度TD 两因素的不同组合,形成9个试验小区与大田膜下滴灌CK1、常规沟灌CK2、畦灌CK3等3个对照区,在新疆慰犁县西尼尔镇开展大田膜下滴灌试验研究。试验结果表明,在田间水平方向上,1—9试验小区的土壤水盐在0~50cm区域尺度范围由膜中向膜边和膜外运移积累,具有明显的“水盐定向迁移”机制,适宜的灌水定额M=300~375m3/hm2,排盐梯度TD=10~30cm;而CK1不明显,CK2和CK3不具有定向迁移特征;在田间土壤垂直深度层面上,土壤盐分在40~60cm层深明显多于0~20cm层面,且下层土壤水盐具有向膜边裸露地表提升迁移机制,而CK2和CK3无此水盐运移特征。基于膜下滴灌条件下土壤水盐向田间地表膜边和膜外运移机制和积累效应,采用田间两膜之间的裸露地表排盐沟实施地表排盐,结果表明,试验区地表排盐土壤盐分下降36.7%~63.3%。     

膜下滴灌棉田土壤水盐分布特征分析

为了研究干旱区膜下滴灌棉田生育期内土壤水盐分布特征,文章在阿瓦提县老大河灌区进行土壤取样,将研究区划分为六个区组,并对各个区组不同纵剖面土壤水盐分布特征加以研究,结果表明,膜下滴灌土壤盐分的"Y"形分布态势,膜下土壤盐分含量明显低于膜间,膜下滴灌使浅根系土壤脱盐而难以彻底淋洗去除土壤盐分,膜间仍存在大量积盐,为此必须在下季播前继续灌溉以淋洗盐分。     

秸秆覆盖条件下微咸水滴灌对土壤水盐动态变化影响

为研究秸秆覆盖条件下微咸水滴灌对土壤水盐动态变化的影响,实验以番茄植株作为指示作物,配制氯离子混合溶液对植株根部土壤进行滴灌,并以此为基础,通过控制变量法调整不同区域土壤的秸秆覆盖率、各离子浓度比例以及流速;利用AutoCAD软件与离子色谱仪等精密仪器,得到了不同区域土壤澄清液中氯离子的峰值数值。统计分析结果表明:①土壤中的氯离子含量变化在纵横向具有明显的规律性;②秸秆覆盖条件下的土壤水盐动态变化的研究,为我国农业方面采用地膜覆盖种植的农作物提供了有效的参考;③微咸水滴灌引起土壤中水盐动态变化,对于农作物的生长以及产量具有一定的影响性。     

膜下滴灌棉田土壤水盐分布特征及灌溉制度试验研究

在新疆库尔勒市西尼尔镇开展了膜下滴灌棉田土壤水盐分布特征及灌溉制度的试验研究,根据不同灌溉定额(375、525和675mm)及灌水间隔(3.5、7和10.5d)组合设置7个试验处理,通过对比分析研究了膜下滴灌条件下的土壤水、盐分布规律及其对棉花生长性状及最终产量的影响。试验结果表明:(1)主根区土壤含水率自靠近滴灌带的宽行往外至膜间逐渐降低,土壤含盐率则呈相反的规律分布,灌溉期靠近滴灌带的主根区土壤处于脱盐状态,远离滴灌带的土壤处于积盐状态;(2)相同灌水间隔下,灌溉定额越大,主根区含水率越高,主根区以下渗漏水分越多,棉花产量提高但灌溉水生产效率降低;相同灌水定额下,灌水间隔过大或过小均不利于棉花的生长;(3)在试验区的砂性土壤条件下,675mm灌溉定额和7d灌水间隔的灌溉制度可获得最大籽棉产量为6816kg/hm2,375mm灌溉定额和7d灌水间隔的灌溉制度可获得最高的灌溉水生产效率为1.33kg/m3。     

不同灌溉方式对土壤水热及生菜产量的影响

微喷灌、不覆膜滴灌、覆膜滴灌是提高灌溉水利用效率的重要灌溉方式,可改变农田局地小气候,协调农田水热状况,影响作物产量。为探讨生菜生育期内土壤水热及产量对微喷灌、不覆膜滴灌、覆膜滴灌的响应规律,于2020～2021年在云南省灌溉试验中心站开展了生菜灌溉试验。结果表明：与微喷灌相比较,不覆膜滴灌和覆膜滴灌可提高生菜根系层内土壤水储量,2020年分别提高了41.6%和37.5%,2021年分别提高了33.5%和29.5%。与微喷灌和不覆膜滴灌相比较,覆膜滴灌提高了生菜根系层内土壤温度,2020年分别提高了9.6%和12.3%,2021年分别提高了9.5%和10.3%。对于地温梯度,微喷灌最大,其次为不覆膜滴灌,最小为覆膜滴灌,2020年三种灌溉方式下的地温梯度值分别为0.067 4,0.058 7,0.037℃/cm, 2021年分别为0.066 9,0.062 9,0.046 7℃/cm。受土壤水热条件等的影响,覆膜滴灌条件下的生菜产量显著大于不覆膜滴灌和微喷灌,不覆膜滴灌生菜产量大于微喷灌。研究结果可为滇中地区生菜灌溉方式的调整等提供科学依据。     

内蒙古自治区农牧业高效节水灌溉工程技术研究

近年来,内蒙古自治区膜下滴灌、大型喷灌等高效节水灌溉技术得到了快速发展,"内蒙古新增四个千万亩节水灌溉工程科技支撑"项目主要围绕种植作物玉米、大豆、马铃薯和牧草,开展了膜下滴灌、地埋滴灌和大型喷灌的灌溉制度试验及水肥一体化试验,得出了不同水文年型的优化灌溉制度和水肥一体化技术。在大型灌区节水改造技术方面,围绕渠道衬砌结构型式、新技术新材料应用、地面灌溉新技术、信息化技术等方面开展了大量试验研究,取得的多项技术成果已在实践中推广应用,为内蒙古自治区农牧业节水灌溉技术发展提供了科技支撑。     

景电灌区玉米膜下滴灌耗水规律及产量效应

通过微型蒸渗器和土壤烘干称重法测定了不同滴灌定额条件下玉米耗水规律、农田灌溉水消耗、水分利用效率及经济效益,并结合气象数据分析滴灌技术较常规灌溉的优越性,分析了滴灌玉米耗水规律、棵间蒸发规律、产量及水分利用效率,以及膜下滴灌对玉米水分利用效率的影响。结果表明:在景电高扬程提水灌区,玉米采用膜下滴灌技术能有效减少作物生育期耗水量及棵间土壤蒸发量,提高农田水分利用效率,适宜的滴灌定额可减少玉米耗水量150 mm,水分利用效率提高34%,经济效益提高10.4%。在实际生产中可根据水源、基础设施条件适度开展膜下滴灌技术推广应用。     

膜下滴灌在玉米大垄双行中的应用

膜下滴灌技术也有人称之为地下滴灌,是继喷灌、滴灌之后的又一节水灌溉技术。膜下滴灌是一种地下微灌形式,在低压条件下,通过埋设在地表下作物根系主要活动层的灌水器（膜下滴灌管）,凭借土壤毛细管作用,根据作物的生长需水量定时定量地直接向作物根部土壤中渗水,供给作物水分和液体肥料,又可向作物根部供给空气。在所有灌溉方式中,膜下滴灌是土灌环境控制的最佳方法之一。因此,膜下滴灌技术水的利用率是目前所有灌溉技术中最高的,膜下滴灌在大垄双行中的应用就是最好的证明。     

膜下滴灌在玉米大垄双行中的应用

膜下滴灌技术也有人称之为地下滴灌,是继喷灌、滴灌之后的又一节水灌溉技术。膜下滴灌是一种地下微灌形式,在低压条件下,通过埋设在地表下作物根系主要活动层的灌水器（膜下滴灌管）,凭借土壤毛细管作用,根据作物的生长需水量定时定量地直接向作物根部土壤中渗水供给作物水分和液体肥料,又可向作物根部供给空气。在所有灌溉方式中,膜下滴灌是土灌环境控制的最佳方法之一。因此,膜下滴灌技术水的利用率是目前所有灌溉技术中最高的,膜下滴灌在大垄双行中的应用是最好的证明。     

土壤水热与根系吸水模型研究进展及其在西藏研究展望

在土壤根区水分运动规律的研究中,通常以土壤水热耦合模型来定量描述和预测土壤水分变化规律,以根系吸水模型来模拟作物根区根系吸水机理及过程。西藏高寒地区低压低氧、强辐射、近地层冷热交换频繁,加之土层稀薄,浅层土壤水转化过程复杂,作物生长受水热胁迫影响较为明显,作物根区的水热耦合作用对根系吸水及能量传输和物质运移影响显著。为了进一步探求西藏地区特殊水热条件下的根区水热运移机理,摸清西藏高寒区作物根系吸水规律,就国内外土壤水热耦合模型和根系吸水模型的相关研究做了综述,针对西藏地区特有的水热条件,建议将水热耦合模型与根系吸水模型结合应用,构建考虑水热耦合因素的根系吸水模型,以更好地适应当地实际,揭示根系土壤水分运动规律。     

基于HYDRUS-2D模型膜下滴灌棉田不同上口宽排盐浅沟下土壤水盐运移模拟

本文以膜下滴灌棉田土壤水盐运移为研究对象,根据室内试验参数及田间测坑试验在HYDRUS-2D中建立模型,利用实测值与模型模拟值进行对比,调整模型参数,确定建立模型的准确性。根据已有的模型,对不同上口宽排盐浅沟的排盐问题进行研究,研究生育期膜下滴灌棉田不同深度盐分和水分的变化情况,分析模拟结果对比不同排盐沟的上口宽对土壤排盐效果的影响。为合理制定土壤排盐模式,减少和改良土壤次生盐渍化提供科学的理论依据。     

河西内陆区作物耗水与降水耦合及水效益分析

针对河西内陆区向日葵、辣椒、玉米耗水规律及其与降水耦合程度,文章研究分析了不同灌水方式对作物产量及水分利用效率等指标影响。结果表明3种作物耗水与降水耦合度均远小于1,且膜下滴灌相比对照在提高水分利用效率和水经济效益方面优势都较为明显,说明旱区仅靠降雨远不能满足作物需水量,需结合作物耗水规律进行灌水满足作物所需水分,且在干旱地区推广膜下滴灌灌溉技术,不仅能提高灌溉效益,而且利于干旱地区农业生产可持续发展。