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。     

不同灌水方式对盐化土壤水盐分布的影响

为研究不同灌水方式对宁夏盐化土壤水分、盐分分布及油葵生长的影响,开展了田间定位试验,设置漫灌、沟灌、滴灌和渗灌4种灌水方式,通过监测土壤水分、盐分含量及油葵生长和产量指标,分析土壤水盐分布状况。结果表明:0～20 cm土层,渗灌方式土壤含水率最高,含盐量最低;沟灌方式土壤含水率最低,含盐量最高,水分生产率最低;滴灌和渗灌处理能促进油葵出苗和生长,滴灌处理油葵的水分生产率最高,为17.51 kg/m~3。滴灌是适宜于该地区盐化土壤种植油葵的灌水方式。     

干旱区土壤含水率和盐分的空间变异性及其关系研究

为探明西北干旱区土壤水分和盐分的空间分布特征,在乌兰布和沙区布设38个样点,获取3个土层(0～10cm、10～30 cm、30～50 cm)的土壤含水率和土壤EC数据,利用空间信息科学——统计学,同时结合经典统计学与长序列上的谱分析,对干旱区土壤水盐参数的空间分布特征进行分析。结果表明:干旱的乌兰布和地区土壤含水率、土壤EC的变异系数分别介于38%～57%和35%～98%,均属于中等偏弱变异程度,且两者变异系数随土层深度自上而下逐渐增大;研究区0～50 cm土层的土壤含水率和EC均值分别为7.09%～12.01%和0.16～0.28μS/cm,30～50 cm土层含水率均值最大,对于整个干旱沙区,土壤水分和盐分含量普遍较小;由块金系数可知各深度土层的土壤含水率及EC值变化具有较强的空间相关性,最小变程大于采样间距,网格布设基本满足空间分析要求,但应缩小采样间距,增加采样点,以寻求最佳采样点间距;克里格插值结果显示,不同土层含水率呈逐月升高的趋势,土壤盐分则逐月降低,5月土壤表层(0～10 cm)盐分均值最大、分布最广;谱分析结果显示EC值在含水率序列上随生育期呈现先长程正相关(5月)后长程负相关(6-8月)。     

节水灌溉对玉米田间土壤水分的影响

通过设置充分灌溉、节水20％、节水40％3种灌溉方式对玉米田间土壤中水分含量及变化情况进行研究,结果表明,节水20％处理下土壤中的水分含量相对较高,利于玉米生长;且在各个处理的苗期,各层土壤中的水分变化不大,拔节期后,0―40cm土层变化剧烈,60―100cm则相对平缓,得出玉米的根系主要分布在0―40cm土层中。     

基于HYDRUS-2D模拟排水暗管布设参数对土壤水盐运移的影响

为探究排水暗管布设参数对土壤水盐运移的影响,以中国天津滨海新区为研究区域,选定典型试验区域进行现场试验,利用试验数据率定验证了HYDRUS-2D的模拟效果,并运用验证后的模型参数模拟了不同暗管布设参数下的水盐运移。模拟结果表明HYDRUS-2D能够较好地模拟暗管排水条件下土壤的水盐动态。当保持暗管埋深不变时,暗管间距越大淋洗之后土壤含水率与含盐量越高;当保持暗管间距不变时,暗管埋深越大淋洗之后土壤含水率与含盐量越低。在12种模拟暗管模拟情景中,最大暗管埋深140 cm与最小暗管间距300 cm的组合参数下土壤剖面含盐量区间为最低值0.47～7.81 g/kg。因此,当暗管技术运用于盐碱地的改良时,应尽量减小暗管布设间距或增大暗管的布设深度以提高淋洗效果。     

不同类型盐碱地泡田期灌排制度室内试验研究

为研究松嫩平原不同类型盐碱地泡田期适合的灌排制度,通过拟定耙地1次、共灌排水3次的方案A和耙地2次、共灌排水4次的方案B两种灌溉排水方案,分别对重度、中度和轻度盐碱地进行了泡田期灌溉排水洗盐的室内试验。结果表明：方案B具有更好的脱盐效果,对重度、中度和轻度盐碱地的脱盐率分别为48.68%、38.65%、30.66%;方案A相对节水14.29%。综合分析得出：重度盐碱地第一次灌水后不耙地,第二次灌水后浅耙地,第三次灌水后深耙地,土壤脱盐率40%左右;中度盐碱地第一次灌水后不耙地,第二次灌水后深耙地,土壤脱盐率30%左右;轻度盐碱地灌水后深耙地,土壤脱盐率20%左右。     

节水灌溉对玉米田间土壤水分的影响

通过设置充分灌溉、节水20%、节水40%三种不同灌溉水量对玉米田间土壤中水分含量及变化情况进行研究。结果表明,节水20%处理下,土壤中的水分含量相对较高,利于玉米生长;且在各个处理的苗期,各层土壤中的水分变化不大,拔节期后,0~40cm土层变化剧烈,60~100cm则相对平缓,得出玉米的根系主要分布在0~40cm土层中。     

砾石土质条件下葡萄滴灌生育期土壤含水率变化规律研究

为探究酿酒葡萄在砾石土质条件下的土壤含水率变化规律及合理灌溉制度,选取贺兰山东麓砾石土典型试验区,以五年生赤霞珠品种为研究对象,设计2 550、2 850、3 225、3 600 m3/hm24个不同定额的灌水处理,应用TDR土壤水分剖面仪和土壤水势仪,监测生育期滴灌前后不同土层含水率与水势变化,针对监测数据从灌水处理整体与单个生育期不同角度进行分析,研究酿酒葡萄在砾石土条件下不同滴灌定额土壤含水率变化规律,最终提出生育期适宜灌溉制度。研究结果表明:随着灌溉定额的增加,土壤含水率在0~40cm土层范围内变化较明显;不同深度土层土壤水势变化规律与灌溉定额的大小有关;1m深土壤水分蓄存比并不是随着灌水量的增加而增大,而是当灌水量达到某一定额时,随着灌水量的增加,土壤水分蓄存比减小,砾石土单次灌水量高于300 m3/hm2时,土壤水分蓄存比较低,易产生深层渗漏。     

冷凉地区滴灌油葵土壤水分运移规律及温度效应研究

在北疆冷凉地区开展了滴灌油葵土壤水分运移规律及温度效应试验。结果表明:油葵主要根系分布区域深30cm左右,灌溉水分下渗到50cm以下后只有少量被油葵根系吸收利用,适时适量的灌溉对提高油葵抗性和长期生长能力有利。滴灌灌水对土壤有一定的增温作用,在灌水结束后数小时内使10~70cm土层土壤温度稳定在20~25℃之间,有利于主要根系的生长和吸收;而灌水结束后3~5d内,表层土壤温度显著降低,对油葵主要根系有一定的"冲击作用"。合理安排滴灌灌水周期,适当结合覆盖技术,可以达到提高冷凉地区油葵灌水质量的目的。     

不同灌水条件下田菁根际土壤水盐变化规律试验研究

通过盆栽实验研究了不同灌水条件下田菁(Sesbania cannabina Pers)根际土壤水盐变化规律,结果表明:各处理在不同时间段内0～50 cm深度内土壤平均含水率都呈现双峰曲线变化,除处理1(灌溉水额333.3 m3/hm2)土壤含水率随深度的增加而增大,其余各处理的随深度的增加先增大后减小;各处理0～50 cm深度内平均土壤含盐量较初始含盐量下降了38.41%～51.59%,体现了田菁较好的脱盐效果,其中处理3(灌水定额250 m3/hm2)田菁脱盐效果最好,0～50 cm土壤内盐分减少量的40.79%随灌溉水下渗至根系层以下,44.30%被植物吸收。     

基于SWAP模型的河套灌区向日葵农田土壤水盐通量模拟

为了探究河套灌区节水实施现状条件下农田土壤水盐动态变化规律,利用向日葵田间试验观测资料,对SWAP模型进行参数率定和验证,并利用该模型模拟向日葵生长条件下0～100 cm土层土壤水盐通量及水盐平衡状况。研究结果表明：在灌溉阶段,向日葵根系层土壤水分主要向下渗漏,水分通量和盐分通量为负,土壤盐分被淋洗;在非灌溉阶段,地下水向上补给向日葵根系层土壤,水分通量和盐分通量为正,根系层土壤积盐。2019、2020年模拟期间水分通量累计量分别为52.5、60.6 mm,盐分通量累计量分别为-4.5、-4.9 mg/cm²,0～100 cm土层土壤盐分通量分别增加了7.5、7.1 mg/cm²。向日葵现状灌溉条件下0～100 cm土层土壤积盐,可能产生土壤次生盐碱化的风险,向日葵生育期结束后需要进行秋浇淋洗盐分来保证下一年度向日葵的正常生长。     

防治大棚土壤盐碱化的水管理方案

针对大棚土壤盐碱化问题,在田间试验的基础上,应用水管理软件DRAINMOD模拟各种大棚农田水管理措施下土壤含盐量的变化过程。模拟结果表明:夏季揭棚,对于控制土壤盐碱化具有明显的效果;无排水措施时,即使在夏季揭棚让雨水淋洗,长期种植也导致土壤积盐过多,不适应蔬菜生长;对于0～40 cm表层土壤,控制排水的盐分淋洗效果好于自由排水,但对于40cm以下的土壤,自由排水的盐分淋洗效果要好于控制排水;在不揭棚时节,适当加大灌溉量有一定洗盐效果;在高温多雨时节揭棚,采用控制排水和常规灌溉量,是比较好的大棚水管理方案。     

新疆膜下滴灌棉田暗管排盐的数值模拟与分析Ⅰ:模型与参数验证

新疆地区广泛应用膜下滴灌技术进行棉花种植,易在膜下浅层根区(0~40 cm)形成淡化区域,而深部根系层(40~60 cm)却始终处于积盐状态,具有较大的积盐和返盐隐患。为了更为便捷地探索节水、高效的暗管排盐模式,在开展蓄水淋洗条件下暗管(埋深60 cm、间距500 cm)排水、排盐田间试验和分析建立相应数值模型的基础上,利用HYDRUS软件和田间试验数据对所建立的数值模型和水盐运动参数进行了校验,结果表明模拟值与实测值之间整体吻合较好,剖面土壤含水量分布的最大均方根差(RMSE)和最小决定系数(R2)分别为0.025 cm~3/cm~3和0.88,含盐量分布的最大RMSE和最小R2分别为2.74 g/kg和0.93,基本在可接受范围之内。尽管剖面土壤脱盐率可达77.5%,但绝大部分盐分都被淋洗至暗管以下土层,暗管排盐量十分有限,仅占60 cm以上土体盐分总量的11.7%,因此有必要探索膜下滴灌棉田暗管排盐的改进模式或方法,以有效提高其排盐效率。本文所建立的数值模型和相关水盐运动参数可以较好地描述暗管排水、排盐过程中的土壤水盐动态,并进一步用于当地膜下滴灌棉田不同暗管排盐模式的数值模拟与分析,从而为新疆膜下滴灌棉田高效排盐模式的探索提供科学依据。     

长期膜下滴灌棉田土壤水盐空间分布特征研究

为分析播种前膜下滴灌棉田土壤不同深度水分和盐分的分布特征,对1998年开始利用膜下滴灌种植技术的棉田进行大规模网格取土,主要分析了棉田土壤水盐空间分布特征。研究结果表明:在生育期初播种前,棉田土壤0~5、5~20、20~40、40~60、60~80及80~100 cm对应土层中,水分变异系数小于盐分变异系数,且都属于中等变异性;土壤各层水分和盐分含量总体都呈现出表层土壤水分和盐分含量较低,深层土壤水分和盐分含量较高的分布规律;在0~100 cm土层中,随着深度增加,水分和盐分含量呈现出先增大后减小的趋势;设置排盐沟,能够使土壤盐分向排盐沟运移,有助于棉田改良。     

Effect of Drip Irrigation with Saline Water on Water Use Efficiency and Quality of Watermelons

High ground water salinity, high water table and secondary soil salinization are dominant in the Hetao Region, China. For the purposes of eliminating secondary salinity and enhancing water use efficiency, drip irrigation of watermelons with saline water was conducted in order to reduce ground water level and soil salinization. Saline groundwater, ranging in salinity from 3.3 dS m^-1 in the early season to 6.3 dS m^-1 at the harvest time was used. Four irrigation treatments (control, 30, 60, and 90% of evaporation from Chinese Evaporation Pan) were used in the experiments.The control treatment was not irrigated through out the season, as is the local practice. The yield of watermelons was increased and the quality improved under drip irrigation, as compared with control, with the highest increases in both yield and quality in the 60% treatment. The water use efficiency as determined by lysimeter measurements for different treatments had the same trend. The water-product efficiency in the four treatments were 39.2, 30.7, 21.45, and 14.3 kg m^-3, respectively. Salts accumulated in the topsoil layer close to the emitter in the 30% treatment. Most salts were leached out of the root zone in the 60 and 90% treatments. The results suggested thatdrip irrigation of watermelon with saline water was feasible.     

灌水模式对免耕地土壤容重变化的影响

本文通过田间多年连续试验,探讨了2种灌水方式及4种灌溉制度下免耕地在玉米一冬小麦轮种条件下土壤容重变化规律。研究结果表明,从方差分析结果来看,灌溉制度和灌水方式在3年内对土壤各层容重的变化影响不显著;从各土层容重3年内变异程度的角度分析,地面灌充分灌对上层土壤（0—30cm）容重变化的影响要大于非充分灌,地表滴灌灌水方式对25—70cm土层容重变化产生的影响大于其它土层;此外,充分灌条件下,地表滴灌较地面灌水方式对土壤容重波动产生的影响更大,但地面灌灌水方式提高了表层土壤（0-10cm）的紧实度;非充分灌时,灌水方式对表层土壤及深层土壤（85cm以下）容重的影响较其它土层更小。     

宁夏青铜峡灌区水土化学场演化态势初步分析

本文以研究区翔实的水土化学多年动态测试资料为依据，勾划了3个时段9个化学参数值分布的系列图表，揭示了水土化学时空演化的规律性，以及两者演化联动的异同性。指出灌区水土经历了脱盐淡化的进程；由于地下水位居高不下，次生盐渍化仍在发生，减少引黄灌溉水量和降低地下水位才能确保土壤朝向脱盐良性循环发展；提出引用黄河水量、开发地下水和回用沟排水的多源灌溉；发展农、林、牧、果多种经济，提倡生态农业，推广种植耐旱耐盐作物。