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.     

灌溉定额与灌溉水矿化度对春玉米生长影响研究

在甘肃省石羊河流域开展春玉米咸水灌溉田间试验,研究了灌溉定额和灌溉水矿化度对春玉米生长的影响。研究结果表明相同灌溉水矿化度不同灌溉定额下,株高随着灌溉定额的减少而降低;相同灌溉定额不同灌溉水矿化度处理下,春玉米株高具有较大的差异;春玉米叶面积指数具有与株高类似的变化规律,重度缺水灌溉处理下,生育末期淡水灌溉处理的叶面积指数分别比3 g/L水处理、6 g/L水处理高出8%、20%。春玉米根长密度随着灌溉水矿化度的增大而减小,随着灌溉定额的减少而增大。随着灌溉定额的减少和灌溉水矿化度的增加,春玉米的产量逐渐降低。水盐联合胁迫作用下,3 g/L的轻度缺水灌溉处理、6 g/L的轻度缺水灌溉处理、3 g/L的重度缺水灌溉处理和6 g/L的重度缺水灌溉处理分别比淡水充分灌溉处理减产了29.8%、34.8%、37.9%和46.2%。     

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。     

黄河下游地区微咸水灌溉利用研究

为了研究黄河下游地区玉米适宜的微咸水灌溉模式,本研究在河南省新乡市黄河水利科学研究院节水试验基地进行了微咸水灌溉玉米试验。本研究采用桶栽试验和理论分析相结合的方法,分析了不同矿化度微咸水灌溉对土壤盐分累积及玉米生长的影响,并将土壤水盐动态变化情况、作物蒸发蒸腾量及作物产量代人作物水盐生产函数,求解并分析了玉米在不同生育阶段的盐分敏感系数。结果得出,微咸水矿化度不高于3g／L时玉米产量较淡水灌溉减少低于6．4％,株高较淡水灌溉减少低于8．4％,同时0～20cm内土壤盐分与对照无显著性差异;当矿化度达到7g／L时,玉米产量较淡水灌溉减少20．9％,株高减少9．2％,表层土壤盐分显著性高于对照;玉米不同生育阶段的盐分敏感系数大小顺序为播种～拔节期〉拔节～抽雄期〉抽雄一成熟期,玉米在抽雄～成熟期对微咸水最不敏感,最适宜使用微咸水进行灌溉。综合认为,使用矿化度低于3g／L的微咸水进行灌溉是可行的,微咸水灌溉适宜在玉米生长后期使用,但微咸水的大田灌溉模式及长期使用微咸水进行灌溉对土壤及作物的影响仍需进行讲一彤的研究。     

灌溉定额与灌溉水矿化度对春玉米水分利用效率影响研究

通过在甘肃省石羊河流域开展春玉米咸水灌溉田间试验,研究了灌溉定额和灌溉水矿化度对春玉米耗水量及水分利用效率的影响.研究结果表明:春玉米耗水量随着灌溉定额的增大而增大,随着灌溉水矿化度的增大而减小.而从充分利用土壤贮水的角度考虑,非充分灌溉能够提高土壤播前贮水的利用量,而咸水灌溉则会降低土壤贮水利用量;非充分灌溉有利于提高春玉米的水分利用效率和灌溉水分利用效率,而咸水灌溉会降低春玉米的水分利用效率和灌溉水分利用效率.本次试验得到淡水轻度缺水灌溉处理的水分利用效率和灌溉水分利用效率最大值分别为2.90 kg/m~3和4.23 kg/m~3.与淡水充分灌溉处理相比,在研究区若采用灌溉定额为340 mm和灌溉水矿化度为0.71 g/L的灌溉方式,春玉米的水分利用效率和灌溉水分利用效率可提高25%以上,同时可节水170 mm.     

咸水非充分灌溉下制种玉米水分利用效率研究

为了制定制种玉米的灌溉制度,在甘肃省石羊河流域开展了咸水非充分灌溉田间试验,通过测定土壤含水量和制种玉米生长指标,研究了咸水非充分灌溉对制种玉米耗水规律、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:制种玉米耗水量随着灌水量的减小而减小,随着灌水矿化度的增大而减小,适当降低灌溉水量和灌水矿化度,土壤水分能够得到充分利用;轻度缺水灌溉和微咸水灌溉对作物产量影响较小,与淡水充分灌溉相比,2ETc/3、3 g/L微咸水灌溉的制种玉米减产了10.3%。在研究区制定制种玉米灌溉制度时,灌溉水量采用370 mm左右的非充分灌溉和灌水矿化度采用3 g/L以下的咸水灌溉,制种玉米的产量减产幅度较小,并且能够提高水分利用效率和灌溉水分利用效率。     

咸水膜下滴灌对棉花品质和产量的影响

在相同灌溉水量条件下,以不同比例混合塔里木盆地干旱区矿化度为3.56g/L的地下咸水和矿化度为0.4g/L的地表淡水,设置6种处理,采用膜下滴灌技术充分灌溉新陆早13号棉花,探求土壤水盐的动态变化规律和咸水灌溉对棉花品质与产量的影响。结果表明:在整个灌溉期,不同咸水灌溉0～20cm表层土壤的含盐量变化最大,0～50cm次之,0～100cm最小;非灌水期土壤含盐量随着体积含水量的减少而增加,灌水期土壤含盐量随着灌水量和灌水次数的增加而显著减少;咸水灌溉虽然使单株铃数减少、棉花减产,但对棉花衣分和单铃重没有影响。     

供水方式及灌溉水质对玉米苗期影响研究

为了合理开发利用浅层微咸水,有效缓解淡水资源不足的问题,采用盆栽试验,研究了不同供水方式(交替灌、混灌)、不同灌溉水矿化度(1.7、3.0、4.0、5.0 g/L)对玉米出苗率及幼苗生长状况的影响。结果表明:随着灌溉水矿化度的增大,玉米的出苗时间变长,出苗进程变缓,出苗率降低,对玉米苗期的各项生长指标(株高,茎粗,叶片数,干物质累积)都有一定程度的抑制作用,当矿化度超过3.0 g/L时,这种抑制作用变得更加明显。在相同的矿化度水平时,先灌咸水后灌淡水的交替供水方式下,玉米出苗率及苗期的生长状况较好,混灌次之,先灌淡水后灌咸水的表现最差。因此,玉米的播前灌水应采用矿化度小于等于3.0 g/L的微咸水,灌溉方式以先灌咸水后灌淡水为宜。     

沟灌条件下不同灌溉水质对玉米产量和土壤盐分的影响

通过田间试验,研究在灌水定额相同的情况下,沟灌灌水方式（波涌灌,连续灌）、PAM（0、10和20ppm）处理、灌溉水质(对照即完全用黄河水灌溉,黄河水中加入10%和20%的地下咸水)及入沟流量(3、5L/s)对灌水沟中土壤剖面盐分累积和玉米产量的影响。地下咸水的矿化度从玉米生育初期的3.3dS/m到收获期的4.8dS/m,其钠吸附比SAR为8。方差分析结果表明,4种因素中,只有灌溉水质是影响产量的显著性因素。不考虑其他因素,只考虑灌溉水质的影响,生育期不同的灌溉水质都引起土壤剖面盐分的累积。随着灌溉水中地下咸水含量的增加,盐分累积也在增加,3种灌溉水质灌溉条件下玉米收获期1m土层平均盐渍度分别为：0.41、1.17和2.01dS/m。与对照（黄河水）相比,沟灌灌溉水中加入10%的地下咸水,作物减产9.2%,加入20%的地下咸水,则减产达到13.2%。与传统的地面漫灌方式相比,不同水质沟灌的玉米平均产量提高15.1%,用黄河水沟灌的玉米则较同水质地面漫灌的玉米增产24%。尝试建立了沟灌灌水沟中土壤盐渍度和玉米产量之间的相关关系,并据此确定了当地玉米的零产量极限盐渍度。     

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%。     

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。     

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.     

膜孔灌微咸水矿化度对棉花苗期生长影响

利用微咸水灌溉是农业用水开源节流的主要方式之一,将微咸水与其先进的灌溉方法相结合,可高效利用有限的水资源。将微咸水和膜孔灌相结合,通过不同矿化度的微咸水膜孔灌棉花灌溉试验,研究了膜孔灌下微咸水矿化度对土壤水盐运移特征及棉花苗期的影响。试验微咸水矿化度处理包括2、3、5、7和0 g/L(CK),统一灌水量为2 m3/hm2。试验结果显示:微咸水矿化度大于5 g/L时,棉花出苗率随矿化度的增加而减小,叶片净光合速率和蒸腾速率随着微咸水矿化度的增加而逐渐降低,但矿化度为0~5 g/L的灌溉微咸水对棉花苗期生长的影响不明显;随着微咸水矿化度的增加,土壤电导率也在增加,土壤含水率随着土层深度的增大而逐渐减小。上述结果表明,矿化度大于5 g/L的灌溉微咸水能显著影响棉花苗期生长。这对微咸水膜孔灌在棉花种植方面的应用有积极的意义。     

河北省农业灌溉咸水利用机理研究

通过对河北省平原区咸水分布情况、典型区咸水的盐度、碱度计算、咸水灌溉条件的实验研究、咸淡水混合灌溉技术分析,河北省咸水灌溉矿化度应控制在3.0 g/L以下.在矿化度大于3.0 g/L的咸水区,将两种矿化度不同的灌溉水混合使用,目的是降低灌溉水的含盐量或改变其盐分组成.咸淡水混合灌溉在提高灌溉水水质的同时,也增加了可灌水的总量.结合河北省近年来开展咸淡水混合灌溉实践,在咸水区开展咸淡水混合灌溉,充分利用咸水资源,即减少淡水的开采量,而且对改善地下水超采取的生态环境也发挥了重要作用.     

水盐胁迫对油菜生长、产量和积盐量的影响

为了探寻油菜微咸水灌溉的适宜模式,设计紫色土盆栽试验,研究了不同矿化度水平(0.6、1.0、3.0、5.0 g/L)和水分处理(控制土壤水分分别为田间持水量θf的65%、75%、85%)对油菜生长、产量和积盐量的影响。结果表明:相同土壤水分条件下,随着微咸水浓度的增大,土壤含盐量呈增大趋势,当矿化度超过3.0 g/L时,油菜的形态指标和产量指标均受到严重影响;相同矿化度水平下,增大土壤含水量,能促进油菜的生长和提高产量,但是水分利用效率呈现先增大后减小的趋势;采用矿化度约为3.0 g/L的微咸水灌溉配合土壤水分控制在75%θf左右,是紫色土地区微咸水灌溉油菜的适宜模式。利用矿化度为3.0 g/L及以下的微咸水灌溉油菜,对油菜全生育期的生长是安全的。     

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。     

潜水蒸发条件下土壤盐分运移模拟研究

以新疆盐碱地土壤参数为基础,利用HYDRUS-1D建立土壤盐分运移模型,通过设定不同大气蒸发能力（5mm,10mm）与潜水矿化度（5g/L,15g/L,25g/L）的试验组合,研究潜水蒸发条件下潜水矿化度与大气蒸发能力对土壤盐分空间分布和运移的影响,以期为土壤盐碱化预防及治理提供理论参考.结果表明,20cm以上表层土壤含盐量增速较快,20cm以下土壤含盐量增速较慢;0～20cm土层土壤累积含盐量是20～50cm土层的1.27～2.75倍,且均与累积蒸发量呈中度及以上正相关。0～20cm土层内,土壤累积含盐量受潜水矿化度与大气蒸发能力影响较大;20～50cm土层内,土壤累积含盐量受潜水矿化度影响较大.在作物幼苗期根系较浅时,应尽可能控制大气蒸发能力和高潜水矿化度对其的影响,在作物生长期及其后期,应尽可能降低高矿化度的潜水位,减少其对作物根系的盐渍影响.     

咸水灌溉土体盐分变化的试验研究

汾河三坝溉区地下水属劣质高矿化度水，用于农田灌溉时，在增加土壤水分的同时也增加了土壤的盐分，盐分的积累又危害农作物的生长发育。研究咸水灌溉土壤盐分变化规律是开发利用咸水资源的重要问题，封闭坑测的研究结果表明：利用咸水灌溉冬小麦、春玉米、棉花三种作物生育期分别积盐１２５３．４ｋｇ／亩、１４４３．９ｋｇ／亩、１３３７．９ｋｇ／亩；土壤剖面盐分分布情况是：２０ｃｍ以下各层土壤都处于盐积状态，变化趋势是从２０ｃｍ开始由小到大变化至８０ｃｍ，然后由大到小。农作物的产量随着咸水灌溉年限的增加而减少。小区试验研究表明：在每年有一次大定额河水灌溉和地下水有一定的径流条件下，利用咸水灌溉，灌后土壤盐分不超过作物耐盐极限时不减产，也不会开成长期积盐。     

基于水量平衡方程推求盐分胁迫条件下春玉米根系吸水模型参数

为了探究作物根系吸水与根区土壤盐分运动的关系,在甘肃省石羊河流域开展春玉米田间试验,试验在测坑中进行,引入Feddes提出的根系吸水模型,在春玉米生育期内选择7个时间段作为研究春玉米根系吸水时间段,设置淡水灌溉、3 g/L水与6 g/L水灌溉处理,利用水量平衡方程分别计算各处理在各时段的根系吸水量.在此基础上,利用最小二乘法优化得到盐分胁迫修正系数的参数p为1.397,并且对3 g/L水与6 g/L水处理的根系吸水量模拟值和实测值进行了比较,相关系数在0.99以上,模拟值和实测值的误差在允许误差15%范围之内.建立了盐分胁迫条件下春玉米根系吸水模型,为该地区研究春玉米种植条件下土壤水盐运动规律奠定基础.     

汾河三坝灌区的咸水灌溉

汾河三坝灌区，地处汾河灌区最下游，是一个缺水灌区，水源靠区间来水及地下水，但地下水矿化度较高，影响其开发利用，研究咸水灌溉是开发利用地下水的重要问题。咸水灌溉，在增加土壤水分的同时，增加了土壤盐分，既有利于作物生长，盐分多了又对作物产生危害。经试验，四种作物的耐盐能力：棉花＞高粱＞冬小麦＞春玉米＞绿豆。比较各生育阶段的耐盐能力：中后期＞前期。前期即拔节前，浇咸水对产量影响较大，后期即抽穗以后，浇咸水对作物产量影响较小，浇咸水土壤含盐量不超过作物耐盐度临界值。浇咸水应掌握不旱不浇，不宜早浇，即使天旱也宜迟浇（拔节以后）、少浇（灌水１～２次，灌水量４０～５０ｍ￣３／亩）。上述各种作物在大定额河水春灌的基础上，按各阶段土壤全盐量、土壤含水率、土壤相对溶液浓度控制指标，适当浇１～２次咸水，对作物生长，提高产量是有利的。