田间滴灌入渗与蒸发条件下土壤水盐分布特征

2006年在新疆阿克苏阿瓦提丰收灌区通过田间试验,研究了滴灌入渗和蒸发条件下土壤水盐分布规律。结果表明:滴头流量增加时水平方向含水量增加,纵向含水量减小;滴头下方土壤含盐量与滴头流量成负相关关系,随着滴头流量的增加,盐分累积的深度依次减小;土壤盐分的淋洗效率和压盐深度均与灌水历时成正比;覆膜不仅对表层土壤含水量减小具有显著抑制作用,而且对表层土壤盐分累积有较好的抑制作用,不覆膜处理在0～10 cm深度处土壤盐分增加值最大,覆膜处理盐分增加值的最大值出现在20～30 cm深度处。     

新疆铁干里克绿洲水文过程对土壤盐渍化的影响

在对塔里木河下游绿洲地表灌溉水和地下水水质特征及土壤盐分实测分析的基础上,探讨了地表水、地下水过程及其对土壤盐渍化的影响。结果显示：塔里木河下游绿洲灌区地表水矿化度与土壤表层0～50cm盐分含量呈显著正相关,与50～100cm土层含盐量相关性不显著;地下水埋深与土壤盐分含量密切相关,0～50cm表层土壤盐分含量随地下水埋深的增加而下降,其中0～20cm下降幅度最大。当地下水埋深较浅时,绿洲内土壤含盐量高,呈T型分布,盐分表聚性强,土壤盐分含量随土壤深度的增加呈下降趋势;当地下水埋深较深时,绿洲内土壤盐份呈菱形分布,中层土壤盐分高,且地下水矿化度和土壤盐分分布转折点均为6.0m。据此推断,6m是地下水盐分积聚和表层土壤盐分积累停止的临界地下水埋深。     

塔里木灌区膜下滴灌的棉田土壤水盐分布特征

通过膜下滴灌田间试验,研究了塔里木灌区棉田土壤盐分运移特征。结果表明:膜下滴灌的棉田土壤盐分呈Y状垂直分布,膜下土壤盐分含量小于膜间,膜间土壤盐分从表层到深层呈逐渐增减的趋势。随滴灌量增加,膜下土壤盐分峰值位置下移。滴灌量从2 618 m3/hm2增大到4 265m3/hm2,湿润峰位置从40 cm下移至100 cm,盐分峰值位置从30 cm下移至60 cm。滴灌结束后,膜下0~60 cm及0~100 cm土壤平均含盐量均减小。脱盐程度随滴灌量增大而增加,0~60 cm土层脱盐率从6.0%增加到34.8%;而膜间土壤呈积盐状态,积盐程度随滴灌量减小而增大。随滴灌年限增加,0~60 cm的土层平均含盐量逐年增加,从2005年到2007年,4 265、3 926、3 600、3 271m3/hm2灌溉定额下的土壤平均含盐量年均增加了0.4、0.6、1.1、1.1 g/kg。研究结果指出了塔里木灌区现行棉花膜下滴灌制度存在的积盐问题,成果对完善干旱区膜下滴灌灌溉制度具有一定得指导意义。     

干旱区绿洲荒漠带土壤水盐异质性及生态环境效应研究——以黑河中游张掖绿洲为例

对黑河中游地区典型绿洲的土壤含水量与含盐量分析表明,在无灌溉情况下,绿洲及绿洲边缘过渡带表层土壤含水量水平分异明显,由绿洲区的20%左右递减到绿洲荒漠生态过渡带的2.9%。绿洲荒漠带土壤水分变化反映了人类利用绿洲水资源的程度,在绿洲地下水资源开发过度和绿洲边缘人类活动剧烈的区域均存在着生态裂谷,对绿洲生态系统的稳定极为不利。绿洲荒漠带土壤可溶性盐分含量的水平分异表现为绿洲土壤可溶性盐分含量比绿洲荒漠生态过渡带和荒漠区低;绿洲界外区不同荒漠类型土壤含盐量变化不同,在绿洲外围沙质荒漠区,土壤含盐量较低,在绿洲外围砾质荒漠（戈壁）区,土壤含盐量明显高于绿洲区;荒漠区土壤含盐量的垂直变化表明,含盐量最高的聚集层一般不在表层,而在40～60 cm的亚表层。受土壤水盐分异的影响,绿洲外围荒漠植被类型出现分异,从高位绿洲到中位绿洲,外围区荒漠植被的耐旱性和耐盐性均增加。     

生态垫覆盖对沙漠土壤水分和温度的影响

在流动沙丘迎风坡覆盖生态垫后,通过对土壤水分和温度的连续观测发现：在生态垫覆盖林地的生长季内,表层0—20 cm的土壤温度和20—60 cm的土壤含水量受覆盖影响最明显。覆盖与未覆盖生态垫的流动沙丘相比,可提高20—40 cm处土壤含水量为56%,提高40—60 cm处土壤含水量58%;7月可降低土壤表层温度14.27℃,且覆盖后土壤各层之间温度变化平缓,对10 cm以下土壤有保温作用。     

滴头流量对干旱区膜下滴灌棉田土壤盐分变化的影响

通过膜下滴灌大田试验研究了3种不同滴头流量处理(Ⅰ=1.8 L/h、Ⅱ=2.6 L/h、Ⅲ=3.2 L/h)下滴灌对棉田土壤盐分变化的影响。结果表明:滴灌结束后,空间尺度上土壤盐分的水平和垂直运移距离均随着滴头流量的增加呈现先增加后减小的趋势,在时间尺度上,随着时间的推移,土壤盐分呈现从膜下到膜间的迁移趋势。在滴水定额为4 500 m3/hm2条件下,在0~40 cm土层内,3种滴头流量处理下滴灌之后土壤平均含盐量均呈明显的减小趋势,处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的脱盐率分别为13.5%、40.4%、14.6%,其中处理Ⅱ的脱盐效果最好,其次是处理Ⅲ;而在0~120 cm土层内,所有处理下的土壤平均含盐量的下降幅度均不明显。在0~40 cm土层内,3种滴头流量处理下棉花收获后土壤平均含盐量均呈减小的趋势,但在0~120 cm土层中,膜间土壤呈积盐状态,其中处理Ⅱ的积盐率最小,为1.9%,因此采用2.6 L/h的滴头流量为最适宜的滴水强度,这对于浅层(根层)土壤盐分的淋洗作用明显。     

甘肃砂田西瓜覆膜补灌效应研究

为证明集雨补灌对砂田西瓜是否有效,在甘肃省皋兰县进行了集雨补灌效应研究,结果表明:在西瓜全生育期,各处理的土壤水分呈波动性下降,0～120cm土层含水量下降幅度在2.59%～4.13%之间,补灌量愈大,土壤含水量的下降幅度愈小。砂田西瓜全生育期耗水较少,不同补灌量处理的耗水量在175.9～218.9mm之间,比小麦等大田作物低100mm以上。灌水量对结瓜期的耗水量影响很大,灌水量增加,结瓜期耗水量增大。不同补灌量处理的西瓜产量差异达显著水平,随灌水量的增加,产量、单瓜重和采收瓜数相应增加。补灌量对西瓜的含糖量也有影响,补灌量低于45mm,各处理之间含糖量的差异不大,补灌量为67.5mm,西瓜含糖量降低4.4%以上。适量补灌可以提高西瓜水分利用效率,其中滴灌67.5mm处理水分利用率最高,达到267.2kg·hm-2·mm-1,比不补灌处理提高17.0%。但随灌水量的增加,灌水效率降低,单方水产值减少。由于补灌对西瓜的产量、含糖量和水分利用率都有影响,只有适时适量补灌,才能即提高产量和水分利用率,又不降低品质。研究结果证明,砂田集雨补灌栽培西瓜是集雨水利用的一种较经济高效的方式,但最佳补灌量应控制在45mm左右为宜。     

不同含盐基质对膜下滴灌玉米根系生长及根区水盐含量的影响

针对干旱灌区水资源紧张、土壤次生盐渍化现象严重的现实,在相同灌溉定额下设计不同的盐分梯度,进行干旱灌区膜下滴灌对玉米根系生长及根区盐分运移的影响试验研究,其结果表明：当膜下滴灌灌水量为0.2776 m3\5m-2时,对土壤电导率在1.575 ds\5m-1以内的盐碱地均可进行玉米生产;膜下滴灌可有效抑制土壤盐分上移,在0—40 cm土层内盐分下移明显,QY1、QY2、QY3三个处理平均比对照含盐量减少7.0%、9.5%和23 %,在40—60 cm内盐分积累最高;膜下滴灌可使0—40 cm土层内形成淡化脱盐区,这有利于玉米根系的发育,54%~91%的玉米根系分布在此范围内;膜下滴灌比大水漫灌节水67%,且技术体系成熟,材料国产化,成本降低,完全可以在干旱灌区大面积推广应用。     

塔里木河下游地区滴灌沙枣防护林地土壤盐分分布特征

为了研究不同滴灌措施对极端干旱区防护林土壤盐分的淋洗作用,以沙枣（Elaeagnus angustifolia）防护林作为研究对象,对塔里木河下游喀拉米吉绿洲沙枣防护林开展了灌溉与不灌溉、不同滴头距离、不同滴灌年限处理的试验。结果表明：①不灌溉林地土壤盐分含量与流动沙丘相似,流动沙丘土壤盐分分布的空间异质性大于不灌溉林地。滴灌林地土壤含盐量低于不灌溉林地。②1.5 m滴头距离处理与其他处理相比压盐碱效果显著（P<0.01）。1.5 m与3 m滴头距离处理在50 cm土体中含盐量差异达极显著水平（P<0.01）,前者比流动沙丘低30.5%～32.7%、后者比流动沙丘高17.1%～13.3%。与3 m滴头距离处理相比,1.5 m滴头距离处理产生水盐运移的“互作”影响,盐峰下移。③滴灌后的第1、2、3年,林地的土壤盐分分别下降至30 cm、50 cm和70 cm以下,基本对沙枣根系生长没有影响。随着滴灌次数增加,根系生物量逐渐增大,根系附近土壤盐分逐渐减少。滴灌能使防护林的根系分布上移,大部分在10～65 cm土层内,土层越深,林木的根系越少。④灌水季节末期,不同林龄的防护林在120 cm土体的含盐量表现为：1 a林＞2 a林＞6 a林,说明滴灌对林龄大的防护林淋洗效果更为明显;非灌溉季节里,防护林的林龄越大,其土壤盐分表聚现象越明显。     

基于电磁感应技术的塔里木盆地北缘绿洲土壤盐分空间变异特性

土壤盐渍化是影响绿洲农业生产、抑制作物生长的主要生态环境问题。当前,将电磁感应技术与地面实测技术相结合是监测土壤盐渍化分布及其变化的先进方法。本文以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,以电磁感应仪在水平模式下（EM_H）和垂直模式下（EM_V）所获取的土壤表观电导率数据以及野外实测数据为基础,通过建立EM_V和EM_H与土壤盐分含量及组成元素的多元线性回归模型,采用泛克里格法（Universal Kriging）对研究区两个关键季节（干季、湿季）的土壤盐分含量及组成的空间变异特征进行了分析。结果表明：研究区干季和湿季表层盐渍土含盐量均与EM_V和EM_H具有良好的相关性,以EM_V+EM_H为自变量建立的土壤盐分解译模型的精度较高,且通过0.01水平检验;研究区干、湿两季的表层土壤含盐量数据符合P-P正态分布,空间分布均呈现强相关性;采用能够充分考虑到干旱区表层土壤盐分空间变异的球状套合模型,能够更好地拟合土壤表层含盐量的空间结构;研究采用泛克里格法将解译出的土壤盐分及其主要组成离子（Na⁺、Cl^-）含量进行空间插值分析,其变化趋势与土壤含盐量的变化趋势基本一致,因而采用电磁感应技术可以有效地监测不同季节干旱区绿洲土壤盐分及其组成的空间变化。     

干旱区盐渍化土地梨园覆草效应研究

在河西走廊中部沙区,分别于1997年5月、1998年5月和7月,给梨园树行覆宽1 m,厚15~20 cm麦草。观测土壤含盐量、湿度、温度、有机质、树下杂草和梨树根系在土壤中的分布、1 a生枝的生长量。树行内覆草降低了0~30 cm土层的K⁺ + Na⁺、Ca²⁺和SO₄^2-的含量。当土壤含水量较小时,0~10 cm覆草土壤含盐量随气温的变化趋势与未覆草土壤相似,但变化幅度小;土壤含水量较大时,覆草土壤含盐量与气温呈负相关。随着覆草时间的延长,单位时间内土壤有机质增长率相对减小。0~60 cm覆草土层根系的分布量为未覆草的2.67倍,覆草有利于梨树地上部分的生长。覆草初期,树行内的1 a生杂草增加;随着覆草时间的延长,1 a生杂草减少;梨树行覆草18个月后,1 a生杂草和多年生杂草数量分别为未覆草的8.6%和77.8%。在河西走廊,果园覆草可选在5月至8月初。     

干旱区梨园不同覆盖条件下土壤环境因子综合性评价研究

在干旱沿黄灌区开展不同覆盖材料配合滴灌的灌溉保墒方式下,进一步研究了不同覆盖方式对梨园全生育期的土壤理化性状和养分含量变化影响,分析了土壤温度、水分、pH等和矿质营养元素间的相互关系,对覆盖后的土壤质量进行了综合性评价。试验处理分为无覆盖对照（T1）、园艺地布覆盖（T2）、玉米秸秆覆盖（T3）和黑地膜覆盖（T4）4个处理;试验设计为随机区组设计,每个处理小区均为167株梨树（约占地667 m²）,重复3次;各小区土样分0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm土层取样。结果表明：（1） 园艺地布和黑地膜覆盖处理有一定的增温效应,而玉米秸秆覆盖有较好的降温和稳温效应,且增墒效应明显,土壤含水率比其他3种处理显著提高了1.0%~2.7%。（2） 相较无覆盖处理,黑地膜覆盖可提升表层土壤pH,并加速表层土壤有机质的分解,有机质含量较无覆盖处理下降33.1%;玉米秸秆覆盖可显著降低各土层的土壤pH,降低范围为1.8%~4.6%,并促进0~20 cm土层有机质的提升,土壤有机质含量增加12.2%;园艺地布覆盖下0~40 cm土层内土壤有机质含量和全盐量均有降低。（3） 黑地膜覆盖下0~20 cm和20~40 cm土层的碱解氮含量分别为73.00 mg·g^-1和64.53 mg·g^-1,均显著地高于无覆盖处理,无覆盖条件下土壤碱解氮在深层（40~60 cm土层）积累较多,显著地高于玉米秸秆和黑地膜覆盖;各处理0~20 cm和20~40 cm土层速效磷含量差异显著,大小顺序均为T4>T3>T2>T1,玉米秸秆覆盖可提升土壤速效钾和速效铁的含量。（4） 进行主成分分析表明不同覆盖方式对梨园浅层土壤环境因子的影响要明显大于深层土壤,在0~40 cm土层内各覆盖处理效果均好于无覆盖处理,其中玉米秸秆覆盖在0~20 cm和20~40 cm土层综合得分分别为1.189和0.326,覆盖效果最佳。     

焉耆县滴灌条件下土壤水热盐的动态变化特征

为了揭示焉耆县良种场的土壤水热盐动态变化,对有膜覆盖和无膜覆盖条件下各土壤层进行水热盐的系统观测和单因素方差分析及相关性分析。结果表明：（1）土壤温度的日变化呈现先降低后升高再降低的趋势,有膜各层土壤温度高于相对应的无膜各层土壤温度,各层土壤温度和大气温度变化趋势一致。（2）有膜各层土壤盐分要高于相对应的无膜各层土壤盐分,表层土壤水分小于底层,有膜10～20 cm土壤水分含量比较低,无膜10～50 cm土壤水含量比较接近;滴灌后,土壤水分和盐分经历快速下降和缓慢下降两个过程。由于文献对于有膜覆盖与无膜覆盖条件下土壤水热盐变化的研究相对较少,文章通过研究焉耆县农田生育期有膜和无膜条件下土壤水热盐的变化特征,为研究区土壤盐渍化的防治提供科学依据。     

甘肃河西干旱区温室葡萄对地表覆盖的响应

试验了温室葡萄超氧化物气化酶（SOD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性、游离脯氨酸（Pro）含量、丙二醛（MDA）含量和果粒生长对地表覆盖的响应。结果表明：整个生育期内,砂土覆盖、秸秆覆盖、秸秆+白地膜覆盖及秸秆+黑地膜覆盖都对0~40 cm土层土壤有显著的保水作用,其中秸秆+黑地膜保水性能最强（土壤含水量比无覆盖的提高14.53%,P<0.05）,且各覆盖方式的保水能力随着土层的加深而增强。秸秆+白地膜覆盖下葡萄细胞的抗氧化酶活性最高。砂土覆盖极显著（P<0.01）提高果粒内Pro含量（约增加42.40%）。砂土覆盖后葡萄果粒粒径最大,秸秆+地膜覆盖、秸秆覆盖下的果粒粒径均小于无覆盖的粒径。秸秆覆盖能够提高土壤水分含量,抑制果粒的增长。砂土覆盖可以作为温室葡萄适宜覆盖方式。     

论山西褐土区农田土壤干燥化问题

以山西褐土区离石、忻州、太原、寿阳、临猗等地玉米、小麦农田为主要研究对象,选取5个代表性样点12个剖面采集0~600cm深度土壤样品,研究分析不同季节土壤垂直剖面水分状况。结果表明,该区玉米、小麦等农田中普遍存在土壤干层,轻度和中度干层都有显现;季节性干层的存在是该地区农作物易于发生干旱灾害的主要原因;晋中玉米地轻度干层发育到了600cm以下;晋南由于长期气候干旱,导致干燥化程度加重,轻度土壤干燥化也已发育到了600cm;晋西玉米地400cm接近轻度干化,晋北玉米地轻度干层也已达到600cm深度。农田季节性干层、深层土壤干层的出现严重影响了农田土壤的水循环;降水量少是本区农田干层产生的主要原因,但农田生产力提高、植被密度和蒸发对临时性干层形成的影响也不可忽视;选择低耗水、深根系的旱地作物,同时合理密植、有条件的地方实施灌溉等都是减缓农田干层的有效途径。     

新疆奇台绿洲农田灌溉前后土壤水盐时空变异性研究

对比研究了新疆奇台县绿洲农田灌溉前后土壤水盐的时空变异特征。结果表明,灌溉前,剖面各层土壤含水量较低（18.43%～20.30%之间）,且呈中等（偏弱）变异性。大水漫灌后1周,除40～60 cm和100～120 cm土层外,其他层土壤含水量均变为弱变异性;剖面平均土壤含水量升高6.90%,脱盐率达11.37%,其中,表层（0～20 cm）土壤水分增加率（50.93%）及脱盐率（27.14%）最大,底层（100～120 cm）土壤水分增加率（26.59%）及脱盐率（-4.76%）最小。灌后3周,剖面平均含水量减少3.64%,其中,表层（0～20 cm）失水率（28.84%）最大;剖面平均脱盐率降为9.63%,0～60 cm土层平均脱盐率（7.58%）减小,而60～120 cm土层脱盐率（11.01%）增大。除20～40 cm土层外,其他层含水量变异性均与灌前一致,说明含水量已接近灌前水平。至灌后第3周,各层含盐量、剖面平均盐分（中等变异性）及平均水分（弱变异性）含量的变异性未变,但其变异系数均在减小;剖面平均含水量的空间自相关性由中等转为强烈,变程一直增大,而平均含盐量均具有强烈的空间自相关性,变程先增大后减小。     

Impact of Irrigation Methods on Soil Salt Content and Their Differences in Whole Cotton Growing Season in Arid Area of Northwest China

Research for changes of soil water and salt is an important content of land sciences and agriculture sciences in arid and semi arid regions. In this paper, sampling in actual agricultural fields, laboratory analysis of soil samples and statistical analysis methods are used to quantitatively analyze soil salinity changes under different irrigation methods throughout the cotton growing season in Shihezi reclamation area. The results show that irrigation methods play an important role in soil salt content in the surface soil (0-20 cm) and sub-deep soil (40-60 cm), followed by deep soil layer (60-100 cm) and root soil layer (20-40 cm). Furrow irrigation yields the maximum soil salt content in deep layer (60-100 cm) or sub-deep layer (40-60 cm) and the maximum salinity occurs in the first half of the cotton growing season (June or earlier). In contrast, drip irrigation yields the maximum soil salinity in the root layer (20-40 cm) or sub-deep (40-60 cm), and this usually appears in the second half growing season (July or after). The ratio of chloride ion to sulfate ion (Cl^-/SO₄^2-) and its change in the soil are on the rise under furrow irrigation, while the value first increased and then decreased with a peak point in June under drip irrigation. This suggests that furrow irrigation may shift the type of soil salinization to chloride ion type moreso than drip irrigation. Potassium and sodium ion contents of the soil show that soil sodium+potassium content will drop after the first rise under furrow irrigation and the value is manifested by fluctuations under drip irrigation. Potassium+sodium content change is relatively more stable in the whole cotton growth period under irrigation methods. The maximum of sodium and potassium content of the soil usually occur in deep soil layer (60-100 cm) or sub-deep soil layer (40-60 cm) in most sample points under furrow irrigation while it is inconsistent in different sample points under drip irrigation. A nonparametric test for paired samples is used to analyze differences of soil salt content under different irrigation methods. This analysis shows that the impact of irrigation on soil salinity is most significant in July, followed by August, June, May, and April in most sample points. The most significant impact of irrigation methods occurs in the surface soil layer (0-20 cm), followed by deep layer (60-100 cm), root layer (20-40 cm) and sub-deep (40-60 cm). These conclusions will be benefitial for mitigation of soil salinization, irrigation and fertilization and sustainable land use.     

半干旱地区播前灌溉和地膜覆盖对春小麦产量形成的影响

两年大田试验研究了播前灌溉和地膜覆盖对春小麦产量形成及水分利用的影响。试验设4个处理, 对照(CK)、播种前灌水30mm(W), 覆膜60d(M)和播种前灌水30mm加覆膜60d(WM)。结果表明, 播前灌溉后土壤水分状况得到明显改善, 但由于土壤温度显著下降, 播前灌水会影响春小麦苗期的干物质积累。地膜覆盖在作物生育前期可以改善土壤水温条件, 促进干物质积累, 在后期则会导致土壤水分状况恶化, 导致收获指数的下降, 影响产量的形成和水分利用。在春小麦生产中将播前灌溉与地膜覆盖相结合: 一方面可以在作物出苗时及苗期改善土壤水温条件, 促进作物生长发育; 另一方面在产量形成的关键时期可以通过更好的水分条件去除覆膜的负效, 获得产量和水分利用效率的显著提高。     

坏囿矿化度地下水灌溉对民勤土壤环境的影响

通过野外试验和室内分析相结合的方法,研究了民勤绿洲农田不同矿化度(0.8g·L-1、2.0g·L-1和5.0g· L-1)地下水灌溉对土壤环境的影响.结果表明:随着灌溉水矿化度的增加,生长季水分消耗量逐渐降低,土壤总孔隙度和土壤有机质含量逐渐下降,而土壤有效水含量和土壤电导率则逐渐增加.当灌溉水矿化度为0.8g·L-1时,收获后土壤中上层(0～60 cm)电导率比播种前明显降低,而底层(60～90 cm)电导率略有增加,即淡水灌溉的淋溶作用明显;当灌溉水矿化度为2.0g,L-1时,生长季中的灌水依然对土壤盐分有淋溶作用,但明显弱于淡水的淋溶效果,收获后土壤盐分有明显的表聚现象;当灌溉水矿化度为5.0g·L-1时,收获后在0～60 cm深度电导率明显增加,在60～90 cm深度没有明显变化.