河北低平原冬小麦长期咸水灌溉矿化度阈值研究

在研究咸水灌溉对土壤和作物的影响过程中,对土壤盐分监测相对困难,而监测灌溉水的盐分更简单易行,但作物不同时期灌溉咸水的矿化度阈值较难确定。本文以2007—2015年在河北省衡水旱农节水试验站进行的长期咸水灌溉试验数据(灌溉水设置1 g·L^(-1)、2 g·L^(-1)、4 g·L^(-1)、6 g·L^(-1)和8 g·L^(-1)共5个矿化度;冬小麦生长期间灌溉3次水)为基础,以矿化度为1 g·L^(-1)灌溉水为淡水对照,调查不同处理小麦的相对出苗率、相对籽粒产量及土壤盐分等作物生长、产量和环境变化指标,并采用FAO分段函数方法,分析了‘石家庄8号’冬小麦多年咸水灌溉的矿化度阈值及其影响因素。结果表明,采用4 g·L^(-1)和6 g·L^(-1)咸水灌溉,多年平均小麦出苗率相当于淡水的93.8%(P>0.05)和70.4%(P<0.05),多年平均产量相当于淡水灌溉的86.0%(P<0.05)和65.3%(P<0.05),用小于4 g·L^(-1)的咸水灌溉,籽粒产量(产量变化小于15%)和出苗率不是影响咸水灌溉矿化度阈值的限制因素。经计算冬小麦多年咸水灌溉矿化度阈值为2.14~3.95 g·L^(-1),平均值为3.19 g·L^(-1),变异系数为21.1%。综合考虑产量和土壤盐分累积风险确定河北低平原冬小麦长期灌溉咸水矿化度阈值为2.47 g·L^(-1)。矿化度阈值与播前1 m土壤盐分有一定负相关关系(相关系数-0.587),与淡水灌溉产量呈一定正相关关系(相关系数0.516)。土壤盐分累积风险分析结果表明,按照灌溉咸水矿化度与土壤平均盐分拟合的指数方程预测,采用2.47 g·L^(-1)咸水连续9年灌溉,0~20 cm耕层土壤未达到盐渍化水平(平均土壤盐分预测值0.98 g·kg^(-1)),而1 m土体出现轻度盐渍化(平均盐分含量预测值1.17 g·kg^(-1)),土壤盐分稍有累积,但未对冬小麦产量造成明显影响。由此来看,以2.47 g·L^(-1)咸水长期灌溉造成土壤严重盐渍化的风险较小。

离子组成及矿化度对低矿化度水驱采收率的影响

低矿化度水驱提高采收率对注入水和地层水的离子组成有一定的要求。在室内砂岩岩心驱替实验的基础上,采用对比的方法,研究了注入水和地层水的离子组成对低矿化度水驱提高采收率的影响。结果表明:在进行三次采油模式下的低矿化度水驱时,地层水中含有二价阳离子Ca^2+或Mg^2+均可提高采收率,且Ca^2+的效果要好于Mg^2+;只有注入水的矿化度低于油藏油水系统低矿化度效应启动阈值时,采收率才会提高。分析实验结果确定,地层水中含有二价阳离子Ca^2+或Mg^2+,以及注入水的矿化度低于由油藏油水系统决定的矿化度阈值,是实现低矿化度水驱提高采收率的必要条件。

微咸水农田安全灌溉研究进展

微咸水资源具有巨大开发利用潜力,利用微咸水资源代替部分淡水进行农田灌溉已经成为缓解水资源危机的重要途径,然而微咸水农田灌溉带来的安全问题始终是研究的重点和难点。分析了微咸水安全灌溉的影响因素,通过总结前人的研究成果,从灌水方式和灌水方法两个方面对微咸水安全灌溉模式进行了概述。然后,结合水盐监测和数值模型综述了基于微咸水水质标准的精准安全灌溉研究,阐述了解决微咸水灌溉下土壤安全问题的农田调控措施,总结了未来微咸水安全灌溉研究的趋势,为促进微咸水资源安全高效利用和农田安全灌溉提供参考。