基于遥感技术的内蒙古自治区河套-土默川平原耕地盐碱化监测

文章以内蒙古自治区河套-土默川平原为研究区,在RS和GIS技术支持下和野外样本采集的基础上,以Landsat TM/OLI卫星影像为数据源,通过计算盐碱度与波段的相关性构建出反演模型,以专家决策树进行分类,对2006年—2014年耕地盐碱化进行了动态监测,结果表明:反演结果精度优于77%,成果可为当地生态环境治理提供数据支撑。

塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水量

本文从冲洗定额的构成出发,定义从计划冲洗层的含水量达到最大田间持水量这一时刻起到计划冲洗层的含盐量达到允许含盐量止这段时间所需要的在冲洗定额中起输送冲洗作用的那部分水量为盐碱耕地生态需水定额。通过对塔里木河流域典型灌区的调查分析,初步确定塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水定额约为1500 m3.hm-2,最后得出目前塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水量约为0.97亿m3。

内蒙古河套平原耕地盐碱化时空演变及其对产能的影响

以内蒙古自治区巴彦淖尔市河套平原为研究区,利用RS和GIS技术在野外样本采集的基础上,以第一次地理国情普查数据和LandsatTM/OLI、GF-1卫星影像为数据源,通过计算盐碱度与波段的相关性构建出反演模型,以专家决策树进行分类,对2006~2014年耕地盐碱化进行动态监测,并分析了不同盐碱化程度农田植被净初级生产力(NPP)时空变化特征。结论表明:2006~2014年研究区域非盐碱耕地和轻度盐碱耕地面积呈现持续减少的趋势,减少幅度为6.23%,占耕地总面积的3.55%,NPP先增后降,减少了2.06%;中度盐碱耕地面积呈先降后增的趋势,净增加幅度为22.40%,占耕地总面积的5.10%,NPP先不变后增加,增加了6.73%;而重度盐碱耕地面积呈现先增后降的趋势,净减少7.68%,占耕地总面积的1.55%,NPP则持续增加,增加了3.81%。总体上看,9 a间虽然因为自然、人为因素的影响,中度盐碱耕地面积增长,但可利用土地面积和有效耕地面积不断增加,且改良区域的NPP处于持续增长的趋势,在一定程度上说明盐碱地治理取得了成效。

民勤青土湖盐碱化退耕地天然植被的演替特征

本研究通过调查民勤青土湖地区,不同年代退耕的盐碱化土地上植被的组成、结构、数量等群落学特征,旨在探索盐碱化退耕地上植被的演替规律。结果表明:盐碱化退耕地上首先入侵的是大量多年生草本植物和1年生草本植物,以后逐渐向灌木群落类型过度,直到形成相对稳定的灌木、半灌木群落。退耕初期以耐盐性草本植物占优势,随着退耕时间的延长,草本植物逐渐消减,群落向灌木类型发展,形成以黑果枸杞或黄毛头为主的单优群落,在部分区段形成黑果枸杞和黄毛头为共优种的群落类型。退耕初期物种丰富度、Simpson指数较高,随着退耕时间的延长,物种丰富度和Simpson指数均降低,最终达到相对稳定的状态;优势种群的生态优势度随退耕时间的变长而提高,反映了盐碱化退耕地上群落向单一化类型演替的趋势。由黑果枸杞或黄毛头为优势种形成的灌木群落是民勤盐碱化退耕地上形成的2种比较稳定的群落类型,其优势种(黑果枸杞、黄毛头)的密度分别为23100株/hm2和31500株/hm2。

内蒙古河套灌区盐碱化耕地改良措施及建议

“黄河百害,唯富一套”。多年来,内蒙古河套灌区得益于黄河灌溉而成为举世瞩目的“塞外粮仓”,是我国重要的粮食主产区,也是国家绿色商品粮生产基地。但是特殊的气候和水文地质条件,造成灌区土壤次生盐碱化严重,灌区耕地产能减弱,成为影响当地农业生产、生态环境和经济社会发展的突出问题。

不同改良材料对苏打盐碱化耕地土壤化学特性及甜菜生长的影响

[目的]筛选出适宜内蒙古西辽河平原区苏打盐碱化耕地的土壤改良材料,为该区域盐碱地综合开发利用和农业可持续发展提供理论依据。[方法]选取目前应用效果较好的有机硅肥、腐植酸肥和微生物菌肥3种土壤改良材料,分析其对苏打盐碱化耕地土壤pH值、碱化度、全盐含量、有机质含量及甜菜生长和产量和质量的影响。[结果]①3种土壤改良材料均能不同程度改善苏打盐碱化耕地土壤化学性状,具体表现为能有效地降低土壤pH值、碱化度和全盐含量,提高有机质含量。不同处理和对照的土壤pH值、碱化度、全盐含量和有机质含量均表现为10-20 cm土层大于0-10 cm土层;与对照相比,3种土壤改良材料对土壤pH值、碱化度的降低幅度和对有机质的提高幅度10-20 cm土层大于0-10 cm土层,而对土壤全盐含量的降低幅度则0-10 cm土层大于10-20 cm土层;3种土壤改良材料中,以有机硅肥对土壤pH值、碱化度、全盐含量和有机质含量的改善效果最佳。②与对照相比,3种土壤改良材料均可显著提高甜菜出苗率和存活率,促进甜菜株高、叶面积指数和全株鲜重等生长指标的提高,进而提高甜菜产量和质量,其中以有机硅肥处理效果最佳;3种土壤改良材料虽然都不同程度地增加了甜菜的产值,但仅有机硅肥经济效益高于对照。③影响苏打盐碱化耕地甜菜出苗、存活、生长、产量和质量指标的主要因子是土壤pH值、碱化度、全盐含量和有机质等化学特性指标。通过施用土壤改良材料,能够对土壤化学特性起到直接调控作用,从而有效地保证甜菜生长发育,提高产量和质量。[结论]综合考虑土壤特性、甜菜生长、产量和质量以及经济效益等指标,施用有机硅肥较其他2种材料对苏打盐碱化耕地的改良和甜菜栽培具有较好效果。

滴施改良剂对棉花种子萌发、幼苗生长及盐碱土结构的影响

新疆植棉区土壤盐碱化严重。为农业可持续发展提升土壤肥力进而获得棉花高产,通过盆栽试验,以南疆库尔勒盐碱化土为研究对象,研究自制天然-合成聚合物土壤改良剂对棉花种子萌芽率、发芽势、发芽指数、棉花幼苗根茎长、干鲜重的影响,并采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜表征方法对土壤改良剂作用下土壤微观结构进行研究。研究表明,自制土壤改良剂1#即矿源黄腐酸钾-聚丙烯酸接枝盐碱土壤改良剂在3个不同浓度条件下均能改善棉花种子萌发、早期生长状况,以A2处理(880 mg土壤致良剂1#+1000 mL蒸馏水)效果最佳,相对于CK处理(1000 mL蒸馏水),发芽势和萌发率分别提高了63.2%和50.0%,幼苗鲜重增加了99.0%,干重增加了76.9%。自制土壤改良剂2#即矿源黄腐酸钾-聚丙烯酸共混盐碱土壤改良剂在低浓度下能提高种子萌发率及幼苗生物量,中高浓度有不同程度的抑制作用。改良后土壤的红外光谱变化不大,有机质吸收峰稍有增强;添加土壤改良剂能改善原始土壤致密紧实的结构,土壤颗粒之间开始团聚、土壤表面变得粗糙,改良剂1#以A2处理土壤团聚颗粒最大,颗粒间孔隙最多,改良剂2#土壤也变得相对疏松,但不同添加浓度之间变化不大。

不同培肥措施对西辽河平原盐碱化耕地盐碱特性及作物产量的影响

田间试验条件下,在内蒙古自治区西辽河平原盐碱化耕地设置8种施肥处理,分别为不施肥(对照,CK)、有机肥(M)、秸秆还田(S)、化肥(F)、有机肥+秸秆还田(MS),有机肥+化肥(MF)、秸秆还田+化肥(SF)、有机肥+秸秆还田+化肥(MSF),研究不同培肥措施对盐碱化耕地土壤盐碱特性及玉米产量的影响。结果表明,施用MF和MSF处理下pH显著低于CK(P<0.05),其中在0~10 cm土层,土壤pH值以MF处理最低,较CK低13.41%;碱化度以MF处理最低,较CK低35.45%。与CK相比,各处理均能显著降低有害离子Cl^(-)和Na^(+)含量,且各处理间差异显著。由此可见,有机肥与秸秆的添加对土壤理化性质的改善具有明显作用。MSF处理玉米产量最高,达到了12231 kg/hm2,相比CK提高了58.87%。产量与有机质、全氮、有效磷存在极显著的正相关关系,与pH呈显著负相关。可见,有机肥、秸秆还田和化肥三者配合施用能够显著提升土壤肥力进而提高作物产量。研究结果可为西辽河平原盐碱化耕地改良利用以及秸秆综合利用提供科学依据。

氮肥基追比例对苏打盐碱土甜菜光合效率及糖产量的调控

【目的】探究氮肥基追比例对苏打盐碱土甜菜光合特征、产量和质量的调控效应,为甜菜高效施肥提供依据。【方法】田间试验于2020—2021年在内蒙古通辽市开展,在氮(N)总量150 kg/hm^(2)基础上,设置9个氮肥基追比例处理:10:0:0(N10)、8:2:0(N821)、7:3:0(N731)、6:4:0(N641)、5:5:0(N551)、8:1.6:0.4(N822)、7:2.1:0.9(N732)、6:2.8:1.2(N642)、5:3.5:1.5(N552),和不施氮肥对照(CK),共10个处理,追肥时期在叶丛快速生长期(V1)和块根生长及糖分积累期(V2)进行。在V1、V2和糖分积累期(V3),测定光合指标和生物量,收获期调查甜菜含糖率、产量和产糖量。【结果】与CK处理相比,施氮显著提高了甜菜叶片光合能力、干物质积累量以及产量;基肥比例大于70%的处理含糖率无显著降低;基肥比小于60%的处理对产量无显著影响;除N551和N552处理外,其余处理产糖量均显著提高,N732处理的产糖量两年均显著高于其他处理(P<0.05)。与N10处理相比,氮肥分期施用提高了V1期甜菜叶片光合能力、干物质积累量,且同一基肥比例下以追肥1次优于追肥2次;进入V2期,除基追比N821和N551处理外,其余处理甜菜叶片光合能力、干物质积累量均高于对照,且同一基肥比例下以追肥2次优于追肥1次,其中以N732处理表现最优,各指标显著高于其余处理,其甜菜叶片净光合速率、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率、气孔导度、SPAD值两年平均值分别提高17.20%、13.33%、21.34%、21.01%、10.35%,叶片、叶柄、块根及全株干物质积累量分别提高26.02%、46.69%、47.96%、41.92%。与此同时,N732处理有效调节了甜菜干物质分配和转运,显著降低了V1期后地上部干物质比例,提高了块根干物质比例,提高了根冠比,形成了良好“源–库”关系,为产量形成奠定基础。通过主成分分析,甜菜产量和质量与叶片净光合速率、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率、气孔导度、SPAD值均存在正相关关系.【结论】合理的氮肥基追比可通过对苏打盐碱化耕地甜菜叶片光合特征的调控,实现甜菜产量和质量的提高。本研究中N732处理的氮肥运筹方式(基肥105 kg/hm^(2)、叶丛快速生长期追肥31.5 kg/hm^(2)、块根生长及糖分积累期追肥13.5 kg/hm^(2))具有较好的效果,分别提高甜菜产量19.53%、产糖量20.47%、氮肥农学效率167.48%、氮肥偏生产力19.53%,可作为苏打盐碱化耕地甜菜高产优质的氮肥管理方式。

不同改良材料对苏打盐碱化耕地甜菜叶片光合特性、干物质积累和分配的影响

针对苏打盐碱化耕地作物生长受抑制、产量低的生产现状,选取应用较广泛的3种改良材料——有机硅肥(SF)、腐植酸肥(HF)和微生物菌肥(MF),以不施用改良材料(CK)为对照,探讨不同改良材料对甜菜光合特性、干物质积累和分配的影响,以期筛选出适宜内蒙古西辽河平原区苏打盐碱化耕地的改良材料。结果表明:3种改良材料不同程度改善苏打盐碱化耕地甜菜光合特性。与对照相比,有机硅肥在全生育时期表现出显著调控效果,腐植酸肥在叶丛快速生长期后表现显著,微生物菌肥则在生育前期表现显著,有机硅肥调控效果显著优于腐植酸肥和微生物菌肥;与CK相比,处理SF净光合速率(P_(n))、胞间CO_(2)浓度(C_(i))、蒸腾速率(T_(r))、气孔导度(G_(s))和叶片SPAD值分别提高10.32%~21.77%、9.08%~19.62%、23.14%~43.35%、17.44%~40.93%和23.15%~28.87%;处理HF分别提高5.63%~12.33%、2.37%~13.60%、4.22%~31.01%、14.65%~32.79%和7.93%~20.06%;处理MF分别提高3.82%~10.36%、4.51%~10.14%、1.46%~26.54%、6.72%~20.45%和5.54%~18.18%。3种改良材料通过对光合特性的调控,促进甜菜单株干物质积累,以有机硅肥效果优于腐植酸肥和微生物菌肥;与CK相比,处理SF、MF和HF甜菜单株干物质积累量全生育时期分别提高12.20%~58.06%、3.15%~13.06%和5.91%~20.96%。与对照相比,仅有机硅肥具有调节干物质在不同器官分配的显著效果,叶丛快速生长期促进干物质从叶片向叶柄转运,块根及糖分增长期后促进干物质由叶片、叶柄向块根转运;与CK相比,叶丛快速生长期至收获期,处理SF叶片干物质比例降低4.01%~17.43%、叶柄干物质比例降低7.40%~15.87%、块根干物质比例提高3.34%~5.01%,块根及糖分增长期后甜菜根冠比提高10.88%~23.34%。甜菜叶片光合特性指标、不同器官干物质分配比例与甜菜产量和含糖率之间均存在着显著或极显著相关关系,改良材料的施用通过调节光合特性、改善干物质积累和分配实现甜菜产量和质量的提升,其中以有机硅肥表现最优。

盐碱地改良技术综述与一种新的研究模式展望

我国是一个农业人口大国,耕地和粮食的质量安全及稳定生产,在国民经济发展中具有非常重要的地位。体现农业综合生产能力的重要标志是耕地资源质量问题,其中对盐碱化土壤等中、低产改造利用是一项重要的基础工程,为此我国在农田盐碱地改良利用治理和研究诸多方面付出了不懈的努力,并取得了显著的成效。本文根源于我国盐碱地改良整治技术的发展,对传统的水利改良技术、后起的土壤生物化学改良技术、现代节水灌溉农田水盐调控技术研究内容和效果等进行了综述分析。随着我国多形式节水灌溉技术研究应用和推广,以适应新的灌溉条件下土壤水盐管理利用的新技术理论和方法也在不断呈现,如"土壤水盐定向迁移"和农田土壤"盐分上移地表排"即为近年来我国水利科技人员,创新提出并研究的土壤水盐改良利用新技术理论和解决模式,本文对这一新的技术理论和灌排模式研究内容进行了介绍,并提出展望。