河北滨海盐碱区暗管改碱技术的降雨有效性评价

在河北滨海盐碱荒地和盐碱低产田开展暗管改碱技术面临淡水资源严重短缺、灌溉条件差的问题,降水资源的利用对于该区域暗管改碱技术实施效果的影响很大。本文以河北省黄骅市为研究区域,对河北滨海盐碱区的降水特征及其对暗管改碱技术的影响进行分析。结果表明:当土壤含盐量<0.3%时,年内次降水量可完全满足土壤初次淋洗脱盐过程需要;当土壤盐分含量>0.3%但<0.5%时,在较容易淋洗的土壤上,暗管埋深合适时,脱盐需要的次降水量仍可基本满足;但当土壤含盐量达到0.5%左右时,仅靠自然降水不能保证土壤脱盐需要。暗管埋设条件下,雨季(6～9月)降水量对大面积的轻度盐碱地淋洗脱盐效果非常显著;但重度盐碱地却不能达到理想脱盐效果。从年降水量的变化情况看,研究区域降水量逐年降低的趋势比较明显,干旱年份多于洪涝年份,且旱情较为严重。因此未来推广实施暗管改碱工程时有必要考虑亏缺灌溉对自然降水淋盐的补充效果。

运东近滨海地区燕麦秸秆盐分积累与改良盐碱地潜力分析

为探明燕麦在运东滨海盐碱地区秸秆盐分积累特点以及改良盐碱地的潜力,选用＂坝莜1号＂、＂白燕2号＂和＂花早2号＂燕麦,采用单因素随机区组试验,以品种和土壤含盐量作为因素,进行了2组田间试验,测得燕麦的生物量、秸秆离子浓度和积累量及秸秆与土壤离子浓度比值。研究结果显示,＂坝莜1号＂燕麦开花-灌浆至成熟期整株生物量从2.9 t·hm-2增加至3.8 t·hm-2,延迟20 d收获则减少至2.5 t·hm-2。＂白燕2号＂在低土壤盐分浓度（1.0 g·kg-1左右）下的生物量（3.1 t·hm-2）显著大于中浓度（2.0 g·kg-1左右,1.7 t·hm-2）和高浓度（3.0 g·kg-1左右,0.4 t·hm-2）下的生物量。中等土壤盐分浓度下＂坝莜1号＂的生物量（3.8 t·hm-2）显著高于＂白燕2号＂（3.1t·hm-2）和＂花早2号＂（2.2 t·hm-2）。＂坝莜1号＂秸秆中Na＋、K＋浓度从开花到成熟均显著增加,而Mg2＋、Ca2＋和Cl-则显著降低。延迟20 d收获,除Ca2＋外,其他离子浓度均显著降低。随着土壤盐分的升高,＂白燕2号＂秸秆Na＋、Mg2＋、Ca2＋和Cl-浓度显著升高,而K＋显著下降。3个品种的Na＋、K＋和Mg2＋之间存在显著差异,而Cl-和Ca2＋浓度无显著差异。燕麦秸秆中Cl-浓度最高,K＋和Na＋基本相当,均高于Mg2＋和Ca2＋。＂坝莜1号＂秸秆中Na＋、K＋、Mg2＋、Cl-积累量成熟期最高,延迟收获20 d后积累量均显著降低。＂白燕2号＂秸秆Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋、Cl-积累量随土壤盐分升高显著下降。除Ca2＋外,Na＋、K＋、Mg2＋、Cl-积累量品种之间差异显著。＂坝莜1号＂秸秆与土壤离子浓度比值中,Na＋＋K＋最大（46~63）,其次是Cl-（30~46）、Mg2＋（24~30）和Ca2＋（3~15）;延迟收获后Na＋＋K＋和Cl-秸秆与土壤浓度比值显著下降,Mg2＋比值无显著变化,Ca2＋比值显著升高。随着土壤盐分升高＂白燕2号＂秸秆与土壤Na＋＋K＋和Cl-浓度比值显著下降,Ca2＋无显著变化。秸秆与土壤离子浓度比值在品种之间存在显著差异。燕麦理论上具有改良盐碱地的潜力,但收获时间和土壤盐分均会显著地影响燕麦生物量、离子浓度和积累量,从而影响燕麦改良盐碱地的效果。

基于暗管埋设的农田生态工程对运东滨海盐碱地的改良原理与实践

我国具有丰富的盐碱地资源,滨海盐碱地是其重要组成。运东滨海平原盐碱地具有地下水埋深浅,土壤盐分重,土壤水盐季节性变化强烈等特点。基于上述特点,该区域农作物限制因子为盐分胁迫、干旱和涝渍害。针对限制因子总结了各种农田生态工程手段的实施及原理。通过对当地常见作物3种胁迫的敏感时期分析,结合农田生态工程原理,在河北省南大港管理区的荒地进行了农田生态工程改良盐碱地实践研究。结果显示,棉花、玉米的产量可分别达到2.23~3.98 t·hm-2和4.6~6.7 t·hm-2,接近当地耕地的平均水平。小麦-玉米一年两熟粮食总产量可达9.6~10.8 t·hm-2,小麦-谷子一年两熟粮食总产量达到9.1~11.9 t·hm-2。农田生态工程显著地增加了作物的种植适宜性,使多种轮作制度成为可能。但是单项的生态工程技术都有一定的局限性,如咸水结冰灌溉会增加土壤盐分,暗管工程会降低土壤养分含量和有效性,因此农田生态工程应系统化和体系化。多种技术手段互补,最终实现调整盐碱地土壤水分、盐分季节性分配,使作物避开盐分、水分胁迫敏感期,使作物生长与土壤水盐季节变化耦合,完成作物生命周期并形成产量,最后在周年内达到土壤积盐与排盐平衡。暗管工程必将取代明沟作为盐碱地区排水的基础,也是各项生态工程的基础。而农田生态工程技术的多样化、系统化和体系化是未来改良盐碱地的发展趋势。

河北滨海盐碱区暗管埋设下土壤水盐变化响应研究

为探索暗管排水排盐技术在河北滨海盐碱地治理的适用性,考虑排水方式、暗管埋设关键参数（深度与间距）因素水平下,在河北省南大港农场布置并开展5个处理的田间试验,分别为1个明沟排水处理（对照,CK）和4个暗管排水处理（T1、T2、T3、T4,埋深/间距分别为1.0 m/20 m、1.2 m/30 m、1.4 m/40 m、1.6 m/50 m）;对照处理设CK1、CK2两个重复。通过周年试验与观测,分析了暗管埋设条件下潜水埋深控制、耕层土壤含盐量变化、暗管最优埋设参数、盐分离子组分变化等。结果表明：（1）暗管排水排盐技术能够有效地控制地下水位,具有增强降水淋洗盐分和降低地下水位抑制返盐的能力,适合潜水埋深较浅的河北滨海盐碱区应用;（2）与明沟排水对照处理比较,在降水相对集中的雨季,暗管排水有更好地缓解涝渍灾害作用,减少70%的涝渍危害;（3）暗管排水可以显著降低土壤耕层（0~20 cm）含盐量,平均降低1.1‰,棉花种植与出苗盐分耐受关键期可平均降低土壤含盐量1.8‰;（4）从地下水埋深的平均下降速率、平均回升速率、暗管铺设经济成本综合考虑,T2处理（即1.2 m埋深,30 m间距）为河北滨海盐碱区最优铺设方案;（5）各盐分离子随土壤水运动迁移速率存在差异,其中以Cl-迁移速率最快,Ca2＋次之。

河北沿海区耕地土壤质量综合评价

为了系统掌握河北沿海耕地土壤质量的现状,获取土壤质量提升的优化调控措施。采用GIS与模糊综合评判相结合的方法,对河北沿海区耕地土壤质量进行模糊综合评价与分级,获得土壤质量综合评判分级图。结果表明,研究区域耕地土壤质量状况总体较低,有机质中等偏低,全氮较为贫乏,有效磷和速效钾相对丰富,土壤全盐含量已达到中度盐渍化土标准,地下水矿化度高且埋深浅。土壤盐分、地下水矿化度与地下水埋深是土壤质量的主要限制因子。研究区不同行政区土壤质量状况具有明显差异性,其pH变异系数最小,全盐含量变异系数最大,其空间分布规律与土壤全盐含量相似;研究区土壤质量最差的区域是沧州沿海中东部、唐山沿海南部,其面积约占总耕地总面积的5.3%。土壤质量分级图可用于研究区中低产田改造、盐碱地综合治理,土壤质量较差的区域采取先种盐生植物、再种经济植物的"梯次推进"植物利用模式,通过逐步改善土壤理化性质,提高土壤质量。全面掌握区域的土壤质量状况,对河北沿海盐碱地土壤改良和科学管理提供依据。

河北38°N生态样带土壤有机碳特征

为阐明河北38°N生态样带土壤有机碳的空间分布特征,2011年9—10月,根据河北38°N带低山丘陵地区、山前平原地区和滨海低平原地区不同土地利用方式选取代表性样点,分层（0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm和60~100 cm）采集土壤样品,测定土壤有机碳含量。结果表明,河北38°N生态样带,低山丘陵地区土壤有机碳密度显著高于山前平原地区和滨海低平原地区,0~40 cm土层土壤有机碳密度分别为9.03 kg·m^-2、4.26 kg·m^-2和3.51 kg·m^-2。低山丘陵地区与山前平原地区和滨海低平原地区土壤有机碳差异的部分原因是低山丘陵区灌丛土壤有机碳含量较高,明显提升了该地区的土壤有机碳水平。另外,低山丘陵地区林地和农田0~40 cm土层土壤有机碳含量也高于山前平原地区和滨海低平原地区;林地0~40 cm土层土壤有机碳含量在低山丘陵地区、山前平原地区和滨海低平原地区分别为19.45 g·kg^-1、7.89 g·kg^-1和7.55 g·kg^-1,农田土壤有机碳含量在3个地区分别为7.70 g·kg^-1、7.09 g·kg^-1和6.00 g·kg^-1。在整个生态样带上,土壤有机碳含量基本随土壤深度增加而不断减少,但各个地区不同土地利用方式减少的程度不同。低山丘陵地区0~40 cm土层内土壤有机碳含量变幅最大,其次为山前平原地区,滨海低平原地区变幅最小。低山丘陵地区灌丛土壤有机碳含量变化幅度最大,其次为林地,农田最小;山前平原地区土壤有机碳含量变化幅度农田略大于林地;滨海低平原地区土壤有机碳含量变化幅度林地最大,其次是荒地,农田最小。鉴于上述情况,从固碳和经济的双重角度考虑,提出以下建议：低山丘陵区大力发展林业产品和旅游业;山前平原区集中粮食生产,保证国家粮食安全;滨海地平原区加大土壤盐渍化改良,推广棉花种植。

探索中国沿海转型发展之路——河北沿海地区空间发展战略

作为我国东部沿海地区之一,河北沿海地区的区位优势突出、战略性资源丰富,但由于存在港口功能单一、产业结构与港城结构不合理、资源开发盲目无序等问题,其发展模式急需转变。立足于"京津冀世界级城市群"的建设目标,河北沿海地区规划提出了转型发展的要求,包括转变港口发展模式、资源利用方式、产业发展模式及城镇发展模式等,通过港口拉动、港城互动与区域联动,实现"内聚提升、对接开放、转型跨越",推动河北沿海地区的发展,并使之成为我国新一轮沿海开放开发的区域典范。

基于3S技术的土壤动态演变调查

综合运用3S技术,实践了在3S支持下进行土壤调查的技术方法和思路,分析研究了河北省滨海地区的土壤动态演变情况,可为当地农业的可持续发展提供基础信息。

冀东花生产区土壤肥力现状与推荐施肥量

为全面了解冀东花生产区农田土壤肥力状况和施肥现状,提出优化施肥技术方案,利用2009-2019年冀东地区肥力调查和肥料效应试验的数据,对土壤肥力现状、施肥现状和优化施肥量进行了分析。结果表明:冀东花生产区土壤pH值平均为6.8,呈微酸性;有机质、全氮、有效磷、速效钾平均含量分别为14.4 g/kg、0.91 g/kg、44.6 mg/kg和97.9 mg/kg,肥力处于中等偏低水平;有效铁、有效锰、有效铜和有效锌平均含量分别为46.7、29.3、1.9和2.4 mg/kg,处于较高水平,但样本各元素含量差异(变异系数67.7%-86.2%)均较大,部分地区仍可能存在潜在的元素缺乏状态;有效硼平均含量为0.8 mg/kg,有效钼平均含量仅0.07 mg/kg,均处于较低水平,不能满足花生高产的需求。冀东花生产区,农户的N、P2O5、K2O平均施肥量分别为173.3、102.7和116.5 kg/hm2;根据“3414”肥料试验确定的N、P2O5、K2O推荐施肥量分别为128.4、64.0和82.8 kg/hm2,与当地农户的N、P2O5、K2O平均施肥量相比分别降低了25.9%、37.7%和28.9%。

冀东沿海地区镉的富集程度及成因分析

河北省地质调查院在冀东沿海地区的浅层土壤中发现了450 km2的镉富集带,富集区内Cd含量平均值0.76 mg/kg,最大值7.65 mg/kg,镉富集区域与当地的水稻田范围极为吻合。本文根据深、浅层土壤地球化学调查结果,运用富集因子及多元统计分析方法论述了镉的空间富集程度及富集的成因。结果表明,镉在研究区浅层土壤中高度富集,富集因子平均值3.27,最大值23.3。镉含量地球化学图、富集因子等值线图、污染因子得分图的空间分布特征几乎一致,异常区域内存在污染元素镉的单因子,镉富集源于人为活动。

河北省滨海沙地应用保水剂对植被生长的影响

采用盆栽试验,研究了不同保水剂施量对沙地土壤含水量、芙蓉葵植株生长、光合特性、干重、鲜重等的影响。结果表明,施保水剂1 800、2 250、2 700 kg/hm^2的土壤含水量显著高于未施保水剂处理,其中,施保水剂1 800 kg/hm^2的土壤含水量最大。施保水剂的各处理的株高均显著高于未施保水剂,其中,施保水剂2 700 kg/hm^2的株高最高,而各施保水剂处理间差异不显著。在土壤正常含水条件下,各处理的净光合速率随保水剂用量的增加大致呈先上升后下降的趋势,其中,施保水剂1 800、2 250、3 150 kg/hm^2显著高于未施保水剂处理,施保水剂2 250 kg/hm^2的净光合速率最大。在土壤干旱胁迫条件下,各处理的净光合速率随保水剂用量的增加大致呈上升趋势,施保水剂3 150 kg/hm^2的净光合速率最大,显著高于未施保水剂处理。施保水剂的各处理干、鲜重均显著高于未施保水剂处理,施保水剂的各处理间差异不显著,其中,施保水剂2 250 kg/hm^2的鲜重、干重均为最高。适量保水剂的施用显著提高了沙地土壤含水量,促进了植株的生长和光合能力的提高,显著增加了植物干物质的积累;正常土壤含水条件下保水剂的适宜用量为1 800~2 250 kg/hm^2,在干旱胁迫条件下为3 150 kg/hm^2。