秸秆隔层对沿海垦区盐渍土淋洗过程影响的模拟

为探究淋洗过程中秸秆隔层对江苏沿海垦区盐渍土壤水盐运移的影响,开展灌水淋洗的土柱试验,采用HYDRUS-2D模型模拟两类秸秆隔层(纯秸秆、土壤-秸秆混合)在覆盖、浅埋及深埋的单层、双层及三层布设形式下盐渍土壤水盐运移分布特征.结果表明,覆盖+浅埋+深埋的三层布设形式对土壤剖面水分的维持效果最优,但此时土壤盐分淋洗程度相对较低;秸秆隔层布设可显著提高其上方土壤淋洗后的蓄水量,且纯秸秆隔层的保水效果优于土壤-秸秆混合隔层;单层布设形式在首轮淋洗过程中的排盐速率比双层和三层布设形式分别高11.76%和17.41%,但各类布设形式在次轮淋洗后的累计排盐总量基本一致,最大差异仅为0.74%.

滨海盐渍土原土滴灌水盐调控对土壤水力性质的影响

为研究滨海盐渍土滴灌原土水盐调控不同处理对土壤导水率(K)、土壤孔隙大小分布常数(Gardnerα)、土壤孔隙对水流贡献率等水力性质的影响,在滨海盐渍土上进行滤层及基质势(-5、-10、-15、-20、-25kPa)处理的原土水盐调控试验。用圆盘入渗仪在-15、-6、-3、0cm4个连续增大的负压下进行入渗测定,并计算不同负压下导水率、土壤孔隙大小分布常数、孔隙级别对水流的贡献率。结果表明:经原土水盐调控后,各处理的饱和导水率、土壤孔隙大小分布常数较对照增大,在-6和-15cm水头下的导水率较对照减少,在-3cm水头下的导水率无明显变化规律。滤层处理下土壤的饱和导水率、-6cm水头下的导水率、土壤孔隙大小分布常数较无滤层处理有显著提高;各处理土壤大孔隙对水流的贡献率大于对照处理,中等孔隙2及小孔隙对水流的贡献率小于对照处理。滤层处理是不同级别土壤孔隙对水流贡献率大小的主要影响因素,其中滤层的土壤大孔隙、中等孔隙1对水流的贡献率显著高于无滤层。可见,经原土水盐调控后,土壤饱和导水率、-6cm水头下的导水率、土壤孔隙大小分布常数明显增加,土壤大孔隙增加,小孔隙减少,土壤结构得到改善。

滴灌灌水下限对夹砂层农田土壤水盐分布和玉米生长的影响

为探明滴灌灌水下限对夹砂层土壤水盐分布和作物生长的影响,在河套灌区开展连续2年的田间试验。供试土壤60~100 cm深度为砂土层,供试作物为玉米。基于土壤基质势,设置5个滴灌灌水下限:-10 kPa(S1),-20 kPa(S2),-30 kPa(S3),-40 kPa(S4)和-50 kPa(S5)。结果表明夹砂层显著影响土壤水盐运移。0~60 cm根层含水量较低,而砂层较高;土壤盐分受水分影响,更多聚集在砂层。灌水下限显著影响土壤水盐分布和各层储量,下限越高,根层土壤含水量越高、含盐量越低,而砂层及以下处理间差异不显著。S1、S2和S3处理玉米籽粒产量显著高于S4和S5(P<0.05),且前三者之间差异不显著,S3水分利用效率最高。因此,针对河套灌区夹砂层农田,建议膜下滴灌灌水下限为-30 kPa。

滴灌条件下层状土壤滞盐作用的试验研究

为了探讨滴灌条件下黏土夹层在层状土壤中的滞盐作用,针对不同构型的层状土壤进行土柱滴灌入渗试验,试验中,均质土壤为松沙土和轻壤土;层状土构型为松沙土夹轻黏土和轻壤土夹轻黏土;其中,均质土柱灌水量分别为88.5、106.2、135.7mm;而层状土柱灌水量为170.7mm。结果表明,均质土壤湿润锋附近的积盐现象是由于土壤含水率较低、水分运移速度慢,对盐分的携带能力低而导致的;盐分将随着灌水量的增大而向土壤深层运移并被排除。层状土中的黏土夹层对盐分运移具有明显的阻滞作用,使盐分在黏土层中大幅增加。土层之间的渗透性差异越大,黏土夹层的滞盐作用越强。除此以外,黏土夹层具有拟半透膜作用,使水分比盐分更容易穿过黏土夹层,增加夹层下部土壤含水率。

干旱区长期膜下滴灌农田耕层土壤盐分变化

新疆地处干旱地区,水资源短缺,膜下滴灌作为有效的节水灌溉技术在新疆农业生产中广泛使用。但新疆同时是盐碱化普遍发生的地区,采用滴灌技术后,传统灌溉的灌溉洗盐过程随之消失,且该地区灌溉水矿化度较高,对土壤盐分有一定的补充作用,因此滴灌技术虽然节水增产效果明显,但长期滴灌可能导致土壤盐分积累,降低土壤质量。通过监测一个长期膜下滴灌、面积约为224 km2的农场15a农田土壤盐分含量,对长期膜下滴灌土壤盐分含量的变化进行研究,研究结果可为膜下滴灌土壤盐分管理提供科学依据。以位于新疆北部玛纳斯河流域的新疆生产建设兵团第八师147团农田为研究对象,通过收集该团场自1996年至2010年记录的农田耕层盐分和养分指标的分析数据,利用统计学知识及地理信息系统技术,对不同滴灌年限下土壤耕层盐分变异特征及土壤耕层盐分与其他土壤指标的相关性进行研究。研究表明:(1)在滴灌的第一个3年周期内,土壤耕层盐分平均含量从3.13 g kg-1降低至3.00 g kg-1,降幅达4.2%,但经12年滴灌年限,土壤耕层盐分从3.13 g kg-1升高至4.81 g kg-1,升高了53.7%;(2)在五个监测周期(15 a)内,土壤盐分含量明显上升,研究区土壤耕层盐分含量集中分布在4~10 g kg-1,土壤耕层多为中度盐化土和重度盐化土;(3)长期膜下滴灌导致土壤耕层盐分发生重新分配,全团范围内农田盐分含量分布接近正态分布。本研究条件下,长期膜下滴灌会造成土壤耕层盐分积累,滴灌水携带的盐分对土壤盐分有一定的补充作用;采用2~3年进行一次大水洗盐以及培肥土壤、提高土壤有机质含量对防止滴灌土壤积盐具有重要作用。

孔隙溶液对膨胀土力学性质影响

为研究孔隙溶液的浓度和组分对膨胀土力学性质的影响规律,对含不同浓度的Na Cl、Ca Cl_2溶液的膨胀土进行自由膨胀率试验和直剪试验。试验结果表明,随着溶液浓度的增大,自由膨胀率先快速降低,再平缓下降;浓度相同时含Na Cl溶液的膨胀土其自由膨胀率比含Ca Cl_2溶液的稍大,随着溶液浓度的增大,土样的剪切强度和黏聚力降低;溶液对内摩擦角的影响较小。分析试验结果认为,膨胀土表面具有固定的负电荷,颗粒表面会形成双电层;随着盐溶液浓度的增大,双电层厚度降低,颗粒间斥力减小,使得粒间应力增大,土颗粒沉降,降低了自由膨胀率;阳离子化学价越高,半径越大,对双电层的影响越显著,因此Ca Cl_2溶液比Na Cl溶液对自由膨胀率的影响更大。另一方面,盐溶液会改变膨胀土的结构,使其从集聚状变成絮凝状。盐溶液增大粒间应力,使膨胀土的强度增大,结构的改变会使强度降低,上述两种影响因素对强度呈相反的趋势,对该广西膨胀土,结构的作用超过了粒间应力的影响。

季节性冻融土壤盐分离子组成与冻结层盐分运移规律研究

该文对冻融过程中土壤盐分离子组成及冻结层盐分运移规律进行研究,在内蒙古河套灌区永联试验站开展了冻融期土壤水盐及其离子成分监测试验,分析了冻融期地温、冻结层深度、地下水埋深与水质、土壤含水率、土壤盐分及离子组成的变化规律,通过离子相关性分析确定了土壤盐分运移的主控离子成分和盐分类型,进一步利用二元水盐体系相图探讨了冻融期主控盐分的运移规律。结果表明:冻融期地温梯度变化主要发生在0~1.0 m范围土层中,地下水埋深在冻融期变化趋势为快速增大-缓慢增大-减少,地下水矿化度均值在融化期显著降低;研究区地下水中变异性最大的离子为Na^+、Cl^-和SO4^2–,土壤盐分运移和扩散是地下水矿化度变化的主要原因;土壤中Na^+、Cl^–与SO4^2–与含盐量相关系数高于0.9,冻融期土壤盐分浓度变化的主控盐分类型为氯化钠和硫酸钠;冻结层积盐或者脱盐取决于土壤盐分梯度和不同盐分的共饱和点,研究区最大氯化钠浓度(质量分数1.55%)和最大硫酸钠浓度(2.01%)均低于各自的共饱和点,当冻结前土壤溶液浓度梯度为正(从上到下浓度增大)时,冻结层易积盐,反之冻结层主要表现为脱盐。研究对阐明冻融期冻结层盐分累积规律的成因具有重要意义。

定额喷灌对滨海盐碱地的改良效果研究

为明确喷灌洗盐对滨海盐碱地土壤盐分的淋洗效果。通过田间试验,研究了喷灌洗盐对滨海盐碱地0~10、10~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm土层盐度的淋洗效果。试验结果表明:洗盐水量与脱盐效果成正比,即用水量越多洗盐效果越明显。经过喷灌洗盐后,不同土层盐分含量均有所降低,且脱盐效果随土层深度的增加而呈下降趋势。试验地1(SY1)在0~10、10~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm土层脱盐率分别为55.34%、53.80%、20.89%、2.04%、3.59%、6.59%;试验地2(SY2)分别为56.72%、48.53%、25.05%、5.24%、5.63%、6.10%。结合数据分析,喷灌洗盐对SY1和SY2在0~10、10~20 cm土层盐分淋洗效果最佳,其脱盐率在48.53%~56.72%之间。该研究可为喷灌技术合理和可持续开发利用滨海盐碱地提供一定参考。

灌溉对心底土积盐层的溶解作用

1.心底土积盐层是引起土壤次生盐渍化不可忽略的原因土壤次生盐渍化是干旱、半干旱地区作物正常生长和发展农业生产的一个重要限制因素,综合目前的研究资料,人们对土壤次生盐渍化的发生和防治作了大量的研究工作,但对心底土积盐层与土壤次生盐渍化研究得较少,忽略了这个问题。正如罗赞诺夫指出:“人们往往忽略了土壤以及底土的原始含盐量在灌区土壤次生盐渍化中的作用,因此,我们愿意再一次强调指出。