Effects of combined drip irrigation and sub-surface pipe drainage on water and salt transport of saline-alkali soil in Xinjiang, China

Developing effective irrigation and drainage strategies to improve the quality of saline-alkali soil is vital for enhancing agricultural production and increasing economic returns. In this study, we explored how irrigation and drainage modes (flood irrigation, drip irrigation, and sub-surface pipe drainage under drip irrigation) improve the saline-alkali soil in Xinjiang, China. We aimed to study the transport characteristics of soil water and salt under different irrigation and drainage modes, and analyze the effects of the combination of irrigation and drainage on soil salt leaching, as well as its impacts on the growth of oil sunflower. Our results show that sub-surface pipe drainage under drip irrigation significantly reduced the soil salt content and soil water content at the 0–200 cm soil depth. Under sub-surface pipe drainage combined with drip irrigation, the mean soil salt content was reduced to below 10 g/kg after the second irrigation, and the soil salt content decreased as sub-surface pipe distance decreased. The mean soil salt content of flood irrigation exceeded 25 g/kg, and the mean soil desalination efficiency was 3.28%, which was lower than that of drip irrigation. The mean soil desalination rate under drip irrigation and sub-surface pipe drainage under drip irrigation was 19.30% and 58.12%, respectively. After sub-surface drainage regulation under drip irrigation, the germination percentage of oil sunflower seedlings was increased to more than 50%, which further confirmed that combined drip irrigation and sub-surface pipe drainage is very effective in improving the quality of saline-alkali soil and increasing the productivity of agricultural crops.

基于作物水分亏缺指数和盐分淋洗系数的新疆棉田节水控盐优化方法

通过灌溉对作物根区土壤水盐环境进行适时适度的调控是促进新疆绿洲农业可持续健康发展的重要举措,其中最为关键的一环当属灌溉制度尤其是灌水定额的优化。为了提高灌水控盐效率,该研究以新疆沙湾市膜下滴灌盐碱棉田为研究对象,以当地传统灌溉制度为对照,在基于作物水分亏缺指数(plant water deficit index,PWDI)评估并实施智能灌溉的基础上开展了2 a(2021与2022)田间灌水控盐试验,通过设置不同的盐分淋洗系数(2021年:1.0与2.0;2022年:1.0、1.4、1.8、2.2与2.6)探讨灌水定额对土壤水盐运移与棉花生长以及水分吸收利用的影响。结果表明,在固定PWDI阈值(评估值超过阈值时开启灌水)的情况下,在一定范围内随着盐分淋洗系数的增大,灌水定额增加,灌水周期延长,灌水总量增大,更多盐分被被淋洗到根区下部甚至根区以下,从而改善根域水盐环境,减轻水盐胁迫,促进棉花生长并增产,但灌溉水利用效率呈缓慢下降趋势。然而,当盐分淋洗系数(灌水定额)增大到一定程度时,长期优越的根域水盐环境导致棉花徒长,即营养生长旺盛而生殖生长迟滞,灌水周期缩短,灌水总量急剧上升,产量不再增加反而有下降趋势,灌溉水利用效率显著降低。综合考虑盐分淋洗、棉花生长与产量以及水分利用效率,当试验区PWDI阈值取为0.5时建议对应的盐分淋洗系数取为2.2。该研究可为新疆盐碱棉田高效生产以及绿洲农业可持续健康发展提供理论依据与技术支撑。

微咸地下水浅埋区膜下滴灌定额对棉花产量及水分利用效率的影响

【目的】探明新疆微咸地下水浅埋区膜下滴灌棉花的灌溉定额对棉花产量及水分利用效率的影响。【方法】2022、2023年4—10月开展膜下滴灌棉花灌溉试验,设置300(W1)、375(W2)、450(W3)、525 mm(W4)共4个灌溉定额,研究灌溉定额对田间土壤水盐动态分布、地下水埋深和矿化度及棉花生长、产量、水分利用效率等的影响。【结果】①各处理土壤脱盐率均随滴灌灌溉定额的增大而增大,且W4处理60 cm土层内土壤总脱盐率为29.78%~58.19%;②随着灌溉定额增大,灌水加强了对地下水的补给作用,抬高地下水位,使地下水矿化度由6 g/L降低为4~5 g/L,有利于棉花对地下水的吸收利用。③随着灌溉定额的增大,棉花株高、叶面积指数、干物质累积量及产量均呈先增大后减小的趋势,其中W3处理下棉花生长指标最优,其籽棉理论产量达到7127.66 kg/hm^(2);但是水分利用效率随灌溉定额的增大而减小。【结论】450 mm是较为适宜的灌溉定额,虽然水分利用效率不高,但包括了改善田间生态环境、满足生态耗水量,保证作物正常生长。

Aquacrop模型在北疆棉花生育期灌溉洗盐制度优化中的适用性

为明确Aquacrop模型在北疆棉田膜下滴灌和地下滴灌方式下生长和生产模拟的适用性,并探究棉田生育期最优灌溉洗盐制度,该研究以2020和2021年的田间试验数据对模型参数进行校正和验证,并用校正好的模型揭示3种灌溉水平(100%ETc、80%ETc、60%ETc,其中ETc为作物需水量)、3种淋洗总定额(0、120和240 mm)、3种灌水频率(5、7和10 d/次)和3种降水年型(湿润年、平水年、干旱年)对棉花产量和灌溉水生产力的影响。结果表明,2021年所有处理的冠层覆盖度、地上生物量归一化均方根误差(normalized root mean square error,NRMSE)不大于20.998%,一致性指数d≥0.967,决定系数R^(2)≥0.914,产量均方根误差(root mean square error,RMSE)、NRMSE、d和R^(2)分别为0.389 t/hm^(2)、6.797%、0.836和0.754,模型整体模拟效果良好。基于58 a气象数据的模型模拟表明:灌溉水平、淋洗定额、降水年型对棉花产量和灌溉水生产力的影响显著,灌水频率的影响不显著;在平均土壤含盐量范围为12~18 g/kg的植棉区域,综合考虑产量、灌溉水生产力及实际生产情况,湿润年推荐80%ETc+120 mm的灌溉淋洗总定额,平水年和干旱年推荐100%ETc+120 mm的灌溉淋洗总定额;推荐延长灌水频率至10 d/次以减少灌水次数,节约成本。研究可以为Aquacrop模型在棉田中的应用积累经验,为农业水资源高效利用提供理论指导与技术支撑。

浅层填沙滴灌种植枸杞改良龟裂碱土重度盐碱荒地研究

龟裂碱土重度盐碱荒地主要分布在我国西北旱区,其土壤碱化度高、结构差、导水率低是制约其改良利用的关键因素。通过在滴头下方设置沙穴,探索在滴灌条件下种植枸杞的方式改良利用该盐碱荒地的可行性。通过设置-5 k Pa(S1)、-10 k Pa(S2)、-15 k Pa(S3)、-20 k Pa(S4)和-25 k Pa(S5)5个不同土壤基质势控制灌水下限处理,寻求最优的滴灌灌溉制度。结果表明,种植后土壤水分入渗性能得到显著改善,滴头下湿润区域面积不断增大,逐渐形成一个脱盐区(ECe<4 d S/m)。控制较高的土壤基质势下限,有利于土壤盐分的淋洗。滴灌种植后土壤的ECe/SARe显著增加,说明土壤盐分组成特征发生变化,土壤物理性质得到改善;土壤速效养分含量显著增加,其中硝态氮表现出较强的随水迁移性,存在淋失风险,而速效磷随水迁移性弱,主要积累在0~20 cm深度内。种植3 a之后,S1成活率最低(56.8%),S3最高(81.1%),而S2、S3和S4产量显著高于其他处理(p<0.05),三者之间差异不显著,均为900 kg/hm^2左右,达到当地良田水平。结合土壤水盐特征、养分分布及枸杞生长等各方面因素,可以通过在滴头下设置沙穴滴灌种植枸杞的方式改良龟裂碱土重度盐碱荒地,并在种植前2 a控制土壤基质势下限为-10 k Pa,从第3年改为-20 k Pa。

滴灌条件下磁化水对土壤淋盐作用的初步研究

[目的]土壤盐渍化是影响干旱区绿洲农业生产的主要障碍因素,在膜下滴灌条件下对比研究不同处理水灌溉对土壤水分渗漏及淋盐作用的影响,旨在提出一种高效降低土壤盐分的新技术.[方法]通过田间小区试验,设置常规滴灌对照（CK）,一次磁化（T1）,二次磁化（T2）3个处理,在不同土层埋设原位土壤溶液提取器和2m深土层接渗漏液,分析测定土壤水分渗漏量与含盐量.[结果]渗漏液的全盐含量、C1-和Na＋含量均呈现出CK＜T1＜T2的变化趋势,磁化水处理的60～100cm土层土壤原液含盐量显著高于对照处理,磁化水滴灌显著促进了水分入渗和盐分下移,且二次磁化处理效果显著大于一次磁化处理.如CK、T1、T2各处理渗漏液总量分别是80.27、91.39和87.99 kg,T1和T2处理较对照（CK）处理分别增加了13.9％和9.6％.灌水结束后,0～100 cm土壤中C1-、Na＋含量均下降,下降幅度是CK＜T1＜T2.[结论]磁化水灌溉可以加速土壤水盐向下运移,提高土壤渗漏量和增强对C1-、Na＋的淋洗.

沼液对水培生菜光合特性、产量及品质的影响

为了阐明沼液替换营养液比例与水培生菜生育阶段、产量、品质及光合特性之间的关系,筛选出最佳沼液替换比例,采用深液流水培法,以生菜为材料,研究了不同生育阶段沼液替换比例对生菜产量、品质及光合特性的影响,并分析了叶绿素a与光合参数的关系。结果表明,沼液替换部分营养液显著提高了生菜产量(P<0.05),且不同生育时期沼液对生菜产量的影响规律一致,当生菜生长中期(第2个生育阶段)沼液替换比例为20%,末期替换比例为40%时生菜生物量最高,高出CK(以原山崎配方配制营养液水培生菜)66.97%;沼液替换部分营养液的各处理的生菜可溶性糖与CK相比显著提高,且差异极显著(P<0.01);可溶性蛋白有一定程度提高,但差异不显著;生菜的硝酸盐量显著降低,同时生菜VC量随着沼液置换比例的增加而降低。沼液替换部分营养液提高了生菜叶片叶绿素a,促进生菜光合作用的进行。故生菜第2个生育阶段沼液替换营养液对生菜产量、光合特性及品质调控效应较好,且以40%沼液替换比例效果最佳。

咸水滴灌淋洗土壤盐分的试验研究

通过模拟试验,研究了不同水量咸水滴灌对风沙土表层盐分的三维淋洗效果,确定了防止防护林植物盐害的淋洗水量。结果表明,咸水滴灌淋洗后,在滴头的正下方形成一个以滴头垂直方向线为轴、土壤表层半径较小中间半径最大的近"钵型"的"淡化脱盐区",土壤含水率由滴头向湿润锋逐渐降低,含盐量则逐渐增加;咸水滴灌淋洗最大深度、最大水平半径、和最大水平半径深度均与灌溉淋洗水量呈对数增长关系;防止2年生沙拐枣盐害的滴灌淋洗水量约为37.56L。咸水滴灌洗盐可防治盐害。

不同因素影响下突发性强降雨对沙拐枣的危害——以塔里木沙漠公路防护林生态工程为例

塔里木沙漠公路防护林生态工程全长436 km,造林树种以抗逆性较强的沙拐枣(CalligonumL.)、柽柳(Tamarix L.)、梭梭(Haloxylon Bunge)等优良防风固沙灌木为主,采用高矿化度地下水滴灌。2005年5月,公路沿线出现了罕见的突发性强降雨,由此引起的表层土壤盐分淋溶造成了沙拐枣大量死亡。本研究采用线路调查和随机抽样方法,在突发性强降雨后对塔里木沙漠公路防护林带内沙拐枣死亡率进行了调查,并对调查结果及其原因进行了分析,结果表明:沙拐枣死亡率(1)随林龄的增加而减小;(2)随矿化度的升高而增大;(3)垄间平沙地>过渡区>高大沙垄垄体;(4)林带中央>公路旁>林带外围。

水质对咸水滴灌土壤盐分淋洗过程的影响

为阐明水质对咸水滴灌土壤盐分淋洗过程的影响,通过室内土柱试验研究了咸水和淡水对咸水滴灌不同区域土壤盐分的淋洗过程及脱盐效果。结果表明,淡水淋洗的入渗速率明显高于咸水;咸水、淡水淋洗后咸水滴灌不同区域土壤含盐量均大幅下降,均可达到良好的脱盐效果;不同区域咸水滴灌土壤滤出液电导率(EC)均呈"快速上升-快速下降-趋于稳定"的变化趋势,而对咸水滴灌风干土淋洗的滤出液EC却呈先快速降低后逐渐趋于稳定的变化过程;从淋洗滤出液到达稳定电导率的体积来看,咸水对咸水滴灌土壤盐分整体淋洗效果优于淡水。

不同灌溉制度下河套灌区玉米膜下滴灌水热盐运移规律

为探明干旱地区膜下滴灌玉米土壤水热盐效应及秋浇洗盐灌溉的效果,该文根据2014—2015年进行的田间试验,分析膜下滴灌不同灌溉制度下生育期土壤水分盐分剖面分布特性、土壤温度变化及对玉米产量品质的影响和非生育期洗盐灌溉(秋浇)效果。结果表明,不同滴灌制度下土壤剖面水分、盐分剖面分布极不均匀,盐分均由膜内向膜外地表裸露区定向迁移,趋于膜外地表积累。膜下滴灌土壤温度受气温、玉米叶面积指数、灌水及土壤含水率共同作用。灌水后各处理土壤温度均剧烈下降,2~3 d后恢复,玉米营养生长阶段控制灌水下限为-30 k Pa最有利于土壤温度积累。玉米生育期各处理膜内0~40 cm不积盐,控制灌水下限为-10 k Pa可有效淋滤0~100 cm土壤盐分,而其他处理对0~100 cm土层盐分的影响差异性短期内不明显,需对不同处理长期膜下滴灌的盐分进一步观测。非生育期洗盐灌溉效果显著,秋浇灌黄河水180 mm后,次年春播前0~100 cm土壤盐分平均下降10.86%~26.14%,剖面分布较均匀。河套灌区膜下滴灌土壤盐分调控建议为生育期滴灌灌溉制度和非生育期洗盐灌溉双重调控。玉米生育期灌水下限建议控制为-30 k Pa,非生育期洗盐灌溉由于河套灌区冻融影响及特殊的水文地质条件,膜下滴灌盐分累积到何种程度洗盐灌溉及具体合理的洗盐灌溉制度还需进一步深入研究。

膜下滴灌土壤水盐与玉米产量对节水控盐灌溉模式响应的模拟

土壤盐渍化是干旱灌区农业可持续发展亟待解决的关键问题,膜下滴灌加适宜的节水控盐灌溉制度可有效控制根区土壤盐分,并提升作物产量。该研究以河套灌区玉米膜下滴灌田间试验为基础,应用农业水文模型(Agro-Hydrological&Chemical and Crop systems simulator,AHC)模拟分析了膜下滴灌农田土壤盐分胁迫和玉米产量对不同灌溉制度的响应,以期获得不同程度盐渍化土壤膜下滴灌玉米适宜的节水控盐灌溉制度。结果表明,土壤盐渍化、灌水下限及淋盐灌溉显著影响玉米灌溉制度和玉米耗水、产量与水分利用效率。轻度和中度盐渍化土壤玉米膜下滴灌适宜的节水-控盐-增产灌水下限分别为–25和–15 kPa,次灌水量为对应灌水下限无淋盐处理的灌水量与淋盐水量之和。轻度盐渍化土壤灌水下限为–25 kPa时,与不淋盐处理相比,淋盐处理盐分胁迫系数平均值可提高12.4%,产量可提高16.9%;中度盐渍化土壤灌水下限为–15 kPa时,与不淋盐处理相比,淋盐处理盐分胁迫系数平均值可提高31.1%,产量可提高25.2%。研究结果为河套灌区及类似干旱灌区玉米农田土壤水盐调控与灌溉管理提供科学依据。

暗管排水对南疆高水位膜下滴灌棉田盐分淋洗效果的影响

【目的】探索暗管排水对南疆盐碱地改良效果。【方法】在南疆高水位盐渍化棉田开展了2 a暗管排水试验。研究了滴灌条件下暗管排水不同间距与埋深对土壤盐分分布及脱盐率的影响,分析了灌溉淋洗定额对土壤盐渍化程度及暗管排水参数的响应,探讨了适宜南疆高水位盐渍化棉田的暗管排水技术参数。【结果】南疆高水位膜下滴灌棉田无排水时,生育期内灌水对土壤盐分淋洗效果不明显;暗管排水条件下,灌水后土壤盐分淋洗脱盐率在10%~30%之间;土壤盐渍化程度越高,盐分淋洗潜力越大,在暗管排水参数与灌水量一致的条件下,灌水淋洗脱盐效果更佳;土壤淋洗效果一致的条件下,暗管排水间距增加,灌水定额增量呈倍数增长;暗管排水间距与埋深减小时,土壤淋洗脱盐率与淋洗效果均提高。【结论】南疆高水位膜下滴灌棉田暗管排水参数建议为间距10 m、埋深0.8 m。

咸水滴灌棉田土壤水、盐和硝态氮分布与淋洗

通过田间试验,研究了膜下滴灌条件下不同灌溉水盐度和灌水量对棉田土壤水、盐和硝态氮分布与淋洗的影响。结果表明:随着灌溉水盐度增加,0～1m土壤盐度和含水量显著增加;提高灌水量可显著增加土壤含水量,促进表层盐分的淋洗,导致下层土壤盐分增加,但0～1m土壤平均盐度增加不明显。随着灌溉水盐度和灌水量的增加,0～1m土壤盐分淋洗量显著增加。低灌水量下,中等盐度灌溉水处理土壤水分和硝态氮的渗漏淋洗量与淡水灌溉处理差异不大;但高灌水量下,中等盐度和高盐度处理土壤水分和硝态氮的渗漏淋洗量均显著高于淡水灌溉处理。因此,应用咸水滴灌时灌溉水盐度和灌溉量均不宜过大。适宜的灌溉水盐度和灌水量有利于控制土壤盐分积累,减少水分和硝态氮的渗漏淋洗损失。

暗管埋深对滴灌油葵农田水盐运移及产量的影响

为探究暗管排水对土壤盐渍化的改良效果,本文设计3个暗管埋深(0.6、1.0、1.4 m,分别记为H1、H2、H3),并以无暗管排水处理为对照(CK),以油葵为试验对象研究分析不同暗管埋深对2次滴灌淋洗过程中的水盐运移、土壤脱盐率、油葵生长指标、产量的影响。结果表明:不同暗管埋深处理在滴灌淋洗过程中0~80 cm土层土壤含水率随土层均呈现逐渐增大的趋势,80-200cm土层土壤含水率变化不一致;2次滴灌淋洗后各暗管处理土壤含盐量均有显著下降,H1、H2、H3处理土壤含盐量分别降低10.48、6.94、7.75 g/kg,不同暗管埋深下土壤脱盐率均有较大提升,H1处理0-200cm土层含盐量平均脱盐率最高,达43.29%,0~60 cm耕层土壤脱盐率达80.62%,耕层土壤由重度盐化土变为轻度盐化土;油葵株高和叶面积指数生长趋势呈现“S”型和“单峰”型,H1处理在整个生育期内均为最高,较CK处理收获前株高提高19.90%;H1处理产量最高,较CK提高35.41%,H2、H3处理间差异不显著(P>0.05)。综合来看,0.6m暗管埋深与滴灌淋洗相结合是治理西北干旱地区盐渍土的有效措施。

应用膜下灌排联动技术对提高土壤淋洗效果的影响

膜下滴灌结合暗管排水技术是一种复合型节水灌排技术,为了进一步研究在新疆的影响,在新疆生产建设兵团141团安集海地区通过设置膜下滴灌结合暗管排水(T1)、膜下滴灌无暗管排水(T2)和无膜下滴灌无暗管排水(T3)3个不同处理进行棉花田间试验。结果表明:(1)相同土层下T1、T2、T3处理土壤含水率的变化幅度依次为6.32%、10.03%、14.32%,即:T1<T2<T3,表明T1处理较T2、T3处理能更好的保持土壤水分的稳定,不同处理下土壤的保水效果为T1>T2>T3;(2)T1处理在0~60 cm土层土壤含盐量均降低,20 cm、40 cm、60 cm土层土壤含盐量分别下降了63.06%、60.62%、48.42%;在棉花生育后期,T2处理在20 cm、40 cm土壤含盐量下降,60 cm土壤含盐量增加,即表层土壤脱盐会造成深层土壤积盐;T3处理生育期末期出现表层返盐现象;(3)棉花生育末期,T1处理下20 cm、40 cm、60 cm土层土壤有机质含量均增加,未铺设暗管的T2、T3处理有机质含量减少;(4)膜下滴灌结合暗管排水技术0~60 cm以内随土层深度增加土壤渗透性改善越好。(5)暗管排出水的pH、含盐量均大于灌溉水,说明暗管排水的同时带走了土壤中的盐分,有助于土壤盐碱的改良。

犁底层对土壤剖面盐分淋洗的影响及优化洗盐模拟

干旱区淡水滴灌洗盐对微地形适应性强,具有较好的应用潜力。但长期耕作过程中形成的犁底层对水盐有明显的阻滞作用,为探讨犁底层对盐分淋洗效果的影响及其调控,采用HYDRUS-2D建立典型干旱绿洲区棉田二维滴灌水盐运移模型,开展数值试验模拟不同犁底层改良情景下的土壤水盐运移特性。考虑间隔破坏犁底层、打薄犁底层及生物耕作等部分破坏犁底层方案,分析对盐分淋洗的优化效果。结果表明,利用水盐运移模型能较好地刻画犁底层的阻水滞盐效应,通过部分破环犁底层可改善其控盐保熵能力,提高洗盐效率;盐分淋洗效果整体表现为:膜间<宽行<窄行,窄行因处于滴头正下方,洗盐效果最优,膜间则受蒸发作用的影响,出现一定程度的返盐;间隔滴灌4次总灌水量为3600 m^(3)/hm2时,所有犁底层改良方案的土壤水矿化度均满足棉田出苗对土壤水矿化度适宜值(17.92 mg/cm^(3))的要求,犁底层破坏宽度为60 cm的改良方案效果最优,耕作层和犁底层的脱盐率分别达到80%与65%,较未改良犁底层的对照方案脱盐率分别提升8%与12%,剖面储水量较未破坏犁底层的对照组增加644.80 cm^(2),控盐保墒效果显著。因此,干旱区滴灌洗盐,结合适度破坏改良犁底层,能够发挥出更好的控盐保熵效用,可开展进一步的田间验证推广研究。

滴灌条件下散水介质规格对龟裂碱土水盐运移特征的影响

【目的】探讨滴灌改良利用龟裂碱土方法中散水介质规格对剖面水盐运移特征的影响,研究结果为散水介质规格的选择提供科学依据。【方法】通过室内土柱模拟试验,在一维和二维条件下对比分析了不同散水介质规格对龟裂碱土水盐运移特征的影响。【结果】一维垂直入渗条件下,平铺型散水介质的深度在0~10 cm越小或10~15 cm越大,均能获得较高的垂直湿润峰扩散速度,随散水介质深度减小,灌水频率增加,促进了盐分淋洗。二维入渗条件下,垂直湿润峰入渗速率大于水平湿润峰入渗速率,稳定入渗阶段两者均随半球型散水介质直径的增加而下降,但单位灌溉水盐分淋洗效率降低,单位时间盐分淋洗效率不变,散水介质直径≥20 cm时水分扩散速率变化趋缓。【结论】不同散水介质规格改变了灌水频率和单次灌水量,进而影响龟裂碱土的水分入渗和盐分淋洗过程。实际应用中在考虑灌溉水淋洗效率的同时要兼顾经济效益,满足一年生植物生长需求后散水介质深度越小越好,而多年生作物采用半球型散水介质时直径不易超过20 cm。

散水介质滴灌龟裂碱土水盐运移规律

【目的】探究散水介质滴灌条件下龟裂碱土水盐运移规律。【方法】室内设置土柱试验研究散水介质滴灌条件下龟裂碱土水分、电导率和pH的变化规律。【结果】一维垂直入渗条件下散水介质滴灌较定水头入渗水分扩散速率更快,稳定入渗阶段散水介质滴灌垂直湿润峰扩散速率提高了50.3%,两种灌溉方式水盐分布规律基本一致。二维条件下垂直方向湿润峰扩散速率高于水平方向,水分再分布过程中以散水介质和龟裂碱土界面处碱土表层土壤为中心向外扩散;散水介质水平距离10 cm时,相邻灌水器形成的湿润体在96 h逐渐搭接整体向外淋洗盐分;电导率<2 dS m^(-1)的脱盐区pH<9,电导率介于2~4 dS m^(-1)的脱盐区土壤pH值较原土逐渐降低,脱盐区边缘电导率介于4~10 dS m^(-1),pH值显著高于原土,积盐区边缘pH值较原土略下降。【结论】散水介质滴灌能够显著增加龟裂碱土的水分入渗速率,并在灌水器下方快速形成脱盐区,脱盐初期土壤碱化现象明显且与脱盐程度密切相关,生产实践中应采取相应的措施避免pH值过高影响植物生长。

干旱区膜下滴灌农田土壤盐分非生育期淋洗和多年动态

膜下滴灌土壤盐分在生育期和非生育期的累积与淋洗,共同决定了土壤的盐碱化趋势,影响着当地农业的可持续发展。为分析长期膜下滴灌土壤盐分多年动态,于2008—2013年在中国西北干旱区的清华大学-库尔勒生态水文实验基地开展了棉田实验,采集和化验了15 000余个土壤样本,结合SHAW模型模拟,探讨了非生育期冬春灌方式的盐分淋洗效果;基于长期连续观测及理论分析,评估了区域盐碱化趋势。结果表明:冬灌和春灌的盐分淋洗作用明显,冬灌盐分淋洗深度大致为60 cm,效果优于春灌。若膜下滴灌条件下综合采用非生育期冬灌或春灌洗盐,在多年尺度上土壤根区盐分不会出现明显累积,土壤盐碱化趋势可以得到控制。