Saline-alkali land in the Yellow River Delta: amelioration zonation based on GIS

Soil salinization is one of the major land degradation types and has greatly influenced sustainable agricultural development. Zonation of saline-alkali land is the precondition for effective amelioration. The present situation of saline-alkali land is monitored by remote sensing image processing. Causes for land salinization are analyzed, especially the two key factors, ground water depth and its mineralization degree, are analyzed by using long-term observation data. Previously, zonation of saline-alkali soil was made descriptively and artificially. Based on the present situation of saline-alkali land, ground water depth and ground water mineralization degree, the zonation of saline-alkali land for amelioration in the Yellow River Delta was completed quantitatively. Four different types of saline-alkali land amelioration zones are delineated, namely, easy ameliorated zone, relatively difficult ameliorated zone, difficult ameliorated zone and unfavorable ameliorated zone. Countermeasures for ameliorating saline-alkali soils are put forward according to ecological conditions of different saline-alkali land zones.

The Salt Reduction and Yield Increase Effects of Smashing Ridging Transforming Saline-alkali Land and Its Development Prospects

Using smashing ridging tillage machine and smashing ridging technology invented by the authors, transformation test of saline-alkali land by smashing ridging was conducted respectively in Xinjiang and Shaanxi during 2015 -2016. The results showed, in severe saline-alkali soil of Xin-jiang ,after growing cotton by smashing ridging, total salt in soil decreased by 31.31 %, cotton production increased by 48.80%, and salinity level declined from severe to moderate; in mild saline-alkali soil of Shaanxi, after growing summer corn by smashing ridging, total salt in soil decreased by 42.37%, corn yield increased by 34.83%, salinity degree changed from mild desalination to normal farmland ; in Ningxia, Inner Mongolia 7 Gansu ,Jilin, Henan, Hebei, and so on, smashing ridging tillage practice in different types of saline-alkali land was conducted ; according to the salt reduction and yield increase effects of saline-alkali land after smashing ridging, the development prospect of smashing ridging technique in improvement and application of saline-alkali land was proposed.

Transport Characteristics of Soil Salinity in Saline- alkali Land under Water Storage and Drainage Conditions

To test the variation and transport of soil salinity in saline- alkali land under water storage and drainage treatments,an experimental model was established in Fuping,Shaanxi Province,2009. The variation of soil salinity during 0- 160 cm soil depth under the two treatments was determined and analyzed. Results showed that the average soil water content under water storage treatment was 4. 47% higher than that under drainage treatment,which means that the water storage treatment could help to improve soil moisture to satisfy the crop's growth needs. The profile distribution of soil soluble solids( TDS),anion( Cl-,HCO3-,SO2-4) and cation( Ca2 +,Na+,K+) content and the variation of soil p H were also measured and analyzed. PCA( Principal Component Analysis) was used to explore the relationship between the soil salinity and its ions,which showed that the water storage treatment could significantly decrease the surface salinity of soil and accelerate the desalination of topsoils,and finally,the soil quality was improved significantly,demonstrating that the water storage treatment has a remarkable effect on soil salinity management.

Effects of Soil Improver on Wheat in Saline-Alkali Lands in the Yellow River Delta

Field experiment carried out to test the effects of soil improver on wheat yield and soil physical-chemical properties. The results indicated that soil improver could optimize soil aggregates structure, decrease soil bulk density, soil pH and soil salt content, increase soil organic matter and 1 000-grain weight, thereby enhancing wheat yield. With the increase of soil improver application amount, soil physical-chemical properties became better and wheat yield increased. However, there was no significant difference in the treatments with the application amounts of 3%, 4% and 5%. In addition, the treatment of reducing nitrogen showed no superiority in soil physical-chemical properties and wheat yield, indicating that sufficient nitrogen was essential for the growth of wheat.

有机-无机肥配施对新疆核桃园土壤和叶片养分的影响

[目的]研究有机-无机肥配施对核桃园土壤和叶片养分的影响,筛选影响叶片养分的主要土壤化学因子,为新疆核桃园土壤养分资源高效管理提供科学依据。[方法]以新疆喀什地区叶城县核桃主栽区的10年生‘温185’核桃为研究对象,采用单因素完全随机区组设计,以当地主要的化肥施用类型(磷酸氢二铵和硫酸钾,YD)为对照,探究有机-无机肥配施(矿源黄腐酸钾和中量元素水溶肥,YZ)对核桃园土壤化学特性和叶片矿质元素的影响。[结果]与YD施肥措施相比,YZ处理显著降低了土壤pH、盐离子含量,提高了叶片矿质元素含量,但具有季节性差异。其中,5月,YZ处理显著提高了土壤NO_(3)^(-)-N(460.22%)、AK(46.46%)和叶片N(12.16%)、K(17.46%)、Zn(21.88%)元素含量;7月,YZ处理显著降低了土壤pH(2.21%)、EC(27.25%)、Cl^(-)-S(23.37%)、NH_(4)^(+)-N(61.09%)、AP(30.03%)、Na^(+)(13.24%)和叶片Cl^(-)-L(15.94%)元素含量(p<0.05),相反,显著提高了叶片N(4.16%)、P(13.25%)、Ca(20.73%)、Mg(44.04%)、Na(66.67%)、Fe(24.62%)、Mn(52.47%)、B(31.85%)元素含量(p<0.05);9月,YZ处理显著降低了土壤EC(20.45%)、NH_(4)^(+)-N(37.31%)、AP(21.74%)、Na^(+)(11.36%)含量(p<0.05),相反,显著提高了OM(22.17%)、NO_(3)^(-)-N(59.09%)、AK(56.47%)含量(p<0.05)。线性回归分析结果表明,土壤pH、Na+和Cl^(-)-S是新疆核桃园中影响核桃叶片矿质元素含量的重要土壤化学因子,增施有机肥并且降低土壤pH,有利于叶片N、P、K、Na、Fe、Zn元素的积累。[结论]YD处理提高了土壤EC、Na^(+)、Cl^(-)-S、NH_(4)^(+)-N等盐离子含量,长期施用可能会加剧新疆核桃园的土壤盐渍化水平;YZ处理可显著降低土壤pH、Na^(+)、EC、NH_(4)^(+)-N等盐离子含量,提高了叶片N、P、K、Fe等矿质元素含量,建议在新疆核桃主栽区核桃园,7月之前可通过有机-无机肥配施降低土壤盐渍化水平来减轻盐碱危害,同时平衡叶片矿质元素含量,而应尽量避免长期单一施用化肥。

氮磷添加对紫花苜蓿-羊草混播草地生产力的影响

为了明确施肥对混播草地产量稳定性的影响,在旱作基础上研究氮磷添加对内蒙古中西部轻度盐碱地紫花苜蓿-羊草人工混播草地群落特征的影响。结果表明:(1)氮磷添加显著提高了混播草地中紫花苜蓿和羊草的产量,2021年9月和2022年6月混播草地豆禾总产量在施肥处理下均显著高于对照(P<0.05),且均为氮磷处理下的豆禾总产量最高,分别为3.57 t/hm2和4.55 t/hm2,较对照分别提高了59.38%和85.71%。(2)氮磷添加改变了混播草地中紫花苜蓿和羊草的产量占比。2021年6月,氮添加处理下羊草产量占比为56%;磷添加处理和氮磷添加处理下苜蓿产量占比高于羊草,分别为56%和54%。苜蓿的再生速度高于羊草,使得刈割后混播草地的产量占比发生明显改变。2021年9月,苜蓿产量占比在各处理中均超过76%。2022年6月,苜蓿产量占比在各处理中均超过87%。综上所述,氮磷添加可促使苜蓿-羊草混播草地产量增加。苜蓿作为优势种主导了混播草地的生物量,决定了混播草地产量的稳定性。

“池-田”蓄引水模式改善环渤海棉田水盐运移提高棉花产量

为探明环渤海“池-田”蓄引水模式下棉田水盐运移规律对棉花生产的影响,2017和2018年4-10月对未改造棉田(CK)及模式中的台田(A)、浅层地下水抽提棉田(B)、抑盐排涝棉田(C)进行土壤水分、盐分和pH值、棉花光合指标、产量进行测定,结果表明,模式中棉田0~80 cm土层盐分和pH值显著降低,A和B棉田盐分降至3.0 g/kg左右,pH值低于8.0;C棉田盐分低于5.0 g/kg,7-8月pH值低于8.0。A棉田土壤水分、盐分和pH值最低,滴灌条件下棉花光合性能长期保持高值,光合物质积累的直线增长持续时间和活跃期最长,籽棉产量超过3500 kg/hm^2。B棉田水分0~40 cm土层高于20%,光合性能高值较长,籽棉产量超过3000 kg/hm^2。C棉花7-8月光合性能明显提高,籽棉产量超过2500 kg/hm^2。环渤海“池-田”蓄引水模式显著改善棉田水盐运移,有利于棉花生产,从而提高产量。研究可为高效开发利用滨海盐碱地提供科学模式和理论基础。

TRIME-T3用于盐碱地土壤含水量测定的试验研究

以陕西省富平县卤泊滩盐碱地改良区为例,在其上游地段选取两块农田为研究对象,布置典型观测断面并埋设测管,运用TRIME-T3法和烘干法对观测断面土壤剖面含水量进行测定,并同步测定土壤含盐量。对两种方法测得的土壤含水量进行对比分析,研究土壤盐分对TRIME-T3法测定的土壤含水量影响以及该方法在盐碱地农田土壤剖面含水量测试中的应用。研究结果显示:(1)TRIME-T3法测量值较烘干法值偏大,但两者之间有较高的相关性,回归分析结果表明可以用y=0.866 3x+0.754 5的线性函数进行校正,校正后的TRIME-T3测量值中将有94.4%的值接近土壤含水量真实值。(2)通过对校正函数进行实例验证,结果表明TRIME-T3标定曲线值与烘干法测定值非常接近,绝对误差<1 cm3·cm-3,相对误差在5%以下,表明TRIME-T3法通过一定的校正后可以很好地表达该盐碱地农田土壤剖面含水量信息。(3)通过对TRIME-T3测定的含水量与相应含盐量进行分析,发现两者之间的相关性并不显著,表明该方法可适用于盐碱地农田土壤剖面含水量测定。该研究结果可为类似地区盐碱地土壤剖面水分测定技术(TRIME-T3)的应用提供科学依据和理论参考。

黄河三角洲中度盐碱地冬小麦-夏谷子轮作高产种植技术

针对黄河三角洲地区光热资源利用率低,种植结构单一,中轻度盐碱地土壤有机质含量低等问题,提出了基于秸秆还田的中轻度盐碱地冬小麦-夏谷子轮作高产栽培模式。通过小麦、谷子秸秆全量还田的方式提高盐碱地有机质含量;通过耐盐碱小麦品种和沟播的栽培方式,改善了盐碱地小麦群体不足和后期早衰的问题;适宜早熟杂交谷子品种宽泛的适播期,可以抢墒播种或雨后播种,减少了谷子播前造墒对灌溉淡水的依赖。综合技术对充分利用黄河三角洲的光热资源,改良盐碱地和丰富当地种植结构具有一定的指导意义,并具有良好的发展前景。

宁夏枸杞根际土壤链霉菌V-1-3次级代谢产物分析

目的获得链霉菌V-1-3的基因组序列信息,分析其次级代谢产物生物合成基因簇并预测其代谢产物,为发现潜在新抗生素奠定基础。方法基于16S rRNA基因序列进行菌株属水平鉴定,利用Illumina HiSeq+PacBio测序技术对菌株V-1-3进行基因组测序,采用antiSMASH(v6.0.1)在线工具分析次级代谢产物生物合成基因簇,液-质联用技术检测产生的次级代谢产物。结果链霉菌V-1-3基因组序列全长8243417 bp,平均(G+C)含量为72.14%,共编码7578个基因,预测到33个生物合成基因簇,利用液-质联用检测到4个代谢物:oxalomycin B、geosmin、coelichelin和ishigamide。结论来自盐碱地的链霉菌V-1-3具有丰富的次级代谢产物生物合成基因簇,能产生多种次级代谢产物,具有进一步发掘新抗生素的价值。

应用原位扫描电镜技术检测“土壤-真菌”改良盐碱地的效果

以松嫩平原盐碱地经微生物-纳米整合技术修复前后的土壤为研究对象,通过硅片润湿、土壤吸附、冷冻干燥等步骤制备了扫描电镜(SEM)土壤硅片样本,对改良土壤的团粒与微团粒结构、土壤真菌的生长状态及代谢物聚集颗粒等进行了扫描电镜观察.结果表明:所制备的土壤样本、土壤硅片真菌样本,能够直观反映土壤颗粒的微观结构和真菌生长、代谢状态;盐碱土接种灰绿曲霉后,该真菌能够缠绕盐碱土颗粒生长,其代谢产物能够在土壤上形成纳米粒子,从而改善土壤团粒与微团粒结构.为盐碱地治理、土壤活力检测研究提供了便捷的技术手段.

国际荒漠化协会联合主席,水土保持专家王飞先生论基于土盐-水盐双分离的旱区盐碱地水土资源管理模式

[目的]从区域资源综合利用与水土资源管理角度探讨干旱地区土壤盐碱地治理问题,旨在寻求旱区盐碱地治理与开发利用新模式,以创新旱区盐碱地治理观念与技术,为旱区农业可持续发展、生态保护和环境治理提供支撑。[方法]根据在陕西、宁夏和新疆等省区的野外调查和研究经验,结合有关水土资源高效利用研究成果,通过综合分析目前国内外盐碱地治理方法中存在的主要问题,提出了一种旱区盐碱地水土资源高效利用的管理新模式。[结果]旱区盐碱地水土资源管理新模式是通过高效水调控促进土盐—水盐分离(简称:旱区盐碱地双分离治理模式),可以综合概括为"减少区域水损失,低耗水充分洗盐,集约化水盐分离,水土资源高效利用"。其中"减少区域水损失"是旱区水资源管理与生态保障的前提,"低耗水充分洗盐"是节省洗盐的时间成本和水资源成本的基础,"集约化水盐分离"是实现水盐分离和水盐分别再利用的核心技术,"水土资源高效利用"是旱区农业发展用水的核心经济原则。[结论]旱区盐碱地双分离治理模式通过集约化水土资源管理,可以提高水盐分离效率,提升土地和水资源利用效率,其资源、环境和生态风险小,治理效益持续时间长,有助于维持和提升盐碱地治理的区域经济功能和生态系统服务价值。

盐碱地工程化排盐-水稻种植管理技术探析

从工程实践出发,围绕盐碱地脱盐与水稻种植管理,进行盐碱地工程化改良与农业技术措施改良方面的研究。通过对盐碱地土壤进行普探,得出盐分过高是抑制水稻生长发育的关键性限制因子。归纳总结了工程+农业措施改良盐碱地的技术要点,工程化措施包括建设育苗台、平整土地和布设灌排水渠;农业技术措施包括选择良好的育苗基质、育苗管理、水肥管理、病虫草害防治等。通过工程+农业措施改良盐碱地,土壤盐分大幅度降低,改良后的田块土壤电导率相比未改良田块降低了70.75%,改良后的田块水稻产量相比未改良田块增加了1.20~2.51倍。

滨海新城盐碱地海绵生态景观规划设计策略研究--以杭州湾滨海新城启动区为例

结合杭州湾滨海新城启动区规划设计情况,分析滨海新城盐碱地成因、景观规划、海绵城市建设重难点,从宏观规划控制、中观生态修复、微观景观细部设计3个层面探讨适合于滨海新城盐碱地景观生态规划建设策略,以期为同类型项目建设提供参考。

盐碱地肥沃耕层构建水肥盐综合调控机理与技术研究进展

盐碱地是我国重要的后备耕地资源,我国历来高度重视盐碱地的改良和利用工作,但目前盐碱区淡水资源短缺严重制约了盐碱地的改良利用。如何在水资源约束下,优化调控土壤水肥盐动态是当前盐碱地可持续利用中亟待解决的关键科学问题。近年来,大量研究利用有机培肥、耕作、节水灌溉、田间覆盖、咸水利用等农艺措施,在盐碱地建立“控盐、保肥、保水”的肥沃耕作层,显著改变了水肥盐在土壤-植物-大气连续体中的运移过程,实现了盐碱地质量和产能快速提升,上述内容也日益成为盐碱地改良利用中的重要研究方向。本文系统总结了盐碱地改良和肥沃耕层构建等方面的研究进展,并针对盐碱地肥沃耕层构建下土壤水肥盐综合调控及其与植物生长的协同关系等进行了展望,以期为盐碱地可持续改良利用提供参考。

我国沿海滩涂盐碱地改良与综合利用现状与展望

沿海滩涂盐碱地是我国重要的后备土地资源,其生态生产力价值是沿海“蓝碳”的重要组成部分。针对长期以来沿海地区盐碱地综合利用效率低下和经济、生态、社会效益不高等问题,本文通过梳理沿海滩涂开发的历史和现状,总结不同改良方式主导的滩涂盐碱地利用方式的转变,评估滩涂盐碱地的生态生产力价值,分析滩涂盐碱地利用亟需解决的问题,以期为新时期我国沿海滩涂盐碱地的改良与综合利用提供参考。

基于HYDRUS-2D模拟暗管排水条件下淋洗制度对土壤水盐运移的影响

为研究暗管排水条件下淋洗制度对土壤水盐运移的影响,本文以沿海盐碱地区为研究区域,选定典型试验地进行现场试验,利用现场试验数据率定了HYDRUS-2D模型参数并验证了模拟暗管排水的准确性,运用验证后的模型模拟了不同淋洗制度情况下的土壤盐分分布。结果表明:HYDRUS-2D能够较好地模拟暗管排水条件下的土壤水盐运移;在相同水量淋洗情况下,持续淋洗的淋洗效果优于间隔淋洗,间隔淋洗间隔时间越长淋洗效果越差。研究成果可为暗管排水条件下盐碱地淋洗制度的确定提供参考。

盐碱地金银花-大豆粮药间作模式

为了拓宽金银花的种植面积、提高盐碱地的种植效益,建立了“盐碱地金银花-大豆粮药间作”栽培新模式。该模式选择我国典型的酸性土壤红壤以及黄壤作为种植场地,使用含有硫化碱渣、腐殖酸、磷石膏的改良剂进行盐碱地改良。品种选择方面,可以选择“四季花”等金银花品种,以及“齐黄34”等耐盐碱的大豆品种,在种植培育过程中做好施肥灌溉、中耕除草、整形修剪等田间管理工作,二者间作的产值可达到1.2万~2.0万元/hm2,可以取得较好的社会效益,提高农民生活水平。

暗管排水条件下有机无机肥配施对向日葵产量品质与盐碱土改良效果的影响

为揭示生物措施和工程措施协同改良盐碱土的效果,明确滨海农区向日葵生产适宜暗管埋设间距和有机-无机肥配施比例,研究设计10 m(S1)、15 m(S2)和20 m(S3)3种不同暗管间距和100%有机肥(100%OF)、75%有机肥+25%无机肥(75%OF)、50%有机肥+50%无机肥(50%OF)、25%有机肥+75%无机肥(25%OF)、100%无机肥(0%OF)和不施肥(CK)6种施肥处理,观测向日葵产量、品质、氮素利用和土壤速效养分、有机质、全盐含量的响应规律。结果表明:相同暗管间距下,25%OF施肥处理增产效应最为明显,而相同施肥处理下,S2间距向日葵产量处于较高水平,不同处理以S2条件下25%OF施肥处理向日葵产量最高,达到3.82 t/hm^(2);有机肥施用比例提升有利于增加向日葵籽粒粗脂肪、油酸和亚油酸含量;施肥处理明显增加了向日葵植株氮素吸收量,S1、S2和S3间距下较CK处理分别增加了18.1%~47.2%、8.6%~40.5%和8.8%~34.5%;向日葵氮素利用效率随有机肥比例的升高呈先增加后降低趋势,其中S2-25%OF和S1-25%OF处理处于较高水平,分别达到44.2%和43.9%;土壤速效氮、速效磷和速效钾含量与有机肥施用比例呈正相关,S1-S3间距下有机肥处理速效氮、速效磷和速效钾含量较CK平均高22.0%、2.4%和26.4%。暗管间距越小、有机肥施用比例越高,耕层土壤盐分消减率越高,S1间距下100%OF处理盐分消减率达42.6%。综合产量、品质、氮肥利用效率等因素,推荐以15 m暗管间距下25%有机肥施用比例作为盐碱地向日葵生产的最优方案。

凋落物输入变化对黄河三角洲柽柳人工林土壤有机碳及其组分的影响

为探究凋落物输入变化对土壤有机碳库的影响,明确凋落物对森林生态系统土壤碳循环的作用,以黄河三角洲滨海盐碱地柽柳人工林为研究对象,通过设置添加凋落物(LA)、去除凋落物(LR)和对照(CK)3种处理方法,分析凋落物不同输入变化对土壤理化性质、土壤有机碳及其组分的影响。结果表明:凋落物添加和去除处理影响土壤理化性质的变化,与对照相比,添加凋落物降低了土壤密度和含盐量,增加了土壤含水量和养分(全氮、全磷、全钾),而去除凋落物则相反。3种处理对土壤有机碳(SOC)及其储量以及活性有机碳组分的影响一致,均表现为LA处理影响最大,LR处理影响最小,其中LA处理比CK增加了SOC质量分数及储量,但增加不显著;LR处理则显著降低了SOC质量分数及其储量,土层深度(d)0<d≤10 cm土层,LR处理比CK处理的SOC质量分数及其储量分别显著降低了34.93%、12.66%,10 cm<d≤20 cm土层,LR处理比CK处理的SOC质量分数及其储量分别显著降低了24.27%、16.13%。LA处理的土壤SOC及可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)、微生物量碳(MBC)质量分数均出现明显的表聚现象,而LR处理影响则不显著,且DOC和MBC则出现随土层深度增加而增大的趋势。土壤惰性有机碳(ROC)质量分数在不同土层间存在差异,0<d≤10 cm土层,各处理表现为LA>CK>LR,10 cm<d≤20 cm土层,各处理则表现为CK>LA>LR,而在CK和LR处理出现随土层增加而增加的趋势,偏于向土层下方积累。土壤密度(BD)与SOC及其各组分呈负相关,而土壤含水量(WC)、全氮、全磷与SOC及EOC、MBC、DOC质量分数呈极显著正相关(P<0.01)。因此,不同处理方式及不同土层深度的土壤密度、全氮质量分数和土壤含水量是影响SOC及组分变化的主要环境因子。