咸淡水交替滴灌对滨海盐渍土水盐动态和作物生长的影响

【目的】研究黄河三角洲地区不同咸淡水交替滴灌频率对土壤水盐分布状况和作物生长的影响。【方法】以毛叶苕子-玉米轮作为研究对象,开展两季作物咸、淡水交替滴灌田间试验。试验设置3个咸淡水交替滴灌频率,对应的咸(咸水矿化度4 g/L左右)、淡(淡水矿化度1 g/L左右)水灌溉频率比分别为1:3(T2处理)、1:1(T3处理)、3:1(T4处理),此外,设置仅灌淡水(T1处理)和仅灌咸水(T5处理)作为对照。通过测定作物生育期内的土壤EC值、作物生物量和产量,探究咸淡水交替滴灌频率对黄河三角洲地区土壤水盐运移和玉米产量影响。【结果】(1)在非雨季土壤水分动态主要受灌溉控制,随着咸水灌溉频率的增加,土壤盐分显著增加;雨季土壤水分动态主要受降水影响,各处理土壤盐分逐渐降低。整体来看,0~20cm土层周年盐分维持平衡;从毛叶苕子返青期到玉米成熟期,T1—T4处理20~60cm土层盐分均呈下降趋势,分别下降26.14%、11.61%、13.17%、6.43%,而T5处理则增加21.26%。(2)毛叶苕子鲜草产量和干物质产量随咸水灌溉频率的增加而降低,T2—T4处理与T1处理之间无显著差异,而T5处理的鲜草产量和干物质产量较T1处理分别显著降低15.54%和19.69%。(3)玉米产量随微咸水灌溉频率的增加呈先增加后降低的趋势,T2处理的籽粒产量显著高于T5处理,但与T1、T3、T4处理差异不显著。T3、T4、T5处理籽粒产量较T1处理分别降低了4.33%、4.58%、7.87%。【结论】咸、淡水交替滴灌频率比为3:1(T4处理)可减少淡水灌溉量,维持土壤周年盐分平衡,稳定苕子生物量和玉米产量,可作为黄河三角洲盐渍农田最佳咸淡水交替灌溉方案。

咸淡轮灌土壤水盐运移特征研究

为了寻求合理微咸水农田灌溉方法,进行了不同咸淡轮灌模拟试验,分析了累积入渗量、湿润锋、土壤含水量、土壤含盐量、盐分浓度和钠吸附比的变化特征,结果表明咸淡咸轮灌方式下土壤入渗能力较大,且脱盐区内脱盐率比淡咸咸的高,而淡咸咸轮灌方式下同一土层土壤含水量高。此外,灌2次咸水与1次相比土壤盐分浓度增加不大。而低SAR的微咸水对碱化土的改良有一定作用。

咸淡水交替淋溶下土壤盐分运移试验

为确定咸淡水交替灌溉后土壤盐分的运移规律,采用2 g/L,4 g/L两种矿化度的咸水分别与淡水连续、交替淋溶室内土柱,初步研究了咸淡水交替淋溶下土壤盐分的变化规律。研究结果表明:咸淡水交替淋溶下土壤表层盐分逐渐下移,两个试验处理的土柱都出现积盐情况,且4g/L时的积盐量大于2 g/L时的积盐量,土壤溶液中Na+,Ca2+的分布与EC值的变化规律基本一致,在此条件下盐分的增加没有引起土壤的碱化,灌水结束后,两个试验处理的土壤溶液EC值都小于4 dS/m,在作物耐盐的范围内,可推广应用到大田咸淡水交替灌溉中。

咸淡交替灌溉对克隆植物大米草生长繁殖和生物量分配的影响

通过温室模拟控制实验,研究了咸淡交替灌溉处理对外来克隆植物大米草(Spartina anglica)形态性状、克隆生长、生物量积累及分配格局的影响。实验共设6种浇灌处理:单一淡水灌溉(D)、单一咸水浇灌(X)、淡咸交替灌溉(DX)、咸淡交替灌溉(XD)、淡咸淡交替灌溉(DXD)和咸淡咸交替灌溉(XDX)。结果表明:DX处理条件下,大米草株高、叶片数及根长均达到最高;克隆数最多,且显著高于X、DXD和XDX处理;芽数及根状茎总长均显著大于XDX处理;在DX和D处理下,地上生物量、根系生物量、地下生物量和总生物量均显著高于其它处理。这表明作为滨海盐沼植物,大米草种群比较适应淡咸水交替环境,单一的咸水,以及过度的咸淡转换均不利于大米草的生长繁殖与生物量积累,而淡咸水交替过程的失序可能是引起我国大米草种群衰退的重要原因。

咸淡轮灌条件下塔里木河上游绿洲土壤入渗特性

为探明塔里木河上游绿洲土壤在不同矿化度水与淡水轮灌下的土壤入渗规律及影响因素,应用Guelph入渗仪测定不同土层深度、不同矿化度水及其与淡水轮灌的土壤入渗过程。结果表明,除淡水外,不同矿化度水在不同深度入渗速率差异显著,10g/L-淡水-10g/L和15g/L-淡水-15g/L方式轮灌对15,35cm深土壤入渗速率影响显著;不同矿化度水灌溉Kfs大小关系为10g/L>15g/L>淡水。咸-淡-咸方式轮灌后,Kfs之间关系为淡水>10g/L>15g/L;轮灌过程中根长、根体积、根表面积与稳定入渗速率有较好的线性相关性,容重的影响相对较低。15g/L水和淡水轮灌时,电导率对稳定入渗速率也有显著影响。咸淡轮灌有利于咸水资源的充分利用及土壤与农业可持续发展。

咸-淡水交替漫灌淋洗改良滨海盐土效果

为探讨咸-淡水交替漫灌淋洗改良滨海盐土效果,通过土柱模拟试验对咸-淡水交替漫灌淋洗与淡水漫灌淋洗(对照)条件下土壤溶液电导率变化、淋出液矿化度变化、淋洗用水量等进行了研究。结果表明:咸-淡水交替漫灌淋洗模式咸水(矿化度5.35 g/L)淋洗阶段土壤溶液电导率和淋出液矿化度变化规律与对照淡水漫灌淋洗基本一致;咸-淡水交替漫灌淋洗模式淡水淋洗阶段,前期不同深度土壤溶液电导率基本保持稳定,之后由表层往下土壤溶液电导率先后经过快速下降和缓慢下降两个过程;与对照比较,咸-淡水交替漫灌淋洗淡水节约率为25.38%。咸-淡水交替漫灌淋洗模式改良滨海盐土效果较好,且节水潜力较高,但相应需要更长的淋洗改良时间。

咸淡轮灌棉花耐盐指标及耐盐特征值研究

采用筒栽精确控制试验,模拟初始土壤含盐量较低,且降雨不足以对土壤进行淋洗的生产情况,通过分析不同生育期、不同程度盐分胁迫与棉花生长及生理指标的响应关系,得出不同生育期咸淡轮灌条件下棉花的耐盐指标及相应土壤含盐量的耐盐特征值。结果显示,株高相对增长量可以作为蕾期轮灌(AL)和花铃期轮灌(AH)的阶段耐盐指标,叶面积相对增长量可以作为AL、AH和吐絮期轮灌(AT)的阶段耐盐指标;相对铃数可以作为AL和AH的全生育期耐盐指标,相对叶面积可以作为AT的全生育期耐盐指标。在允许减产10%的情况下,AL与AH处理阶段土壤含盐量最好分别控制在0.277%和0.584%以下,全生育期土壤含盐量分别控制在0.486%和0.754%以下。AH较之AL和AT可以利用更多的微咸水。

咸淡水交替灌溉下灌水定额对土壤盐分及夏玉米生理生长指标的影响

【目的】探求适宜的咸淡水交替灌溉方式和灌水定额。【方法】以夏玉米为研究对象,设置了4种咸淡水交替灌溉方式(B0:全生育期灌淡水,对照;B1:六叶—抽雄期灌3 g/L微咸水,其余生育期灌淡水;B2:抽雄—吐丝期灌3 g/L微咸水,其余生育期灌淡水;B3:吐丝—成熟期灌3 g/L微咸水,其余生育期灌淡水)和4种灌水定额(W1:0.6E;W2:0.8ET_(c);W3:1.0ET_(c);W4:1.2ET_(c))进行避雨盆栽试验,研究了咸淡水交替灌溉方式和灌水定额对土壤盐分及夏玉米生理生长的协同调控机制。【结果】当灌水定额增至1.2ET_(c)时,咸淡水交替灌溉对土壤盐分有淋洗作用,其中B1处理淋洗效果较好,1.2ET_(c)处理0~40 cm土层平均含盐量比1.0ET_(c)处理降低了9.9%。生育期末最后1次灌水后,B0处理出现脱盐现象,其他处理均出现积盐现象,相较于处理前的0~40 cm土层,B0处理平均含盐量降低25.9%~42.6%,B1、B2处理和B3处理平均含盐量分别升高34.9%~58.5%、73.7%~110.4%和88.7%~128.7%。灌溉微咸水能降低叶片相对含水率,提高钠钾比(ω_(Na)^(+)/ω_(K)^(+)),削弱光合能力,加剧氧化应激反应,且微咸水灌溉越早影响程度越大,增加灌水定额能降低盐分胁迫对B2和B3处理的影响程度,但加剧了B1处理盐分胁迫危害,B1处理光合受阻严重,净光合速率(P_(n))和气孔导度(G_(s))较B0处理分别降低了40.5%~69.3%和32.3%~68.0%。越早使用微咸水,根干质量密度和伤流量越小,对根系生长越不利,减产幅度越大,随着灌水定额的增加,B1处理根系生长受阻更严重,产量大幅降低,而B2处理和B3处理根系生长及产量均有所改善,尤其是B3处理,产量较同等灌溉水平下B0处理仅降低了1.5%~2.0%。【结论】生育前期不宜使用微咸水灌溉,生育后期使用微咸水灌溉时适当增加灌水定额,可在实现夏玉米高产的同时降低土壤盐碱化风险。

咸淡水交替沟灌对土壤盐分及玉米产量的影响

以玉米为试验材料,在内蒙古河套灌区进行大田试验,研究在灌水定额相同、咸淡水交替沟灌模式下,不同灌溉水质(淡水、低矿化度水、中矿化度水和高矿化度水)对沟顶和沟底土壤剖面盐分累积和玉米产量的影响。试验结果表明,无论是沟顶还是沟底,淡水灌溉下土壤剖面盐分收获前与沟灌前相比无明显差异,其他灌溉水质都引起土壤剖面盐分的累积,累积程度为高矿化度水＞中矿化度水＞低矿化度水。通过对生育期内不同时段沟顶土壤剖面盐分情况分析,同一处理土壤表层(0～5cm)盐分明显高于根系密集层(0～40cm)和土壤1m层(0～100cm);不同处理相同层次下,各个时段土壤盐分累积情况为高矿化度水＞中矿化度水＞低矿化度水＞淡水。与淡水相比,其他处理(低矿化度水、中矿化度水和高矿化度水)作物分别减产7．3％、30．3％和50．2％。