太阳能暗管排水对改良盐碱地及水分生产效率的影响

针对宁夏惠农区庙台乡太阳能暗管排水防治盐碱化过程中流量小,缺少适宜当地的节水灌溉条件下暗管排水制度问题,用对比试验方法,研究暗管排水区(处理区)和非暗管排水区(对照区)对玉米田的地下水位埋深、地下水的矿化度和土壤含盐量以及玉米的产量影响.结果表明,在畦灌条件下,灌溉3次,灌溉定额为480mm,太阳能暗管排水时间为432h,排水量为25.92mm,处理区地下水的水位埋深、地下水的矿化度和土壤含盐量分别降低13.57%,21.79%,11.11%,与对照区相比,玉米增产17.46%,叶片的水分利用效率提高12.11%,群体的水分生产效率增加1.97%,灌溉水的生产效率提高21.14%.太阳能暗管小流量连续排水脱盐效果显著,增产效果明显,是适合当地的防治盐碱化的有效措施.     

某试区暗管排盐布局优化研究

为了更好地研究灌溉—排水措施对次生盐碱地的治理技术,根据暗管埋深的不同,确定了A,B和C(空白对照)试验区,然后在每个试验区设置8,10和12 m的暗管间距,进行灌溉—排水洗盐试验,再依据试验区的实际农作物状况和经济效益进行暗管布局优化计算。结果表明:灌溉—排水洗盐措施能有效地降低土壤的含盐量,该试验区最优的暗管埋深为1.4 m,最优暗管间距为15.94 m,费用约为0.55元/m~2。这表明次生盐碱地的形成是由于地下排水排盐不畅通,地下水位上升之时会将盐分再次带入土壤层中。因此,有效的改善土壤含盐量应从排水着手。     

微咸地下水浅埋条件下滴灌频率对土壤盐分运移过程的影响

为了探讨微咸地下水影响下滴灌频率对土壤盐分动态过程的影响,在土柱内进行同一地下水埋深条件下的滴灌入渗试验。试验中供试地下水矿化度为3 g/L;滴灌频率设3个处理,相应的单次滴水量分别为0.5、1和2 L,滴水间隔分别为2、4和8 d;各处理的滴水总量均为2 L;以无地下水条件作为对照。试验结果表明:地下水对土壤水的补充存在两种形式,一种是地下水上升毛管水直接进入下层土壤,使土壤接近饱和状态,另一种是在地表蒸发拉动作用下,地下水上升到地表,形成稳定蒸发,并使含水率平均增加18.76个百分点,其中,滴灌频率越低(单次滴水量大),土壤出现稳定蒸发的现象越早。整个土层的盐分动态可分为两个运动方向相反的区域,即上层土壤积盐区和下层土壤脱盐区;增大滴灌频率仅能降低表层土壤的积盐程度,不能抑制上层土壤(0-30 cm土层)的积盐现象(平均积盐率为49.58%);但是下层饱和区土壤(30-60 cm土层)因地下水溶解作用使土壤脱盐(平均脱盐率为30.64%)。低频滴灌因其单次灌水量大,存在深层渗漏,能起到淋洗上层土壤盐分的作用。     

再生水滴灌土壤中氮素的动态变化规律

采用大田试验方法,以地下水滴灌为对照,分析研究再生水滴灌后土壤中氮素的动态变化规律。结果表明:相对于地下水滴灌,再生水滴灌后初期土壤表层的NH4+-N质量比大幅度增加,但从灌后第5天开始显著降低,于灌后第9天降到灌前水平,且在各土层分布均一,无明显的向下淋洗趋势。再生水滴灌处理下各土层土壤中NO3--N的质量比普遍高于对照。各处理土壤中NO3--N的质量比沿剖面变化趋势一致,即从表层到底层NO3--N质量比逐渐增加,说明NO3--N有明显向下淋洗的趋势。但在100～150 cm深度处,NO3--N质量比开始降低。采用再生水滴灌种植黄瓜,生长季末停止灌水后不同深度处(0～50 cm,50～100 cm,100～150 cm,150～200 cm)土壤中NO3--N的质量比较生长季初分别增加38.20%,44.67%,34.94%和30.88%。     

Drainage and nitrogen loss in dry soils with controlled drainage

为探讨不同暗管控制水位对旱地排水、氮素流失过程和流失总量流失的影响,选取控制水位为地下Ocm,30cm,50cm,80cm,1OOcm的5块暗管排水棉花地进行对照试验,测定2a棉花生育期内发生的4次较大规模排水过程的排水量、排水中氮素含量.结果表明,暗管排水条件下,暗管排水量高于地表径流排水量,且明显随控制水位的增加而降低,总排水量随暗管控制水位降低而有增加的趋势;各田块暗管排水中硝氮和全氮质量浓度变化规律明显,初始时较小,逐渐增大到峰值后又逐渐减少;暗管铵氮排放量与排水量明显呈线性相关;暗管径流氮素流失量总体上随暗管控制水位升高而减少.因此,适当提高暗管控制水位能减少旱地排水量和氮素流失量.     

控制排水条件下旱地排水及氮素流失规律研究

为探讨不同暗管控制水位对旱地排水、氮素流失过程和流失总量流失的影响,选取控制水位为地下0cm,30cm,50cm,80cm,100cm的5块暗管排水棉花地进行对照试验,测定2a棉花生育期内发生的4次较大规模排水过程的排水量、排水中氮素含量。结果表明,暗管排水条件下,暗管排水量高于地表径流排水量,且明显随控制水位的增加而降低,总排水量随暗管控制水位降低而有增加的趋势;各田块暗管排水中硝氮和全氮质量浓度变化规律明显,初始时较小,逐渐增大到峰值后又逐渐减少;暗管铵氮排放量与排水量明显呈线性相关;暗管径流氮素流失量总体上随暗管控制水位升高而减少。因此,适当提高暗管控制水位能减少旱地排水量和氮素流失量。     

暗管排水技术在克拉玛依大农业区的应用

新疆克拉玛依20万亩农业开发项目是克拉玛依"50万亩生态农业开发项目"的一期工程,自建成到现在已经运行十年,昔日的戈壁荒原变成了农业经济较为发达的人工绿洲。近年来,农业开发区地下水位有不断抬升之势,潜水蒸发造成地表积盐极易引起土壤次生盐渍化。农业开发区农田有86.96%的土壤处于不同程度的盐渍化水平。结合水文地质条件和土壤调查结果,对大农业区布设暗管排水系统,对暗管系统的布置、管材选择、暗管的间距和埋深、暗管的水力计算等内容进行了分析,并制定了暗管工程具体的施工步骤和管理措施。     

褐煤储层含气量计算

因我国褐煤中煤层气赋存特征认知程度较低,影响了较低煤级煤层气的开发,褐煤中含气量的研究显得尤为关键。基于此,文中对采自内蒙古海拉尔盆地4个褐煤H1,H2,H3,H4样品进行煤岩煤质分析,25℃平衡水等温吸附实验。计算埋深在400～2 000 m吸附气含量;模拟在储层温度、压力、矿化度、密度条件进行甲烷溶解度的测定结果表明甲烷溶解度随压力、温度的同时增加而增大(低于80℃),基于实验结果,计算了不同埋深(温度、压力)下褐煤储层的水溶气含量;测定4个褐煤样品孔隙度,根据马略特定律计算游离气含量。由吸附气、水溶气及游离气含量计算褐煤含气量。结果表明,埋深小于1 000 m的褐煤含气量随埋深增加而增大;埋深大于1 000m随埋深增加而减少。H1含气量较低,H2,H3,H4含气量较高,400～2 000 m埋深的褐煤含气量介于2.57～6.99 m3/t之间,且均随埋深增加而增大。含气量中吸附气、水溶气、游离气含量比例分别为78.7%,9.3%,12.0%.     

化学淋洗联合油葵植物修复土壤中Cd

首先采用大田盆栽实验,种植油葵修复净化土壤中的Cd,再采用去离子水、柠檬酸、醋酸、EDTA、盐酸等5种单一淋洗剂,以及柠檬酸+盐酸、EDTA+柠檬酸、EDTA+盐酸等3种复合淋洗剂进行室内柱淋洗,联合去除土壤中Cd.结果表明:土壤中初始添加Cd的质量浓度分别为20mg·kg-1和50mg·kg~(-1)时,盆栽种植油葵对Cd的去除效率分别为25%和65%;在植物修复的基础上,继续采用0.04mol·L~(-1)的EDTA和0.05mol·L-1的EDTA进行淋洗,对土壤中剩余Cd的去除率分别达到83.33%和91.67%,而0.04mol·L~(-1)的EDTA+柠檬酸与0.05mol·L~(-1)的EDTA+盐酸复合淋洗剂净化能力最佳,分别达到95.92%和92.7%,且复合淋洗剂的净化效果随着土壤Cd含量的增加而增加;当土壤粒度大于150μm时,化学淋洗剂对土壤中的Cd几乎无净化作用.     

淋洗剂HPAA和FA对土壤重金属的去除和淋洗废液吸附研究

采用2-羟基膦酰基乙酸(HPAA)和富里酸(FA)2种环境友好型淋洗剂对土壤进行异位淋洗处理,研究了淋洗剂质量分数、pH和淋洗时间对土壤Cu, Zn, Cd的去除效果及淋洗前后土壤重金属赋存形态的变化,并利用废弃果壳处理淋洗废液.结果表明：在质量分数为2.0%,pH为3,超声淋洗时间为40 min条件下,HPAA对Cd, Cu, Zn均可取得90%以上去除效果,HPAA对Cd, Cu, Zn的去除效果明显优于FA;2种淋洗剂的淋洗过程为化学淋洗,其结果符合准二级动力学方程(R²:0.998 6～0.999 9);2种淋洗剂均可有效促进重金属从不活泼态转变为活泼态;淋洗废液处理中,天然山竹壳(Man)对Cd, Cu, Zn的吸附效率均低于30%,而KMnO₄改性山竹壳(Mn-Man)吸附效果显著,最高分别可达93.12%,36.31%和51.87%.因此,HPAA可作为一种绿色高效的淋洗剂应用于重金属污染土壤的修复,Mn-Man可以作为一种廉价高效的吸附剂处理淋洗废液.     

暗管排盐条件下园林废弃物与膨润土对滨海盐土的改良效果研究

为了有效利用资源,提高滨海盐土的改良效果,通过土柱和大田试验,研究暗管排盐淋洗作用下膨润土和发酵园林废弃物单独施用与混合施用对土壤容重、总孔隙度、饱和导水率、pH值、养分含量、Na+和Ca2+离子交换过程及土壤脱盐率的影响.研究结果表明:在土柱淋洗试验中膨润土和发酵园林废弃物都具有降低土壤pH值、含盐量和钠吸附比的作用...     

三种锦鸡儿属植物幼苗出土对埋深的响应

文章研究了埋深对刺叶锦鸡儿、白皮锦鸡儿和草原锦鸡儿幼苗出土的影响.设计0、1、1.5、2、3和5cm 共6个埋深处理.结果表明:随埋深的增加,3种锦鸡儿的出苗率先升高后下降,0cm 3种植物的出苗率均较低,1～2cm的出苗率最大,3cm是白皮锦鸡儿和草原锦鸡儿出苗的最大埋深,而刺叶锦鸡儿在埋深为5cm时仍有出苗,但出苗率仅为3%.埋深对3个种幼苗株高的影响不显著.研究确定1～2cm的土壤埋深最适宜这三个种幼苗的出土和生长.     

定期冬灌对北疆不同土质棉田水盐分布及产量的影响

冬灌是淋洗盐分的有效手段,但对水盐分布的长期影响尚不清楚.为探究冬灌对长期膜下滴灌棉田水盐的时空影响,于2010、2014、2018年对2008—2019年长期膜下滴灌12a的不同土质农田进行灌水定额为2800 m3/km2的冬灌,对研究区连续监测,分析了非生育期盐分、春播前水分、冬灌时土壤脱盐率、棉花成活率以及产量的...     

化学淋洗对土壤团聚体稳定性及其重金属赋存形态的影响

为探究重金属在土壤非均质体系中的淋洗特性,分别考察了3种化学淋洗剂乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸和三氯化铁(FeCl_3)等对粒径为0.25～2.00 mm、0.05～0.25 mm和0.05 mm的土壤团聚体淋洗过程中团聚体结构、重金属Pb和Cd质量分数及其赋存形态影响。结果表明,不同粒径团聚体中重金属的淋洗效率存在显著差异(P0.05),小粒径(0.05 mm)的团聚体上Pb和Cd具有更高的淋洗效率。淋洗后较小粒径团聚体上残渣态Cd所占比例升高,但有效态的Pb所占比例增加。淋洗后团聚体的平均直径分别减小了77.25%、80.98%和49.15%,团聚体解体可能增加土壤对Pb和Cd的专性吸附能力。淋洗剂FeCl_3相较于EDTA和柠檬酸,对水稳性团聚体具有较低的结构破坏作用,同时具有较好的重金属淋洗效果,有利于土壤后续的安全再利用。     

根区交替滴灌方式对葡萄根系形态特征与根系活力的影响

研究不同交替滴灌方式对葡萄根系形态、分布与根系活力的影响,为构建高效根区交替滴灌方式提供一定理论依据。以当年扦插的葡萄幼苗为试材,通过在植株东西两侧安装滴灌设备,模拟根系分区交替灌溉,探讨树体两侧均采用地面滴灌方式(处理1),树体两侧均采用地下滴灌方式(处理2),树体东侧为地面滴灌方式,西侧为地下滴灌方式(处理3)3种交替滴灌方式根系直径、重量、长度、表面积、体积的分布规律及根系活力随灌水时间的变化特点。结果表明:根系总重、总长、总表面积与总体积均以处理3最大,处理2次之,处理1最小;各处理西侧的根系总重、总长、总表面积与总体积均大于东侧;处理1葡萄根系长度在土层深度0~20 cm处分布最多,占总根长的55%,处理2在土层深度20~40cm处分布最多,占总根长的49%,处理3的根长分布规律东侧与处理1一致,西侧与处理2一致;不同交替滴灌方式对不同土层深度内根系活力的影响不同,处理1在0~20 cm处根系活力最大,处理2在20~40 cm处最大,处理3对东侧土层内根系活力的影响与处理1相同,西侧与处理2相同。由此可见,处理3和处理2对根系构型的建成诱导效应优于处理1,促进根系下扎,使根系在土层内分布更加均匀,保持根系活力在较高水平。     

滩涂围垦淋洗脱盐过程对土壤中几种不同形态硫的影响

以珠江口湿地滩涂土壤为研究对象,用蒸馏水对其进行淋洗,使土壤表层盐分含量低于0.2%.实验设置8个脱盐梯度,对滩涂土壤在不同淋洗脱盐阶段,不同深度的全硫、水溶性硫、酸可挥发性硫进行分析.结果表明:随着淋洗脱盐过程的进行,土壤全硫含量呈递减的趋势,在这个过程中无机硫下降了40%,有机硫下降了30%;水溶性硫含量亦呈递减的趋势;淋洗后,土壤的酸可挥发性硫含量较淋洗前均增加,但各处理间酸可挥发性硫含量随淋洗过程的进行逐渐减少,主要受土壤氧化还原电位影响.Spearman相关分析表明各土层不同处理土壤氧化还原电位与酸可挥发性硫呈显著性负相关关系（r=-0.733～0.933,p<0.01）.     

咸水滴灌对土壤盐分分布、棉花生长和产量的影响

通过大田试验研究了不同滴灌方式下利用咸水灌溉对土壤水盐分布和棉花生长与产量的影响。研究表明，随着咸水浓度的增加，土壤含水量和土壤盐度升高。受到土壤水分分布和运移的影响，地下滴灌处理土壤盐分表聚程度较地表滴灌方式要轻；但在20~40cm出现了盐分累积现象，表明土壤盐分的运移和分布与滴灌的埋深密切相关。棉花干物质积累量随着灌溉水矿化度的升高而降低，棉花作为耐盐作物，利用3.62dS/m的微咸水进行灌溉，对棉花干物质积累量影响不大。6.71dS/m咸水灌溉处理的籽棉产量显著地低于0.33dS/m，而3.62dS/m咸水灌溉处理则对棉花产量影响并不显著，表明利用较低浓度的咸水对棉花进行灌溉，对棉花产量影响不大。     

测墒滴灌下不同氮肥水平对冬小麦光合特性及氮素转运的影响

采取裂区设计,探讨测墒滴灌下不同氮肥水平对冬小麦不同生育期光合特性与氮素积累转运的变化特征.其中,氮肥为主区,设3个水平(N_1:100 kg·hm~(-2),N_2:250 kg·hm~(-2),N_3:350 kg·hm~(-2));滴灌为副区,设3个水平(W_0:滴灌底墒水,W_1:滴灌底墒水+拔节水,W_2:滴灌底墒水+拔节水+开花水).结果表明:相同滴灌水平下,小麦最大光化学效率(F_v/F_m)在开花期达到最高,N_2处理高于N_1,N_3处理;小麦叶绿素含量全生育期均表现为N_2,N_3显著高于N_1处理;氮素总积累量、氮素籽粒积累量在N_2水平下最高.N_2W_2处理下营养器官氮素转运量、对籽粒的贡献率最高;相同氮肥处理下,氮素总积累量、氮素籽粒积累量以W_2水平最高,产量在N_2W_2最高,为6 684.71 kg·hm~(-2).综合籽粒产量、氮素积累与转运和光合特性来看,在本试验条件下,250 kg·hm~(-2)的施氮量、滴灌量为214.52 mm为最优的节水节氮、高产模式.     

改良初期不同改良剂配比对土壤理化性质和油葵苗期的影响

 土壤改良剂的研究与应用对改良盐渍化土壤具有重要意义。选取粉煤灰、脱硫石膏、双元改良剂(脱硫石膏+牛粪)作为土壤改良剂,分别设定改良剂施用量和灌水量进行大田油葵种植实验。分析了改良初期,改良剂种类、改良剂施用量和灌水量对盐渍化土壤pH 值、全盐含量(TDS)和油葵出苗率的影响。结果表明,T₇处理(施脱硫石膏29.86 t/hm²、高灌水)土壤pH 值降低最大,为2.36;TN₆处理(施双元改良剂22.40 t/hm²、低灌水)土壤TDS 降低值最大,为81.32%,而对照处理(未施改良剂)pH 值和TDS 最大降低值仅为1.45 和76.06%;油葵出苗率最高的是TN₁处理(施双元改良剂14.92 t/hm²、高灌水),为70.83%,比对照处理最高值多37.16%;施加改良剂能有效降低土壤pH 值和TDS,明显改善土壤状况,促进作物生长,且在灌水的合理调控下,能有效提高改良剂的改良效果。     

地下水埋深对冬小麦地下水的利用量及表层土壤含水率的影响

地下水位埋深深浅直接影响冬小麦对地下水的利用量及土壤含水率,通过天长二峰灌溉试验站连续五年排水指标试验,寻求出江淮丘陵区冬小麦地下水位埋深时补水量及0cm～30cm土壤表层含水率的相关关系,为地下水吸收利用,水资源平衡计算及农田排水工程设计,提供科学依据.