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膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律试验研究

弋鹏飞  
【摘要】:膜下滴灌技术具有显著的节水、保墒特征,适合西北干旱地区农业推广。针对新疆盐碱地开发利用和防治土壤次生盐渍化等问题,通过膜下滴灌条件下土壤水盐运移试验,总结出膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律及盐分累积特征,提出预防棉田次生盐渍化的方法,为干旱区水土资源的可持续利用提供科学依据。 本文在总结国内外对土壤水盐运移特征及灌溉制度研究成果的基础上,采用室内试验和田间试验相结合的方法,对新疆干旱区膜下滴灌条件下土壤水盐运移和当前的灌溉制度进行系统的研究,得出以下结论: ].(1)通过室内双点源交汇入渗试验得出:在双点源入渗交汇前,单点源湿润锋运移距离与入渗时间之间符合显著的幂函数关系;点源交汇后,交汇湿润锋水平运移距离与入渗时间之间具有多项式关系。较大的滴头流量发生交汇时间比小的滴头流量提前。(2)单点源中心和交汇界面中心含水率较高,水分含量随着远离交汇中心而逐渐递减。在距离单点源中心相同湿润位置处,交汇区的土壤含水率要高于单点源处。较大的滴头流量在交汇区水分增加比率要大于小滴头流量,交汇提高了土壤湿润体的水分均匀性。 (3)在相同的灌水量下,小滴头流量在单点源处和交汇区的垂直方向对盐分的淋洗效果更明显,较大滴头流量对水平方向洗盐效果更好。在相同湿润层次上,交汇区的盐分高于单点源盐分。随着灌水量的增加,交汇区剖面上层土壤盐分逐渐减少,脱盐深度加大,在土壤底部和交汇湿润锋两端累积,高于土壤初始含盐量值。适中的滴头流量在湿润体的水平和垂直方向淋洗盐分效果最好。 2.(1)通过棉花优化灌溉制度试验得出:在3900-4500m3/hm2灌溉定额下,棉花5-7天的灌水周期,可以使土壤保持较高的含水量。在相同的灌水周期下,随着灌溉定额的增加,土壤剖面平均含水量依次增大。在满足棉花对水分需求的条件下(全生育期灌溉量390mm),北疆棉花膜下滴灌在苗期耗水量63mm,蕾期为110mm,花铃期耗水量达到了315mm,占到全生育期耗水的60%,吐絮期为37mmm,全生育期耗水525mm。 (2)较短的灌水周期对土壤盐分淋洗效果明显,灌水周期较长的处理,土壤盐分在生育期中波动起伏较大,并且出现累积现象,低灌溉量的处理盐分累积明显。从节水增产,改良盐碱地方面综合考虑,北疆棉花适宜的灌溉制度:全生育期灌溉定额3900m3/hm2,其中苗期灌水1次,灌水量250-300m3/hm2;从现蕾-花铃期,灌水次数11次,灌水量300~350m3/hm2,吐絮期灌水1次,灌水量300m3/hm2。 3.(1)通过在121团不同膜下滴灌年限土壤水盐监测得出:经统计分析,在非灌溉期,不同年限地块水分之间无明显差异,同一地块的土壤水分在不同土层具有差异性,地表水分最小,0—60cm随着深度的增加,水分逐渐增大,60—100cm深度变化较小;苗期和吐絮期的土壤含水量较低,蕾期含水量增加,花铃期达到峰值,这与棉花的灌溉制度和生长特性有密切的关系。土壤水分在水平方向上分布具有明显差异,分布大小依次为:滴头处行间膜间。 (2)在没有施行冬春灌,只在棉花全生育期里进行膜下滴灌这种灌溉方式的地块上,滴灌年限越长,盐分累积越严重,土壤盐分在灌溉前聚集的层次逐渐向地表移动,不同深度土层的含盐量都有明显的增加,层次之间差异达到极显著水平(P0.01)。滴灌年限相差6-7年的棉田0—100cm盐分差异达到显著水平(P0.05)。根据土壤盐渍化程度和种植经验,认为当地棉田在实施滴灌5年以后,需要进行淡水淋洗盐分或者恢复以前的冬春灌溉,但要控制水量和做好排水工作,防止地下水位上升。


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