膜下滴灌棉田土壤盐分变化规律研究
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1. 1
材料与方法
试验概况 该试验地在新疆生产建设兵团农八师 121 团 ,
该团位于天山北麓, 准噶尔盆地南部, 东经 85 20 ~ 85 48 , 北纬 44 45 ~ 44 55 。该地属于典型的内陆 荒漠性气候, 日照时间长, 最高气温 35 。年平均 降水 180 mm, 蒸发量 1 600 m m 。试验地土壤质地 为沙壤土 , 0~ 100 cm 土层平均容重 1. 48 g/ cm , 田 间持水量为 20. 6% ( 重量含水率 ) 。 1. 2 试验地选择 本实验研究棉花不同年限土壤膜下滴灌盐分运 移规律, 实验时间为 2010 年 4 月至 10 月, 共选择 6 块试 验地 , 即 1998 年、 2001 年、 2003 年、 2005 年、 2007 年、 2009 年开垦并种植棉花的地区。棉花采用 覆膜栽培 , 布置方式为一膜两管六行。 1. 3 取样 选盐渍化发生较重且不同滴灌年限的棉田 6 块
2
2. 1
结果与分析
垂直方向不同土层含盐量的变化特征 滴灌的下行滴水先使滴头下土壤水分接近饱和
状态 , 然后缓缓向四周扩散 , 形成一个半圆锥形的浸 润体 ( 即湿润峰) 。土壤中的盐分亦随水移动而被淋 洗到浸润体外缘, 起到 驱盐 作用 , 从而使主要 根系层的土壤形成了一个低盐区或淡化区 ( 图 1) 。 垂直方向上不同深度含盐量的测定结果见图 2。 从图 2 可以看出 , 0~ 20 cm 土层含盐量最低, 这是因为滴水期间滴头下水分不断下滴 , 使该层土 壤经常保持较高的湿度而使含盐量最低所致, 为盐 分淡化区 , 但浸润体外缘的盐分随滴水扩散速度减 慢而慢慢积累在了外缘的土壤之中, 在 20~ 40 cm 和 40~ 80 cm 土层处盐分逐步加大积累 , 又以 40~ 80 cm 土层处盐分积累最多, 表明滴水在下渗过程 中将盐 分 带 入湿 润 区 底部 土 层 中 聚集 , 但 80 ~ 100 cm 土层中发现盐分的积累又逐渐呈减少状态, 因此可以推测 80~ 100 cm 土层受膜下滴灌盐分运 移影响很小。
图4 各测定年份不同生育期棉田土壤盐分动态均值变化 f ield in different growth period of all the determina tion years
计算出其 1 m 内的含盐量, 并且计算出这 3 点平均 值作为各年限土壤 1 m 深度含盐总量( 图 5) 。从图 5 中可以看出, 随滴灌年限的增加 , 滴灌土壤盐分开 始出现累积现象。原因是在滴灌初期土壤盐分由表
2. 2
不同土层含盐量随生育期的变化特征 不同土层含盐量随生育期的变化规律见图 3。
总的趋势是播种时土壤中的含盐量较大 ( 图 4) , 其 中以 40~ 80 cm 土层内含盐量最大 , 随着生育期的
第1期
马合木江
艾合买提 , 等 : 膜下滴灌棉田土壤盐分变化规律研究
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图3 Fig. 3
不同年限不同生育期棉田的土壤盐分动态变化
( 1. Co lleg e of Water Conserv aney and Civil Engineering , Xinjiang Ag rieult ural Universit y, U ru m qi 830052, China; 2. Adm inist rat ive M anagement Off ice of H ydr o P roject , A gricult ural Div ision 10, Xinjiang P roduction and Const ruct ion Corps, Beit un 836000, China) Abstract: T his st udy w as conduct ed t o reveal t he problems o f dev elo ping and using salinizat ion o f soil and preventing so il secondary salinizat ion and study t ransferring soil salt under drip irr ig atio n in co tt on f ield in Xinjiang. T he soil salt in soil space and co tt on g row t h period in dif f erent years were analyzed. T he result s show t hat w ith the postponing of cot t on g row t h period, t he cummulat io n of salt in diff erent soil layers in crease t o diff erent ex tent. T he accum ulat ion of salt in v ert ical dir ectio n. in t he so il layers incr ease f rom 40 to 80 cm , but t he salt accumulatio n in 80- 100 cm soil layer is litt le aff ect ed by drip irrig at ion under plastic film. T he longer drip irrigat ion years, the m ore t he accum ulat ion of salt in co tt on f ield. Key words: g row t h period; dripirr ig ation under t he f ilm; salt t ransf er ing; aeeumulatio n of so il salt 子[ 3- 8] 。由于膜下滴灌不产生深层渗透, 难以利用 灌溉水淋洗盐分到地下水中去, 盐分只能在土层而 无法消除 , 其积盐趋势没有改变, 由于强烈的蒸发和 作物的蒸腾作用, 盐分积聚的趋势仍然强烈 ; 因而在 滴灌条件下只能解决驱盐问题, 使耕层形成盐类淡 化层 , 短时期内保证作物能正常生长发育, 而土壤脱 盐和积盐这对矛盾始终存 在着 。近 年来干旱 区围绕膜下滴灌土壤水盐动态和盐分平衡的研究较
中图分类号 : S156. 46
Research on Change Law of Soil Salinity in Cotton Field by Drip Irrigation Under Plastic Film
M ahemujiang. Aihem ait i1 , Guli. Biekemuhan2 , H udan. T umaerbai1 , M OU H ong chen1
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新
疆
农
业
大
学
学
报
2011 年
多, 王全九等通过室内模拟试验研究确定膜下滴灌 技术参数[ 13] ; 柴付军等在棉花大田种植条件下研究 了灌水频率对膜下滴灌土壤水盐分布和棉花生长的 影响研究[ 14] ; 弋鹏飞等对棉田膜下滴灌土壤盐分变 化规律进行了分析[ 15] , 但对膜下滴灌棉田盐分运移 规律的系统研究还不充分。本研究结合生产实际 , 以试验 为基 础 研究 覆 膜棉 滴灌 土 壤 盐分 的 运 移 规律。
[ 9- 12]
新疆属于西北干旱区, 20 世纪 80 年代中期以 来, 由于绿洲灌溉农业的迅速发展导致了大面积的 土地次生盐渍化。盐渍土在世界各大洲耕地中均有 分布 , 近年来其面积迅速扩大 , 尤其是灌溉水需求量 大、 排水不畅而不能有效冲洗的干旱半干旱地区更 为严重
[ 1, 2]
。土壤由于受特殊成土因子的综合作用
具有基础肥力差、 普遍存在不同程度盐渍化的问题 , 土壤盐渍化已成为绿洲农业生产发展的主要障碍因
收稿日期 : 2010- 06- 28
基金项目 : 国家自然科学基金项目 ( 51069015) ; 新疆维吾尔自治区 自然科学基 金项目 ( 200821172) ; 新疆 水利水电 重点学 科基金项目 通讯作者 : 虎胆 吐马尔白 , E mail: hudant@ ho tmail. com
新 疆 农 业 大 学 学 报 2011, 34( 1) : 75~ 78 Journal of Xinj iang Agricul tural Universit y
文章编号 : 1007 8614( 2011) 01 0075 04
膜下滴灌棉田土壤盐分变化规律研究
马合木江
836000) 摘 要: 针对新疆土壤盐碱化开发利用和防止土壤次 生盐渍 化的问 题 , 通 过对不 同年限 的棉田 膜下滴 灌土壤盐
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做为监测条田。定点取样 , 每块条田设 3 个重复, 每 个重复取 3 个点 , 膜中滴头处、 棉花窄行、 地膜之间 裸地。每点分 别采用土钻取 土, 分 0, 0~ 20, 20 ~ 40, 40~ 60, 60~ 80, 80~ 100 cm 共 6 个层次取样。 每块土地取样点采用 GP S 定位, 每次取土在相同位 置, 共取 1 296 个土样。试验按照棉花不同的生育 期取土, 分别为播前 ( 4 月初 ) 、 苗期 ( 5 月下旬 , 头水 前) 、 盛铃期( 7 下旬) 、 收获期 ( 9 月上旬 ) 。 1. 4 方法 每次取样后及时化验土样总含盐量, 利用烘干 法测出土壤的质量含水率 , 然后将烘干土样粉碎, 取 土水比 1 5 的土壤溶液进行搅拌均匀浸泡( 一般为 18 g 土粉加 90 g 蒸馏水 ) , 沉淀后利用 DDS 307 电 导率仪测定土壤的电导率 , 在一定浓度范围内 , 溶液 的含盐量与电导率呈正相关 , 因此通过测定待测液 电导率的高低即可测出土壤水溶性盐含量。通过化 验结果分析滴灌棉田条件下 , 土壤盐分在不同生育 期、 垂直方向、 不同滴灌年限的运移情况。
DynaBiblioteka Baiduic change of soil salt in cotton field in dif ferent years and in diff erent growth period
推后 , 各土层含盐量都有不同程度的加大, 滴水开始 后, 由于水的淋洗作用, 表层土壤含盐量逐渐降低, 进入花铃期后棉花枝繁叶茂, 很大程度上减小了土 壤水分蒸发 , 继而减小了 表层土壤盐分的 聚集。 9 月初停水后表层土壤含盐量又逐渐升高 , 且含盐量 和滴灌相对应 , 也就是说滴水时土壤含盐量低, 否则 就高 , 充分体现了生产上 盐随水动 的特点。 2. 3 土壤盐分在不同年限的变化分析 在棉花的收获期 , 对各年限土壤进行了取土采 样, 对土壤膜中、 窄行、 膜间 1 m 内各层盐分累加,
艾合买提1 , 古丽
别克木汗2 , 虎胆
吐马尔白1 , 牟洪臣1
( 1. 新疆农业大学 水利与土木工程学院 , 乌鲁木齐
830052; 2. 新疆生 产建设 兵团 农 十师水 利工程 管理处 , 北屯
分的运移研究 , 从棉花生育期、 土壤空间两个方面对不同 年限土 壤盐分 进行分析 比对 , 初步得 出 : 随着生 育期的推 后 , 各土层含盐量都有不同程度的加大 ; 垂直方向盐分的积累在 40~ 80 cm 土层逐渐增加 , 80~ 100 cm 土层盐分积 累受膜下滴灌影响较小 ; 不同滴灌年限中滴灌年 限越长 , 棉田中的盐分积累就越多。 关键词 : 生育期 ; 膜下滴灌 ; 盐分运移 ; 土壤含盐量 文献标识码 : A
图2 Fig. 2 垂直方向 0~ 100 cm 土层深度含盐量的变化特征 Salt accumulation changes in diff erent soil layers from 0 to 100 cm in vertical direction 图 1 覆膜滴灌条 件下土壤盐分典型分布示意图 Fig. 1 Schematic diagram of typical distribution of soil salt with drip irrigation under plastic mulch
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材料与方法
试验概况 该试验地在新疆生产建设兵团农八师 121 团 ,
该团位于天山北麓, 准噶尔盆地南部, 东经 85 20 ~ 85 48 , 北纬 44 45 ~ 44 55 。该地属于典型的内陆 荒漠性气候, 日照时间长, 最高气温 35 。年平均 降水 180 mm, 蒸发量 1 600 m m 。试验地土壤质地 为沙壤土 , 0~ 100 cm 土层平均容重 1. 48 g/ cm , 田 间持水量为 20. 6% ( 重量含水率 ) 。 1. 2 试验地选择 本实验研究棉花不同年限土壤膜下滴灌盐分运 移规律, 实验时间为 2010 年 4 月至 10 月, 共选择 6 块试 验地 , 即 1998 年、 2001 年、 2003 年、 2005 年、 2007 年、 2009 年开垦并种植棉花的地区。棉花采用 覆膜栽培 , 布置方式为一膜两管六行。 1. 3 取样 选盐渍化发生较重且不同滴灌年限的棉田 6 块
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结果与分析
垂直方向不同土层含盐量的变化特征 滴灌的下行滴水先使滴头下土壤水分接近饱和
状态 , 然后缓缓向四周扩散 , 形成一个半圆锥形的浸 润体 ( 即湿润峰) 。土壤中的盐分亦随水移动而被淋 洗到浸润体外缘, 起到 驱盐 作用 , 从而使主要 根系层的土壤形成了一个低盐区或淡化区 ( 图 1) 。 垂直方向上不同深度含盐量的测定结果见图 2。 从图 2 可以看出 , 0~ 20 cm 土层含盐量最低, 这是因为滴水期间滴头下水分不断下滴 , 使该层土 壤经常保持较高的湿度而使含盐量最低所致, 为盐 分淡化区 , 但浸润体外缘的盐分随滴水扩散速度减 慢而慢慢积累在了外缘的土壤之中, 在 20~ 40 cm 和 40~ 80 cm 土层处盐分逐步加大积累 , 又以 40~ 80 cm 土层处盐分积累最多, 表明滴水在下渗过程 中将盐 分 带 入湿 润 区 底部 土 层 中 聚集 , 但 80 ~ 100 cm 土层中发现盐分的积累又逐渐呈减少状态, 因此可以推测 80~ 100 cm 土层受膜下滴灌盐分运 移影响很小。
图4 各测定年份不同生育期棉田土壤盐分动态均值变化 f ield in different growth period of all the determina tion years
计算出其 1 m 内的含盐量, 并且计算出这 3 点平均 值作为各年限土壤 1 m 深度含盐总量( 图 5) 。从图 5 中可以看出, 随滴灌年限的增加 , 滴灌土壤盐分开 始出现累积现象。原因是在滴灌初期土壤盐分由表
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不同土层含盐量随生育期的变化特征 不同土层含盐量随生育期的变化规律见图 3。
总的趋势是播种时土壤中的含盐量较大 ( 图 4) , 其 中以 40~ 80 cm 土层内含盐量最大 , 随着生育期的
第1期
马合木江
艾合买提 , 等 : 膜下滴灌棉田土壤盐分变化规律研究
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图3 Fig. 3
不同年限不同生育期棉田的土壤盐分动态变化
( 1. Co lleg e of Water Conserv aney and Civil Engineering , Xinjiang Ag rieult ural Universit y, U ru m qi 830052, China; 2. Adm inist rat ive M anagement Off ice of H ydr o P roject , A gricult ural Div ision 10, Xinjiang P roduction and Const ruct ion Corps, Beit un 836000, China) Abstract: T his st udy w as conduct ed t o reveal t he problems o f dev elo ping and using salinizat ion o f soil and preventing so il secondary salinizat ion and study t ransferring soil salt under drip irr ig atio n in co tt on f ield in Xinjiang. T he soil salt in soil space and co tt on g row t h period in dif f erent years were analyzed. T he result s show t hat w ith the postponing of cot t on g row t h period, t he cummulat io n of salt in diff erent soil layers in crease t o diff erent ex tent. T he accum ulat ion of salt in v ert ical dir ectio n. in t he so il layers incr ease f rom 40 to 80 cm , but t he salt accumulatio n in 80- 100 cm soil layer is litt le aff ect ed by drip irrig at ion under plastic film. T he longer drip irrigat ion years, the m ore t he accum ulat ion of salt in co tt on f ield. Key words: g row t h period; dripirr ig ation under t he f ilm; salt t ransf er ing; aeeumulatio n of so il salt 子[ 3- 8] 。由于膜下滴灌不产生深层渗透, 难以利用 灌溉水淋洗盐分到地下水中去, 盐分只能在土层而 无法消除 , 其积盐趋势没有改变, 由于强烈的蒸发和 作物的蒸腾作用, 盐分积聚的趋势仍然强烈 ; 因而在 滴灌条件下只能解决驱盐问题, 使耕层形成盐类淡 化层 , 短时期内保证作物能正常生长发育, 而土壤脱 盐和积盐这对矛盾始终存 在着 。近 年来干旱 区围绕膜下滴灌土壤水盐动态和盐分平衡的研究较
中图分类号 : S156. 46
Research on Change Law of Soil Salinity in Cotton Field by Drip Irrigation Under Plastic Film
M ahemujiang. Aihem ait i1 , Guli. Biekemuhan2 , H udan. T umaerbai1 , M OU H ong chen1
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疆
农
业
大
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2011 年
多, 王全九等通过室内模拟试验研究确定膜下滴灌 技术参数[ 13] ; 柴付军等在棉花大田种植条件下研究 了灌水频率对膜下滴灌土壤水盐分布和棉花生长的 影响研究[ 14] ; 弋鹏飞等对棉田膜下滴灌土壤盐分变 化规律进行了分析[ 15] , 但对膜下滴灌棉田盐分运移 规律的系统研究还不充分。本研究结合生产实际 , 以试验 为基 础 研究 覆 膜棉 滴灌 土 壤 盐分 的 运 移 规律。
[ 9- 12]
新疆属于西北干旱区, 20 世纪 80 年代中期以 来, 由于绿洲灌溉农业的迅速发展导致了大面积的 土地次生盐渍化。盐渍土在世界各大洲耕地中均有 分布 , 近年来其面积迅速扩大 , 尤其是灌溉水需求量 大、 排水不畅而不能有效冲洗的干旱半干旱地区更 为严重
[ 1, 2]
。土壤由于受特殊成土因子的综合作用
具有基础肥力差、 普遍存在不同程度盐渍化的问题 , 土壤盐渍化已成为绿洲农业生产发展的主要障碍因
收稿日期 : 2010- 06- 28
基金项目 : 国家自然科学基金项目 ( 51069015) ; 新疆维吾尔自治区 自然科学基 金项目 ( 200821172) ; 新疆 水利水电 重点学 科基金项目 通讯作者 : 虎胆 吐马尔白 , E mail: hudant@ ho tmail. com
新 疆 农 业 大 学 学 报 2011, 34( 1) : 75~ 78 Journal of Xinj iang Agricul tural Universit y
文章编号 : 1007 8614( 2011) 01 0075 04
膜下滴灌棉田土壤盐分变化规律研究
马合木江
836000) 摘 要: 针对新疆土壤盐碱化开发利用和防止土壤次 生盐渍 化的问 题 , 通 过对不 同年限 的棉田 膜下滴 灌土壤盐
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做为监测条田。定点取样 , 每块条田设 3 个重复, 每 个重复取 3 个点 , 膜中滴头处、 棉花窄行、 地膜之间 裸地。每点分 别采用土钻取 土, 分 0, 0~ 20, 20 ~ 40, 40~ 60, 60~ 80, 80~ 100 cm 共 6 个层次取样。 每块土地取样点采用 GP S 定位, 每次取土在相同位 置, 共取 1 296 个土样。试验按照棉花不同的生育 期取土, 分别为播前 ( 4 月初 ) 、 苗期 ( 5 月下旬 , 头水 前) 、 盛铃期( 7 下旬) 、 收获期 ( 9 月上旬 ) 。 1. 4 方法 每次取样后及时化验土样总含盐量, 利用烘干 法测出土壤的质量含水率 , 然后将烘干土样粉碎, 取 土水比 1 5 的土壤溶液进行搅拌均匀浸泡( 一般为 18 g 土粉加 90 g 蒸馏水 ) , 沉淀后利用 DDS 307 电 导率仪测定土壤的电导率 , 在一定浓度范围内 , 溶液 的含盐量与电导率呈正相关 , 因此通过测定待测液 电导率的高低即可测出土壤水溶性盐含量。通过化 验结果分析滴灌棉田条件下 , 土壤盐分在不同生育 期、 垂直方向、 不同滴灌年限的运移情况。
DynaBiblioteka Baiduic change of soil salt in cotton field in dif ferent years and in diff erent growth period
推后 , 各土层含盐量都有不同程度的加大, 滴水开始 后, 由于水的淋洗作用, 表层土壤含盐量逐渐降低, 进入花铃期后棉花枝繁叶茂, 很大程度上减小了土 壤水分蒸发 , 继而减小了 表层土壤盐分的 聚集。 9 月初停水后表层土壤含盐量又逐渐升高 , 且含盐量 和滴灌相对应 , 也就是说滴水时土壤含盐量低, 否则 就高 , 充分体现了生产上 盐随水动 的特点。 2. 3 土壤盐分在不同年限的变化分析 在棉花的收获期 , 对各年限土壤进行了取土采 样, 对土壤膜中、 窄行、 膜间 1 m 内各层盐分累加,
艾合买提1 , 古丽
别克木汗2 , 虎胆
吐马尔白1 , 牟洪臣1
( 1. 新疆农业大学 水利与土木工程学院 , 乌鲁木齐
830052; 2. 新疆生 产建设 兵团 农 十师水 利工程 管理处 , 北屯
分的运移研究 , 从棉花生育期、 土壤空间两个方面对不同 年限土 壤盐分 进行分析 比对 , 初步得 出 : 随着生 育期的推 后 , 各土层含盐量都有不同程度的加大 ; 垂直方向盐分的积累在 40~ 80 cm 土层逐渐增加 , 80~ 100 cm 土层盐分积 累受膜下滴灌影响较小 ; 不同滴灌年限中滴灌年 限越长 , 棉田中的盐分积累就越多。 关键词 : 生育期 ; 膜下滴灌 ; 盐分运移 ; 土壤含盐量 文献标识码 : A
图2 Fig. 2 垂直方向 0~ 100 cm 土层深度含盐量的变化特征 Salt accumulation changes in diff erent soil layers from 0 to 100 cm in vertical direction 图 1 覆膜滴灌条 件下土壤盐分典型分布示意图 Fig. 1 Schematic diagram of typical distribution of soil salt with drip irrigation under plastic mulch