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Effects of Irrigation with Well Water on Chemical Characteristics of a Weakly Alkaline Soil Used as Rice Field
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作者 GONG Zhen ping,ZHAO Yan zhong,ZU Wei, SUN Cong shu (Northeast Agricultural University Harbin Heilongjiang 150030 PRC) 《Journal of Northeast Agricultural University(English Edition)》 CAS 2002年第1期22-28,共7页
This paper discussed the effects of irrigation with well water on the salinity and pH of a weakly alkaline paddy soil in Fujin of Heilongjiang Province in the north-eastern part of China.It has been found that after s... This paper discussed the effects of irrigation with well water on the salinity and pH of a weakly alkaline paddy soil in Fujin of Heilongjiang Province in the north-eastern part of China.It has been found that after seven years the accumulation of total soluble salts did not occur and that the pH of 0~15 cm layer fell down from 7.92~8.30 to 6.76~7.45,and that the content of anion HCO - 3 and its proportion in the total soluble anions have fallen down.Conversion from paddy soil to upland restored the pH of soil,exchangeable sodium,ESR(exchangeable sodium ratio) to their original levels of upland fields respectively. 展开更多
关键词 weakly alkaline soil rice cultivation with well water total soluble salts PH
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我国滨海盐碱地改良技术综述及案例研究 被引量:3
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作者 吕航 赵月 +3 位作者 龚绪龙 万佳俊 郭慧 许书刚 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第2期25-43,共19页
土壤盐碱化是农业生产和生态环境建设面临的重大问题之一。随着我国滨海地区的快速发展,土地资源愈发紧缺,改良利用滨海盐碱地的需求日益迫切,相关研究成果不断丰富。然而,现有针对滨海盐碱地改良技术的综述研究多以物理、化学等基于学... 土壤盐碱化是农业生产和生态环境建设面临的重大问题之一。随着我国滨海地区的快速发展,土地资源愈发紧缺,改良利用滨海盐碱地的需求日益迫切,相关研究成果不断丰富。然而,现有针对滨海盐碱地改良技术的综述研究多以物理、化学等基于学科的分类方式划分改良技术,难以指导实际工程中改良技术的选择和应用。因此,文章旨在系统梳理现有滨海盐碱地改良技术,总结更易于实践的技术分类方式,以指导实际工程应用。文章通过系统收集和筛选我国滨海盐碱地改良相关研究文献,综合对比和总结不同改良技术的优劣性及适用范围,依据其调控改良目标进行技术分类,并选取不同条件下高效改良方案进行案例分析。研究结果表明:(1)滨海盐碱地主要成因为成土盐分高、土壤理化性质差、毛细返盐作用强;(2)滨海盐碱地改良技术可根据调控改良目标划分为淋滤除盐技术、土壤理化性质改良技术、抑制返盐技术、生物改良技术四类;(3)淋滤除盐与土壤理化性质改良技术在滨海地区应用最广泛,抑制返盐技术多用于高盐地区,生物改良技术应根据盐分水平的不同选择适宜的植物品种,在轻度盐碱化土壤中,适宜种植耐盐作物从而兼顾生态与经济效益。基于对改良技术的总结分析,文章提出了滨海盐碱地针对性改良技术体系构建、滨海盐碱土改良过程中水资源的高效与安全利用、加强多学科交叉的滨海盐碱地改良技术方法研究及滨海盐碱地改良的长效性管理等研究方向,以期为滨海盐碱地的高效治理及可持续利用提供参考。 展开更多
关键词 滨海盐碱地 土壤盐碱化 脱盐技术 改良策略 水盐调控
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不同补给条件下盐渍土水盐迁移及变形特性
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作者 杨保存 江建兵 +1 位作者 杨晓松 李博一 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第8期118-127,共10页
为探究南疆盐渍土在不同补给条件下的水盐迁移及变形特性,依据南疆某市实际环境,选取粉砂土为研究对象,人工配制硫酸盐渍土,开展盐渍土补给与盐溶液补给条件下的盐渍土水盐迁移及变形试验,分析不同补给条件下盐渍土水盐迁移及变形规律... 为探究南疆盐渍土在不同补给条件下的水盐迁移及变形特性,依据南疆某市实际环境,选取粉砂土为研究对象,人工配制硫酸盐渍土,开展盐渍土补给与盐溶液补给条件下的盐渍土水盐迁移及变形试验,分析不同补给条件下盐渍土水盐迁移及变形规律。结果表明:与盐溶液补给相比,盐渍土补给条件下土体温度敏感性较大;两种补给条件下,土体水盐迁移均在3次循环后达到平衡;盐渍土补给条件下,土体竖向变形与循环次数呈线性分布关系,基本表现为冻胀融沉;盐溶液补给条件下,盐溶液浓度影响土体竖向变形,补给液浓度为5%时影响最大;盐溶液补给条件下土体水盐迁移与变形破坏趋势均快于盐渍土补给。盐渍土上设置非盐渍土可有效达到抑制土体变形的目的,但非盐渍土土层厚度应大于温度影响较大的深度,对于粉砂土这类易产生沉降的土体,覆盖至一定盐渍化的土体上,可抑制土体沉降。工程中应做好相关措施降低地下水位,减少一定土层深度中的盐分,可避免土壤次生盐渍化扩张。研究成果可为南疆地区次生盐渍化研究与工程防治研究提供理论支撑。 展开更多
关键词 粉砂质硫酸盐渍土 冻融循环 水盐迁移 变形特性 南疆地区
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弱矿化水及秸秆隔层对土壤水盐运移的影响
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作者 赵廷红 袁文磊 苏宗刚 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第1期94-102,共9页
为探究弱矿化水及秸秆隔层处理对土壤水盐运移的影响,通过室内土柱入渗蒸发试验,研究在淡水和不同矿化度弱矿化水(1、2、3 g/L)灌溉情况下秸秆隔层埋深0、10、20 cm时供试土壤的水盐分布情况。结果表明:入渗阶段湿润锋与入渗时间呈幂函... 为探究弱矿化水及秸秆隔层处理对土壤水盐运移的影响,通过室内土柱入渗蒸发试验,研究在淡水和不同矿化度弱矿化水(1、2、3 g/L)灌溉情况下秸秆隔层埋深0、10、20 cm时供试土壤的水盐分布情况。结果表明:入渗阶段湿润锋与入渗时间呈幂函数关系,水分入渗速率随着矿化度的增大而增大,累计入渗量随矿化度增加而减小;累计入渗量与入渗时间分别采用Kostiakov模型和Philip入渗模型进行拟合,拟合效果良好;蒸发阶段,秸秆隔层对埋深以下的土体具有显著的保水效果,土壤盐分垂直分布呈现明显的低脱效应,且在秸秆隔层处积盐;灌溉水矿化度为2 g/L及秸秆隔层深度为10 cm时有利于土壤底部脱盐,且有较好的促进土壤水分入渗及保水效果。该研究可为弱矿化水灌溉及秸秆资源的开发利用提供依据和参考。 展开更多
关键词 微咸水 矿化度 秸秆还田 土壤水分 水盐运移
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栽培方式配施改良剂对盐碱地土壤水盐分布及西瓜产量的影响 被引量:1
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作者 王莉莉 田军仓 +1 位作者 王西娜 谭军利 《农业工程学报》 北大核心 2025年第8期88-96,共9页
针对银北平原盐碱地西瓜种植过程中缺少适宜的栽培方式及土壤改良剂的问题,探讨栽培方式和土壤改良剂对盐碱地土壤水盐分布及西瓜产量的影响。2023年开展田间对比试验,以西瓜品种“美都8424”为试验材料,设置垄作配施改良剂(LZST)、平... 针对银北平原盐碱地西瓜种植过程中缺少适宜的栽培方式及土壤改良剂的问题,探讨栽培方式和土壤改良剂对盐碱地土壤水盐分布及西瓜产量的影响。2023年开展田间对比试验,以西瓜品种“美都8424”为试验材料,设置垄作配施改良剂(LZST)、平作配施改良剂(PZST)、垄作不施改良剂(LZCK)、平作不施改良剂(PZCK)4个处理,研究栽培方式配施改良剂对盐碱地土壤含水率、盐分含量及pH值的时空分布及西瓜产量和品质的影响。结果表明,与平作相比,垄作明显促进了0~20 cm土层土壤盐分的淋洗,同时改变了0~40 cm盐分分布特征。垄体灌水器正下方形成一个含水率高、盐分含量和pH值低的区域,而平作条件下0~20 cm土层土壤盐分含量和pH值分布均匀。成熟期,LZST处理的土壤盐分含量和pH值较PZST和PZCK分别降低了5.75%、1.54%和10.48%、4.61%,LZCK较PZCK处理的土壤盐分含量和pH值分别降低了4.80%和1.88%。无论平作还是垄作,与不施改良剂处理相比,施用土壤改良剂显著提高了西瓜产量,分别增产23.60%和19.99%,同时还提高了西瓜的果皮硬度和果实硬度。LZST处理的瓜周可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比和番茄红素较PZCK处理的分别提高38.40%、20.57%、71.78%和52.92%。相关分析表明西瓜产量和品质指标与0~20 cm土层含水率呈显著正相关、而与0~20 cm土层的土壤pH值和盐分含量呈显著负相关。总之,垄栽方式配施改良剂显著降低了土壤盐分含量和土壤pH值,促进了西瓜的生长,提高了产量和品质,是银北地区盐碱地较为适宜的西瓜种植技术。 展开更多
关键词 栽培方式 土壤改良剂 水盐分布 西瓜 产量
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地表-地下接力式滴灌淋洗对土壤水盐运移及棉花产量的影响 被引量:1
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作者 祁辰 曹红霞 +2 位作者 何子建 丁邦新 李志军 《农业工程学报》 北大核心 2025年第2期120-133,共14页
新疆地区滴灌结合冬春季漫灌淋洗的水分管理措施加剧了区域水资源短缺和土壤盐碱化,严重限制了棉花产业可持续发展。相比之下,地表-地下接力式滴灌淋洗是一种潜在的更高效的灌溉模式,可能为这一问题提供解决方案。该研究探讨生育期内地... 新疆地区滴灌结合冬春季漫灌淋洗的水分管理措施加剧了区域水资源短缺和土壤盐碱化,严重限制了棉花产业可持续发展。相比之下,地表-地下接力式滴灌淋洗是一种潜在的更高效的灌溉模式,可能为这一问题提供解决方案。该研究探讨生育期内地表-地下接力式滴灌淋洗对盐碱地水盐运移与棉花生产影响,通过构建水盐生产等模型进行寻优,以明确地表-地下接力式滴灌淋洗高效节水控盐增产的水分管理策略。在2021年进行大田试验,试验基于作物需水量(crop water requirement,ET_(c))和淋洗水量设置3个灌溉水平:0.8ET_(c)+120 mm(W1)、0.8ET_(c)+240 mm(W2)和0.8ET_(c)+360 mm(W3)与3种地表与地下水量分配模式(下文简称为“分配”):地表滴灌(膜下滴灌,下同)水量占比100%(F1)、地表滴灌水量占比75%+地下滴灌水量占比25%(F2)以及地表滴灌水量占比25%+地下滴灌水量占比75%(F3),通过测定土壤含水率、土壤含盐量、作物生长和产量等指标,结果表明:不同灌水量及分配对盐碱棉田土壤水盐分布、棉花生长和产量影响显著(P<0.05)。高水处理(W3)下,接力式滴灌土壤水盐条件明显优于膜下滴灌。中水(W2)和高水(W3)处理下,F2和F3分配的籽棉产量显著高于F1分配,均为F2分配最高,F1最低,F3居中。水盐生产模型与脱盐效率模型表明,随灌水量增加,接力式滴灌下籽棉产量、灌溉水生产力和脱盐效率均优于膜下滴灌。综合考虑盐碱棉田籽棉产量、灌溉水生产力和脱盐效率,地表-地下接力式滴灌较膜下滴灌能增加土壤含水率,降低土壤含盐量,改善棉花生长条件,提高产量。其中,总淋洗水量为222~282 mm,总灌溉定额为0.8ET_(c)+222~0.8ET_(c)+282 mm(ET_(c)为作物需水量),地表滴灌与地下滴灌的水量比值在1.00~1.94时最优。该研究为接力式滴灌在新疆盐碱地区推行提供理论依据。 展开更多
关键词 土壤 盐碱化 淋洗 地表-地下接力式滴灌 水盐运移 水盐生产模型
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新型盐渍土基泡沫轻质土隔断层阻盐机制及效果研究 被引量:1
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作者 张荣 赵斌 +3 位作者 郑小川 陈令 卢正 赵阳 《岩土力学》 北大核心 2025年第2期515-526,538,共13页
盐渍土广泛分布于我国西部地区,其盐胀特性对道路工程产生严重危害,研究盐渍土路基水盐迁移规律并切断其路径对盐渍土地区道路安全防治起到关键作用。基于开挖废土利用构想,提出一种新型盐渍土基泡沫轻质土作为盐渍土地区路基隔断层。... 盐渍土广泛分布于我国西部地区,其盐胀特性对道路工程产生严重危害,研究盐渍土路基水盐迁移规律并切断其路径对盐渍土地区道路安全防治起到关键作用。基于开挖废土利用构想,提出一种新型盐渍土基泡沫轻质土作为盐渍土地区路基隔断层。采用自研设备开展相关试验,测试其内部温度变化、竖向位移及冻融后的水盐分布,分析新型泡沫轻质土隔断层的隔盐消胀效果,并从微观结构角度探究阻盐机制。结果表明:在温度梯度下,盐渍土试样内部水分与盐分向上迁移,多在中上部聚集。新型泡沫轻质土隔断层能有效阻隔水盐上迁并抑制盐胀,土体含盐量越高,抑胀效果越好。盐分在泡沫轻质土孔洞内析出结晶成盐壳,泡沫轻质土的多孔结构不仅能有效储存盐分,而且能阻隔盐分迁移,使盐分结晶在其内部进行,从而减少盐胀对土体的破坏。 展开更多
关键词 盐渍土 水盐迁移 隔断层 冻融循环 泡沫轻质土
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河套灌区典型夹砂层农田水分通量模拟与灌溉制度优化
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作者 孙伟 史海滨 +3 位作者 李仙岳 苗庆丰 冯壮壮 苏海涛 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期639-652,共14页
为揭示不同灌溉制度下河套灌区典型夹砂层农田水分运移机制,在砂层埋深大于40 cm农田设置高水(W1)、中水(W2)、低水(W3)3个灌水水平,高氮(F1)、中氮(F2)、低氮(F3)3个施氮水平,观测土壤含水率,基于田间试验结果,利用HYDRUS-1D模型对典... 为揭示不同灌溉制度下河套灌区典型夹砂层农田水分运移机制,在砂层埋深大于40 cm农田设置高水(W1)、中水(W2)、低水(W3)3个灌水水平,高氮(F1)、中氮(F2)、低氮(F3)3个施氮水平,观测土壤含水率,基于田间试验结果,利用HYDRUS-1D模型对典型夹砂层农田土壤水分运移过程进行模拟,分析了不同砂层埋深及不同灌溉制度对根区土壤水分通量与玉米根系吸水量的影响规律。结果表明:根区土壤水分渗漏损失量随砂层埋深增加而减小,可提高根系对砂层以上根区水分的利用。随灌水量增加,根区土壤水分渗漏的减少效果更加明显。当砂层埋深为20~40 cm时,砂层上边界土壤水分向下迁移量占灌水量的12.39%~98.19%;当砂层埋深大于40 cm时,土壤水分向下迁移量降为灌水量的2.73%~7.00%,水分有效利用率显著提高。根系受到的最大水分亏缺发生在第2次灌水后至第3次灌水前,占总亏缺量的56.04%~68.56%,拔节期至第1次灌水的水分亏缺最小。根系受到的总水分亏缺量随砂层埋深增加而逐渐降低,砂层埋深越深,水分亏缺量越低,与砂层埋深20~40 cm相比,根系受到的总水分亏缺量降低10.76%~45.63%。不同生育阶段根系受到的最大水分胁迫均在砂层埋深20~40 cm,随砂层埋深增加,水分亏缺量逐渐降低,最大降幅达82.61%。综合考虑夹砂层土壤水分迁移、根系受到的水分亏缺,建议在夹砂层土壤农田春玉米灌溉时根据砂层分布因地制宜定灌溉制度,砂层埋深20~40 cm,推荐春玉米在生育期灌溉定额为189~216 mm,砂层埋深40~60 cm,推荐灌溉定额为243~270 mm,砂层埋深大于60 cm,推荐灌溉定额为216~270 mm。研究结果可为河套灌区典型夹砂层土壤农田水分高效利用与灌溉制度制定提供理论依据。 展开更多
关键词 夹砂层农田 土壤水分运移 根系胁迫 HYDRUS-1D模型 灌溉制度
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枯草芽孢杆菌调控轻度盐碱土微环境与棉花增产机制
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作者 范东亮 周蓓蓓 +1 位作者 陈晓鹏 梁超凡 《农业工程学报》 北大核心 2025年第2期134-145,共12页
水资源短缺和土壤盐渍化是限制旱区农作的两大突出障碍因素,严重制约农业可持续发展。枯草芽孢杆菌作为典型根际促生菌,在提升作物耐逆增产方面已取得显著成效。该研究基于盐碱土微生物改良技术,2022年通过大田试验,研究了2种灌水情况(... 水资源短缺和土壤盐渍化是限制旱区农作的两大突出障碍因素,严重制约农业可持续发展。枯草芽孢杆菌作为典型根际促生菌,在提升作物耐逆增产方面已取得显著成效。该研究基于盐碱土微生物改良技术,2022年通过大田试验,研究了2种灌水情况(常规灌水量4 875 m^(3)/hm^(2)和低灌水量3 900 m^(3)/hm^(2))及不同枯草芽孢杆菌施加量(0,22.5,45.0,67.5,90.0 kg/hm^(2))对轻度盐碱棉田土壤微生物、土壤水盐含量及分布、土壤养分含量、土壤酶活性和棉花产量的影响,探讨枯草芽孢杆菌调控棉田土壤微环境及其对棉花促生增产的机理。结果表明:施加枯草芽孢杆菌改变了土壤细菌群落结构及丰度,芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度提高16.85%~54.40%;枯草芽孢杆菌通过胞外聚合物影响土壤蒸发与持水特性,促进土壤水分由土壤深层向浅层运移,棉花根区土壤含水量升高,水分分布的变化进而影响盐分分布规律,土壤深层积盐减少,且表层土壤盐分向膜间位置迁移;枯草芽孢杆菌对养分循环微生物代谢的促进显著改变土壤酶活性及土壤速效养分含量(P<0.05),提升水分利用效率和肥料偏生产力,使棉花增产6.89%~26.64%;结构方程模型表明:枯草芽孢杆菌通过正向影响土壤微生物多样性、水分利用效率及养分利用效率(通径系数分别为0.876、0.638、0.686),间接改善了盐碱土壤微环境的水盐肥状况,水肥盐因子对棉花产量具有显著提升作用(通径系数0.605);常规灌水量下,B2处理(施加菌剂45.0 kg/hm^(2))棉花籽棉产量最高达到6 237.15 kg/hm^(2),低灌水量下枯草芽孢杆菌能够缓解由灌水量减少造成的产量损失,B2与常规灌水量的CK处理(施加菌剂为0)相比有效结铃数与籽棉产量分别增加4.4%和3.8%,故施菌量为45.0 kg/hm^(2)可作为水分限制下枯草芽孢杆菌改良西北旱区盐碱棉田的推荐用量,研究结果可为西北旱区盐碱地微生物改良技术的应用提供一定的理论依据及方法支撑。 展开更多
关键词 土壤 盐分 棉花 盐碱土 枯草芽孢杆菌 含水量
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坡耕地整地下农田土壤水分与团粒特征互作关系
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作者 张详曙 陈晓冰 +4 位作者 倪晓庆 刘雍鑫 义轩 许昊 杨婷 《农业工程学报》 北大核心 2025年第2期163-174,共12页
土壤团粒是形成土壤结构的基础,从土壤微观角度深入分析土壤团粒与土壤水分之间的作用关系,可为进一步阐明丘陵山区坡耕地整地后土壤结构如何调控田间水肥利用提供理论支撑。该研究将染色示踪试验和扫描电镜试验相结合,利用图像解析、... 土壤团粒是形成土壤结构的基础,从土壤微观角度深入分析土壤团粒与土壤水分之间的作用关系,可为进一步阐明丘陵山区坡耕地整地后土壤结构如何调控田间水肥利用提供理论支撑。该研究将染色示踪试验和扫描电镜试验相结合,利用图像解析、统计分析等方法,探究水平、反坡2种典型整地措施(坡耕地为对照)下田间土壤团粒特征与土壤水分状况之间的互作影响。结果表明:在相同外部供水条件下,整地使田间土壤水分集中分布在0~10 cm土壤浅层空间内,显著小于坡耕地田间土壤水分分布范围,水平和反坡整地后形成的田间土壤水分运动变化程度相比坡耕地分别提高11.09%和7.14%。水平和反坡整地后的土壤团粒相较于坡耕地(平均分形维数为1.19)空间分布均匀程度更高(平均分形维数分别为1.16和1.18),整地使土壤团粒中孔隙大小组成的差异性分别降低5.81%(水平)和10.10%(反坡),且水平台田间土壤团粒中孔隙空间分布方向更复杂(概率熵为0.957 8)。水平台土壤团粒特征中的空间分布均匀化程度对其田间土壤水分空间分布和运动的影响程度最大(关联度为0.812),而反坡台和原状坡耕地的土壤团粒大小组成对土壤水分空间分布和运动的影响程度最大(关联度分别为0.708和0.698)。整地措施显著改变坡耕地土壤团粒状况,进而影响田间土壤水分。因此,针对丘陵山区坡耕地选择适宜的整地措施,一定程度上可以有效改善田间土壤结构,进而调控土壤水分状况,促进农业生产。 展开更多
关键词 水平整地 反坡整地 土壤团粒结构 土壤水分分布 土壤水分运动
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复合微生物菌对盐碱土理化特性的影响
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作者 董嘉琪 景何仿 张新慧 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第4期138-144,共7页
为探究复合微生物菌对盐碱土的改良作用,通过室内土柱模拟试验,对宁夏引黄灌区盐碱土取样后,利用课题组研发的由短小芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌构成的复合微生物菌,按照五种不同比例进行处理,对处理后的土壤进行土柱试验及盆栽油葵试验,对... 为探究复合微生物菌对盐碱土的改良作用,通过室内土柱模拟试验,对宁夏引黄灌区盐碱土取样后,利用课题组研发的由短小芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌构成的复合微生物菌,按照五种不同比例进行处理,对处理后的土壤进行土柱试验及盆栽油葵试验,对比分析了处理前后土壤的水稳定性、含水率、养分及盐分的变化及对油葵生长的影响。复合微生物菌可显著提高土壤水稳定性团聚体含量,处理后水稳性团聚体含量较对照组最高增加82%;复合微生物菌可改善土壤保水性能,处理后土壤含水量均高于对照组,最大增幅可达25.32%;复合微生物菌能有效提升土壤供水和持水能力,相较于对照组,各处理组的土壤在不同吸力的容水度均有所提高,复合微生物菌能有效降低土壤盐分,最多降低57%;还能增加土壤的养分,各处理组土壤中全氮、速效磷、硝态氮和氨态氮分别增加了72.32%、68.64%、79.27%和73.49%;复合微生物菌可有效促进作物的生长,处理后土壤种植油葵后与对照组相比较,无论油葵茎粗还是叶面面积均有一定提高。在宁夏引黄灌区盐渍化土壤中施用适量的复合微生物菌,对土壤的改良效果显著。研究成果可为改善宁夏引黄灌区盐碱土提供科学的理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 复合微生物菌 盐碱土:水盐运移 土壤结构
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盐分及干湿循环对壤土蒸发特性与裂隙发育影响的机理探究
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作者 冯浩轩 李敏 +2 位作者 行嘉豪 焦思涵 邢旭光 《农业工程学报》 北大核心 2025年第11期124-135,共12页
为揭示盐渍土在干湿循环作用下的蒸发特性和裂隙发育特性,进而探究其内在影响机理,该研究设置5种盐度(0、0.3%、0.6%、1%、2%)的Na_(2)SO_(4)、CaCl_(2)、NaCl型盐土,开展恒温蒸发试验,同时对Na_(2)SO_(4)型盐土进行干湿循环试验,结合... 为揭示盐渍土在干湿循环作用下的蒸发特性和裂隙发育特性,进而探究其内在影响机理,该研究设置5种盐度(0、0.3%、0.6%、1%、2%)的Na_(2)SO_(4)、CaCl_(2)、NaCl型盐土,开展恒温蒸发试验,同时对Na_(2)SO_(4)型盐土进行干湿循环试验,结合数字图像处理技术对蒸发过程中土壤干缩裂缝网络几何形态特征进行定量分析,并进一步系统揭示水分蒸发与收缩开裂互作以及盐分(包括盐分类型和含盐量)和干湿循环对水分蒸发和收缩开裂的作用机制。结果表明:1)不同处理蒸发过程具有相似性,即蒸发过程均包含一个线性阶段和一个非线性阶段。2)盐分抑制了土壤水分蒸发,随着土壤含盐量的增加,抑制作用也不断增强;盐分类型和干湿循环能够改变土壤减速段的蒸发速率。3)盐分类型对裂缝发展影响显著。对于Na_(2)SO_(4)型盐土,土壤盐分可以抑制表面裂缝的形成和发展,盐渍土的裂隙面积密度、裂隙总长度和平均宽度分别降低了4.5%~9.4%、0.01%~7.9%和10.5%~21.3%;而对于CaCl_(2)和NaCl型盐土,随土壤含盐量的增加,裂隙面积密度分别增加了2.8%~5.5%和3.5%~8.3%,裂隙总长度分别增加了17.7%~35.0%和11.9%~36.9%,而裂隙平均宽度分别降低15.5%~22.1%和8.8%~21.5%。4)干湿循环对裂隙指标的影响表现为低盐时抑制、高盐时促进,并且随着干湿循环次数的提高,这种影响也不断增强。机理分析表明,不同类型盐土的溶质势和晶体形态是影响土壤蒸发特性和裂隙发育的重要因素;钠质土壤相较钙质土壤具有更大的扩散双层,降低了土壤的抗拉强度;Na_(2)SO_(4)通过促进微团聚体间胶结和堵塞土壤孔隙等途径抑制地表开裂;干湿循环通过膨胀引起的裂纹愈合促进表面开裂。 展开更多
关键词 土壤盐分 干湿循环 土壤蒸发 干缩裂缝
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土壤质地和滴头流量对地下滴灌土壤水分运移特征的影响
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作者 贾明磊 魏飒 +2 位作者 刘帆 张玉翠 沈彦俊 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期749-758,共10页
地下滴灌是一种局部灌溉方式,灌溉水经由滴头在土壤中形成湿润体的过程对作物生长用水至关重要。根据土壤质地、滴头流量和土壤含水率等因素选择适宜的灌溉参数,能够避免灌溉过量或不足。本研究以壤土、砂土和黏土3种质地土壤为研究对象... 地下滴灌是一种局部灌溉方式,灌溉水经由滴头在土壤中形成湿润体的过程对作物生长用水至关重要。根据土壤质地、滴头流量和土壤含水率等因素选择适宜的灌溉参数,能够避免灌溉过量或不足。本研究以壤土、砂土和黏土3种质地土壤为研究对象,设置地下滴灌滴头埋深为30 cm,对0.39 L·h^(−1)、0.90 L·h^(−1)和1.38 L·h^(−1)流量下土壤湿润锋的变化规律进行观测。结果表明,不同土壤类型含水量变化对不同滴头流量的响应存在差异,壤土和砂土在高流量下更易形成规律的湿润体,而黏土则受到滞水效应的影响,在低流量时表现出明显的滞水特性。不同土壤质地对水分运移的影响也有所不同,砂土中湿润锋垂直向下运移距离最大,但垂直向上运移距离为15~20 cm,比壤土小,运移能力较低;黏土中水分运移所受阻力最大,因此在各方向运移距离最短,但变化持续时间最长;壤土中水分运移距离在水平和垂直向下方向上均处于居中水平,垂直向上运移距离最大,说明壤土中水分向上的传输能力最强,该土壤类型相对砂土和黏土更适合30 cm左右埋深的地下滴灌。对于同一质地而言,砂土和壤土中湿润锋在3个方向的运移速率均随滴头流量的增加而增大;黏土水分湿润锋在水平和垂直向下方向运移速率随滴头流量在6%~10%之间变化,相对其他土壤质地变化程度较小,说明黏土水分湿润锋运移在这两个方向上受流量影响较小,但其垂直向上方向运移速率随滴头流量增加先降低再增加,且降低幅度远高于增加幅度,说明较低流量更有利于黏土水分向上运移。在3种土壤质地和3种滴头流量下,随着入渗时间的延长,湿润锋的运移速率总体呈逐渐减缓的趋势;随滴灌流量的增加,湿润锋在水平方向与垂直向上方向的运移距离之比相应增大,说明流量增加相对于土壤水分向上运移来说更有利于促进其水平运移能力。此外,湿润锋水平和垂直方向的运移速率与入渗时间遵循幂函数的规律。砂土垂直向上只运移到距地表10 cm左右处,壤土在3种流量条件下垂直向上运移均达到地表,黏土垂直向上只运移到距地表10.3 cm处。综上所述,不同质地土壤进行地下滴灌时,砂土的滴头埋深须在15 cm以内,流量在0.39 L·h^(−1)左右可以保证作物苗期用水的同时减少渗漏;对于壤土而言,滴头埋深可增至30 cm,流量需依据种植作物出苗时间、灌溉时间以及节水目标决定;黏土滴灌不适合深埋和深根系植物。 展开更多
关键词 地下滴灌 土壤质地 滴头流量 湿润锋 土壤水分运移规律
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水氮盐耦合对芦竹生长发育及光合作用的影响
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作者 段志文 贾亚敏 刘淑慧 《节水灌溉》 北大核心 2025年第1期21-29,共9页
为探究水氮盐耦合对能源植物芦竹生长发育和光合作用的影响,明确不同盐化程度土壤适宜芦竹生长的水氮条件,基于盆栽试验,设置土壤盐分(S0:非盐化土、S1:轻度盐化土、S2:中度盐化土和S3:重度盐化土)、施纯氮量(N0:0、N1:60、N2:120和N3:1... 为探究水氮盐耦合对能源植物芦竹生长发育和光合作用的影响,明确不同盐化程度土壤适宜芦竹生长的水氮条件,基于盆栽试验,设置土壤盐分(S0:非盐化土、S1:轻度盐化土、S2:中度盐化土和S3:重度盐化土)、施纯氮量(N0:0、N1:60、N2:120和N3:180 kg/hm2)、灌溉定额(W0:2850、W1:4275、W2:5700和W3:7125 m^(3)/hm^(2))三因素四水平正交试验。结果表明,水、氮、盐单因素对芦竹株高、茎粗、叶宽、单丛鲜重和干重均有显著影响(P<0.05),水盐及水氮耦合对芦竹株高、茎粗、叶宽、单丛鲜重和干重有显著影响(P<0.05);水、盐单因素对芦竹净光合速率、蒸腾速率和气孔导度有显著影响(P<0.05)。施氮量和灌水量一定时,与对照相比,轻度盐化土壤芦竹的株高、茎粗、叶长、叶宽、单丛鲜干重、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等特征未产生显著差异(P>0.05);中度和重度盐化土壤以上特征产生显著差异(P<0.05);随着施氮量或灌水量的增加,芦竹株高、茎粗、叶长、叶宽、单丛鲜干重、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均呈现出先上升后下降的趋势。非盐化土壤中氮中水耦合处理的芦竹单丛鲜重和干重达到各处理中最大,分别为148.45 g和45.90 g;轻度盐化土,中氮低水处理的芦竹可以同时有着较高的生物量积累和水氮利用效率;中度盐化土,中氮中水处理的芦竹可以在水氮利用效率较高的同时达到最优产量;重度盐化土,芦竹生长发育明显受限,水氮利用效率也处于较低水平,需要采取更加综合的土壤改良措施以促进芦竹的生长发育。综上所述,水氮调控能提升芦竹在高盐土壤中的生物量积累。 展开更多
关键词 水氮盐耦合 生长 光合作用 盐化土壤 芦竹
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深松耕作对冬小麦畦灌水流运动和灌水质量的影响
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作者 王万宁 郑和祥 孙景生 《节水灌溉》 北大核心 2025年第6期16-22,共7页
为探究深松耕作方式对华北平原冬小麦畦灌灌水技术参数及土壤入渗特性的影响,设置冬小麦耕作模式(深松+旋耕PS、传统耕作对照CK)和畦灌灌水技术参数(畦宽1.7、3.4、5.1 m和入畦流量30、40 m^(3)/h)处理8种组合,结合冬小麦拔节、抽穗期... 为探究深松耕作方式对华北平原冬小麦畦灌灌水技术参数及土壤入渗特性的影响,设置冬小麦耕作模式(深松+旋耕PS、传统耕作对照CK)和畦灌灌水技术参数(畦宽1.7、3.4、5.1 m和入畦流量30、40 m^(3)/h)处理8种组合,结合冬小麦拔节、抽穗期灌水数据,采用WinSRFR模型反演不同处理的土壤入渗参数并评价其灌水质量。深松较传统处理冬小麦拔节和抽穗期畦灌水流推进的总时长分别平均延长了5.58和5.87 min。WinSRFR模型能较好地对深松耕作后畦灌水流运动过程进行模拟,R^(2)均在0.93以上,深松较传统耕作冬小麦拔节期土壤入渗系数K和入渗指数a分别平均提高了20.72%、1.41%。深松后K值随着畦宽和入畦流量的增加而减小。深松耕作处理冬小麦拔节期灌水效率、储水效率和灌水均匀度分别较传统耕作平均提高了2.76%、5.95%和4.95%,深层渗漏损失量平均减小了15.05%。深松后畦宽3.4 m,入畦流量为40 m^(3)/h的灌水技术参数组合的畦灌灌水质量的综合平均值最优,深层渗漏量最小。 展开更多
关键词 深松耕作 畦灌水流运动 土壤入渗 WinSRFR 灌水质量评价
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不同调控措施对冻融土壤渗透性与水盐再分布的影响
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作者 付强 李旭 +1 位作者 李天霄 侯仁杰 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期471-482,553,共13页
开展室内冻融循环试验,设置不同土壤初始含水率(15%、20%、25%)、不同含盐量(原始土壤、施加0.2%NaHCO3)、不同生物炭粒径(0~0.5 mm,S处理;0.5~2 mm,L处理)与未处理组(CK),分析冻融循环过程中不同调控措施下土壤孔隙结构变化对土壤渗透... 开展室内冻融循环试验,设置不同土壤初始含水率(15%、20%、25%)、不同含盐量(原始土壤、施加0.2%NaHCO3)、不同生物炭粒径(0~0.5 mm,S处理;0.5~2 mm,L处理)与未处理组(CK),分析冻融循环过程中不同调控措施下土壤孔隙结构变化对土壤渗透性与水盐再分布的影响,并定量表征土壤水盐运移过程。结果表明:冻融作用促使土壤孔隙扩张,骨料破碎,导致土壤饱和导水率(k_(s))上升、冻土饱和导水率(k_(fs))下降。且土壤初始水盐含量提升均会增加冻融作用对土壤结构的破坏,增加土壤孔隙扩张幅度与冻融循环结束后k_(s)与k_(fs)变化幅度,并加剧冻融期土壤水盐上迁比例。施用生物炭可降低冻融期土壤孔隙扩张幅度并提高土壤团聚体稳定性。与CK相比,各含水率及各含盐量S、L处理分别使冻融后k_(s)平均降低48.35%、37.69%,k_(fs)下降幅度平均降低55.44%、78.55%。同时,生物炭处理可降低表层土壤(10 cm处)含水率与电导率上升幅度。土壤大孔隙占比与小孔隙占比分别为k_(s)和k_(fs)的关键驱动因子。本研究表明施加0.5~2 mm生物炭对冻融条件下土壤渗透性能及水盐再分布状况的调控效果最佳。研究结果可为冻融土壤水盐迁移理论研究体系提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 冻融循环 生物炭粒径 土壤孔隙分布 土壤渗透性 水盐再分布
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生物炭和秸秆影响农田冻融土壤水热盐运移机理分析
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作者 付强 陈旭阳 +1 位作者 李天霄 侯仁杰 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期501-511,共11页
在冻融循环过程中,土壤水分、热量及盐分发生显著迁移,这些动态变化加剧了土壤盐碱化,进而对农业生产稳定性和土壤肥力持续性产生深远影响。基于大田试验,将生物炭和秸秆分别施加于0~15 cm土层(BQ和CQ)、15~30 cm(BS和CS),另设空白对照... 在冻融循环过程中,土壤水分、热量及盐分发生显著迁移,这些动态变化加剧了土壤盐碱化,进而对农业生产稳定性和土壤肥力持续性产生深远影响。基于大田试验,将生物炭和秸秆分别施加于0~15 cm土层(BQ和CQ)、15~30 cm(BS和CS),另设空白对照组(CK),监测冻融期0~15 cm、15~30 cm、30~45 cm 3层土壤的含水率、温度及含盐量,探讨生物炭与秸秆在不同施用深度对土壤水、热、盐动态变化的影响。同时,采用结构方程模型分析不同土层间水分、温度和盐分的相互关系。研究结果表明:试验周期内,施加生物炭和秸秆显著改善了土壤水、热、盐特性。其中,BQ、BS、CQ、CS处理在0~45 cm土层平均含水率分别较对照组提高2.85、3.13、1.56、2.15个百分点;各处理均有效提升了土壤温度并减小了冻融期温度波动;BQ和BS处理在0~45 cm土层平均含盐量较对照组分别增加0.34、0.40 g/kg,且施加生物炭通过吸附盐分有效抑制了盐分迁移。结构方程模型结果表明:水分迁移会对热量传递和溶质运移造成影响,生物炭和秸秆施用改变了不同土层间水、热、盐的相关性。研究结果可为季节性冻土区土壤生态环境调控提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 生物炭 秸秆 农田冻融土壤 结构方程 水热盐运移
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红旗农场地下水对土壤盐分分布影响预测研究
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作者 靳华 刘洪光 +2 位作者 王潭刚 李鹏飞 孙铭岳 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第6期612-619,627,共9页
为探究地下水埋深和矿化度变化对土壤盐分空间运移的影响,文中以新疆生产建设兵团第三师红旗农场为例,基于2021—2023年田间监测地下水和土壤盐分数据,构建GMS-HYDRUS-2D(groundwater modeling system,GMS)模型,模拟预测了2023年至2035... 为探究地下水埋深和矿化度变化对土壤盐分空间运移的影响,文中以新疆生产建设兵团第三师红旗农场为例,基于2021—2023年田间监测地下水和土壤盐分数据,构建GMS-HYDRUS-2D(groundwater modeling system,GMS)模型,模拟预测了2023年至2035年研究区3个特征点地下水与土壤盐分变化情况.研究结果表明:地下水变化具有周期性,地下水埋深呈现减小的趋势,地下水矿化度和土壤含盐量呈现增加的趋势;GMS-HYDRUS-2D耦合模型的均方根误差小于0.2500,纳什效率系数不小于0.7000,决定系数大于0.6600,模型具有较好的拟合效果,能够呈现土壤含盐量在地下水作用下的变化趋势;2035年模拟期末井1,4,5地下水埋深较2023年同时期分别减小0.44,0.63,0.52 m,采样点3,8,9处土壤表层盐分分别增加0.27,0.87,0.36 g/kg,地下水埋深的减小量与土壤表层盐分累积量呈正相关关系.研究结果可为改善南疆红旗农场土壤盐渍化方案的制定和应用提供理论支撑和科学指导. 展开更多
关键词 地下水 土壤含盐量 数值模型 水盐运移 趋势预测
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不同离子微咸水和有机物料对滨海盐渍土水盐运移的影响
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作者 陈叶晖 王钰 +4 位作者 李松 王祝昆 胥鸿儒 黄明逸 翟亚明 《节水灌溉》 北大核心 2025年第8期121-130,共10页
滨海地区盐渍土开发是扩展土地资源的重要途径,由于淡水资源愈加紧缺,利用当地微咸水对盐渍土进行改良已经成为了关键课题。开展了不同离子组成的微咸水(Ca^(2+)/Na^(+)=1∶0、2∶1、1∶2、0∶1)和有机物料(秸秆粉末、有机肥、生物炭)... 滨海地区盐渍土开发是扩展土地资源的重要途径,由于淡水资源愈加紧缺,利用当地微咸水对盐渍土进行改良已经成为了关键课题。开展了不同离子组成的微咸水(Ca^(2+)/Na^(+)=1∶0、2∶1、1∶2、0∶1)和有机物料(秸秆粉末、有机肥、生物炭)的室内土柱入渗试验,研究了不同离子组成的微咸水灌溉和有机物料添加对滨海盐渍土中水分和盐分运移过程的影响。结果表明:微咸水的离子组成是滨海盐渍土水分运动的主要影响因素,Ca^(2+)/Na^(+)低的微咸水灌溉不利于土壤水分入渗和土壤含水率的提高;有机物料可促进微咸水灌溉下水分运移,相同时间内入渗速率增加了8.00%~22.22%,其中秸秆粉末处理对改善水分入渗的效果最佳;Ca^(2+)/Na^(+)越低土壤含盐量越高,脱盐率和脱盐深度系数越低;有机物料有助于微咸水灌溉下土壤盐分淋洗,脱盐率和脱盐深度系数分别提高了26.72%~64.75%、79.43%~91.85%,并增加了钙离子含量,促进钠离子淋洗,秸秆粉末效果最佳,有机肥和生物炭盐分淋洗效果低于秸秆粉末处理。研究显示,有机物料施用可有效促进微咸水灌溉下滨海盐渍土的入渗性能和持水能力,同时改善盐分分布,降低了高钠微咸水的使用风险,可为该地区盐渍土治理提供借鉴。 展开更多
关键词 不同离子微咸水 有机物料 滨海盐渍土 入渗 水盐运移
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微咸水灌溉下微生物菌肥对盐碱土盐离子及枸杞生长的影响
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作者 翟杰 杨树青 +1 位作者 刘月 陈玙 《水土保持学报》 北大核心 2025年第2期318-324,共7页
[目的]为研究微咸水灌溉下微生物菌肥施用量对盐碱土壤盐离子和枸杞生长的影响及揭示土壤盐离子与枸杞生长指标之间的关系。[方法]在河套灌区中度盐碱土上,开展微咸水灌溉条件下不同微生物菌肥施加量(F1:45 kg/hm^(2);F2:75 kg/hm^(2);F... [目的]为研究微咸水灌溉下微生物菌肥施用量对盐碱土壤盐离子和枸杞生长的影响及揭示土壤盐离子与枸杞生长指标之间的关系。[方法]在河套灌区中度盐碱土上,开展微咸水灌溉条件下不同微生物菌肥施加量(F1:45 kg/hm^(2);F2:75 kg/hm^(2);F3:105 kg/hm^(2);F0:0 kg/hm^(2))的田间试验。[结果]随着微生物菌肥施用量增加,土壤盐离子质量分数降低,相较F0,F3处理土壤Na^(+)、K^(+)、Cl^(-)在全生育期降幅最显著(p<0.05),平均分别降低49.22%、40.20%、47.80%。随微生物菌肥的增加,枸杞株高、地径、冠幅和新枝生长速率显著增高(p<0.05),其中F2处理最高。在生长敏感期(开花期)F2处理株高的生长速率较F0提高3.27%;株高、冠幅和新枝的生长速率均在春梢生长期达到峰值,而地径的生长速率在果实膨大期达到峰值。F2处理时枸杞产量较F0提高46.33%(p<0.05),肥料偏生产力达0.61 kg/kg。相关性分析表明,土壤Na^(+)、K^(+)和Cl^(-)质量分数与枸杞生长指标呈负相关。[结论]以改善土壤环境并促进枸杞生长为目标,河套灌区微咸水灌溉条件下盐碱土种植枸杞适宜的微生物菌肥施用量推荐75~105 kg/hm^(2)。 展开更多
关键词 微咸水灌溉 微生物菌肥 土壤盐离子 枸杞
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