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干旱区滴灌农田土壤盐分运移特征及长期趋势

文献类型:学位论文

作者孙林
答辩日期2016-06
文献子类博士后出站报告
授予单位中国科学院地理科学与资源研究所
授予地点中国科学院地理科学与资源研究所
导师罗毅
关键词膜下滴灌 土壤水盐运移 绿洲农田 长期趋势 耦合模型
学位名称博士后
英文摘要水资源短缺和土壤盐碱化是我国西北干旱区可持续农业发展的两大主要制约因素。由于其节水排盐优良效能,覆膜滴灌技术在新疆广泛应用,但灌溉水质普遍含有盐分,节水灌溉可能导致盐分在根底积累,干旱区滴灌农田土壤盐分运移特征演变趋势对于绿洲灌溉农田可持续发展具有意义。本研宄在新疆玛纳斯河绿洲开展不同灌溉水、灌水含盐量组合对土壤盐分积累及其迀移的观测实验,构建滴灌作物-土壤水盐耦合作用模型,研宄滴灌农田土壤盐分积累特征与长期演变趋势,取得以下成果: (1)微咸水灌溉下盐分迀移过程。实验观测显示,受随灌溉水分扩散运移与根系吸水聚盐作用,随灌溉输入盐分在根区土壤表现为在湿润体形成阶段分散,在再分布阶段聚集的特征;由于在滴头剖面处存在一定的深层下渗,将携带根区盐分向深层迀移,起到一定深层淋溶作用,减缓根区土壤盐分积累。 (2)构建了滴灌作物-土壤水盐耦合模型(CSWS)。该模型将膜下滴灌土壤水分基本特征,土壤单元划分网格单元,模拟滴灌入渗饱和湿润体形成与非饱和土壤水分迀移两个过程,并基于营养生长器官之间异速关系、以及寻求最大的繁殖生物量作物生长发育假设,构建作物生长模型,耦合二者构建滴灌作物-土壤水盐耦合模型。通过田间实验观测数据检验显示,该模型可以有效的模拟土壤水盐与作物生长过程。 (3)滴灌作物与土壤盐分的关系。滴灌输入土壤盐分在根区会形成积累,长期滴灌根区土壤盐分在灌溉输入与深层淋洗作用下逐步达到稳定平衡,其中因盐分积累对作物蒸腾限制反馈调节是主要原因。这一过程较为缓慢,对于矿化度为4.8、3.2、1.6、0.8 gL-1 灌溉水质,在灌溉量为 4 2 0 m m ,在 10、15、20、35 年后土壤盐分相继达到平衡稳定状态,根区盐分分别为4.2、3.8、3.2、2.8 m g c m -3。 (4)给出了可用于制定灌溉计划的灌溉周期、灌水量与深层下渗量关系。基本规律为随着灌水量Q 增大所支持的灌溉周期T 增加,相应的深层下渗L 增加,这一关系受天气、地下水的影响;出现深层下渗的灌水量可作为高频低灌模式下灌水阈值,由于普遍采取轮灌方式,以及盐分淋洗的需求,应采用较大灌水量的低频高灌模式;玛河灌区6 5 m m 灌水量和9.7d灌溉周期为适宜的灌溉策略,此时的下渗量约占灌水量的17% 。 综上研宄可以得出如下认识:滴灌作物-土壤盐分存在着平衡, 由于膜下滴灌在滴头中心容易出现深层下渗,为保证作物的经济产出,可以通过合理的设置灌溉量与灌溉周期,达到即使充分保障作物的供水,又满足盐分的淋洗需求;当前普遍采用的灌水量具备这一特性,客观上避免了盐分的积累。
语种中文
页码84
源URL[http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/193635]  
专题地理科学与资源研究所_研究生部
推荐引用方式
GB/T 7714
孙林. 干旱区滴灌农田土壤盐分运移特征及长期趋势[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2016.

入库方式: OAI收割

来源:地理科学与资源研究所

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