河套灌区控制暗管排水条件下土壤水盐运移特征及模拟研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanpiaofeng
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土壤盐渍化和干旱缺水是制约灌区农业可持续发展的重要因素,通过抬高暗管排水出口高度,控制排水可减少田间排水输出,提高水分利用效率。因此,在暗管自由排水基础上进行控制排水,对防治土壤盐渍化和缓解干旱压力具有重要意义。基于以上研究背景,本文选取暗管排水试验区,进行为期两年的试验监测,探讨土壤水盐分布与空间变异状况受排水方式的影响;讨论控制排水的节水控盐效果;利用HYDRUS-2D模型对比不同出口控制高度和暗管间距对土壤水盐运移特征的影响,为今后干旱半干旱灌区实施暗管控制排水提供理论科学依据。主要研究结果如下:(1)控制排水具有较好的保墒作用,与自由排水相比,控制排水下土壤剖面的相对含水率提高8.27%,灌水期土壤相对含水率增幅提高53.64%,间歇期土壤相对含水率降幅降低8.98%。控制排水具有较好的脱盐效果,与自由排水相比,控制排水下土壤剖面的盐分含量降低36.73%,灌水期脱盐区域增加29.17%,间歇期积盐区域减少14.29%。控制排水减少暗管间距后保墒效果减弱,脱盐效果更明显。(2)控制排水在不同土层水平面上的盐分均质性较强,与自由排水相比,控制排水土壤盐分水平面变异系数在灌水前后分别降低了29.47%和47.11%。春灌使耕层的土壤盐分得到淋洗,自由排水的土壤脱盐率为10.11%;控制排水的土壤脱盐率为14.80%。与自由排水相比,控制排水下耕层的土壤脱盐率更高,水盐分布更为均匀,这有利于作物生长,保证产量稳定。(3)控制排水节水控盐效果较好。与自由排水相比,控制排水的土壤储水量高出15.19%。控制排水各层土壤电导率均较低,土壤电导率层间差异较小,经过两年的排水试验,田间土壤电导率持续降低,控制排水下剖面平均土壤脱盐率较高。与自由排水相比,控制排水地下水埋深较小,地下水中盐分较高。控制排水下玉米产量较自由排水提高7.17%,葵花产量较自由排水提高9.94%。(4)HYDRUS-2D模型能够较好地模拟控制暗管排水下土壤水盐的运移特征。暗管间距越小,土壤含水率越低,土壤电导率越小,累计排水量也越大。与暗管水平距离越近,土壤含水率和电导率的变幅越大。暗管出口控制高度越高,土壤含水率越高,土壤电导率越大,累计排水量越小。应根据不同地区不同土质情况,通过田间试验和模型模拟,同时根据作物的耐盐极限,结合作物的生长阶段和需水要求,探寻适合的控制排水间距和出口调控高度。综合不同暗管间距和排水出口高度下的土壤水盐和排水量,暗管间距为50m、暗管排水出口高度为40cm为最优组合。
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