滴灌重度盐碱地开发利用过程中土壤环境及生产力变化过程研究

来源 :中国科学院地理科学与资源研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lzflivecn
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盐碱地是一种重要的土地资源,开发利用盐碱地对解决我国的人地矛盾和粮食问题具有重要的意义。垄作覆膜滴灌技术是盐碱地开发利用的有效途径,在干旱区重度盐碱改良和利用上获得了成功。本研究通过田间定位试验和时空转换的方法研究了垄作覆膜滴灌条件下重度盐碱地在改良和利用过程中土壤环境质量及土地生产力变化过程。田间试验分别于2006年和2007年在宁夏青铜峡农业综合开发实验农场进行。试验以滴灌种植年限为处理。该研究为垄作覆膜滴灌技术可持续性开发利用盐碱地提供理论依据,具有重要的理论和实践意义。主要结果如下:   1)当滴头正下方20cm深度处土壤基质势的下限控制   在-10kPa时,垄作覆膜滴灌条件下,玉米生育期内滴头下方的淡化区范围,随着滴灌持续的时间延长和滴灌种植年限增加而不断扩大;经过一个玉米生育期后0-40cm土层脱盐效果明显,脱盐率高达29.7%-43.9%,而40-150cm土层也有脱盐,脱盐率为1.4%-11.2%;无论垄上还是垄沟,0-40cm土壤盐分含量随着滴灌种植年限增加而降低;经过2年滴灌种植,盐碱荒地0-40cm盐分含量降低了64.8%,已滴灌种植1年的降低了70.6%,已滴灌种植2年的降低了39.2%;随着滴灌种植年限增加,土壤盐分离子总量有降低的趋势;而且离子组成发生了变化,容易随水移动的Cl-和Na+的比例随着滴灌种植增加而减小,不容易随水移动的SO42-、Mg2+和ca2+的比例显著增加。   2)0-40cm土壤有机质含量在最初3年随着滴灌种植年限增加有减小的趋势:第4年有机质含量有增加的趋势:土壤全氮和全磷含量随着滴灌种植年限呈单调递增;土壤C/N比随滴灌种植年限增加在最初3年降低,第4年有增加的趋势。与盐碱荒地相比,滴灌种植以后速效养分含量有增加的趋势;同时0-10cm土壤容重显著降低,土壤孔隙度显著增加;0-20cm土壤容重随滴灌种植年限增加而降低。   3)滴灌种植以后,0-40cm土壤中细菌、放线菌、真菌数量远远高于盐碱荒地;当玉米生长最旺盛时土壤中各类微生物数量达到最大值,最大值随着种植年限增加而增大。微生物0-20/20-40cm的层化比随着种植年限增加愈来愈接近1。蔗糖酶活性在最初的3年随着种植年限增加而降低,第4年蔗糖酶活性有增加的趋势;碱性磷酸酶随着滴灌种植年限增加而增强;2006年和2007年脲酶活性的变化规律不明显。相关分析表明:细菌数量和放线菌数量与土壤全量N、P、K和速效磷含量成正相关,与土壤盐分含量和土壤pH值成负相关;真菌数量与全氮、全磷及速效磷含量成正相关,与土壤盐分含量成负相关。蔗糖酶活性只与有机质含量成正相关;碱性磷酸酶活性和脲酶活性都与土壤全氮含量成正相关,而与土壤盐分含量成负相关。   4)随着种植年限增加,糯玉米的生育期逐渐缩短并与正常土壤上的生育期接近;不同滴灌种植年限玉米的生长节律不同。滴灌种植第1年玉米前期生长缓慢,中期生长迅速,而其他滴灌种植年限的玉米前期生长迅速中后期生长速度变慢;玉米生物量、鲜穗产量及灌溉水利用效率均有随着种植年限增加而增加的趋势。
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