【摘要】：黃河三角洲地表淡水資源量較小,區(qū)域淺層微咸水豐富,面對淡水資源短缺的現(xiàn)狀,科學(xué)合理的開發(fā)區(qū)域淺層微咸水,對有效減輕依賴黃河水和緩解區(qū)域水資源壓力具有十分重要的戰(zhàn)略意義。本文以黃河三角洲典型地區(qū)為例,在調(diào)查區(qū)域水鹽現(xiàn)狀特征的基礎(chǔ)上,通過室內(nèi)微咸水和淡水入滲試驗、野外微咸水灌溉試驗及微咸水不同灌溉模式的模擬,探討了黃河三角洲鹽堿土的微咸水入滲規(guī)律、微咸水灌溉條件下土壤水鹽分布特征、微咸水灌溉對土壤理化性質(zhì)、冬小麥生理生態(tài)特征和光合作用特性的影響,根據(jù)模擬結(jié)果提出了適宜的微咸水灌溉模式和土壤水鹽調(diào)控方法,為黃河三角洲地區(qū)農(nóng)田微咸水合理灌溉提供科學(xué)借鑒和依據(jù),具有一定的理論意義和現(xiàn)實意義。主要研究結(jié)果如下:(1)根據(jù)區(qū)域淺層地下水和土壤調(diào)查數(shù)據(jù),運用數(shù)理統(tǒng)計方法,分析了區(qū)域淺層地下水和土壤鹽分特征規(guī)律及其影響因素。區(qū)域內(nèi)地下水埋深較淺,地下水位和埋深均值為4.57m、2.59m。地下水主要補給來源為大氣降水,呈明顯的季節(jié)性變化,地下水水位比降水滯后約一個月。研究區(qū)監(jiān)測點的地下水溶解性總固體(TDS)差異較大(5-36g/L),區(qū)域近50年來的平均參考作物蒸散量為1155mm,區(qū)域年均蒸降比為2.1,蒸發(fā)強烈造成土壤返鹽形成土壤鹽堿化。土壤可溶性鹽分以氯離子、硫酸根離子和鈉離子為主,與淺層地下水水質(zhì)組份相一致,且土壤鹽分離子的表聚現(xiàn)象明顯。(2)通過室內(nèi)微咸水入滲實驗結(jié)果分析,淡水和微咸水入滲特征呈現(xiàn)出明顯的差異。在相同的入滲時間內(nèi),隨著入滲水礦化度越大,入滲濕潤鋒深度、入滲速率和累積入滲量均呈現(xiàn)增加趨勢;先咸后淡交替入滲下,入滲濕潤鋒深度、入滲速率和累積入滲量均大于先淡后咸。去離子水和微咸水均對土壤產(chǎn)生明顯的鹽分淋洗作用(表層脫鹽),整個土壤濕潤體分為脫鹽區(qū)域和積鹽區(qū)域兩部分。在脫鹽區(qū)同一深度處,土壤含鹽量隨入滲水礦化度的增大而增大。在交替入滲時最后一次的入滲(灌溉)水礦化度對于表層土壤含鹽量作用較大。在礦化度相同條件下,入滲水鈉吸附比的增加導(dǎo)致水分下滲困難,在相同的時間內(nèi)濕潤鋒較小。一維代數(shù)入滲模型、Green-Ampt和Philip等淡水入滲模型可以較為精確地模擬微咸水的入滲過程。實驗結(jié)果為室外試驗和模擬試驗微咸水灌溉下的土壤水鹽變化規(guī)律提供了基礎(chǔ)依據(jù)。(3)通過微咸水灌溉冬小麥的盆栽實驗結(jié)果分析,不同礦化度的微咸水灌溉對冬小麥生長及生理特征影響不同,淡-咸-咸(3g/L)微咸水灌溉和淡水灌溉的冬小麥無顯著性差異,而淡-咸-咸(5g/L)微咸水灌溉明顯影響到冬小麥的生長,凈光合作用、株高和葉面積指數(shù)顯著減小,部分出現(xiàn)枯萎和死苗現(xiàn)象。盆栽實驗結(jié)果為后續(xù)田間試驗微咸水灌水模式提供了選擇依據(jù)。(4)通過微咸水灌溉冬小麥田間試驗結(jié)果,冬小麥生育期微咸水灌溉(淡-咸-咸3g/L)導(dǎo)致土壤表層鹽分略有增加,冬小麥?zhǔn)崭詈蠼?jīng)過雨季降雨的集中淋洗,土壤含鹽量和試驗本底值基本相一致。微咸水灌溉未對土壤質(zhì)地、土壤容重、土壤孔隙度等物理性質(zhì)產(chǎn)生明顯影響。微咸水灌溉(淡-咸-咸3g/L)冬小麥生育期的株高、穗長、葉面積指數(shù)、葉綠素含量、麥粒種子大小及產(chǎn)量均無顯著性差異(p0.05);由于鹽分脅迫使得冬小麥抽穗期和灌漿期的蒸騰速率顯著下降(p0.05),氣孔導(dǎo)度略有下降但差異不顯著(p0.05);凈光合速率無顯著下降(p0.05)。微咸水灌溉條件下的鹽分脅迫降低了蒸騰速率,但維持著較高的凈光合作用速率,微咸水灌溉的葉片水分利用效率明顯提高。(5)根據(jù)田間試驗結(jié)果,冬小麥灌水期(3-5月)研究區(qū)引黃干渠黃河水的礦化度為0.65g/L,試驗區(qū)淺層地下水礦化度為5.0-6.0g/L,將咸水-淡水按照1:1-1:1.5的比例混合,可以將礦化度降至約3g/L用來灌溉。根據(jù)本試驗采用淡-咸-咸的灌水模式不會造成土壤鹽分過度積累,研究結(jié)果為試驗區(qū)域地下咸水的利用提供了基本依據(jù)和借鑒。針對微咸水灌溉增加土層含鹽量,在咸淡水合理組合灌溉的基礎(chǔ)上,提出了地表覆蓋、暗管排水排鹽等土壤鹽分的調(diào)控措施。(6)依據(jù)土壤水鹽運移理論建立了Hydrus田間水鹽運移模型,并以田間灌溉試驗監(jiān)測結(jié)果進行校核,從而確定合理的模型參數(shù)。使用該模型模擬了微咸水3種不同礦化度(3g/L、4g/L、5g/L)在淡咸咸灌水和淡咸淡灌水模式下土壤鹽分變化特征,在淡咸咸的灌溉制度下微咸水灌溉的礦化度不高于3g/L的微咸水灌溉,淡咸淡的灌溉制度下微咸水灌溉的礦化度不高于5g/L的微咸水灌溉。3g/L微咸水8種不同灌水模式情景下土壤鹽分特征,土壤鹽分累積為:淡淡淡咸淡淡淡咸淡淡淡咸咸咸淡咸淡咸淡咸咸咸咸咸。在灌溉相同次數(shù)微咸水時,咸淡灌溉順序影響了土壤鹽分含量,(最)后一次灌溉水的礦化度對于表層土壤含鹽量作用較大。這與室內(nèi)模擬入滲實驗結(jié)論相一致。根據(jù)冬小麥不同生育期的耐鹽能力,冬小麥在出苗-返青期耐鹽能力相對較弱不建議使用微咸水;在降水較少的偏枯年宜采用淡-咸-淡灌溉模式,在降水較多的平水年或豐水年,可以采用灌溉2次微咸水的淡咸咸方案(微咸水礦化度3g/L以下)。研究成果可為研究區(qū)微咸水安全利用與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)與借鑒。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S512.11;S274
【圖文】：

應(yīng)用提供了依據(jù)與借鑒。逡逑１．邋３．邋２論文技術(shù)路線逡逑本文的技術(shù)路線見圖１－１。逡逑黃河三角洲實地調(diào)查、數(shù)據(jù)采集逡逑邐%煎五義锨蛩裂位植脊媛杉疤卣鞅浠蛩胤治鰣義襄危懾五義銜⑾趟喔紉巴饈匝榍范ㄥ義襄危澹坼五邋危蒎澹坼五�、邋逦］邋［逦辶x鮮夷諼⑾趟笛殄翁錛涫匝欏觶寂柙越幔畊b邐盆栽試驗逡逑邐邋邐邋Ｔ逡逑４邐邋土壤水鹽特征邐農(nóng)作物邐？逡逑水邐Ｔ邐作逡逑公邐邐±邐！邐物逡逑特邐土壤水鹽模型校核逡逑％邐邐ｒ￣邐１邐長逡逑ｍ邐及逡逑盆邐邐邐１邐耐逡逑ｍ邐確定模型及模型參數(shù)邐鹽逡逑邐邐１邐特逡逑邐Ｊ邐逡逑，，邐？模擬結(jié)果分析邋邐：ｒ逡逑邐＾邋［邐逡逑確定合理的微咸水灌溉制度逡逑圖１－１技術(shù)

黃河三角洲位于山東省東營市和濱州市行政區(qū)內(nèi)，北臨渤海灣、東臨萊州灣，逡逑黃河經(jīng)過數(shù)次改道，形成了古代、近代和現(xiàn)代三個三角洲組成的聯(lián)合體。本論文逡逑以套爾河以東、黃河以北地區(qū)為調(diào)查研宄對象，具體見圖２－１。逡逑＼邐Ｊ邐匚］？｜瓶逡逑Ｉ邋ｆ邋＿逡逑（邐＂邐—邋ｋｍ逡逑＼邐０邋５邋１０邐２０邐３０逡逑＼＾Ｊ邋＼ｋ＾＼Ｊ逡逑圖２－１研究區(qū)地理位置圖逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｔｕｄｙ邋ａｒｅａ逡逑１０逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2721981