再生水灌溉条件下土壤-植物系统盐分迁移规律的试验研究

摘要

再生水(二级处理后的污水)是干旱和半干旱地区一种重要的农业水资源。本文通过再生水室内土柱模拟试验以及田间试验，研究分析了再生水灌溉对土壤-作物系统中盐分累积规律的影响。 室内饱和土柱试验结果显示，不同的土壤类型，其阳离子的吸附一解吸规律不同。在再生水淋洗过程中，土壤溶液的电导率(Ec)值和钠吸附比(SAR)值都比背景值显著地增加，其中粘壤土的增加尤其显著。土壤溶液EC值与SAR值随土壤深度均呈现先减小后增大的变化规律。K<'+>、Na<'+>、Cl<'->和SO<,4><'2->在粘壤土和粉壤土中都出现了累积现象，且在粘壤土中的累积明显大于粉壤土中的累积。因此，长期再生水灌溉导致粘壤土盐碱化的风险大于粉壤土。 田间试验在北京市水利科学研究所农业节水试验站(北京永乐店)进行。土壤为粉砂质黏壤土，试验设置清水灌溉和再生水灌溉两个处理。试验数据显示，在再生水灌溉条件下，小麦收割后土壤的电导率(EC<,1：5>)值和钠吸附比(SAR<,1：5>)值高于玉米收获后土壤的EC<,1：5>值和SAR<,1：5>值。冬小麦收获后，在再生水灌溉处理的0～100cm土壤中部分土层的可溶性盐含量高于清水灌溉处理。其中，再生水连续灌溉3年和6年的0～100cm土层内水溶钠含量明显高于清水灌溉处理，而再生水灌溉4年的情况下没有显著性差异；水溶镁再生水灌溉4年和6年情况下没有显著性差异，而再生水连续灌溉3年却有显著性差异；水溶钙、水溶氯、硫酸根和重碳酸根均无显著性差异。玉米收获后，0～100cm土层内水溶钠和水溶镁含量在再生水不同灌溉处理条件下与清水处理没有显著差异，而水溶钙、水溶氯和硫酸根则显著减小。不同年限的再生水灌溉对试验作物各部位的离子含量没有明显差异。在相同施肥和灌水条件下，再生水灌溉3年作物生物量显著高于清水处理，而再生水灌溉4年和6年无显著性差异；再生水不同灌溉处理对作物产量无显著性影响。经过3～6年的再生水灌溉后，土壤并未发生次生盐碱化现象，同时也不会对作物生长产生负面影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景与研究意义

1.2国内外研究现状

1.3问题的提出

1.4研究目标及研究内容

1.5技术路线

第二章试验设计与方法

2.1土柱试验设计与方法

2.2田间试验设计与方法

第三章再生水淋洗对土壤盐分累积影响的室内土柱试验

3.1电导率和pH值在淋洗过程中的变化趋势

3.2 K+、Ca2+、Mg2+和Na+在淋洗过程中的变化趋势

3.3 Cl-和SO42-在淋洗过程中的变化趋势

3.4淋洗前后土壤盐分的变化

3.5本章小结

第四章再生水不同灌溉年限对土壤盐分累积的影响

4.1不同灌溉年限对土壤EC值、pH值和SAR值的影响

4.2不同灌溉年限对土壤盐分离子变化的影响

4.3本章小结

第五章再生水不同灌溉年限对作物体内盐分分布的影响

5.1不同灌溉年限对作物不同部位全盐量影响

5.2不同灌溉年限对小麦体内盐分离子分布的影响

5.3不同灌溉年限对玉米体内盐分离子分布的影响

5.4再生水灌溉条件下土壤-作物系统中的盐分平衡分析

5.5本章小结

第六章再生水不同灌溉年限对作物生物量以及产量的影响

6.1不同灌溉年限对冬小麦生物量及产量的影响

6.2不同灌溉年限对夏玉米生物量及产量的影响

6.3不同灌溉年限对夏玉米产量的影响

6.4本章小结

第七章结论与展望

7.1主要结论

7.2建议和展望

参考文献

致谢词

作者简介