黄淮海地区地下微咸水资源农业灌溉模拟研究.pdf

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1、第30卷第3期农业环境科学报6ll黄淮海地区地下微咸水资源农业灌溉模拟研究SimulationStudyofAgriculturalIrrigationwithSalineGroundwaterintheHuang—Huai—HaiRegion，China车升国1，左余宝p，林治安1，赵秉强1，夏雪2，田昌玉1，唐继伟1(1．中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081；2．西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌712100)摘要：基于黄淮海地区淡水资源匮乏，而咸水微咸水资源丰富状况。为解决本地区水资源危机提供一项新的

2、研究思路和技术支持，通过冻融技术，利用盐水融离原理，可降低融水盐分及危害性离子Na+、cl一等含量，为城市生活或农业灌溉提供水源；依据此原理进行咸水结冰灌溉，可促进表层土壤的脱盐作用．淋洗主要危害性离子№+、cl—等。保持土壤根系分布密集层较低盐分水平和盐基离子平衡，缓解或消除盐分和盐基离子对作物生长的危害。因此．淡水资源不足而成水资源丰富的区域。可把充分开发咸水资源作为解决本地区水资源危机的一项重要措施和有效途径。关键词：微咸水；冻融脱盐；咸水结冰灌溉；咸水灌溉；土壤盐分黄淮海地区淡水资源匮乏，而咸水、微咸水丰富，迫使人们更多考

3、虑利用咸水进行农业灌溉。但长期咸水灌溉可能会引起土壤和地下水盐分含量增加，导致土壤次生盐渍化，恶化农业生态环境，阻碍农业生产的持续发展，不具有可持续利用性。可持续利用咸水资源的关键技术是控制灌溉水带入盐量的田间剖面分配．使土壤根系分布密集层保持低盐分水平，尽量降低盐分对土壤生态环境和作物生长的胁迫作用，但相应的抑制土壤根系活动密集层盐分累积的咸水灌溉措施缺乏深入探索，同时灌溉水矿化度的提高不仅引起土层剖面盐分总量分布的差异性，也影响盐基离子组成及离子平衡程度的垂直分布特征，而咸水灌溉条件下盐基离子剖面迁移规律的研究偏少。因此。本文

4、以黄淮海地区地下微咸水为研究材料，通过实验室模拟，采用冻融法，研究微咸水冰晶融冻过程融水盐分含量及主要离子Cl。、Na+、M矿+、Ca2+的动态变化特征；然后依据此冰融模拟结果．设置咸水灌溉和咸水结冰灌溉两种灌溉方式的土柱模拟试验，研究咸水结冰灌溉条件下土壤含盐量以及cl’、Na+、M矿+、Ca2+的垂直分布特征．阐明咸水结冰灌溉条件下土壤盐分离收稻日期：2010-12-03基金项目：公益性行业(农业)科研专项经费项目(200903001)；中央级公益性科研院所基本科研业务费々项资金(20lo一26)作者简介：车升陶(1983一)

5、．男．山东临沂人．硕t．主要从事土壤生态和盐碱上改良研究。E—mail：cheshg@126．corn‘通讯作者：左余宝E—mail：ybzuo@163169．n咀子剖面垂直迁移机制，为区域可持续利用微咸水资源、解决水资源短缺和提高优质灌溉水源提供新的研究思路和技术参考。1咸水冻融与灌溉试验试验于中国农业科学院德州试验站陵县试区进行。1．1咸水结冰融冻试验机抽地下咸水(矿化度3．68g·Lq)，用量筒量取500mL地下咸水装入550mL塑料瓶中，将盛有咸水的塑料瓶放入冷冻冰柜，调制温度一15℃，冷冻24h，使地下水保持冷冻状态。然

6、后，控制室内温度28—29℃，使地下水冰晶慢慢融化。融水以50mL为基本单位，即每融解50mL水进行收集分装，确定融冰进程为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％和100％。1．2咸水结冰土柱模拟试验取试区0～20cm土层土壤经风干、碾压、均匀混合后过lmm土筛，制备成试验土样。按1．35g·cm‘3的容重分层装入100cm土柱。土样盐分为0．74g·kg-‘，土样离子组成为阴离子HCO／、CI一和sO}的含量分别为1．15、0．20cmol·L-。和0．82cmol·L一，阳离子Ca“、M92+和

7、Na+的含量分别为0．80、0．67cmol·L一和10．36cmol·L．1。模拟土柱埋入地下80cm．受自然阳光照射。但防止雨淋。灌溉水由矿化度为3．68g·L-1的地下水和本地盐土配置而成，配置后咸水矿化度达4．88612车升国等：黄淮海地区地下微成水资源农业灌溉模拟研究2011年3月g·L-1，灌溉水量为200rain。结冰灌溉处理所需咸水量置于冷冻箱内，在一15℃条件下结冰，成冰后置于土柱上方在自然条件下融化人渗。2结果与分析表l显示，微咸水冻融措施可显著影响融水盐分含量(P<0．05)，融水盐度随融冻进程逐渐降低。融冻

8、初期00％)，融水全盐含量最高，达14．7g·L～，随后逐渐降低，由20％的5．6g·L．1降低到50％的2．23g·L-1，当融冻进程为60％时，融水的全盐含量已经下降为最初的9．8％，仅为1．14g·L～，此时融水可作为农业灌溉用水。另外，通过