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不同矿化度咸水膜下滴灌棉花土壤盐分累积规律及其数值模拟

2021-12-28李万精任富天何新林王春霞乔长录李小龙李发东

农业工程学报 2021年19期

杨 广,李万精,任富天,何新林,王春霞,乔长录,李小龙,雷 杰,李发东

·农业水土工程·

不同矿化度咸水膜下滴灌棉花土壤盐分累积规律及其数值模拟

杨 广1,李万精1,任富天1,何新林1※,王春霞1,乔长录1,李小龙1,雷 杰1,李发东2,3

(1. 石河子大学水利建筑工程学院,寒旱区生态水利工程兵团重点实验室,石河子 832003;2. 中国科学院大学,北京 100049; 3.中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101)

咸水膜下滴灌技术是缓解干旱区灌溉水资源短缺的有效途径之一。该研究基于3 a不同梯度矿化度(2、3、4、5、6 g/L)水源膜下滴灌棉花测坑试验,分析棉花全生育期时段内不同土层盐分累积规律,并基于土壤水分及溶质运动理论构建了咸水滴灌棉田土壤盐分HYDRUS-2D数值模拟模型,分析数值模拟不同咸水矿化度下土壤盐分分布与运移累积特征的可行性。结果表明:1)3、4 g/L矿化度处理下盐分在时间水平上积累量少,且棉花株高、叶绿素、籽棉产量高于5、6 g/L矿化度处理,4 g/L为灌溉水源盐分阈值。2)土壤电导率随灌溉生育期整体呈现出逐渐累加的趋势,至吐絮期达到峰值;滴头位置处电导率随土层深度的增加均呈先增后减趋势,在60~70 cm土层达到峰值,该土层各不同矿化度处理土壤电导率分别为3.04、3.18、3.15、3.00、3.12 dS/m;3)盐分累积过程中呈锯齿型波动,灌溉水源矿化度越高累积趋势越显著;各土层盐分累积模拟精度以30 cm土层最高、10 cm土层最低,50 cm土层居中,不同土层实测值与模拟值的平均绝对误差小于等于0.168、平均相对误差小于等于15.321、均方根误差小于0.2、决定系数大于 0.79,土壤盐分实测值与模拟值具有很好的一致性,说明数值模拟的可行性。……

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