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芦苇对卤泊滩盐碱地治理的作用研究与分析(可编辑)

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芦苇对卤泊滩盐碱地治理的作用研究与分析(可编辑)芦苇对卤泊滩盐碱地治理的作用研究与分析(可编辑) ? ::. . 一 ? ‖ ,? . ,,。:、? ? 。 ??.??? 警,、 ~:‖。 .? 。 。。,. .辫? .。?一。 , 。% ?。 。。 一 .一 一。。一 . :。 。 .哇吨峥 擘 霉?攀。;。。。?? .?? .量蠢 一,?一一一:一声 ,瞳隆一 譬,。,。露。。一? 娑一一。一.二一一独 峨妒 。一一?‖一,。创 ‖蚪, 一警。?~,,?,。??;簟。?譬‘、??。 鬈、.一?一一..性 ...

芦苇对卤泊滩盐碱地治理的作用研究与分析(可编辑)
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? ???????????????????????????????????????????????一: : : : : :. ? ’, ? , ’ , , , . , ,? . , , , 、、 ,,‘,‘,。,,。 ; , ;,, ; ,; . 、、 ,,。,。,’,,’, , 西安理工大学硕士学位论文 ,, ,,。,。,‘,,‘; :; ; ? ? 目录 ???????????????????????????????????????????????????????? 一 目录 ....................................................... ....................... 绪论.研究的背景及意义 ..研究的背景? ..研究的意义? .国内外研究现状? ..国外研究现状??, ? ..国内研究状况一 .论文的主要内容? ? .预期效果卤泊滩盐碱地治理的基本情况??.. .卤泊滩研究区域状况..地理位置? ..地形地貌? ..土壤组成?‘ ..气象条件状况??。 .卤泊滩盐碱地治理情况? ..工程状况?..??.. ..已有的研究成果? ..存在的问题 .问题的提出??. .理论基础. 自然条件下定点实验观测.实验目的. .实验内容与 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 . ..采样布置? ..实验主要内容?.. ..室内实验步骤?. ..测定项目一 .土壤实验结果与分析?. ..实验结果.. ..水体实验结果?.. .芦苇含盐量实验. ..实验方法.. ..实验结果与分析.. 芦苇、盐碱水、盐碱土混合加热?.. .实验目的. .实验内容. . 实验方法 .混合加热实验? .. 实验结果 ..实验分析.. 预制管芦苇实验??.西安理工大学硕士学位论文 .实验目的. .实验内容. .实验布置.. .结果与分析??. ..土壤实验结果?一 ..土壤各离子实验.. ..芦苇含盐量变化.. ..芦苇收割与掩埋含盐量变化对比 结论与建议?.. .主要结论. .建议与展望??. 致谢??.. 参考文献. 附录?. 绪论 绪论 .研究的背景及意义 ..研究的背景 “土地是人类财富之母”,随着我国人口的不断增长,人均耕地面 积将越来越少了,近 些年来,我国加强了土地管理的各项工作,虽然在耕地面积锐减的趋势上得到了一定的有效 控制,但是耕地面积仍然有大幅度的减少。人多地少、人均资源量有限,是我国土地资源的 基本国情,是我们要面临的难题。目前,我国已进入资源消耗量快速增长的阶段,社会经济 发展对国土资源的需求将进一步扩大,建设开发用地的供需矛盾依然会长期存在,国土资源 问题仍然是影响经济社会发展的关键因素,如何满足日益增长的土地资源需求成为亟待解决 的尖锐矛盾。盐碱地作为我国的一项重要土地资源,应当在社会经济发展建设中发挥重要的 作用。盐碱地作为一种贫瘠的土地,其治理技术取得了长足的进步,如今已经成为珍贵的后 备土地资源。 盐碱土也称作为盐渍土,除盐土、碱土两种性质不同的土壤外,大多是以盐土为主且含 碱土,或者是以碱土为主且含盐土的混合盐碱土【。盐碱土最直观的特征是土壤板结,土壤 结构性很差,灌溉后土颗粒很容易自由分散,并形成结皮而且能够阻止水分渗入和降低土壤 贮水能力【。在干旱和半干旱地区,由于水文和水文地质条件恶化,排水情况不良,地下水 动态平衡遭到了破坏造成地下水位升高,在毛管力的作用下,上升到土壤表层,水分蒸发, 盐分留在了表层,这样又引起土壤普遍发生次生盐碱化。次生盐碱化的土壤肥力下降,供给 养分的能力失调,使作物失去良好的生长环境和营养条件,直接影响了作物的产量,甚至使 作物无法生长【,】。土壤盐渍化严重地危害了我国农业耕地面积和区域生态环境问题,其主 要分布在我国北方干旱和半干旱地区及排水不畅,地下水位较高的半湿润地区。根据联合国 教科文组织和粮农组织的不完全统计和王遵亲、祝寿泉等编制的:万全国盐渍土分布 图计算,全世界的盐渍土面积约近亿公顷,其中我国的盐碱地面积约为万公顷,主 要集中在华北的黄淮海地区、东北的三江平原和西北地区的大部等干旱、半干旱地区。其中 现代盐渍土占.亿公顷,另外还有残余盐渍土.亿公顷,潜在盐渍土.亿公顷,已 开垦利用约有.亿公顷,绝大部分盐渍土资源处于未开发状态‘’,】。次生盐渍化常发生 在农业灌溉地区,特别是西北干旱区绿洲灌区和北方半湿润平原灌区,在我国受次生盐渍化 影响的耕地约有万公顷】。因此开发治理盐渍土地和防止土壤次生盐渍化不仅是我国必 须高度重视的生态环境问题,也是解决我国粮食问题的重要途径,对我国实施可持续发展战 略具有重要的意义。 目前,盐碱地治理主要采取水利改良、生物技术措施、化学改良等。对处于干旱和半干 旱地区的发展中国家,干早少雨、蒸降比高、淡水资源有限,很多学者提出了生物技术改良 措施,生物措施改良盐碱地被普遍认为是最为有效的改良途径。其中利用耐盐的植物改良 西安理工大学硕士学位论文 盐碱地不仅可以绿化、美化环境,还可以获得经济效益。 ..研究的意义 土地整理带动盐碱地治理开发,综合治理孕育卤泊滩和谐生态。卤泊滩地处陕西渭河流 域,开发前重度盐碱地达万多亩,生态环境差,利用价值较低。随着人口不断增长及土地 需求之间的矛盾日益尖锐,如何使盐碱地成为可利用土地资源,改善区域内生态环境成为亟 待解决的突出问题【 。种植耐盐的植物不仅可以用于绿化、改善环境、改良土壤,还能带来 经济效益,特别是豆科植物和吸盐植物。豆科植物具有固氮作用,不仅能增加土壤有机质的 含量、改良土壤的结构,还能增加土壤中的、等元素;而吸盐植物除了可以带走土壤中 的盐分,降低土壤的盐含量【。耐盐植物可以使植物茎叶覆盖地面从而减弱地表水的蒸发, 抑制土壤返盐;同时强大根系大量吸水,茎、叶蒸腾使地下水位下降,而且有效地的防止盐 分向地表积累。此外,根、茎、叶翻入土壤,能增加有机质的含量,同时产生各种有机酸, 对土壤的碱性起到了一定的中和作用【 。因此,利用种植耐盐植物改良盐碱地不仅可以改善 生态环境、农田小气候,防止水土流失,也是治理盐碱地简单、有效的途径之一。 土地面积和分布区域是固定的也是不可代替的,因此需要利用合理的治理手段及方法, 提高土地潜在的生产能力。卤泊滩盐碱地的开发和治理除了采用水利改良措施外,同时还可 以利用田间水渠中野生植物一芦苇。水利改良和生物改良同时来 治理卤泊滩盐碱地,将会获 得更佳的治理效果。卤泊滩土地盐碱化的严重状况制约了当地社会经济和生态环境的可持续 发展,为了人类更好的生存,就必须更好地研究土地。所以,开发卤泊滩盐碱地有着重要的 意义,具体体现在以下几个方面: 开发治理卤泊滩盐碱地是缓解我省人多地少矛盾的需要。充分合理地利用现有的土 地资源,排碱造田,不仅是保证我省社会、经济可持续发展的需要,也是缓解我省人多地少 矛盾,大力发展农业生产,不断提高人民群众生活水平和农业生产效益的需要。 开发治理卤泊滩盐碱地是改善农业生产条件和生态环境的需要。卤泊滩迄今有万 亩左右的滩地尚未开发利用,据初步统计,卤泊滩富平县境内的多亩盐碱地,通过开 发治理,不但可增加耕地面积亩以上,而且可以有效地减少水土流失,改善土壤团粒 结构,改善农田小气候,从而大大改善该地区的农业生产条件和生态环境。 开发治理卤泊滩盐碱地为全省大规模开展盐碱化土地开发提供宝贵的经验。项目规 模大、效益明显,整个工程主要是以方田建设为主,同时还注重道路建设、开挖田问水沟渠, 完善灌溉系统,通过项目的规划、设计、实施、运营与管理,为全省大规模开展造田工程, 特别是以水利沟工程措施和生物措施相结合来治理盐碱地探索路子,提供了典型案例。 .国内外研究现状 在世界土地资源总量中,盐碱土占有相当大的份额,据联合国教科文组织和粮农组织的 绪论 ??????????????????????????????????????????????????????? ???~? 不完全统计,全世界盐碱地面积约为亿,盐碱地综合治理对发展综合性农业具有很 大的潜力】。由于所处地理位置不同,气候条件各异,盐碱地在不同国家和地区的分布有很 大差别。治理改良土地盐碱化和防止土壤次生盐渍化是一个遍及各大洲许多国家的一个重要 问题。世界各国对盐渍土的研究在广度和深度两方面都取得了长足的进展【】。在土地盐碱化 治理的过程中,盐碱化治理经历了几次大的转变,由彻底根治盐害转变为调控盐分,由单一 的采取一项措施到综合的治理,在综合治理的同时强调突出某一单项措施。 ..国外研究现状 盐碱地治理技术中,目前主要有水利改良、生物技术措施、化学改良。对处于干旱半干 旱地区的发展中国家,干旱少雨、蒸降比高、淡水资源的有限,所以很多国家都采用了生物 技术改良措施,生物措施改良盐碱地被认为是最有效的改良途径之一。 国外对植物耐盐机理的研究成果很多,如通过对不同作物种类或品种耐盐性植物的进行 比较研究,分析其含盐量及耐盐性差异的生理机锘】,利用组织培养【、分子遗传学方法 【】对植物耐盐机理及植物不同生长阶段的含盐量变化进行更为深入的研究。年月, 巴基斯坦植物生态学家?丽普提议,所有干旱地带国家的科学工作者根据本国实践及环境 条件,做出大田、佩料林木树种等作物的耐盐力统计表,以指导不同程度的盐碱土种植不同 的耐盐植物,合理的利用耐盐植物来治理盐碱地【 。美国利用水稻、小麦、大麦 等禾谷类作物的胚作外植体,进行组织培养产生了个以上的耐盐 植株【?。年以色 列科学家 提出利用咸水灌溉作物或通过种植耐盐植物来解决盐碱化问题。 拒个成员 , 年, 和提出的概念,在以色列、美国、苏联成立了三个研究 机构,主要进行植物耐盐机理、微盐水灌溉、盐生植物的利用等方面的研究,通过筛选利用 耐盐品种,提高作物本身耐盐能力【。?,...年研究指出通过施用麦秆并 。 接种入分解纤维素真菌,能增强生长在盐环境中豆科植物的固氮能力,增强其抗盐性 国外的盐碱地治理主要侧重于大型灌区土壤次生盐碱化的预报防治和修养生息的保育 方式等。在盐碱土上种和驯化有经济价值的盐生植物和耐盐植物,利用传统的杂交技术和 遗传工程方法培育抗盐新品种和培育抗盐基因植物。基于地理位置和气候条件等因素的差 异,因地制宜,不同情况的盐碱地采用不同的途径,更有效的治理盐碱地。 ..国内研究状况 根据农业部组织的第二次全国土壤普查资料统计显示,我国盐渍土面积为.× ,碱土.× ,其它各类盐碱化土壤面积达 不包括滨海滩涂。其中盐土.× .× 。中国地域广大、气候多样,盐碱土分布于个省自治区、直辖市。但各地 差异显著,不但面积有别,而且盐分组成与成因也颇为不同,一般分为西北内陆盐碱区、黄西安理工大学硕士学位论文 河中半干旱盐碱区、黄淮海平原干旱半干旱洼地盐碱区、东北半湿润半干旱低洼盐碱区、沿 海半湿润盐碱区个斟。多年来,我国在防治土壤盐碱化的生产实践和科学试验研究方面, 都取得了巨大的进展。总结土壤盐碱化正反两方面的经验教训,共同认为防治土壤盐碱化必 须掌握“因地制宜,综合治理”的原则及多项治理措施相结合的系列方针。在许多地区采取 了多种富有成效的综合治理措施,盐渍土的面积明显减少。 在生物措施改良盐碱地中,近年来国内以对豆科牧草等植物耐盐临界值、极限值探讨比 较多,研究植物耐盐性能的实验,确定植物耐盐的临界值极限值的范围【。牛菊兰等人针对 我国北方地区硫酸盐一氯化物盐土对冷季型草坪草耐盐性做了一些研究,确定了测试品种在 不同的生长时期耐盐的临界值,对草坪草各生长时期耐盐能力进行评比测定引。刘春华等于 年对个苜蓿品种的耐盐性以及耐盐生理指标进行了试验测试,选择耐盐性差异较大 的,研究苜蓿品种的存活率以及叶片细胞膜透性以及叶片游离脯氨酸含量与苜蓿品种耐盐性 的关系【。陈德明等对小麦、大豆、棉花、玉米等栽培作物苗期耐盐性进行研究,大麦和小 麦在不同生长发育阶段耐盐性的研究表明:对于在作物生长后期,特别是生殖期对盐分敏感 的作物,除采取必要的管理措施外,还可通过调整作物的播种期达到避盐的目的。近年 来,生物改良措施研究指出了耐盐性较强的作物,如向日葵、糜子、大豆、甜菜、高梁、蚕 豆、大麦、小麦、玉米等作物,有较高的细胞渗透压,在较高的盐分溶液中也可以吸收足够 的水分,不致引起生理干旱造成死亡。种植绿肥可增加地表覆盖,减少地面蒸发,降低地下 水位;增加土壤有机质,调解土壤酸碱度;改变土壤物理性状,增加土壤肥力。 我国在长期综合防治和开发利用盐渍土方面,取得了非常丰富的各具特色的成功经验, 经济效益、社会效益和生态效益也很明显。国家多项科技 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 和基金项目将盐碱地综合治理 列为范围内,国内多个科研机构所及当地部门开展了具有区域特色盐碱地综合治理技术和体 系研究。已经有很多盐碱地综合治理研究和实践成果:?松嫩平原西部盐碱地综合治理及 高效利用模式与技术研究。研究主要针对松嫩平原西部存在的盐碱和干旱问题,依据土壤水 盐运移变化规律,筛选和选择耐盐碱作物及其品种,开展无公害或节本增效的栽培技术试验 与示范; 采取不同的生态治理模式,开发农业副产物饲料复合利用配方,稳定区域畜牧业 的发展;建立农业生产结构优化决策支持系统,研究粮牧工一体化的区域农业持续发展战略 】。?沿黄低洼盐碱地以渔改碱综合治理技术研究。该研究调研了低洼盐碱地池塘水 质、生物特征和季节变动规律、池塘限制性营养元素,评价了养殖在氯化物水型盐碱地池塘 养殖的适宜性,优化出了适宜的鱼类养殖模式,提高池塘缓冲能 力、降碱、降值的有效 调控水质的技术。实施以施氮肥为主,发展水利工程措施、渔改减和渔农综合利用模式等系 列决策,在生产中获得显著的效果】。?大同盆地金沙滩盐碱地综合治理技术开发研 究。研究提出了适合大同盆地盐碱地区域利用的产业化开发模式和技术体系。将水利工程治 理技术体系、化学改良剂治理技术体系、农业措施治理技术体系、生物改良技术体系相结合, 同时注重农业开发模式、发展畜牧业产业化开发模式、利用盐碱地发展工厂化农业。其中新 研制的化学改良剂.,对苏打型盐碱地的治理有较大的突破和创新性,效果良好,具有 绪论 较广阔的推广应用前景。 .论文的主要内容 本文主要采取在卤泊滩盐碱地田间水渠中定期定点采样,包括芦苇、水、淤泥,经过处 理后,对三种样品进行实验,研究从芦苇生长一芦苇成熟一水体中腐烂一变为腐殖质一沉积 在沟底一转变为黑淤泥五个阶段性的演变过程,芦苇和黑淤泥对土壤盐分的作用以及水体的 盐分变化规律。评价对比芦苇在卤泊滩盐碱地治理中的作用,具体的内容如下: 在自热条件下定点实验测定芦苇、水、淤泥的电导率变化和各种离子的含量变化, 沟底淤泥的有机质变化情况。 根据卤泊滩盐碱地四个不同的开发时期,采取芦苇、水、沟底淤泥,将其混合加热, 定期测定混合后的盐碱土的有机质,研究其变化规律。 通过预制管研究分析栽植芦苇后,芦苇.土壤.水体之间盐分的迁移规律,确定芦苇对 盐分的富集作用,计算单位重量的芦苇能够富集盐分的量,芦苇各生育期对盐分的吸收程度 的差别。 测定芦苇茎、叶、根的含盐量,分析评价芦苇在收割季节收割哪一部分能取得最佳 的治理效果和经济效益。 .预期效果 本实验经过四个多月对卤泊滩盐碱地田间水渠进行定期定点采样,通过对实验数据的分 析,研究芦苇、沟底淤泥、水体中的盐分和各离子的含量变化以及淤泥的有机质含量的变化, 对比分析不同条件下各实验结果,具体的预期研究效果有以下几 个方面: 芦苇生长阶段吸收水渠沟底淤泥中的盐分,影响沟底淤泥的各离子浓度,电导率变 化,在盐碱地治理中是物理过程。 芦苇、水、淤泥混合加热,使芦苇在淤泥中加快腐烂,淤泥的有机质发生变化,是 一个化学过程。 当芦苇在水体中腐烂后,变为腐殖质沉积在沟底变为淤泥,淤泥的值、电导率、 有机质发生变化,是化学微生物过程。 通过实验结果分析,卤泊滩盐碱地水渠中的芦苇,在盐碱地治理过程中起到了重要的作 用。西安理工大学硕士学位论文 卤泊滩盐碱地治理的基本情况 自新中国成立后,富平县境内卤泊滩盐碱地进行过小面积整治开发,利用人工开挖排碱 沟等措施,曾种植甜菜。后来由于不合理的耕作方法及灌溉制度等原因,开发的地块大面积 盐碱上泛,无法耕种而撂荒。年土地详查时,重度盐碱地面积为.万亩,其中未利 用地.万亩。万亩土地处于间歇种植状态,天早时地下水位降低,可作为农耕地,广种 薄收;天涝时地下水位升高,无法耕种。开发前,周边土地土壤次生盐渍化日趋严重,大片 己改良的耕地返碱,多年前己漫淤改造的.万亩耕地重新次生盐渍化,如遇连阴雨或丰水 年,明水田块增多,受旱涝影响约亩左右。年,由陕西省土地管理局批准,陕西 省地产开发服务总公司开始对卤泊滩盐碱地进行大规模的工程治理和模式研究,至今已有十 余年。 .卤泊滩研究区域状况 ..地理位置 图.项目区位置 ? 卤泊滩位于陕西省蒲城县和富平县境内,西起富平县桃园村,东至蒲城县史张村,北缘 接胡家、下王、施家、明德、吴家寨、内府、思补、陈庄等乡村。南缘接东王、西吴、下刘、 阎家、南坪、原仁、周家、赵家、姚吴、攀家、刘家、井家、水南、吝家等乡村。东西长约 ,南北宽.~ 。总面积.万亩,其中蒲城县内.万亩,占全滩总面积的 .%,富平县内.万亩,占全滩区总面积的.%;富平县内. ,占全滩总面 积的.%【。 卤泊滩盐碱地治理的基本情况 ..地形地貌 卤泊滩古称“卤阳湖”。卤阳湖在中更新世时属三门湖的一部分,由于地壳构造的作用, 下更新世末期,随着渭河的形成,卤阳湖分离成湖,湖水逐渐渗没成滩,形成四周高中问低 的槽形封闭式洼地,且西高东低,由西北向东南方向倾斜。洼地南缘与渭河三级阶地相接, 洼地内地势开阔平缓,地面比降/~/。整个滩区分为东滩和西滩,西滩称“卤泊滩”, 东滩称“内府滩”。“试区”内高程在~之间,高差左右,“内府滩”内高程在 ..之间,高差.。卤泊滩地形平坦,土层深厚,水利资源和光照资源丰富, 曾是蒲城县重要的农业区。由于卤泊滩自身的地形特点,加之洛西灌区通水灌溉和引洪漫淤 工程的使用,造成滩区内排水沟道淤积,滩区地下水位上升,土地盐碱化逐渐严重,滩区内 土地长期荒芜,土地资源闲置。项目区位于卤泊滩槽形地带的北侧,地面高程在.~. 之间,地形由北向南倾斜,局部分布有废弃鱼塘和产碱池,深度一般为。 ..土壤组成 卤泊滩土壤主要由中度盐土和重度盐化潮土组成,同时,依不同的地形部位、地下水深 度、水浸程度,可分为草甸盐土和沼泽盐土两个亚类,地下水位较低、处于半浸水状态的为 草甸盐土;地下水位较高,处于全浸水或明水状态的是沼泽盐土。另有苏打盐土呈斑状分布 于滩内。盐化潮土主要分布在卤泊滩外围和滩内积盐较轻的地区。据西北农林科技大学测试 中心年对试区未开发土壤的检测数据显示:土壤有机质平均含量.%,全含盐量平 均为.%,值平均为.。 錾 ..气象条件状况 卤泊滩属温带大陆性半干旱气候区【钔。冬冷夏热,年温差大,降水集中,四季分明,年 雨量较少,大陆性强,冬季受冷高压气候控制,气温最低,风多而雨雪稀少,晴冷干旱。夏 季受太平洋副热带气团影响,气温最高常有伏旱和局部暴雨。秋季冷暖气团交替出现,气温 多变,昼热夜?,多连阴雨。 据富平县气象站~年统计记载:年观测资料表明,年间年最大 降雨量.年,年最小降雨量.年,年平均降雨量.。 降雨年内分布极不均匀,多集中在、、月份,占全年降雨量的%,其他季节较干旱。 , 干湿季节分明,干季长于湿季。尤其春季多风少雨,蒸发量较大。全年蒸发量~ 是降雨量的.倍。月份蒸发最大,蒸发量达.,月份最小为.。全年 无霜期天,年平均气温.。,夏季最高气温.。,冬季最低气温一~一。。年 日照时数..,??基温.~?,%的保证率为.. ?。?。积温..。,%保证率为.~。,基本上满足小麦、玉米、 西安理工大学硕士学位论文 棉花等作物的生长需要。年光能辐射总量.~. /,年生理辐射总量.~ . /,春季较为丰富,有利于作物的生长发育。 .卤泊滩盐碱地治理情况 ..工程状况 陕西省地产开发服务总公司本着探索适合本省土地开发整理的路子,经过科学分析、 论证和比较,规划总面积亩,分三期实施,其中一期开发亩,二期开发亩, 三期开发亩,项目全部实施后可新增耕地亩。历时年零个月 ,共开发盐碱 荒地.亩,新增耕地.亩,占开发面积的%;道路占地.亩,占开发面积 的.%;水利灌溉占地.亩,占开发面积的.%;其他用地含绿化用地亩,占 开发面积的.%。主要工程:排碱沟开挖、蓄水池、土地平整、道路及田间构筑物、灌溉 系统和其他工程。其中修灌溉渠. ,修路. ,建桥座,挖排碱沟. , 蓄水池座,蓄水量 ,植树余株。主要工程量:挖沟渠土方.万方,清 运淤泥.万方,浆砌石.万方,推土机移动土方.万方,挖、运客土万方, 覆盖一期亩耕地。消耗材料:水泥吨,砂子方,块石、片石方,技 工个工日,普工工日 。另外,在年第四期工程已在硝池附近的田地展开, 开发面积. 。具体的试验田块情况见表.: 表.试验田块情况..已有的研究成果 根据国内外大量的研究成果资料和卤泊滩盐碱地治理多年来的实践,田间观测、市 内实验、模型模拟,总结出了盐碱地治理的“改排为蓄、水地共处、和谐生态治理新模式。 实现了水地和谐共处、土地资源合理配置,给周边带来了很好的社会、生态和经济效益。试 验区土壤各项检测指标向良性转变;改造过程中形成的约多亩网状水系,使原来周边抽卤泊滩盐碱地治理的基本情况 黄灌区退水渗透更加流畅,原抽黄灌区设计中允许~%的次生盐碱化面积被彻底消化,形 成了稳定的高产良田;工程措施建成的水面,形成区域小气候,物种趋于多样化;滩区的生 态环境得到修复,部分土地可以作为高质量耕地进行耕种,过去草木不生的滩上长出了树木, 区域生态环境得到很大的改善;部分工程初步形成标准高产棉田,并已纳入了基本农田保护 范围,使现代规模农业的格局初步形成。截至年月,新增的亩耕地累计总产 值已达.万元,纯收益累计约.万元,治理工程投资己收回【】。 飞 卤泊滩盐碱地治理过程中,也有很多理论成果。叶校飞等根据卤泊滩长期定期不定期观 测资料和集中田间试验观测资料,分析研究了蓄水沟蓄水的不同深度与土壤的含水率和临界 水位的关系,评价了“改排为蓄”盐碱地治理模式在陕西省卤泊滩是可行的【引。黄茹等利用 遗传算法,对田间排水系统的断面和间距进行优化和设计,建立了相应的非线性优化规划模 型进行优化求解,提高计算效率,取得了良好的技术经济效果【。韩霁昌,解建仓等通过田 间长期观察,依据区域水量平衡原理以及地下水和可耕层要求,科学计算水地比例,确定了 蓄水沟与耕地的占地比例,揭示了在蓄水条件下,水与土壤之间的动态循环压盐机理【。王 “ 伟等通过实验观察得出在蓄水条件下土壤饱和层和非饱和层之间存在一个的过渡 层,过渡层对下层高含盐有隔离作用,研究出土壤水分的毛管蒸发作用与过渡层盐分变化的 关系【。韩霁昌等通过试验和数值模拟的方法,研究出在蓄水条件下,水体与土壤相邻体盐 分扩散及平衡规律,在蓄水水位、水中盐分浓度不同情况下,揭示了水体中盐分土壤中的盐 分扩撒运移规律【射。解建仓教授等在土壤水盐运移规律的基础上,通过水盐运移数学模型, 研究了过渡层中含盐量大小与表层土壤反盐的关系以及提出控 制过渡层中的含盐量大小在 实际中的可操作性引。 鹰 ..存在的问题 卤泊滩盐碱地的治理模式主要以“蓄”为主,依靠蓄水沟网系,区域内水滴共存,循 环水淹交换、压盐改良耕地。然而,采用单一的水利工程措施治理卤泊滩盐碱地也带来了一 些问题,具体的问题分析有以下几方面: 开发治理卤泊滩盐碱地主要的水利工程有挖排碱沟、蓄水池、灌溉系统等,这些工 程需要大量的人力、物力,成本较高,而且工程维修养护工作和难度较大【引。 在田间修建工程项目,如田间构建物,大量工程土石方等,将占用一定的农田面积, 使得农田土地利用率损失。 依据水与土壤之间的动态循环压盐机理,很多盐分将富集在水渠中,渠中水体盐的 浓度将升高,需要解决水体盐份含量浓度问题。 如果遇到枯水年,蓄水的条件发生变化,将影响水体与土壤相邻体盐分扩散运移效 果,甚至水体与土壤相邻体盐分将停止扩散运移。西安理工大学硕士学位论文 .问题的提出 卤泊滩盐碱地田间水渠中生长着大量的野生芦苇,而且芦苇是耐盐的先锋植物【】。水渠 水体与相邻土壤不停地进行盐分扩散运移,然而经过实验观测发现,水渠中水体的电导率, 值并没有随时间的变化而明显的增大。为了更好的治理卤泊滩盐碱地,有必要研究一下 芦苇对水渠里水体、土壤的盐分吸收情况,以及芦苇腐烂以后对土壤有机质变化的影响。为 今后卤泊滩盐碱地综合治理和其他盐碱地治理打下基础。 .理论基础 盐分对植物的生长有一定的抑制作用。但是,植物仍然能够生长在盐分环境中,说明 它们在长期的进化过程中对盐分胁迫有了相应的应对措施。根据外内资料研究显示,耐盐的 植物有不同的特性,耐盐的主要途径】有: 排盐:植物吸收盐分以后,向特定的部位或器官如盐腺运输、积累,再通过该器官把盐 分排出体外。 稀盐:在盐分胁迫下,植物吸收大量的水分,稀释体内的盐分浓度。 拒盐:当环境中盐分浓度提高,植物体内一些物质如脯氨酸、甜菜 碱的积累增加。他们 渗透及提高细胞的渗透压,使盐分无法进入植物体内。 隔盐:盐分进入植物细胞后,通过某种机制让盐分在液泡内集中,并实行细胞区隔化, 组织盐分向其他细胞器扩散。 避盐:通过特定的调节机制,使植物的生理活跃时期避免在时间、空间上与环境盐害严 重期一致。 忍盐:细胞内有高浓度的盐分,但不形成危害。 离子颉顽:一些植物通过离子交换或逆向运输,在吸收盐分离子的同时,也吸收一些与 盐分离子有颉顽作用的离子,从而减弱或避免盐分离子的危害。 螯合作用:盐分离子进入细胞后,与细胞内的可配伍溶质螯合,成为非毒害性的螯合物。 水生动物吸碱主要是水生动物在生长和新陈代谢过程中吸收水体中的盐分并逐渐累积于体 内,盐分在水生动物体内的浓度可比周围水中的浓度高许多倍,这样就可以降低水体中的含 盐量,水生动物通过吸附、吸收、吞食等各种过程,从周围水环境中摄入盐分并滞留在体内, 当摄入量超过消除量时,这种现象称之为生物积累或生物学积累。 在蓄水沟里种植大量的芦苇等植物,生长过程能吸收大量的盐分,当芦苇在水体中腐烂 后,变为腐殖质沉积在沟底变为黑泥,根据土壤化学理论【引,腐殖质中存在大量的微生物, 其中细菌具有分解有机物质、合成腐殖质和转化矿质养分存在状态的作用;真菌分解枯枝落 叶能力极强;放线菌则具有分解动植物残体中难分解组分,参与新鲜有机残体形成腐殖质的 作用,并在进行大量物质化的同时,通过菌丝的穿透作用和对土粒的机械束缚作用影响稳定 的团聚体的形成。另外腐殖质中含有大量的胡敏酸和富里酸,胡敏酸呈为酸性,富里酸呈强 卤泊滩盐碱地治理的基本情况 酸性,都可以降低值。腐殖质形成过程中,不同程度的提高了多酚氧化酶、纤维素酶、 过氧化氮酶、过氧化物酶的数量和活性,这些酶都呈现一定的酸性,并且对动植物的分解至 关重要。于是认为芦苇在腐烂过程中,在微生物作用下产生大量有机酸和:,生化作用下 盐分得到了中和,降低了水体的值,起到生物改碱作用,并将腐殖质归还土壤,提高土 壤中有机质含量,增加土壤肥力。为此,设计了一系列芦苇腐烂的 试验,来验证此理论假设。西安理工大学硕士学位论文 自然条件下定点实验观测 科学实验是搜集科学事实、获得感性材料的基本方法,同时也是检验科学假说,形成科 学理论的实践基础,也是支持研究的理论基础【。卤泊滩综合治理和谐生态新模式的成功, 要通过进行大量的观测试验和重点田间实验以发现规律并进行机理研究。 .实验目的 实验主要目的是研究田间水渠中的芦苇从生长一成熟一水体中腐烂一变为腐殖质一沉 积在沟底一转变为黑淤泥的几个阶段性的演变过程,芦苇对沟底淤泥和水体的盐分、值、 各离子影响作用及对土壤有机质变化规律。通过实验确定芦苇成熟期的含盐量,以及芦苇根、 茎、叶的含盐量情况。分析评价芦苇收割时期的去留部分带走的盐分和获得的经济效益。 .实验内容与方法 ..采样布置 卤泊滩盐碱地治理分四期工程,试验区域设置多个观测点,将、、、、、田 块作为试验控制田,具体布置如图.所示, 图卤泊滩田间水盐观测实验布置图 本实验通过实地考察,根据实际情况,将在、、、四个观测点进行采样。地块: 位于一期开发区域南侧,为路东侧第二块地。试验田间有两条灌溉水渠,每条水渠设有两个 自然条件下定点实验观测 固定采样点。地块:位于二期开发区中部,试验田间有两条灌溉水渠,每条水渠设有两个 固定采样点。地块:位于三期西滩开发区西侧,试验田间有一条灌溉水渠,设有两个固定 采样点。地块:位于四期开发区内,路,硝池附近。试验田间有一条灌溉水渠,设有 两个固定采样点。另外,在主灌区与田间灌区也设有采样点,如图.所示, 西 ? 卤泊滩试验田示意图 叶北 东 南 西主灌区 北 灌 灌 区 匡 濯区采样点不意图 采样有多点混合法、“”形采样、对角形采样、网格法等多种方式】。本实验采样 根据现场情况和实际条件,将采用多点混合法采集土壤、芦苇、水三种样品。选择芦苇分布 密度均匀、长势良好,水体流动平稳的地方进行采样,采样深度从表面垂直向下左右。 每次采样,地块芦苇样品个,沟底淤泥样品个,水样品个;地块芦苇样品个, 沟底淤泥个,水样品个;地块芦苇样品个,沟底淤泥样品个,水样品个;地 块芦苇样品个,沟底淤泥样品个,水样品个;田间灌区芦苇样品个,点除外, 沟底淤泥样品个,点除外,水样品个。一共采样三次,时间分别为:月日、 月日、月。间隔时间为个月。 ..实验主要内容 实验的内容主要有:测定土壤和水体的电导率,采用电导仪测定; 土壤和水体的值 测定,采用计测量;土壤的有机质含量测定,采用重铬酸钾外加热法测定;。测定采用 硝酸银容量法,二、和测定采用容量法,测定利用火焰光度法,’、 测定采用双指示剂中和滴定法【】。芦苇的含盐量测定,采用电导仪测定.芦 苇加热过滤液的电导值,根据重量法律定出来的全盐量一电导率关系,进而换算成全盐量。室内实验步骤 在卤泊滩盐碱地采回的芦苇,沟底淤泥,水三种样品,实验前需要做些处理,具体的实 验步骤如下: 土壤:?将沟底淤泥编号按顺序放在铝盒里,在实验室自然风干。研磨风干土用 .筛子筛虑;?将土壤样品与水按一定比例混合水土比:,在震荡机上震荡 西安理工大学硕士学位论文 分钟,然后放入离心机中进行离心分离,所得到的清亮液体即为待测液。?测定待测液, 按测电导率、值、”、、。、二、。、、。各方法进行实验。 芦苇:采回的芦苇样品每一根分成根、茎、叶三部分,将处理好的样品放在?的 恒温箱中烘烤,烘干后将芦苇研磨成粉末。?芦苇的含盐量测定。 第一步,称取芦苇粉末 .与纯净水混合加热,煮沸分钟,冷却后过滤得到待测液,定容到,测定待 测液的电导率。第二步,选取高、中、低三种电导率的待测液作为代表,将待测液加入己称 量过的蒸发皿里,在水浴锅上加热蒸发,期间分次加入过氧化钠,直到待测液完全蒸 发为止,称量蒸发皿,计算出芦苇析出的盐量。第三步,按照电导率一含盐量的关系直线, 计算出其他电导率所对应的含盐量的值。?芦苇含量测定。第一步,称取芦苇粉末 放入烧杯中,加入浓,期间分次加入过氧化氢,过夜后过滤溶液得到待测 液,定容到。?利用火焰光度计测出待测溶液的值。 水样:?吸取水样一于离心管中,然后放入离心机中进行离心分离得到待 测液体。?按测电导率、值、、、厶、‘、。、、‘各方法进行 实验。 ..测定项目 芦苇、土壤、水三种样品实验主要是在实验室进行,芦苇只需要测定含盐量和含量, 土壤除了需要测定有机质外,其他测定的内容和水的指标相同, 具体的内容如下: 钙、镁离子的测定 钙、镁离子的测定采用容量法,主要用的试剂有:/溶液、. 标准溶液、./钡镁混合液、的缓冲液、钙镁混合指示剂、: 、铬 黑指示剂等。主要仪器有:仪器:铁架台、滴定管、三角瓶。 结果计算:毫克当量/克土半× 形 % 毫克当量/克土×. 毫克当量/克土:卫上雩箬丝丝× ‖ %毫克当量/克土×. 式中:?的克分子浓度; ??滴定钙镁总量所消耗的毫升数; ??滴定钙所消耗的毫克数; ??将钙或镁的毫克分子换算成毫克当量;自然条件下定点实验观 测 .一每当量钙的克数; 卜换算成每白克土中毫克当量或者百分数 形一吸取待测液的毫升数相当的土样重; 硫酸根离子的测定 此法适用于少量硫酸根的测定,能测出浸出液中硫酸根的范围 为。如果硫酸根 标准溶 多于,应酌量减少浸出液的用量并稀释之,主要需要的试剂有:. 、铬黑指示剂等。 液、./钡镁混合液、的缓冲液、钙镁混合指示剂、: 仪器有:铁架台、滴定管、三角瓶等。 结果计算: 。。毫克当量/。。克土竖立塑生产×。。 . 一%一毫克当量/ 式中:??待测液消耗的,; ??空白试剂消耗的,; ??同体积待测液中原钙镁所消耗的,; 溶液的克分子浓度; ??将毫克分子换算成毫克当量; 卜换算成每百克土的毫克当量或百分数; .一每毫克当量硫酸根的克数。 碳酸根和碳酸氢根离子的测定 。、的测定采用双指示剂中和滴定法,主要的试剂有:.%酚酞指示 剂、.% 甲基橙指示剂、.// 标准溶液等。主要仪器有:酸式滴定管或自 动滴定仪、 锥形瓶、容量瓶等。 计算结果: 毫克当量/。。克土半×。。 ? 一%一毫克当量/×. ,毫克当量/。。克土坐铲×。。西安理工大学硕士学位论文 ;%;毫克当量/土×. 式中: 一以酚酞做指示剂滴定至红色消失所消耗的硫酸体积; 一以甲基橙做指示剂滴定至红色消失所消耗的硫酸体积; ?硫酸的当量浓度/; .一每毫克当量重碳酸根的克数/; .一每毫克当量碳酸根的克数/; 一换算每百克土样的毫克当量或百分数。 肜一吸取待测液的毫升数相当的土样重; 氯离子的测定 氯离子的测定采用硝酸银容量法,主要的试剂有: ?。铬酸钾指示剂、.?。 硝酸银标准溶液等。主要仪器有:滴定管、锥形瓶、容量瓶等。 计算结果: 毫克一星克土等×。 。%毫克当量/克土×. . 式中: 卜滴定时硝酸银的用量; 忙硝酸银溶液的当量浓度; 形一吸取待测液的毫升数相当的土样重; .??每一毫克当量氯离子的克数; ??换算成每百克土中的毫克当量或百分数。 土壤有机质的测定 土壤有机质的测定采用重铬酸钾外加热法,主要的试剂有:邻啡 罗啉指示 剂、.?一/标准溶液、、.?~溶液、硫酸银、二氧化硅 等。主要的仪器:油浴锅、可调温电炉、消煮管、烧杯等。 结果计算: .×?×. 业×? . 土壤有机质%?二生?????????一×% × 式中,. ?~/标准溶液的浓度; 自然条件下定点实验观测 一重铬酸钾标准溶液加入的体积; 一空白滴定用去体积; 一样品滴定用去体积; .?/碳原子的摩尔质量?。; 一一将换算为; .一氧化校正系数; 一风干土样质量; 一将风干土样换算成烘干土的系数。 .土壤实验结果与分析 实验从实验田间水渠、五个采样点进行了三次采样,对水渠沟底 淤泥、水体电导 率、值、”、、二、。、‘、。、小九项指标进行观测,对土壤有机 质和芦苇的含盐量及含量进行观测。其中,撑、群、撑分别表示 第一次采样、第二次采 样、第三次采样。 ..实验结果 采样点值实验 实验结果 值对比图表吼吼 坦田间 . 田间水渠三次采样值 点三次采样值 西安理工大学硕士学位论文吼趔 点 点三次采样值 点三次采样值 实验分析 ?由图表..可计算,卤泊滩盐碱地田间水渠沟底淤泥值平均为.,比 年西北农林科技大学测试中心对土壤检测数据值平均为.少.,并且值随着时 间的有减少的趋势。 ?其中,点年开发一期工程南侧平均值为.,比点年开发三期 工程西侧的平均值为.少.。点与点开发工程相差年左右,从数据中显示出, 水渠中的芦苇对沟底淤泥的值起到了一定的作用。 ?田间水渠、点及点开发时间为年,从数据上可以显示出,其平均 的基础值比点平均的基础值低一些。 ?采样点水渠沟底淤泥的值均值为.,处在.~.范围内,属于碱性范围。虽 没有达到土壤正常值范围,但年土壤均值为.,处在强碱范围边缘,值 得到有效降低。自然条件下定点实验观测 采样点电导率实验 实验结果: 电导率对比图表 囵 . . . 目 ,、 目 。 . 音. 目 槲 槲. 蹄 曲 脚 脚. . . 点点三次采样电导率 田间水渠三次采样电导率 电导率对照图表 电导率对照图表 囵 ., . . . . 笛 目 \ 之 ? 兽. . 褂 赫. 蹄. 脚 脚. . . . 点 点 . 点三次采样电导率 . 点三次采样电导率 . ? 西安理工大学硕士学位论文畲 \ ?斛 ?脚. 点三次采样电导率实验分析 ?由~.图表显示,各采样点电导率总体上呈现出下降趋势,田间水渠电导率由 .降低到.,点电导率由.降低到.,点电导率由.降低到., 点电导率由.降低到.,点电导率由.降低到.。 ?从图表中可以看出,各采样点的电导率有效的降低,但在图表中部分采样点电导率 的变化趋势显示,水渠沟底淤泥的电导率是动态变化的,其动态变化验证了水体与相邻土壤 的盐分运移规律‘。 ?电导率作为土壤可溶性盐含量和土壤盐渍化的指标【,田间水渠平均电导率为 .,点平均电导率为.,点电导率平均为.,点电导率平均为.,点电 导率平均为.,超出了正常土壤的电导率【。 ?点是四期工程,位于硝池附近,由于外界因素的影响,其电导率 值比其它采样点 电导率值高很多。 采样点实验 实验结果 . . . . 誉 . 瑙 赵? 蠖. 蠖 苫. . . . . .田间 自然条件下定点实验观测 . 点三次采样浓度 .田间水渠三次采样浓度 .. 囹 囝 一浓度对照图表 一浓度对照图表 .. 一一越蛏 ?一螂蛏。。 . . 点 . . 点三次采样浓度 点三次采样浓度 .‘‘ 囵 浓度对照图表 . . 一冰一越蛏。。 . . . . 点三次采样浓度小 实验分析 ?从上述统计表可以看出,田间水渠平均浓度由.%降到.%,点由 .%降到.%,点由.%降到.%,点由.%降到.%,点由.% 降到.%,从上面分析可以得出,水渠淤泥浓度随着时间的推移呈 逐步减少的趋势, 浓度动态起伏变化较大。 ?由图表数值可算出,田间水渠至点的浓度分别为.%,.%,.%,.%, .%,除了点外,其它各采样点含量大致相同,由数据可知,水渠沟 底淤泥。 含量较少。 ? 『』』』《《《《』』《西安理工大学硕士学位论文 采样点实验 实验结果 圈 浓度对照图表 囵 浓度对照图表 . .. . . ,、. ?. 蜊. 辩; 蠖. 占. 呈. . . ‘. . . . . . . 田间 点. 田间水渠三次采样浓度 点三次采样浓度。 。囵 浓度对照图表 囡 . 浓度对照图表 . . . . . ?. 邑. 蜊. 蜊 蟥. 蠖. . . ‘. . . . . . . 点 点点三次采样浓度 点三次采样浓度 ‘ ’自然条件下定点实验观测 ? 、, 蜊 蛏 ? 士 . 点三次采样浓度。 实验分析 ?由图表~.分析,田间水渠浓度在.%.%之间,点。 浓度在.%~.%之间,点浓度在.%~.%之间,点’浓度在 .%~.%之间,点浓度在.%~.%之间。在动态变化中呈逐渐减少的 趋势。 %, ?根据统计图表数据可计算出田间水渠至点浓度平均值分别 为:. .%,.%,.%,.%。与是盐碱土或碱土中的重要成分,水渠沟底 淤泥的含量比含量多。 采样点实验 实验结果 囵 囵 一浓度对照图表 一浓度对照图表 . . . . . . 琶. 琶. 蜊 矮. 蓑. 棒 . . . . . . . . 点 田间 . 点三次采样。浓度 .田间水渠三次采样。浓度? 一‘? 』』』』』《《.西安理工大学硕士学位论文 图 囵 浓度对照图表 一浓度对照图
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