秸秆颗粒形态对沟灌入渗特征影响的试验研究

为了探明秸秆粉碎颗粒形态对沟灌土壤水分运移特征和土壤质量含水率分布状况的的影响,采用具有不同秸秆粉碎形态的玉米叶(片状)和玉米芯(颗粒状),进行了室内试验研究,并采用HYDRUS-2D软件对不同处理湿润锋运移情况进行了模拟.结果表明:具有片状形态的玉米叶各处理,随混掺比例及埋深的不同,均能降低土壤的入渗率,而具有颗粒形态的玉米芯处理显著增加了土壤入渗率;玉米芯混掺处理表明在埋深(10,15］ cm设置混掺层能增大土壤的垂向运移距离,18%土壤质量含水率等值线垂向距离明显大于埋深(5,10］ cm处理的;玉米叶不同埋深处理表明埋深(10,15］ cm比(5,10］ cm更能增加18%土壤质量含水率等值线的水平距离;3%Y10~15(混掺比例3%,玉米叶,埋深(10,15］ cm)处理最大土壤质量含水率值达到21%,而其垂向运移距离最短,说明该处理能够有效地阻滞水分的垂向入渗,增强植物混掺层上部土壤质量含水率;采用HYDRUS-2D软件模拟的湿润锋运移值与实测值误差在3%以内,说明其能够准确描述植物混掺条件下沟灌入渗过程中的湿润锋运移特征.     

植物混掺土壤水分特征曲线及拟合模型分析

为探求植物混掺对土壤持水能力的影响,通过测定不同土壤容重、不同混掺物及混掺比例条件下的土壤水分特征曲线,分析植物混掺物对土壤持水能力的影响,并利用RETC软件结合统计分析确定不同处理的模型适宜性。结果表明,相同土壤水吸力下,添加植物混掺物处理的土壤含水率均高于纯土处理;添加3%植物混掺物的处理中,玉米叶的保水效果优于玉米芯,而添加1%植物混掺物的处理中两者差异较小;低吸力阶段,混掺物的添加减少了土壤中大孔隙的比例,而在中高吸力阶段,混掺物的添加增大了土壤中小孔隙的比例,进而提高土体的持水能力。模型适宜性分析结果表明,各处理最优模型的非饱和导水率模式均为Mualem模型;土壤容重为1.35g/cm3和1.40g/cm3,混掺比例为1%和3%的玉米叶处理时,最优模型分别为VGM(m,1/n)和VGM(m,n),混掺比例为1%和3%的玉米芯处理时,最优模型分别为BCM和VGM(m,1/n)。     

玉米叶混掺对土壤水分入渗的影响

通过不同玉米叶混掺比例及混掺层埋深的垂直入渗试验,并以纯土为对照,研究玉米叶混掺对累积入渗量、入渗率及剖面含水率等的影响。结果表明,处理间土壤水分特征曲线差异明显;相同土壤水吸力下,添加玉米叶的土壤含水率均高于纯土处理,且添加3%玉米叶的土壤保水性明显优于添加1%玉米叶;土壤密度一定时,累积入渗量均表现为纯土1%玉米叶处理3%玉米叶处理;添加3%玉米叶对剖面含水率的影响高于1%玉米叶。     

生物炭混掺对沼液间接地下滴灌土壤水力特性的影响

为了探究生物炭混掺量对不同配比沼液间接地下滴灌土壤水力特性的影响,采用室内土箱模拟试验,设置4个生物炭混掺水平（生物炭、土壤质量百分比分别为0、1%、2%、5%（B0、B1、B2、B5））和4个沼液配比水平（沼液、水体积比分别为0、1∶8、1∶6、1∶4(Z0、Z1∶8、Z1∶6、Z1∶4））,探求小麦秸秆生物炭混掺对沼液间接地下滴灌土壤持水性能、土壤饱和导水率和土壤湿润体特征的影响。结果表明：土壤持水性能随生物炭混掺量和沼液配比的增大而提升;Van-Genuchten模型能够准确拟合各处理土壤水分特征曲线;生物炭混掺和沼液灌溉可以增加土壤孔隙度和毛管孔隙度;土壤饱和导水率随生物炭混掺量的增加呈先降低后升高的趋势,随沼液配比的增大而趋于减小;幂函数能够准确描述不同处理湿润锋运移距离与灌水时间的关系;生物炭混掺量为5%时,湿润锋垂直向下运移距离增大,垂直向上和水平方向运移距离减小,存在深层渗漏可能;湿润锋运移距离、湿润体体积、土壤高含水率分布区域面积均在生物炭混掺量为2%、沼液配比为1∶4时结果最优。综合考虑各项指标, 处理Z1∶4B2的生物炭混掺量和沼液配比能够使间接地下滴灌下的粉壤土获得较好的土壤水力特性。     

不同灌水处理对盐渍土壤中玉米生长发育的影响

通过盐渍土壤盆栽玉米试验,对不同灌水处理下玉米的生长发育及土壤水分和热量的变化情况进行了对比研究。结果表明保持适宜的土壤含水量可以起到调控地温,维持良好土壤根际环境的作用;灌水方法和灌水定额对盐渍土壤中玉米的生长发育具有决定性影响;交替灌溉能促进玉米根系的发育和分支,优化根冠比例,提高作物水分利用率;交替灌溉能够促进玉米对水分和养分的吸收,是一种在盐渍土壤中切实可行的节水灌溉方法。     

基于不同供水压力不同土壤添加物的暗管灌溉特性研究——以吉林西部苏打盐碱土为例

为改善吉林西部苏打盐碱土土壤特性,提高暗管系统在苏打盐碱地区的灌溉效果,在不同供水压力下进行暗管灌溉特性研究.依据土壤水动力学理论,以暗管系统为研究对象,基于室内暗管系统灌溉试验,根据前期试验结论选择3％稻壳与5％玉米秸秆作为添加物与土壤混掺,从不同供水压力下湿润锋水平向右、竖直向上、竖直向下运移距离,累计入渗量以及土壤水盐分布状况三方面研究暗管系统灌溉时土壤水盐运移特性.结果表明:供水压力越大,各方向上湿润锋运移距离越远,灌溉历时越短,累计入渗量越大,平均入渗速率越快.同一供水压力下各方向上湿润锋运移距离大小关系为:竖直向上>水平向右>竖直向下.玉米秸秆作用效果强于稻壳.湿润体内部竖直向上、水平向右两个方向的土壤剖面含水率均随着与暗管滤层顶端的距离增大而减小.土壤盐分随着水分向湿润锋附近运移,土壤表面以及水平向右方向上湿润锋附近含盐量皆大于0.45％.选择供水压力为100 cm,5％玉米秸秆与土壤混掺方案,可以为农作物提供足够的根系吸水量,加快水分到达农作物根系的速度,增加农作物产量,对治理土壤盐碱化和农业可持续发展具有一定意义.     

滴灌施肥条件下PAM不同施用方式对土壤水肥分布特性的影响

滴灌施肥条件下PAM的不同施用方式对土壤水肥分布具有较大影响,并可直接影响土壤水肥使用效率.通过室内滴灌入渗模拟试验,研究了滴灌施肥条件下对照、混施、表施3种不同施用方式对土壤湿润锋运移距离、土壤湿润体形状和体积、土壤湿润体水分以及养分分布等特性的影响.结果表明:①相较于对照和混施,表施能有效降低土壤表面蒸发,增加水平方向土壤入渗能力.②相较于对照,混施能够有效增加土壤导水能力和保水性,减少土壤深层渗漏.③120 min入渗结束时,湿润体形状类似扁平椭球状,且表施的土壤湿润体体积最大,约为对照或混施的2倍,这表明表施PAM能有效地防止水分蒸发,增大土壤湿润体体积.④硝态氮在土壤湿润体的中部偏上的位置发生累积,累积情况为表施>混施>对照.速效钾和速效磷在累积区内的累积情况为表施>混施>对照.这说明表施条件下速效钾、速效磷的累积范围更大,应更有利于作物的吸收.     

不同滴灌条件下土壤水分分布与运移规律

通过对相同规格的滴灌带在不同土壤含水量、不同滴灌方式和不同灌水量条件下灌水,研究水分在土壤中的下渗分布规律。结果表明,单管滴灌条件下,水分在不同含水量土壤中湿润体均呈坛状;双管滴灌条件下,水分在不同含水量土壤中湿润体依灌水量大小而异,灌水量较小时呈并放双碗状,随灌水量增大,湿润体逐渐呈坛状。不同滴灌方式下灌水,满足植物根系需要的灌水量不同,单双管滴灌灌水量分别为300 m3/hm2和450 m3/hm2时即可满足植物根系对水分的需求。单双滴在相同灌水量条件下,土壤表层湿润半径大小变化因土壤含水量不同而不同,土壤垂直湿润深度随灌水量增大而增加;在相同灌水量条件下,滴灌方式和初始土壤含水量对土壤水分湿润圈大小有很大影响。     

秸秆还田配施氮肥对土壤性状与水分利用效率的影响

为揭示宁夏扬黄灌区秸秆还田配施氮肥对土壤性状与玉米水分利用效率的影响,在秸秆全量还田(9 000 kg/hm2)条件下,设置4种不同纯氮施用水平:SR+N0(0 kg/hm2)、SR+N1(150 kg/hm2)、SR+N2(300 kg/hm2)和SR+N3(450 kg/hm2),以秸秆不还田施氮量333 kg/hm2为对照(CK),研究秸秆还田配施氮肥对土壤容重、含水率、养分含量、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,秸秆还田配施氮肥可改善耕层(0～40 cm)土壤容重和孔隙状况,以SR+N2和SR+N3处理效果最优,耕层平均土壤容重分别较CK降低8. 0%和8. 8%,土壤总孔隙度分别较CK提高11. 4%和12. 5%。秸秆还田配施氮肥有利于提高耕层土壤有机碳和全氮含量,随施氮量的增加土壤碳氮比降低,其中以SR+N2和SR+N3处理效果最优。SR+N2处理改善土壤肥力效果最优,其土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较CK提高33. 6%、47. 0%、30. 8%。SR+N2处理在玉米生育中后期具有较好的蓄水保墒效应,玉米增产和改善水分利用效率效果最优,两年平均玉米籽粒产量和水分利用效率分别较CK提高33. 9%、26. 2%。通过两年研究发现,在宁夏扬黄灌区,秸秆还田配施氮肥可有效改善土壤物理性质、增加土壤养分含量、调节土壤碳氮比、增强土壤的蓄水保墒能力,从而显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率,以秸秆还田配施纯氮300 kg/hm2效果最优。     

不同灌水方式根层土壤水分动态及耗水规律试验研究

通过冬小麦、夏玉米周年连作种植试验,观测不同灌水方式根层土壤水分的动态变化,揭示了不同灌水方式和土层深度土壤含水率的变化规律,建立不同时期、不同土层的土壤水含量变化曲线,进而研究出冬小麦、夏玉米不同生育阶段的耗水规律。结果表明:夏玉米生育期土壤含水量波动较冬小麦频繁,周年内,水分处理越高,土壤含水量波动越大,0~20cm土层内土壤含水率波动频率大,且波动幅度也较大,随着土层加深,土壤含水量波动减小;两种作物都是拔节期到灌浆期耗水量最大,约占全生育期耗水量的45%~50%;与传统畦灌模式相比,沟灌各水分处理的耗水量减少38.15~44.13mm,水分利用效率提高9.17%~22.73%。其中L-70处理的产量较高,耗水量适度,水分生产效率最高,小麦、玉米分别平均达到1.84、1.81kg/m3,满足节水高产的宗旨。     

节水灌溉的土壤水分控制标准问题研究

农田土壤水分散失是在二个表面上进行的，一是土壤表面称之为蒸发，另外是作物表面称之为蒸腾。两者均与土壤水分呈线性相关，即随着土壤水分增大而增大。但土壤水分与光合速率关系研究表明，当土壤水分低于６５～６９％田持时，随着土壤水分增大光合速率增大，若土壤水分高于６５～６９％田持时，随着土壤水分增大光合速率降低。光合作用对土壤水分有一阈值反应。这一阈值可考虑为节水灌溉的田间土壤水分控制标准     

光照强度和土壤水分对辣椒品质和产量的影响

通过3个光照水平（自然光照—L1、遮阴30%—L2和遮阴70%—L3）及4个土壤水分水平（土壤相对含水率分别为田间持水率的40%～55%—W1、55%～70%—W2、70%～85%—W3、85%～100%—W4）试验,研究了其对辣椒品质及产量和水分利用效率（WUE）的影响。结果表明,①自然光及遮阴30%下,随着土壤含水...     

土壤水分含量对加工番茄产量和品质影响的研究

试验从加工番茄开花期开始，设4个水分处理（分别以0～60cm土层灌前土壤田间持水量的40％～45％、55％～60％、70％～75％和85％～90％作为各处理的灌溉下限含水量临界值，灌溉上限为田间持水量的90％），分析不同水分状况下加工番茄的产量和果实品质。试验结果表明，加工番茄的产量、品质与土壤含水量密切相关，灌前过高或过低的土壤含水量会影响产量及茄红素、可溶性固形物、可溶性糖、可溶性酸等品质指标，灌前土壤相对田间持水量为70％～75％处理的加工番茄产量最高，品质较好，水分利用效率最高，既能实现高产高效，又可达到节水灌溉的目的。     

不同斥水程度黏壤土一维入渗特性试验研究

采用人工配置的5种斥水程度等级的黏壤土,通过室内一维积水入渗试验,探究了斥水程度对黏壤土湿润锋运移、累积入渗量、入渗率、土壤剖面含水率以及水分再分布的影响,分析了不同斥水程度土壤入渗条件下入渗模型的适用性.结果表明:随着斥水程度增大,土壤入渗率变慢,湿润锋运移相同距离所需要的时间显著增加,其中运移到40 cm时,强斥水土壤比亲水土壤的运移时间增加了63%;随着斥水程度增大,累积入渗量减小,入渗结束时强斥水土壤比亲水土壤的累积入渗量减小了27%;土壤的入渗率也随着斥水程度增大而逐渐减小,强斥水土壤的稳定入渗率为亲水土壤的37%;随着斥水程度增大,土壤剖面含水率减小,且经过相同时间的水分再分布,土壤剖面含水率的变化量也随之减小;幂函数可以很好地模拟湿润锋运移距离和累积入渗量随时间的变化过程;对弱斥水土壤而言,Philip模型和Kostiakov模型对入渗率与时间的关系有较高的拟合度,而强斥水土壤则Kostiakov模型更为适用.研究可为斥水土壤的入渗提供理论基础.     

秸秆覆盖对土壤水分及夏玉米产量的影响

秸秆覆盖是减少棵间无效水分蒸发,提高根层土壤含水量及水分利用效率的有效途径,在北京大兴县的3年使用表明,覆盖秸秆3．0t／hm2,可有效保持表层土壤结构,使表层土壤含水量提高2％～11％,且越是干旱年份保水保墒效果越显著,夏玉米出苗率提高4％～13％;可使作物总干物质产量提高26％,籽粒产量提高20％。研究结果显示秸秆覆盖技术具有明显节水增产效果,在半干旱的夏玉米种植区,具有推广价值。     

初始含水率对斥水黏壤土入渗特性的影响

为了探究初始含水率对斥水土壤入渗过程的影响规律,通过室内二维土箱的滴灌模拟试验,设置6个初始含水率水平(4.78%,7.28%,9.97%,13.64%,16.07%,19.02%),研究了初始含水率对湿润锋运移距离、宽深比、累积入渗量、入渗速率和土壤水分分布的影响,并评价了不同入渗模型的适用性.结果表明:随着初始含水率的提高,湿润锋运移相同深度所需时间呈逐渐减小趋势,两者较好满足幂函数关系,湿润锋宽深比逐渐减小;累积入渗量变化趋势为先减小后增大;入渗速率整体趋势为逐渐减小,其中斥水程度峰值含水率附近的处理出现入渗速率短暂提高的现象;Kostiakov模型能够较好反映斥水黏壤土的入渗规律,且斥水程度越大,模型拟合精度越低;随着斥水程度增加,土壤水分逐渐向湿润体垂向中间区域集中,并出现过度饱和现象.该研究可为斥水土壤的入渗理论奠定一定的基础.     

免耕覆盖条件下田间土壤水分入渗的二维数值模拟研究

根据土壤水动力学基本原理,建立了秸秆覆盖条件下夏玉米SPAC系统中二维土壤水分入渗模型,应用该模型采用ADI法对辽宁地区秸秆覆盖条件下玉米田间土壤水分入渗过程进行模拟计算。模拟结果再现田间土壤水分入渗过程,同时显示产流与未产流情况试验数据与模拟值均有较好的一致性,平均相对误差均在5%以内,所构建模型可用于覆盖条件下土壤水分运动规律的研究。     

温室樱桃番茄水分效应及水分生产函数

以温室樱桃番茄为试验材料,通过对全生育期5个土壤水分水平的控制,研究了不同灌水水平对日光温室樱桃番茄产量?品质及水分利用效率的影响。结果表明,樱桃番茄的产量?品质与土壤水分含量密切相关,土壤相对水分含量为50%～60%、60%～70%、80%～90%和90%～100%的产量与70%～80%的相比,分别减少了39.70%、22.53%、3.43%和20.30%。土壤水分适宜(70%～80%)不仅可以提高樱桃番茄的产量,而且可以提高水分利用效率,水分利用效率随灌水量的增加先增加后降低,且在70%～80%水分利用效率最高。     

Investigating water availability for introducing an additional crop yield in dry season on hill land at Rubirizi, Rwanda

The study explores the potential of introducing an additional crop during dry season in Rwanda, comparing the efficiency of in situ soil moisture conservation techniques to sustain rain-fed agriculture. Comparative study of in situ soil moisture conservation techniques in bench terraces and unterraced field with maize crop had been conducted from June 2007 to October 2007. Bench terrace increased the average soil moisture content in 90 cm soil depth by more than 50% than that of unterraced land. Within the bench terraced field compartment bund and ridges and furrows increased soil moisture by 19.5% and 27.9% higher than plain bed. In terms of efficiency of moisture conservation, ridges and furrows performed well with 85.8% followed by compartment bund with 75.9% in terraced field. Unterraced field conserved moisture very poorly with 13.9% efficiency inferring importance of bench terraces for soil moisture conservation. No maize grain yield was recorded in all the techniques because soil water depleted to 60% and above from the beginning of the cropping period inferring the need of supplementary irrigation. Analysis of rainfall, crop water demand and in situ moisture conservation reveals exciting opportunities for water productivity enhancements by integrating components of water management within the context of rain-fed farming through water harvesting and supplemental or microirrigation for dry spell mitigation. Detailed analysis is needed for feasibility of lift irrigation with different crops under different altitudes to derive suitable policy for hill land irrigation.     

雷州半岛西瓜最佳灌溉模式初步研究

通过利用先进的土壤水分测量仪,对雷州半岛春季西瓜种植期间逐日的土壤含水量进行连续测量,初步弄清了砖红壤的水分迁移变化规律,在此基础上进行了西瓜最佳灌溉模式的初步研究,利用土壤含水量的测量结果来控制灌溉次数和每次灌溉水量,研究结果表明．在无需增加节水机具等投入的情况下,采用合理的灌溉模式比一般常规灌溉模式节水25．2％．如果能对每次灌溉水量进行有效控制和适当缩小西瓜种植穴的直径,节水效率还可进一步提高。