基于ECH_2O的覆膜对土壤水热状况影响的试验研究

为研究覆膜对土壤水热运移的细微影响,利用土壤水热盐自动监测系统(ECH2O)对西北干旱区的玉米地进行了高分辨率的定点连续监测。发现覆膜对改善土壤表层水热状况有显著效果,覆膜处理下表层土壤含水量低于不覆膜处理,地温高于不覆膜处理对应值。在10cm深度,覆膜处理的土壤含水量较不覆膜处理低;而在20cm及40cm深度,覆膜处理的土壤含水量较不覆膜处理高。覆膜对不同深度地温均有提升作用,但在玉米不同生育阶段其影响程度不同:覆膜对地温的影响在生育末期最为显著;在10cm深度,覆膜处理的地温高于不覆膜处理,在40cm和60cm深度,差异较小。     

膜上灌对玉米苗期土壤温度的影响

针对河西内陆灌区膜上灌玉米,进行了不同覆膜宽度条件下苗期不同时刻的各土层土壤温度测定,结果表明:在0~25 cm土层内,1.25 m宽膜膜上灌处理的地温比0.75 m窄膜膜上灌处理要高,但二者的日变化趋势一致,均呈现以中午14:00时刻土壤温度为峰值的单峰曲线。在5、10、15、20和25 cm深度处的土壤温度,沿1.25 m宽膜0、.75 m窄膜膜上灌处理至常规灌溉处理的顺序依次递减。同时膜上灌处理的各土层之间地温呈现平缓的变化趋势,并且始终保持较高地温,利于苗期玉米根系生长,为增产增收奠定基础。     

膜下滴灌的土壤水分对棉花根长密度分布及产量的影响

通过膜下滴灌田间试验,研究了水分对棉花根长密度分布及产量的影响。结果表明:各灌水处理棉花根长密度空间分布总特征一致,水平方向,宽行与窄行的根长密度基本相同,但明显大于膜间;垂直方向,随土壤深度增大,棉花根长密度减小。但不同灌水处理间存在差异,过量灌水处理棉花膜间的根长密度增大,宽行与窄行的根长密度减小,随着灌水量的增加,棉花全根层平均根长密度增大;胁迫灌水处理深层土壤中根长密度增大。花铃期、吐絮期各土层棉花根长密度与产量呈显著的二次相关关系。灌溉量与棉花产量间的关系符合报酬递减规律,其回归方程为y=-0.0026x2+18.015x-24845(R2=0.959)。     

应用时域反射仪快速标定中子水分仪

为提高田间标定效率并减少土壤空间变异对标定方程的影响,利用时域反射仪来快速标定中子水分仪。埋设中子管时边钻孔、边观测土壤岩性,同时用TDR测体积含水量。用中子仪测放射性计数,测量计数除以标准计数得到计数率比,从而得到体积含水量与计数率比关系曲线。试验结果表明:①沙壤和粉沙可以使用同一个标定方程:y=41.989x+14.989,R2=0.8539;②容重不影响标定结果,但是0~30 cm深度不适合使用中子仪测量土壤水分;③研究区内埋深30 cm以下,使用TDR标定中子仪的标定方程为:y=53.139x+10.397,R2=0.968;④TDR适用性分析表明对于研究区内的沙壤和粉沙,TDR可以直接测定其体积含水量,适合对中子仪进行标定。因此,这是一种快速有效的田间标定中子仪新方法。     

储水灌溉及覆膜对土壤水分及小麦出苗的影响

对不同储水灌溉定额和覆膜时期的研究结果表明,储水灌溉可增加0～120cm土层土壤贮水量,适度降低储水灌溉定额,对播种期和出苗期0～10cm土层土壤含水率影响不明显,头水期0～40cm土层土壤含水率与对照之间的差异不显著,春小麦出苗率提高;及早覆膜,有利于提高播种期和出苗期0～10cm土层、头水期0～40cm土层土壤含水率,以及播种至三叶期0～25cm土层地温。春小麦全膜覆土穴播栽培的适宜储水灌溉定额为600m3/hm2,覆膜时期为储水灌溉前覆膜,与对照相比,播种期及出苗期0～10cm土层土壤含水率分别提高7.36%和8.29%,头水期0～40cm土层土壤含水率提高2.78%,基本苗及出苗率分别增加26.34万株/hm2和5.44%,节水900m3/hm2。     

沼液灌溉麦地土壤CO_2和N_2O排放通量变化特征

为揭示奶牛场沼液灌溉后麦地CO2和N2O排放通量的变化特征及与相关环境因子相互关系,采用静态箱-气相色谱法对奶牛场沼液灌溉后第1d土壤CO2和N2O排放通量连续进行24h观测,同时观测灌前1d、灌后第2d、第4d和第7d排放通量。结果表明,沼液灌溉(SI)、习惯施肥(CF)、不施肥(CK)处理灌后第1d土壤CO2与N2O日排放通量范围分别为115.55~253.44、66.97~114.17、62.86~125.96mg/(m2·h)与115.79~401.1、4.15~21.04、1.44~28.32μg/(m2·h),日峰值和日谷值均出现在14:00和5:00;除CK外,各处理排放通量与地表及距地表5cm处地温显著相关(P0.05)。灌溉前后CK和CF处理CO2和N2O排放通量变化较小。灌溉后SI处理土壤CO2和N2O排放通量迅速升高且分别在灌后第1d和第2d达到排放峰值,此时CO2和N2O排放通量分别较SI处理灌溉前分别升高111.9%和890.0%,随后SI处理CO2和N2O排放通量开始下降,灌溉后第7d分别与CK和CF处理相比无显著差异。灌溉后7d内SI处理的CO2和N2O累积排放量均显著高于CK和CF处理。     

寒地水稻覆膜灌溉耗水规律及水分生产效率试验研究

在黑龙江水稻灌溉试验中心进行水稻覆膜灌溉试验,研究了不同灌溉模式下,覆膜对水稻耗水量及水分生产效率的影响。结果表明,覆膜淹灌处理水稻耗水量比常规淹灌减少7．35％,覆膜控灌耗水量比常规控灌减少3．77％,覆膜间歇灌溉耗水量比常规间歇灌溉减少10．00％;覆膜淹灌处理水分生产效率较之常规淹灌提高32．45％,覆膜控灌处理...     

不同灌水处理对枸杞产量和品质的影响

针对宁夏中部干旱区枸杞灌溉水资源紧缺的生产实际,采用完全随机区组法进行大田滴灌试验,研究了不同灌水处理,不同种植方式(覆膜与不覆膜)对枸杞产量和品质的影响。研究结果表明:(1)覆膜和不覆膜条件下,灌溉定额为1 620 m~3/hm~2时,枸杞总糖、甜菜碱、胡萝卜素含量均最高。(2)不同采收时间枸杞总糖含量变化呈"先增后降"变化规律,甜菜碱含量呈"先降后增"变化规律,胡萝卜素含量呈"逐渐增加"变化规律。(3)灌溉定额为1 620 m~3/hm~2时,覆膜和不覆膜条件下枸杞产量均最高,覆膜枸杞产量最高为1.040 07万kg/hm~2,不覆膜枸杞产量最高为9 923.40 kg/hm~2,覆膜比不覆膜的产量高4.81%。当灌溉定额小于等于1 620 m~3/hm~2时,枸杞产量均随灌溉定额的增大而增大,当灌溉定额大于1 620 m~3/hm~2时,枸杞产量均随灌溉定额增大而减小。覆膜滴灌条件下,有利于保持土壤水分,有效节约水资源,灌溉定额为1 620 m~3/hm~2适宜在宁夏中部干旱区高效节水生产中广泛推广。     

水稻覆膜灌溉对生态环境的影响研究

通过大田试验,与浅湿灌溉(CK1)和浅水灌溉(CK2)相比较研究了覆膜灌溉对水稻生态环境的影响。结果表明,覆膜灌溉条件下稻田空气相对湿度低于CK1和CK2,气温和地温高于CK1和CK2,其中地温的增温幅度在返青期最大,随着水稻叶面积的增加逐渐减少,在所观测的深度范围内(15cm)随着土层深度的增加而增大。覆膜灌溉较CK1、CK2生育进程加快,生育期提前和缩短。抽穗开花期水稻的抵抗力差,若遇低温高湿情况易感染稻瘟病,由于覆膜区水稻抽穗早避免了低温天气,加上覆膜还可以提高空气温度、降低空气湿度,使覆膜区水稻的受病害程度明显降低。覆膜水稻的生长量大(分蘖数、每穗总粒数和千粒重高),其无效分蘖数也较高,因此,建议覆膜水稻要适当稀植以增加成穗率,同时降低成本。覆膜水稻产量较CK1高2.6%,较CK2高5.7%;经济效益较CK1高1.1%,较CK2高6.2%;灌溉水生产率为1.56kg/m3,比CK1高38%,比CK2高95%。     

微咸水灌溉对盐碱地土壤水盐分布与冬小麦产量的影响

为探求冬小麦科学合理的微咸水灌溉模式,2015-2017年在山东省沾化区开展了冬小麦微咸水灌溉试验。基于大田试验,采用淡水和矿化度为3.0 g/L的微咸水,设计了四种不同的灌溉方案(T1:80 mm淡水+80 mm淡水+80mm淡水; T2:80 mm淡水+80 mm淡水; T3:80 mm淡水+80 mm微咸水+80 mm微咸水; T4:80 mm淡水+80 mm微咸水),研究了微咸水灌溉对盐碱地土壤水盐分布与冬小麦产量的影响。结果表明:①灌三水方案的土壤含水率可达到12.5%～19.9%,而灌两水方案仅达到10.8%～13.6%,在相同水量灌溉下,T3处理可以确保生育后期适宜的土壤水分;土壤盐分最终盈亏情况为T1T3T2T4,表明除淡水灌溉外,T3处理在补充土壤水分的同时,盐分积累较少。②灌三水比灌两水增产10%～25%,T3比T1处理减产0.03%～7.82%,表明三水灌溉要优于两水灌溉,微咸水灌溉下冬小麦略有减产。③综合节水及产量两方面,冬小麦采用T3处理方式进行灌溉为该区域的较优选择。     

沼液施用对设施土壤饱和导水率的影响

为探求沼液灌溉对土壤饱和导水率的影响。系统研究了不同沼液配比及灌溉量对番茄根区不同深度土壤的pH值、容重、总孔隙度、颗粒机械组成、含水率和有机质的变化规律,进而分析对土壤饱和导水率的影响。灌施沼液能一定程度降低土壤pH值,降幅为1.25%～3.75%;施用沼液可以降低土壤容重,降低幅度在2.13%～8.97%之间;灌施沼液可以降低土壤砂粒含量,增加土壤粉粒及黏粒含量;随着沼液灌溉配比增大以及沼液灌溉量的增加,不同土层深度的总孔隙度均呈现增加的趋势;土壤含水率与沼液配比无关与沼液灌溉量呈正相关,土壤含水率随土层深度呈抛物线变化;垂直剖面上,沼液灌溉处理土壤剖面的饱和导水率都随土壤深度的增加而下降;有机质对土壤饱和导水率的影响阈值为18.51 g/kg。多元逐步回归分析表明土壤容重、黏粒含量以及土壤有机质含量是影响土壤饱和导水率的主要因子,建议沼液合理的配比及灌溉量应控制为T2处理,但是其长期施用效果还有待于进一步验证。     

耕作方式对稻田土壤有机碳与易氧化有机碳的影响

以稻田免耕长期定位试验站为平台,研究不同耕作方式对紫色水稻土有机碳以及易氧化有机碳剖面分布的影响。结果表明:连续耕作20年后,不同耕作处理稻田剖面(0～60cm)中有机碳含量随着采样深度加深而降低,土壤有机碳含量最高值和最低值分别出现在垄作免耕(稻油)表层(0～10cm)和水旱轮作(稻油)底层(40～60 cm),其中垄作免耕(稻油)处理中0～10 cm和10～20 cm土层有机碳含量和常规平作(中稻)、垄作免耕(中稻)之间差异并不显著,但其20～40cm土层有机碳含量则显著高于其他耕作处理(P<0.05),表明长期耕种20年后,耕层(0～20cm)土壤有机碳含量已趋于平稳;另外,同传统耕作处理相比,长期垄作免耕(稻油)的固碳潜力主要表现在20～40cm土层。常规平作(中稻)和垄作免耕(中稻)处理剖面土壤易氧化有机碳含量均随土层加深而降低,而垄作免耕(稻油)和水旱轮作(稻油)则分别在20～40cm和10～20cm土层出现易氧化有机碳含量增加的现象,表明耕作和轮作方式对土壤有机碳稳定性具有明显的影响。对不同耕作处理稻田土壤有机碳与易氧化有机碳、易氧化有机碳分配比例之间的关系分析,其一元线性回归方程分别为:y=1.990 1x+6.521 4,R=0.881 9,n=16;y=0.270 4 x+7.345 7,R=0.542 2,n=16,表明稻田土壤易氧化有机碳与其有机碳关系密切,可用于表征该区域土壤碳库的变化大小。     

小麦喷灌节水栽培技术的初探

本文通过6年试验,明确了黑龙江省军川农场春小麦需水规律和最佳灌水量及喷灌时间,可节水30％～50％,提高产量309％左右。并建立了小麦产量与需水量之间的一元回归预测式:y=-37.136+1.296x,为小麦合理灌溉提供了依据。     

大田茄子生产试验研究

对大田滴灌条件下不同水肥处理对茄子的影响进行了研究.试验处理包括2种不同灌溉水平,①中灌水水平(W1):初果期和盛果期土壤含水量分别控制在65%～70%和80%～85%的田持;②高灌水水平(W2):初果期和盛果期土壤含水量均控制在80%～85%的田持.包括4种不同施氮量水平,N1:45 kg/hm2(低施氮水平)、N2:90kg/hm2(中等施氮水平)、N3:135 kg/hm2(丰富施氮水平)、N4:180 kg/hm2(高施氮水平).试验结果表明:①W2灌水条件下各处理的茄子产量均高于W1,且以W2N2产量最高,为49.9 t/hm2;②最优处理T4(W2N2)的茄子日均耗水量,苗期为1.37 mm/d,花期为1.97 mm/d,初果期为2.86 mm/d,盛果前期为4.54 mm/d,盛果中后期为3.43 mm/d;③单株茄子产量(y)与单株根重(x)之间有密切的线性关系:y=0.007 9 x+1.5141,R2=0.718 3.     

冬小麦冠气温差及其相关影响因素关系研究

在冬小麦主要生育期(2002年的4月初到5月底),对3个不同水分处理测定了冠层温度、气温以及土壤含水率和叶面积指数,并进一步计算了冠气温差并分析了冠气温差与土壤含水率和叶面积指数间的关系。结果表明:不同的灌溉措施对冠气温差的影响是有差异的;中午14:00左右在H2高度处(冠层之上)的冠气温差能反映作物的水分特征,可以用此时刻的实验结果来检验遥感数据反演冠气温差的精度;在60～80cm土层的土壤体积含水率能较好地反映中午14:00冠层之上冬小麦冠气温差的变化情况,不同水分处理二者的相关系数(R2)分别为0.60361(节水灌溉),0.95668(充分灌溉),0.84597(不灌溉);不同水分处理下的冬小麦主要生育期的叶面积指数与冠气温差也有一定的相关性,冠层之上二者的相关系数分别为:0.76082(节水灌溉),0.40548(充分灌溉),0.99499(不灌溉),这为区域上遥感反演作物冠气温差来监测土壤含水率及作物估产提供了依据。     

不同灌溉方式对覆膜棉田土壤温度的影响

为探讨不同灌溉方式（地下滴灌和膜下滴灌）对覆膜棉田地温的影响,利用曲管水银地温计和插入式地温计观测了新疆高产棉田膜下宽行、膜下窄行、膜边内侧和膜外裸地不同深度（地表下0、5、10、15、20、40、60和80cm）处地温在全生育期内的动态变化过程。试验结果表明,表层地温的变化滞后于气温的变化,滞后时间随着土壤深度的增加...     

土壤可溶性盐含量与电导率的关系实验研究

为了能解决土壤可溶性盐测定工作中经常会遇到的问题,采集了石河子大学现代节水灌溉兵团重点试验室土壤样品110个,系统研究了土壤可溶性盐含量与土壤浸出液电导率之间的关系,从5种函数模型中筛选出土壤浸出液电导率与其残渣烘干法可溶性盐含量之间的最优回归拟合方程y=0.071 2 x0.576 8;探究土壤浸出液电导率随其静置时间的变化规律,得出电导测定和残渣烘干法测定的准确静置时间。     

水氮量组合下冻融期土壤温度的时空变化特征

为了探求不同水氮量组合下非饱和冻融土壤介质中土壤温度的时空变化规律,设置了3个施肥水平(100、300和500 kg/hm2)、两个灌水量(375和750 m3/hm2)组成6种水肥灌溉组合。结果表明:冻融期灌水施肥地块地表处土壤温度较不灌水地块低,地温在土壤剖面上呈"高-低-高"分布趋势,不稳定冻结期灌水施肥地块0~10 cm地温处于较低值。稳定冻结前期,0~30 cm地温升降明显且变化大,30~150 cm地温变化较小;稳定冻结后期土壤比热容量增加,地温变化较稳定冻结前期平缓。消融期地温对外界气温敏感程度增大,0~30 cm地温变异性增加。整个冻融期,0~20cm地温波动幅度较大,30~90 cm地温变化平缓;整个冻融期0~30 cm土壤平均温度在W750下高于N0W0,而W375对土壤温度影响不明显;30~150 cm地温并非随水肥量单调增加而升高,N300W375和N500W750对30~150 cm土壤増温效果较佳,且灌水量愈高増温效果愈明显。灌水施肥地块0~20 cm土壤温度与N0W0绝对灰色关联度(0.791~0.977)高于30~90cm(0.960~0.995),水氮量组合对0~20 cm土壤温度影响较大,对30 cm以下影响微弱。     

覆膜集雨补灌对冬小麦产量和水分利用效率的影响

为确定半湿润易旱区垄沟集雨种植模式下冬小麦拔节期的适宜补灌量及探究不同地膜对土壤蓄水保墒和节水增产效果的差异,设置垄上覆普通地膜(P)和生物降解膜(J) 2种处理,并结合雨养(I0)、拔节期补灌20 mm(I_1),40 mm(I_2),60 mm(I_3),对比分析不同地膜不同补灌量下0～200 cm土层土壤贮水量、冬小麦产量和水分利用效率的变化.结果表明:覆膜可显著提高0～100 cm土壤贮水量,处理J在苗期保墒性与P相当,之后显著低于处理P;覆膜使苗期后100～200 cm土壤贮水量显著低于CK,但P,J间差异不具有统计学意义.补灌能显著增加0～200 cm土壤贮水量,处理I_3的土壤贮水量最高,I_2次之.覆膜处理的产量和水分利用效率均显著大于CK,P略大于J,但差异不具有统计学意义.2种不同膜覆盖下处理I_2的平均籽粒产量比处理I_3低1. 50%,但处理I_2的平均水分利用效率与灌溉水利用效率较I_3分别提高2.4%和37.5%.因此,垄覆生物降解膜,沟内种植,结合冬小麦拔节期补灌40 mm(I_2)是缓解残膜污染、增产节水的最优处理.     

膜下滴灌棉田土壤温度分布特征

为了探讨膜下滴灌棉田地温的时空变化规律,作者通过在新疆巴音郭楞蒙古自治州水利管理处国家重点灌溉试验站开展微咸水和淡水膜下滴灌棉花大田试验,定时监测膜下滴灌棉田棉花不同生育期、不同空间位置处的温度。研究结果表明,表层土壤温度变幅大,深层土壤温度变幅小;苗期宽行地温＞窄行＞膜间,蕾期宽行地温＞膜间＞窄行,花铃期膜间地温＞宽行＞窄行;不同生育期对地温起主导作用的影响因子不同,苗期地温的主要影响因子为覆膜,蕾、花铃期的主要影响因素为植株覆盖及土壤含水量,吐絮期的主要影响因子为植株覆盖;微咸水膜下滴灌条件下,相同深度不同位置(宽行、窄行、膜间)以及相同位置不同深度处地温变幅均较淡水处理显著,且微咸水膜下滴灌棉田同一深度同一位置处地温明显高于淡水处理。