不同潜水埋深污水灌溉硝态氮运移试验研究

随着污水灌溉的迅速发展,污水灌溉对土壤环境及地下水的影响日益受到人们的关注。通过污水灌溉田间试验,探讨了不同潜水埋深条件下,污水灌溉对土壤及地下水中硝态氮的影响。结果表明:与灌水前相比,灌水后土壤硝态氮含量的峰值都出现下移现象,灌水对土壤中的硝态氮有强烈的淋洗作用;地下水埋深相同时,高灌水量处理土壤增加的硝态氮含量比低灌水量处理的大;灌水量相同时,土壤硝态氮增加量随着地下水埋深增加而增大。     

浅埋式滴灌湿润锋发展规律试验研究

(目的)研究旨在根据苜蓿浅埋式滴灌的发展需求,针对滴头埋深、流量等因素对滴灌湿润体发展的影响规律开展了室内试验研究。(方法)利用新疆阿勒泰地区青河县阿苇灌区苜蓿浅埋式滴灌试验区的沙壤土对不同滴头埋深和流量,开展浅埋式滴灌条件下土壤湿润锋的发展过程、湿润锋特征值变化等的试验。设置了5 cm、10 cm、15cm共3个滴头埋深处理,滴灌流量控制在0.8L/h-2.5 L/h不等。(结果)结果表明,不同埋深不同流量下零通量面湿润锋形状近似为椭圆;湿润锋的水平、垂向运移距离分别随入渗时间的增长而增大且均与入渗时间呈幂函数关系;湿润锋水平、垂向运移距离的比值随滴头埋深增加而增大;湿润锋水平纵向运移距离随垂向深度增加呈现先增后减的趋势,纵向运移距离与垂向深度呈二次函数关系。(结论)上述结果对于浅埋式滴灌参数设计具有参考价值。     

制冷工况下水平埋管换热器运行试验研究

通过夏季工况的地源热泵运行试验,对运行过程中水平埋管的换热性能参数、试验场地周围气象因素和换热过程中土体的温湿度变化等因素进行实时监测,探讨了地源热泵运行过程中水平埋管换热器热交换性能及其周围土壤的温、湿度场变化规律。研究结果表明,地源热泵间隙运行有利于土壤温度场的恢复,随着停机时间的增加,水平埋管与周围土壤的热交换能力明显提高;气候变化对水平埋管周围土壤的温度场分布具有显著影响,随着埋深的递减,土壤温度受气候变化的影响越明显;水平埋管周围土壤温度的变化幅度随着与埋管距离的增加呈递减趋势,其影响半径为1.0m左右;热交换对水平埋管周围土壤湿度场的影响不明显,但大气降雨引起的地表水入渗对土壤湿度场的分布具有显著影响。     

渗灌管不同埋深对蔬菜保护地土壤盐分的影响

以番茄为供试作物，通过观测渗灌灌水前和灌水后土壤全盐含量的变化，研究了保护地渗灌及其渗灌管埋深对土壤全盐运移及积累过程的影响。试验结果表明，在渗灌管埋深为20~40cm范围内，保护地渗灌灌水后土壤全盐均表现出明显的表聚特性；土层深度、渗灌管埋深、土壤水分含量是影响土壤全盐含量的主要因素。在不同渗灌管埋深处理中以30cm埋深且渗灌管下有防渗槽的处理全盐在表层积累最少，且盐化速度较缓。     

大棚膜下滴灌土壤温度变化规律的研究

利用大棚膜下滴灌试验,观测2种作物在有无地膜覆盖条件下的土壤温度动态变化,研究结果表明:各层土壤温度都随外界温度的变化而变化,土壤浅层温度变化较快且变幅大,随土层深度的增加变化趋于平缓;每日不同土层温度随时间呈"低-高-低"的趋势变化,09:00前土壤温度较低且变化幅度不大,此后随着的推移土壤温度逐渐升高,16:00达到最高值,随后土壤温度开始下降;有地膜覆盖时相关性较好,不同作物相关性不同;覆膜可以使土壤普遍增温。     

苗期不同滴灌方式对东北春玉米产量和水分利用效率的影响

春旱是东北玉米产量增长的主要障碍因素之一,滴灌可有效缓解其对玉米生产的不利影响,不同滴灌方式的效果具有差异性。本文以常规雨养玉米为对照(CK),研究了传统滴灌(采用内嵌迷宫式滴灌管)和新型滴灌(采用自流插入式滴灌管)2种方式与不同埋管深度(0 cm、5 cm和10 cm)对玉米生长发育、产量和水分利用效率的影响。与对照相比,滴灌显著增产,增幅达9.5%~20.1%。传统滴灌不同埋管深度处理间产量差异不显著,而新型滴灌埋深5 cm产量显著高于地表滴灌,增幅为4.4%。同一埋深不同滴灌方式之间,新型滴灌埋深5 cm比传统滴灌增产8.8%,其他埋深差异不显著。与对照相比,滴灌处理出苗率提高11.3%,收获期穗数增加13.3%。新型滴灌埋深5 cm产量高于其他处理的原因是生殖生长期叶面积指数下降慢,显著提高收获期干物质重。与对照相比,滴灌处理水分利用效率提高8.1%~10.9%,其中新型滴灌埋深5 cm处理水分利用效率最高。因此,埋深5 cm新型滴灌是有效提高玉米产量和水分利用效率的灌溉方式。     

龟裂碱土地下水年际动态变化特征研究

旨在为龟裂碱土改良利用水盐调控提供理论依据,本研究对龟裂碱土用绳测法测地下水埋深、电导率仪测定矿化度、多参数测试仪测定pH值和滴定法测定盐分离子,对比分析龟裂碱土地下水埋深、矿化度、pH值和盐分离子年际变化规律。结果表明：地下水埋深和矿化度横向变化较大,变异系数分别为22.2%和38.9%,盐分离子Na⁺、Cl^-和HCO₃^-横向变异较大,Ca²⁺和K⁺横向变异较小;地下水盐分离子主要以Na⁺、Cl^–、SO₄^2-和 HCO₃^-为主;地下水埋深逐年变浅,pH值、矿化度逐年变小。本研究结果为龟裂碱土改良利用水盐调控提供依据,以及对干旱地区的环境保护和农业灌溉具有重要的科学价值。     

东北黑土区冻融交替土壤特性及适时春播耕作技术综合评价

东北农田黑土区在夏季多雨炎热,冬季干燥寒冷,因其独特的地貌地形导致耕层土壤表现出“昼融夜冻”特点,土层冻融循环现象较为明显。在受到冻融侵蚀作用下,本区域水土流失严重,部分地区成土母质暴露,加之春季土壤受冻融交替影响,无法适时完成作物春播工作,对该区域工农业经济发展造成严重阻碍。鉴于此现状,本文就前人针对东北黑土区土壤冻融交替方面研究进行总结梳理,分析冻融交替对土壤理化指标、微生物环境及春播土壤耕作等技术研究,旨在为东北黑土区应对冻融交替及冻融侵蚀现象提供科学的理论支撑和实践指导。     

紫花苜蓿田间滴灌毛管布置优化研究

【研究目的】为了进行苜蓿浅埋滴灌技术的推广与示范,确定出适宜的苜蓿优质高产的浅埋滴灌布置方式,通过建立数学模型,利用Hydrus-2D软件模拟田间毛管不同埋深和不同间距下的水分入渗特征,采用大田试验进行验证,与模拟结果进行对比分析。结果表明：HYDRUS-2D模拟结果可靠,可用于模拟苜蓿地下滴灌土壤水分运移规律,鉴于埋深5 cm和埋深20 cm时,间距为60 cm时能获得较优产量,且产量相差不大,且由于埋深为5 cm时更容易进行浅埋作业,建议在该地区采用地下滴灌埋深为5 cm,毛管间距为60 cm的布置方式。     

江西省土壤温度变化特征及其与气象要素的关系

掌握江西省土壤温度的影响因素、深度变化、季节变化及区域差异,可以为土壤理化性质、土壤生物的分布及生长发育提供研究基础,并对农业种植和生态建设提供科学参考。本研究根据2005—2020年地面气象资料中月均各层土壤温度、气温、降水、日照、相对湿度等数据,分析江西省各层土壤温度的季节变化、土壤温度随深度的变化关系及其区域差异特征,并总结各气象要素对各层土壤温度的影响。结果表明,江西各层土壤温度的季节变化非常明显,且土壤温度变化的滞后性随土壤深度增加而更加明显。春、夏两季的土壤温度随土壤深度的增加而降低,温度变化减小;秋冬两季土壤温度随土壤深度加深呈增加的趋势,温度变化较大。土壤温度的季节变化在不同地区之间存在差异,土壤温度与土壤深度呈二次线性关系。不同地区中土壤温度与各气象要素的相关性存在差异,单个气象要素对土壤温度影响较小,多个气象要素相互作用对土壤温度影响更明显。     

辽西雨养玉米农田土壤水分变化特征及其模拟

土壤含水量是作物生长发育的关键影响因子之一,确定土壤含水量变化及预测土壤含水量变化趋势,对于雨养农业更加有效地保墒、提高作物水分利用效率和增强抗旱防灾能力有着重要的现实意义。利用2008-2011年锦州玉米生长季逢三逢八土壤湿度观测数据,日气温降水数据和2008年玉米生长发育期数据资料,结合CERES-MAIZE土壤水分模块,分析了雨养玉米农田土壤水分时空变化特征和模拟了土壤水分时空变化特征。结果表明：生长季降水并不能反映土壤水分条件的好坏,生长季中雨以下的降水量和降水频次与土壤水分条件的好坏较好的一致性;土壤水分随土层深度而增加,0-40cm土壤含水量平均值和最低值分别是田间持水量的69%-82%和49%-64%;玉米根系生物量与生长时间呈二次曲线关系,所建根系生物量模型解释率达89.7%;耦合根系生物量模型和叶面积指数模型的CERES-MAIZE中的土壤水分模块能够较好的模拟雨养玉米生态系统土壤水分的时空变化特征。     

内陆河流域不同播期对春玉米土壤温度及生物量的影响

土壤温度是限制玉米高产的主要环境因子,为了寻求合理的播种时间,使玉米生长发育处于适宜的土壤温度环境中,从而保证干物质的积累和产量的形成。通过在内陆河流域代表区域武威开展不同播期对大田地膜春玉米进行试验,采用全生育期连续定点观测春玉米发育期、产量结构和20 cm、40 cm两个深度的土壤温度变化,分析了不同播期对春玉米生物量和土壤温度的影响。结果表明：营养生长期不同播期处理各层次地温均随生育进程的推进呈逐渐升高的趋势,拔节之后即进入生殖生长期,地温呈降低趋势。第二播期（4月20日）生长状况好,干物质累积量高,尤其是乳熟期和成熟期差异明显(P<0.05)。第二期产量构成优于第三期（4月30日）和第一期（4月10日）。第二播期处理,可以在苗期获得较高的地温,土壤增温明显,而在拔节期以后可保证适当较低的温度,从而保证干物质积累时间和产量结构的形成,是当地最适宜的地膜春玉米播种期。第一播期生物量则表现最差,说明正常情况下作物适当提前播期,延长生长期的做法在玉米的生产上是有一定风险的。     

基于人工神经网络理论的土壤水分预测研究

土壤水分含量是影响作物生长的重要因素,精确的预测技术对水资源的合理利用与管理具有重要的指导意义。利用人工神经网络理论,建立了以降水量、蒸发量、相对湿度和地下水埋深为输入因子,土壤水分含量为输出因子的预测模型,并对其预测精度进行了评价。结果表明,BP神经网络模型预测土壤含水率的最大误差为8.66%,平均误差为4.27%,预测精度达到0.989。模型具有较高的预测精度,其结果可为制定合理的水资源调配方案和调度计划提供科学依据。     

旱地冬小麦不同覆盖模式土壤温度变化动态研究

摘要： 通过对两年不同栽培模式、不同土壤深度、不同生育时期旱地冬小麦土壤温度资料的分析表明,覆盖栽培并不能改变土壤温度的变化规律,平膜覆盖栽培返青期前能够显著提高0～25cm各土层温度,垄膜覆盖栽培在越冬前能够有效提高表层土壤温度,覆草栽培仅在出苗期有一定的增温效应,返青期以后表现为负效应。     

风沙区保护性耕作种植冬小麦的生态经济效益研究

本文在毛乌素沙地南缘靖边县北部风沙区选用免耕（NT）、覆膜（PM）和翻耕（CT）3种耕作措施,在2003-2007年期间,连续4年进行了冬小麦引种及田间观测试验,对比分析了不同耕作措施对土壤温度、含水量、容重 、作物产量、水分利用率及经济效益的影响。试验结果表明：相对于CT,NT和PM在出苗期和越冬期能够提高土壤温度0.35℃和2.27℃,返青期和收获期各措施土壤温度差异不大。NT和PM分别增加土壤含水量16.5%和35.9%。NT在播种前和收获后分别降低了表层土壤容重1%和5%,但是次层20-40cm分别增加了5%和6%,PM增加了表层土壤容重。NT和PM分别提高水分利用率42.1%和78.3%,增加作物产量20.5%和72.2%。NT节省了生产投入,经济效益高于其他两种措施。由此可以看出保护性耕作有利于冬小麦在风沙区越冬,增加作物产量,改善当地种植结构,避免冬春季节农田地表裸露,延长地面覆盖时间,减少土壤风蚀。     

淡水鱼塘分层水温的变化特征

为了指导淡水养殖鱼塘水温的科学调控,保障水体生物安全越冬度夏,笔者选用武汉地区2011年3月至2012年2月淡水养殖鱼塘不同深度的水温数据及对应岸边的气温数据,应用数理统计分析方法分析其在不同时间尺度上的变化规律。结果表明：日尺度下不同深度水温日内的变化趋势与气温一致,气温的振幅较水温大,晴天气温及不同深度水温的振幅明显大于阴天。月尺度下3—7月气温及各层水温总体呈上升趋势,4月各层水温上升最显著;水温随深度增加而降低的趋势在晴天较多云天显著,阴天该趋势不明显。8月至次年2月,气温及各层水温呈下降趋势,1月下降最显著,水温随深度的变化呈降-升-降模式或降-升模式。季节尺度：水温随深度增加而降低的速率从大到小依次为春季、夏季、秋季,冬季水温随深度增加呈降-升-降模式。该结果可为武汉养殖池塘科学管理提供指导,也可为养殖鱼塘水温预报奠定基础。     

Winter Soil Warming Exacerbates the Impacts of Spring Low Temperature Stress on Wheat

The increase in global mean air temperature is likely to affect the soil temperatures in agricultural areas. This study aims to study the effects of winter soil warming on the responses of wheat to low temperature stress in spring. Wheat plants were grown under either normal or increased soil temperature by 2.5 °C for 82 days in winter. The physiological and yield responses of the plants to a 2‐day low temperature stress (4/2 °C in the day/night) at jointing stage were investigated. After exposing to low spring temperature, the plants that had experienced winter soil warming showed lower leaf and root water potential, lower oxygen scavenging capacity and poor photosynthetic performance as compared with the plants grown under normal soil temperature during winter. WL plants had significantly lower sugar content in shoot than the CL plants, which might have contributed to their higher susceptibility to low temperature. In addition, winter soil warming exacerbated the negative effects of low spring temperature on grain yield.     

冬季咸水结冰灌溉后土壤水盐运移规律的初步研究

在河北省海兴县对冬季利用苦咸水结冰灌溉盐碱地进行了大田试验。2005年冬季以试验区地下苦咸水(15 g/L),采用3种灌溉水量(90,135,180 mm)对盐碱地进行结冰灌溉,以不作处理的小区为对照(CK)。结果表明,由于冰层对土体冻融过程的抑制和冰层融化时发生水盐分离而产生的淡水对表层土壤盐分的淋洗的双重作用,次年春季处理小区0~10 cm土层土壤脱盐效果明显,3个处理的脱盐率分别为13.1%,74.0%,80.8%,180 mm灌溉水量处理效果最好;而CK小区的表层土壤表现为积盐,积盐率为39.4%。春季冰层融化后大水量处理0~100 cm土壤的含盐量也明显小于CK。     

1961—2010年宁夏灌区主要作物需水量时空分布特征

明确气候变化背景下作物需水量的时空分布特征是水资源高效利用和作物合理布局的重要依据。基于宁夏引黄灌区13个气象台站的气象数据及作物生育期数据,利用FAO推荐的彭曼公式和订正的作物系数,计算了1961—2010年宁夏灌区主要作物（春小麦、玉米、水稻、冬小麦）全生育期及不同发育阶段有效降水量及需水量,分析了其时空分布特征,并计算了各作物不同发育阶段灌溉需水量及需水强度。结果表明：1961—2010年宁夏灌区秋粮作物（水稻、玉米）全生育期有效降水量是夏粮作物（春/冬小麦）的2倍,1961—2010年宁夏灌区水稻、玉米生育期有效降水量为降低趋势,春小麦、冬小麦为增加趋势。高值区分布在石炭井、灵武和中宁,北部的石嘴山各站为低值区。宁夏灌区作物需水量从大到小依次为水稻、玉米、冬小麦、春小麦,灌溉需水量在不同发育期的分布和需水量的分布相似,北部的石嘴山各站及中宁为高值区。1961—2010年宁夏灌区4种作物全生育期及不同发育阶段需水量也呈显著增加趋势。所有作物需水强度均在拔节（返青）后开始明显增加,春小麦、冬小麦需水强度开花—乳熟阶段最大,玉米需水强度拔节—开花阶段、开花—乳熟阶段最大,水稻拔节后需水强度一直较大,乳熟—成熟阶段达最大。     

应用土壤测试技术指导冬小麦合理追肥

冬小麦从越冬前到次年春天拔节期,0～90cm土层的土壤N-min变化规律是:土壤N-min在返青初期累积达高峰,且主要分布于0～60cm(占3/4).因此通过测定土壤有效氮的丰缺指导冬小麦春季追氮,最适宜的取土时间是小麦返青初,适宜的取土深度是0～60cm.小麦返青初0～60cm土层土壤N-min测定值与小麦春季最佳追氮量间具有良好的相关性,r=-0.8401(n=11).而可用于土壤N-min简化测定的改进康维皿法土壤有效氮测定值与小麦春季最佳追氮量间的相关性更好.小麦返青初0～60cm土层改进康维皿法土壤碱解氮与小麦春季最佳追氮量间相关系数为γ=-0.8935(n=20),且后者远比前者简便易行,更适合我国国情.在亩产350～400公斤小麦籽粒的产量水平下,最佳追氮量与土测值间的直线关系式为N_f=15.96-0.7766N_改(Nkg/亩).