北疆地表覆盖对耕作层土壤冻融期温度影响的试验研究

为了揭示北疆季节性冻融期不同地表覆盖对土壤温度时空变异的影响,采用测坑试验方法,分析裸地对照和秸秆覆盖、活性炭覆盖、地膜覆盖3种不同地表覆盖下冻融期土壤温度变化规律,结果表明:气温对10cm土层温度影响较大,随土壤深度增加,气温的影响力呈递减趋势;在季节性冻融期,地膜覆盖、活性炭覆盖和秸秆覆盖相比裸地均有增温效应,但是秸秆覆盖和活性炭覆盖的增温效应大于地膜覆盖,且10~40cm土层土壤温度变幅远小于地膜覆盖和裸地,对调节耕作层土壤温度具有良好效果。研究结果对调节季节性冻土土壤温度变化,指导春播具有重要意义。     

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。     

膜下滴灌棉花根系分布规律研究

在棉花不同的生育期,在窄行及宽行采用根钻取样的方法,对棉花根系分布进行研究,结果表明:随着深度的增加,窄行和宽行的根重密度及根长密度逐渐减小,在棉花蕾期,宽行根系分布较多,窄行较少,棉花花期根系主要集中在20~40 cm土层内;进入铃期后,0~20 cm土层内宽行根重密度大于窄行,20~40 cm的土层范围内,窄行根重密度大于宽行,而在40 cm以下,宽行大于窄行,根系的分布宽行较广;在棉花进入絮期后,窄行根系的生长优于宽行,窄行的土壤条件对根系的生长更为有利,窄行分布的吸水根系相对较多。     

季节性冻融期不同地表覆盖对土壤温度时空变化的影响

为了揭示季节性冻融期地表覆盖对土壤温度时空变化的影响,分别设置了裸地(LD)、秸秆覆盖(JG)和地膜覆盖(DM)3种处理,运用数理统计学法和灰色关联度法对冻融过程不同深度的土壤温度随时间的变化进行了统计分析。结果表明:地膜覆盖对土层具有显著的增温效应;秸秆覆盖对土壤温度的影响在不同的冻融阶段有所差异:冻结阶段,秸秆覆盖减少了土壤热量的散失,对土层具有增温作用;融化阶段,秸秆覆盖减弱了地气间的热交换,抑制了土层温度的增加。地膜和秸秆覆盖可以平抑土壤剖面地温的变幅。在整个冻融期,两种覆盖处理均对地温产生影响,0~20 cm对地温的影响较大,20~90 cm地温随土壤深度的加深,土壤温度的波动幅度逐渐减小。研究成果对于季节性冻土区地表覆盖措施的选取提供依据。     

完全生物降解地膜覆盖对膜下滴灌棉花土壤温度及水分的影响

新疆进行膜下滴灌以来虽然极大地提高了农作物的产量,给农民带来巨大经济效益,但同时也导致农田污染,为此发展可降解地膜迫在眉睫。为了解可降解地膜覆盖的田间应用效应,通过完全生物可降解地膜、普通地膜覆盖及裸地栽培棉花对比试验,研究完全生物降解地膜对土壤温度和水分的影响。结果表明,可降解地膜覆盖能够明显提高地下0 15cm的土壤温度,提高地下0 50cm的土壤水分。完全生物降解地膜覆盖对土壤的保水增墒作用与普通地膜相似,以可降解地膜取代普通地膜应用于棉花膜下滴灌是可行的。     

覆膜棉田土壤温度变化特征与地表温度估算

为了明确河北低平原区覆膜植棉农田土壤温度分布特征,采用小区试验,研究了微咸水(5 g/L)灌溉条件下覆膜棉田不同土层深度和不同点位土壤温度的变化特征,并估算了裸露行和覆膜行的地表温度。结果表明,棉花生育期间不同深度处土壤温度都呈现了先增大后减小的趋势;随着土层深度的增加,土壤温度的变化趋于平缓,棉花生育期内0、10、20、40、60、100 cm深度处日均土壤温度的变异系数分别为24.13%、19.79%、18.25%、15.20%、13.10%、11.65%。覆膜具有增温作用,增温效果随棉花生育进程推进和土层深度增加而有所减弱;覆膜行和裸露行距离植株远处的土壤温度均大于其近处。采用能量平衡原理可以较好地估算地表温度,裸露行和覆膜行估算结果的符合指数(d)分别为0.986 9和0.985 5,Nash-Sutcliffe系数(NSE)分别为0.947 7和0.941 0。研究结果可为丰富棉花栽培技术体系提供理论支撑。     

不同覆膜宽度对棉花土壤水分及地温的影响研究

为了进一步探究不同覆膜宽度对棉花土壤水分及地温的影响,试验对2种覆膜宽度下棉花各生育期0～25 cm处土壤温度、0～100 cm处土壤水分等指标进行观测。结果表明:超宽膜(2.05 m)较窄膜(1.4 m)效果显著;不同覆膜宽度情况下土壤温度日变化趋势相近,表层5 cm处土壤温度受大气温度的影响较大,随土层深度增加影响减弱并有一定的滞后效果;棉花生育后期5～25 cm处土壤平均温度超宽膜较窄膜高0.1～1.1℃。棉花各生育期25 cm土层以上,土壤含水率与土壤温度呈负相关,当土壤含水率低时土壤温度高,且超宽膜条件下相关性高于窄膜,超宽膜覆盖改善了土壤的水热条件,进而使作物生长发育加快;对北疆棉花种植而言,使用超宽膜覆盖较窄膜每公顷增产13.7%,增产效果显著;该研究成果可为北疆棉花种植生产提供一定的科学依据。     

膜下滴灌棉田冻融期土壤剖面水盐热分布动态

为了深入揭示干旱区膜下滴灌棉田冻融期土壤水、盐和温度的动态变化规律,利用Hydra水盐热系统实现对冻融期宽行、窄行和膜间位置15,25和40 cm深度土壤液态水分、温度和电导率实时等间隔加密监测,分析了冻融期土壤水盐热动态变化过程.结果表明:同一位置不同深度液态水分、电导率和温度动态变化规律一致;冻融期内盐分垂向运移规律为深层土壤内的盐分向表层运移,冻融作用使盐分发生了重分布,加重了土壤40 cm深度的盐分含量,电导率增值范围为20~80 μS/cm,并且冻融前后不同位置电导率以位置排序由大到小为宽行,窄行,膜间;在冻融过程中不同位置土壤温度、液态水分和电导率两两之间存在着正相关关系(P<0.01),其相关系数大于0.74,而电导率与温度和液态水分两者也存在极强的多元一次函数关系(P<0.01),其相关系数大于0.90;冻结和融化并不是重合的过程,而是在期间会出现分叉点,分叉点出现在-1 ℃附近.研究结果对制定合理的非生育期灌溉制度具有重要参考意义.     

膜上灌作物需水量和地膜覆盖效应试验研究

1998年和1999年在新疆自治区乌兰乌苏农业气象实验站内进行了膜上灌条件下的覆膜棉花和玉米的需水及地膜覆盖效应的试验研究。结果表明地膜覆盖具有明显的增温保墒效应，在苗期增温效应龙为显著，覆膜农田地表下5cm、10cm、15cm、20cm和25cm在8：00、14：00和20：00等3个时刻，苗期平均产地温比露地棉田分别高5.7℃、3.3℃、3.5℃、1.5℃和1.2℃。同一灌水下限条件下，在整个生育期内覆膜棉花、玉米耗水较未覆膜棉花、玉米分别减少水分蒸发损失73.6mm和60.1mm。在当地气候条件、土壤质地和作物栽培方式下覆膜棉花、玉米在全生育期内分别耗水374.5mm和374.81mm，平均耗水强度为2.26mm/d和2.97mm/d。     

不同覆盖方式下蓄水坑土壤温度日变化特征研究

为了研究不同覆盖方式(无覆盖,秸秆覆盖,地膜覆盖)下蓄水坑坑内土壤温度一日内随时间的变化规律,在田间利用水银温度计和直角地温计,观测了大气温度、蓄水坑坑内空气温度、距坑壁不同距离和坑底不同深度处地温一日内动态变化过程.试验结果表明:秸秆覆盖坑内土壤温度日变化相对平稳,外界低温时有增温效应,外界高温时有降温效应;无覆盖和地膜覆盖,坑内土壤温度随着距坑壁距离的不断增大,日变幅逐渐减小,渐趋稳定;地膜覆盖较秸秆覆盖和无覆盖对坑内土壤温度具有明显的增温效应;随着蓄水坑距地表深度的不断增大,坑壁土壤温度日变幅逐渐减小,趋于稳定.     

滴灌条件下地膜覆盖对玉米田间土壤水热效应的影响

水热条件是影响作物生长和发育的重要因素之一,通过田间试验研究了有膜滴灌和无膜滴灌对玉米的土壤水分和温度的变化。结果表明:在玉米生长前期,有膜滴灌0~20cm土层的含水率较无膜滴灌高出6.4%,差异显著(p0.05),但在30~100cm土层,有膜滴灌土壤含水率却比无膜滴灌低6.1%~7.54%,差异显著(p0.05)。玉米生育期前期(5-6月),覆盖地膜比无膜措施平均温度高0.4~4.1℃;种植后30d,覆盖地膜处理在5~10cm土层的日较差显著高于无膜处理,但其他土层差异却不显著,可见地膜覆盖在玉米生育期前期可以增加土壤浅层温度,提高土壤表层含水率,为玉米的生长发育提供了良好的水热条件。     

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。     

秸秆覆盖的土壤温度效应及其对玉米生长的影响

针对黑龙江西部风沙土区气温偏低影响玉米生长的问题,在黑龙江省杜蒙县进行了免耕秸秆覆盖研究.结果表明,秸秆覆盖处理较对照表现为白天降温晚上增温的效应,增温效果与土壤深度呈抛物线形,15～20 cm增温效果最好.整个生育期表现为拔节期前降温,拔节后增温的效应.前期降温影响大于后期增温影响,玉米各生育期生物性状均差于对照,说...     

宁夏引黄灌区单种玉米的水分利用效率研究

针对宁夏引黄灌区严峻的缺水问题，利用玉米的宽窄行种植方式。结合起垄、覆膜、中耕等节水措施，探讨了4种单种玉米种植方式的节水效果和玉米前期推迟灌水的可行性及后期水分胁迫条件下的保水效果。结果表明：垄作沟灌和隔行沟灌可节水34％～35％；覆膜具有较好的增温保水效果。增产幅度在25．4％左右。收支相减，仍有增产效果；隔行沟灌较常规栽培增产幅度在11．8％左右。达到了既增产又节水的目的。在控水条件下，分析了垄背与垄沟、膜内与膜外、宽沟与窄沟的土壤水分差异，提出了玉米推迟灌头水的土壤水分指标，并阐述了后期控水对单种玉米产量及土壤水分的影响。     

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。     

典型绿洲区长期膜下滴灌棉田残膜分布现状研究

【目的】优化管理农田地膜。【方法】于2016年9月在新疆典型绿洲区石河子121团对6块覆膜滴灌棉田(应用膜下滴灌年限分别为5、9、11、13、15和19 a)土壤进行取样,研究了样品中的残膜面积和残膜质量。【结果】6块棉田地膜残留密度分别为127.11、215.85、250.63、294.17、327.83和348.83 kg/hm~2,残膜密度以每年16.37 kg/hm~2的趋势递增;残膜主要集中分布在土壤0～15 cm土层内,且面积大于30 cm~2,随着覆膜年限的增加,逐渐下移到15 cm以下土层内,且这部分残膜逐渐碎裂并均匀分布在土壤20～30 cm土层。随着覆膜年限的增加,棉田土壤中残膜的数量和密度均呈逐年上升趋势,表层土壤中面积较大的残膜在耕作过程中逐年碎裂并向深层土壤下移且均匀分布;同时随着覆膜年限的增加,在35～40 cm深层土壤中面积和质量较小的残膜呈明显增多的趋势。【结论】新疆绿洲区棉田地膜残留远超国家标准限值,应采用厚度大于0.008 mm地膜,同时采取措施提高农田地膜回收率。     

不同覆盖方式对土壤水肥热状况以及玉米产量影响

【目的】阐明不同覆盖方式对调节土壤水肥热状况以及增加玉米产量的影响。【方法】设置地膜覆盖、玉米秸秆覆盖和不覆盖3种方式,研究了不同覆盖方式对土壤含水率、土壤养分、土壤温度与玉米产量的影响。【结果】在玉米的生长前、中期,秸秆覆盖与地膜覆盖处理的保墒效果均优于不覆盖处理,其中0~60 cm土层土壤含水率差异明显;玉米进入成熟期后,秸秆覆盖处理0~60 cm土层含水率显著高于地膜覆盖和不覆盖处理,平均高8.23%和22.41%。秸秆覆盖能够促进浅层土壤养分量的提高,相较于不覆盖,秸秆覆盖的速效钾与有效磷量分别增加了15.11%、85.13%;相比地膜覆盖和不覆盖,生长前期秸秆覆盖温度更高,生长期和成熟期秸秆覆盖温度更低。地膜覆盖、秸秆覆盖的玉米产量分别比不覆盖高24.02%、24.90%,差异显著(P<0.05)。【结论】玉米秸秆覆盖能够提高土壤养分与水分,调节土壤温度,增加玉米产量。     

旱地地膜覆盖和施肥对马铃薯干物质累积和土壤水分含量的影响

研究了旱地地膜覆盖和不同施肥处理对马铃薯干物质累积、土壤水分含量及产量的影响.结果表明,各生育期马铃薯全株、决茎及地上部干物质累积覆膜处理显著高于露地,最佳施肥处理(OPT)的干物质累积高于传统施肥处理(FP)和不施肥处理(CK).在21～80 cm土层露地田间土壤水分含量高于覆膜.覆膜土壤水分利用效率(WUE)和产量...     

极端干旱区降解膜对滴灌棉花土壤水热及产量的影响

为了探明降解膜在哈密盆地滴灌棉花种植的应用效果,选取降解膜M1,M2,M3,M4及普通塑料地膜PE(CK)开展对照试验,研究降解膜的降解性能及其对滴灌棉花土壤水热变化与产量的影响.结果表明:M2在覆膜80 d左右最早出现降解、180 d左右进入残存期,生育期末仍有小块地膜残片存在;而降解膜M1与M3于生育期末才进入崩解期,降解相对缓慢;普通塑料地膜始终没有降解.苗期和蕾期各种降解膜尚未开始降解,保温保墒性能与CK相似;花期以后各种降解膜出现了不同程度的降解,花期降解膜与普通塑料地膜覆盖的土壤平均温度差异最大,降解膜M1,M2,M3及M4的土壤平均温度分别比CK低11.62%,10.02%,7.67%及10.45%,而铃期和吐絮期土壤温度差异较小,降解膜土壤平均温度比CK仅低2.05%~5.52%;花期到吐絮期降解膜M1,M2,M3及M4处理的土壤平均质量含水率分别比CK低5.92%,8.09%,7.14%及12.41%,保墒性能差异较大;降解膜处理的籽棉产量较CK减产2.05%~13.72%,其中降解膜M2产量仅次于CK,且与CK之间无统计学意义.因此,无色透明氧化-生物双降解膜M2替代普通塑料地膜用于哈密盆地等极端干旱区棉花生产实践具有可行性.