不同种植方式对草木樨滴灌土壤水盐运移的研究

基于大田试验,以耐盐碱牧草草木樨为试验材料,分析了以每3 d E20蒸发皿水面蒸发量的50%为灌溉指标,耕作种植方式为平作和垄作下,盐碱地滴灌土壤剖面(距滴头横向30 cm,滴头垂直深度100 cm)含水率、电导率和p H值的变化特征。结果表明:灌溉结束后,垄作种植方式的电导率和p H值都比平作下降得比较明显,其中,垄作和平作种植方式滴头下方0~60 cm的平均电导率比灌前下降37.4%和21.8%,垄作在0~40 cm淋洗的效果较明显,较灌溉前0~40 cm土层平均电导率下降52.4%,平作在0~20 cm淋洗的效果较明显,较灌溉前0~20 cm平均电导率下降30.8%。     

垄作沟灌栽培对土壤水热效应和春小麦产量的影响

研究了绿洲灌区垄作沟灌栽培条件下土壤温度和水分的变化及对春小麦的产量和水分利用效率的影响。结果表明,垄作沟灌栽培条件下,0～25cm土层土壤温度日变化以16:00差异最为显著,春小麦拔节前0～10cm平均土壤温度较平作栽培提高1.41℃,并随春小麦生长发育进程的推进,增温效应逐渐弱化。对深层土壤水分的消耗减少,0～20cm土壤含水率低于平作栽培,而20～80cm土壤含水率高于平作栽培。与平作栽培相比,相同灌溉定额下产量增加7.18%～34.97%,水分利用效率提高9.42%～27.34%,节水750m3/hm2。     

不同种植和覆膜方式对冬油菜出苗及苗期生长状况的影响

为解决西北干旱和半干旱地区粗放的冬油菜种植栽培模式和低温条件造成的出苗率低和苗期不能健康生长的问题。通过3年(2013-2014、2014-2015和2015-2016年)田间试验设置平作不覆膜(CK)、平作全覆膜(T1)、垄沟均不覆膜(T2)、垄覆膜沟不覆膜(T3)、连垄不覆膜(T4)和连垄覆膜(T5)6个处理,研究不同种植和覆膜方式对0~30cm土层的土壤含水率、5cm和10cm土层的土壤温度、冬油菜出苗率和苗期生长、生理状况的影响。结果表明,T1处理5和10cm土层的土壤温度最高,T5处理0~30cm土层的土壤含水率最高。T5处理与CK相比,0~30cm土层的土壤含水率增加19.8%~28.0%,5和10cm土层的土壤温度分别提高3.1~3.3℃和2.9~3.2℃。3年T5处理冬油菜的出苗率最高,T5处理冬油菜的出苗率与CK相比增加61.9%~130.8%,T1处理略低于T5处理,二者差异不显著,T3处理冬油菜的出苗率在温度和降水均较适宜年份与T1和T5处理差异不显著,而在低温少雨年份,其出苗率显著小于T1和T5处理。3年T5处理冬油菜的株高、单株叶片数、地上部干物质量和叶绿素含量均最大,分别比CK增加63.9%~113.2%、33.3%~47.5%、52.9%~77.6%和43.8%~66.7%;3年T5处理冬油菜的丙二醛和脯氨酸含量均最小,分别比CK降低54.2%~70.8%和34.6%~43.7%。因此,连垄覆膜T5处理在不同的气候年型下,均能有效提高冬油菜的出苗率,促进冬油菜壮苗的形成,是较优的冬油菜种植和覆膜方式。     

滴灌条件下不同种植方式水盐运移研究

为了研究盐碱地上紫花苜蓿不同种植方式下的水盐运移情况,该试验通过在盐碱地上设置垄作和平作种植两种模式的方法,测定了在滴灌条件下距离滴头不同水平位置(0~30cm)和垂直深度(0~100cm)的土壤水分、pH值和电导率(EC)的情况,并对这两种模式下的土壤的水分、pH和电导率的空间分布特征及与土壤环境因子之间的关系进行分析。结果表明,滴灌后在水平和垂直方向的滴头附近的土壤pH、电导率值显著降低,在10~20cm土层中平作种植方式的电导率值降低了94%,垄作种植方式电导率值降低了90%。垄作模式下的电导率等值线图在水平方向10~20cm范围内呈现梯次分布,该项研究将为探索盐碱地的开发利用提供有益的思路。     

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。     

不同耕作方式对土壤酶活性、含水率和紫花苜蓿生长的影响

【目的】了解土壤环境、肥力变化,为改善土壤质量、提高作物产量提供一定的依据。【方法】以紫花苜蓿为试验材料,设置了4种不同的耕作方式,分别为平作不覆膜(TW)、平作覆膜(TM)、垄作不覆膜(RW)、垄作覆膜(RM),分析了4种耕作方式下土壤酶活性、含水率的变化情况及其对紫花苜蓿生长状况和产量的影响。【结果】与TW耕作方式相比,TM、RW、RM耕作方式均能显著提高土壤表层脲酶及碱性磷酸酶活性,并且对0～20 cm土壤酶活性影响最为明显。4种耕作方式对土壤表层0～10 cm范围内的含水率影响显著,与9月相比,7月4种耕作方式下的土壤含水率变化情况更大。4种耕作方式中垄作覆膜处理条件下紫花苜蓿平均株高最高,产量最大(7.42 kg/m2)。【结论】4种耕作方式中,RM耕作方式下,土壤酶活性平均值最高,土壤肥力状况最好,而在深度为0～60 cm范围内,0～20 cm深度处土壤酶活性变化最为明显;与耕作方式相比,季节性因素对土壤含水率的影响更大;RM处理条件下紫花苜蓿生长的更好。     

春玉米组合种植模式土壤水分变化规律研究

保墒与灌溉技术的集成是提高作物水分利用效率的有效途径,本研究旨在探索一种新的能同步提高天然降水和灌溉水利用效率的种植模式。试验将垄作栽培、覆盖保墒、补充灌溉、交替隔沟灌溉4个单项节水技术有效组合,形成春玉米组合种植模式。具体设计为,聚土垄作春玉米,在玉米水分亏缺时期以交替隔沟灌水方式补灌,以垄沟表面不同覆盖形式为处理的春玉米种植模式。试验结果表明,在玉米全生育期内各处理垄背、南沟、北沟3处土壤含水量始终存在差异,南沟、北沟土壤含水量在灌水期交替出现峰值;处理之间,0~40 cm土层土壤含水量,垄覆膜沟覆秆处理(MG)垄覆膜沟裸处理(ML)垄覆秆沟覆秆处理(QG)垄沟全裸处理(CK),60~100 cm土层土壤含水量QGCKMGML;本试验所采用的组合节水种植模式能够发挥各单项节水技术的节水特性,并有利于提高水资源利用效率。     

玉米覆膜滴灌对土壤含水率的影响

通过田间试验,探讨玉米各生育期覆膜滴灌与非覆膜滴灌条件下土壤含水率变化情况。结果表明:不同滴灌方式下土壤含水率会发生明显变化;在玉米全生育期内,覆膜滴灌方式下0~60 cm土壤含水率变化趋势要好于非覆膜滴灌方式,适合在辽宁地区推广。     

宽垄窄行覆膜种植对夏玉米土壤水热及产量的影响

研究了旱作区雨养条件下,不同覆盖栽培模式对农田土壤水热变化动态及夏玉米产量的影响,为完善覆膜集雨栽培技术提供了一定的理论依据。试验设置了宽窄行垄沟覆膜种植(WFL)、宽窄行平作覆膜种植(WFP)、等行距垄沟覆膜种植(DFL)、等行距平作覆膜种植(DFP)、等行距平作不覆膜种植(CK)等5种不同种植模式,分别监测作物全生育期的土壤水分和土壤温度。结果表明,各覆盖处理0~10 cm土层有效积温(TTsoil)均显著增加,整个生育期内,WFL、DFL、WFP和DFP处理的TTsoil较CK分别提高280.2、250.2、162.3和150.5℃(P0.05)。覆盖种植使玉米生育期提前,且延长了玉米的生殖生长期,WFL、DFL、WFP和DFP处理玉米的生殖生长时间分别较CK长19、14、16、12 d。各覆盖处理均能改善玉米前期0~200 cm土层土壤水分,其中,WFL处理在0~20 cm土层内土壤储水量增加最为显著,较CK提高了21.95%。玉米生长后期各处理土壤贮水量与CK无显著差异。与等行距垄沟种植模式相比,宽窄行垄沟覆盖模式促进了个体发育,增加了叶面积指数和干物质积累,作物产量提高13.8%,水分利用效率提高了6.8%,土壤有效积温利用效率提高47.2%,各项指标与CK差异均达极显著水平。因此,宽窄行垄沟覆盖模式可推荐为旱作区一种较为理想的保护性耕作模式。     

基于加权灰色关联模型的干旱区玉米覆膜耕作方式评价

通过设置垄作全膜、垄作半膜、平作全膜以及平作半膜4个覆膜耕作处理,采用加权灰色关联模型评价不同覆膜耕作方式的优劣.结果表明:垄作全膜处理保水保温效果明显;干旱条件下,耕作措施较覆膜方式对地温的影响更为明显;而在水量充沛条件下,覆膜方式则表现出对地温更显著的影响.田间起垄耕作结合全膜覆盖的种植方式,有利于干物质的积累,促进滴灌条件下玉米产量的形成,同时提高水分利用效率,为干旱区农业节水和玉米高产提供了技术依据.     

微咸水水质对压砂地土壤入渗性能的影响

为研究土壤容重以及供水水质对土壤水分垂直入渗性能的影响,以香山地区不同容重(1.35、1.45 g/cm^3)的土壤为研究对象,通过室内土柱一维垂直入渗试验,选择供水水质为影响因子,设置4种不同电导率的供水水质(0、2.5、5.0、7.5 mS/cm)对土壤入渗时间、入渗率,盐分分布特征以及含水率分布特征进行研究,并用Philip、Kostiakov和通用经验模型来模拟土壤水分入渗过程。结果表明:微咸水入渗可以增大两种土壤的入渗性能,对土壤容重为1.35 g/cm^3的土壤影响更为明显,利用Kostiakov入渗方程能更好地拟合不同容重的土壤水分的入渗过程,且模型对土壤容重为1.45 g/cm^3的土壤入渗过程的拟合精度更高。土壤含水率与盐分再分布的过程中,在土壤上层,电导率为0 mS/cm入渗条件下,两种容重土壤的土层的含盐量均小于土壤初始含盐量,说明其在不同程度上可以淋洗盐分,在供水水质电导率为2.5、5.0、7.5 mS/cm条件下,两种容重土壤的土柱剖面均出现明显积盐的情况;在4种供水水质的入渗条件下,在土壤上层,两种容重的土壤含水率均出现急剧下降的趋势,这是由于随着电导率的增加,土壤的导水性能随之增加,但是在同一深度,土壤容重为1.35 g/cm^3的土壤含水率略高于压砂地土壤容重为1.45 g/cm^3的土壤含水率,这是由于在一定的范围内,随着土壤容重的增加导致土壤孔隙率的减小,水分的运动过程受到阻碍,进而影响到土壤的含水率。     

土壤组成与性质对近红外光谱检测土壤含水量的影响

以湖北地区的红壤、黄棕壤和潮土为供试土壤,研究了外源添加黏土矿物(高岭石、水云母、针铁矿、蒙脱石、蛭石)含量、有机质含量和模拟土壤颗粒大小、土壤水稳性团聚体大小对近红外光谱检测土壤含水量的影响,并分别建立了相关模式方程.结果表明,土壤的光谱特性是土壤中多因子作用的综合结果,土壤组成与性质明显地影响着近红外光谱检测土壤水分时土壤光谱反射率的变化.在土壤中添加这些黏土矿物和有机质,其光谱反射率下降;在沙土、粉沙土范围内,土壤颗粒直径由大变小,其光谱反射率增大,但至<0.002 mm黏粒时,其反射率减小;土壤水稳性团聚体由大变小,其光谱反射率增大.     

典型潮土区土壤耕层盐分含量的趋势效应研究

通过分析典型潮土区山东省禹城市100个土壤采样点2003年耕层土壤的盐分含量,研究得出了潮土区土壤耕层盐分含量的空间分布图,在地统计学和地理信息系统的支持下,分析了区域尺度土壤耕层含盐量的趋势效应,探讨了研究区土壤盐分含量的空间变异性特征。在对比分析研究区2003年和1980年第二次土壤普查土壤耕层盐分含量的空间变异性基础上,基于研究区近50年的气温和降水资料,分析了研究区盐分含量变化的原因,并总结了引起研究区土壤盐碱化的人为原因。     

土壤改良剂对土壤水分及燕麦产量的影响

试验设聚丙烯酸钾、聚丙烯酸钾+腐殖酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺+腐殖酸、腐殖酸和对照共6个处理,研究了土壤改良剂对土壤含水率、水分利用效率(WUE)以及燕麦产量的影响。结果表明,各土壤改良剂处理均能提高0～40cm土层土壤含水率,其中"聚丙烯酸盐"和"聚丙烯酸盐+腐殖酸"较其他处理效果明显;各土壤改良剂处理的燕麦产量均高于对照,燕麦穗数、穗粒数和千粒质量也有明显提高,其中"聚丙烯酸盐+腐殖酸"产量较高,较对照增产44%,其千粒质量增加最显著;不同土壤改良剂对提高燕麦WUE均有效果,其中复配方式高于单一施用方式,"聚丙烯酸盐+腐殖酸"处理WUE最高,为7.14kg/(hm2.mm),"聚丙烯酰胺+腐殖酸"次之。表明土壤改良剂的应用改善了农田土壤水分状况,提高了降水利用率,从而提高了燕麦产量,以"聚丙烯酸钾+腐殖酸"复配处理节水增产效果最显著。     

土壤脱水过程中结构与含水率间的定量关系

基于9种土壤脱水过程中土壤密度和含水率的跟踪实测数据,揭示了脱水过程中地表土壤密度随时间的变化过程,分析了土壤结构与含水率之间的定量关系。结果表明,土壤脱水过程中,土壤密度与含水率之间存在着较密切的二次函数相关关系;当含水率在某值以上时,土壤密度随含水率降低逐渐增大,而在此含水率值以下时,土壤密度随含水率降低而减小,但减小的幅度要小于增大的幅度,即灌水和脱水过程的综合作用结果是使土壤密度增大。     

利用电容式传感器连续监测土壤硝态氮质量分数的试验研究

通过室内和田间试验,研究土壤硝态氮质量分数与电容式传感器监测的土壤电导率、含水率和温度的定量关系。在室内以NH4NO3分析纯为溶质,进行了溶液质量浓度0～10g/L的7次土柱试验;在2009年和2010年春玉米生育期内监测了不同滴灌水量条件下土壤电导率、含水率和温度动态变化。结果表明,土壤电导率能较好的反映土壤硝态氮质量分数的变化;土壤硝态氮质量分数与电导率、含水率和温度之间的关系可用二次多项式描述,且3个土壤参数对土壤硝态氮质量分数的影响均达到了极显著水平(P≤0.01);由于回归模型的拟合精度受土壤初始养分盐分质量分数及空间变异等因素的影响,为获得较高的预测精度,应进行田间标定。     

不同初始条件对砂姜黑土收缩特征的影响

利用离心机法,分别测定了初始容重为1.10、1.22、1.31 g/cm3,初始含水率为49.34%、43.55%、36.03%、31.93%和25.51%以及砂姜质量分数为0、4%、6%、8%、10%和12%的砂姜黑土样品在不同吸力下的土壤体积含水率及收缩特征。结果表明:在考虑土壤收缩变形的情况下,相比VG模型,Gregory模型可以更好地拟合砂姜黑土的水分特征,砂姜黑土含水率随着土样初始容重及初始含水率增加而增加,随着砂姜含量增加而降低。收缩过程中,在不同初始容重处理下,初始容重增加,土壤的线缩率减小,土壤收缩后容重增加比例下降;且初始容重增加显著提高了土壤结构收缩段孔隙收缩比例,降低了线性收缩段孔隙收缩比例。在不同初始含水率处理下,初始含水率越高,土壤线缩率及收缩后的容重越大;当初始含水率为36.03%时,土壤结构收缩段孔隙收缩比例最高,线性收缩段孔隙收缩比例较低。在不同砂姜含量处理下,砂姜含量的提高减小了线缩率及土壤收缩后的容重,增加了土壤总孔隙比。因此,对于砂姜黑土而言,在一定范围内,提高土壤容重以及降低土壤含水率可以减少土壤收缩;而在砂姜含量较高的情况下,主要应防止由于大孔隙存在而引起的水分流失。     

TDR在土壤盐分测试中的试验研究

提供了用TDR土壤水分测试仪在测试土壤含水率的同时可测到土壤含盐总量的方法。以黄河上游宁夏惠农县典型的黄河淤积平原的主要质地土壤为基础。利用德国产TRIME-T3管式TDR土壤水分测量系统在测试田间土壤含水率时表示出的VOL和LEVEL值．经过与电导法测定的土壤含盐总量的拟合，得出它们与土壤含盐总量的函数关系。通过统计原理对该方程的检验．表明了方程的显著性和可用性。     

土壤有机质含量与土壤物理性能参

根据大田土壤物理特性参数测定的试验数据,分析了土壤有机质含量与土壤含水量、物理性粘粒含量、土壤入渗能力之间的相关关系。分析结果表明：土壤有机质含量与这些土壤物理参数有一定的相关性,且拟合曲线符合对数关系。研究结果对土壤保肥和农业增产具有重要意义。     

不同粒径处理的土壤全氮含量高光谱特征拟合模型

采集新疆北疆棉田385个自然土壤样本,将筛选出的土壤样品分别过2、1、0. 5、0. 15 mm筛并测定其原始光谱反射率,利用支持向量机(Support vector machine,SVM)、偏最小二乘回归(Partial least squares regression,PLSR)和多元逐步线性回归(Stepwise multiple linear regression,SMLR)方法对土壤原始光谱及其12种光谱变换数据分别构建土壤全氮含量的估测模型,并对模型精度进行检验。结果表明,土壤原始光谱特征在各个波段与全氮含量相关性都较差,不同形式的数据变换均能够提高光谱反射率与全氮含量的相关性,同一种数据变换形式在不同粒径处理中最大相关系数所对应的波段位置差异不大。从不同粒径处理的拟合精度来看,过筛粒径越小对全氮含量的估测精度越高,3种方法的最优拟合模型都是过0. 15 mm筛的处理,其中SVM方法采用(lgR)'变换后,构建模型R2c为0. 898 7,RMSEc为0. 018 1,RPD为2. 704 9,PLSR和SMLR方法均采用R'变换,构建模型的R2c分别为0. 852 0和0. 819 6,RMSEc分别为0. 041 3和0. 043 6,RPD分别为2. 554 9和2. 437 4,3种方法在该过筛处理下均能够很好地估测土壤全氮含量。用未参与建模的样本对3种最优模型进行验证,SVM、PLSR和SMLR模型的检验R2分别为0. 822 9、0. 771 5和0. 705 4,SVM方法优于PLSR和SMLR,模型具有较好的精度和稳定性,从模型的预测误差来看,土壤全氮含量越低其预测误差也越大,在氮素含量较低的情况下无法直接通过光谱反射特征准确反演。