保水剂对冬小麦不同生育阶段土壤水分及利用的影响

为探明保水剂施用后对冬小麦不同生育阶段水分利用的作用机理,在豫西丘陵旱作区,通过大田试验,研究了保水剂对冬小麦不同生育阶段的保水、作物的耗水特征、水分利用效率等的影响。结果表明：保水剂提高了冬小麦不同生育阶段0～100 cm土层的土壤含水量、促进了生物量的积累、降低了小麦耗水量、提高了小麦产量和水分利用效率。各处理中,60和90 kg/hm2处理的土壤含水量及储水量均较其他处理高,而耗水量最低。播种-拔节期,保水剂用量越高干物质积累越显著;拔节-孕穗期及灌浆-收获期,60 kg/hm2处理较对照增加的干物质量最高;而孕穗-灌浆期,30 kg/hm2干物质量增加最为显著。各生育阶段,除孕穗-灌浆期外,60 kg/hm2处理的水分利用效率均较高。最终,60 kg/hm2处理的产量和水分利用效率均最高,较对照增产47.4%,水分利用效率增加10.6 kg/(mm·hm2)。     

不同抗旱措施配施菌肥对河西绿洲土壤改良和制种玉米产量的影响

为探讨地膜覆盖和施用保水剂配施菌肥后河西绿洲土壤微生物数量、酶活性变化及制种玉米产量和水分利用效率的影响,在河西走廊绿洲灌区设置单地膜覆盖(AF)、单施保水剂(AW)、单施菌肥(AB)、保水剂配施菌肥(WB)、地膜覆盖配施菌肥(FB)、露地不施保水剂和菌肥(CK)6个处理,分析制种玉米播种前和收获后0—20,20—40 cm土壤微生物数量及酶活性动态变化和产量变化。结果表明:(1)菌肥单施或配施均可提高土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性和增加真菌、细菌、放线菌数量及土壤微生物碳氮含量,改善土壤微生物环境,其中保水剂配施菌肥处理改善效果最佳,其次为地膜配施菌肥处理。(2)菌肥单施对制种玉米生长影响较小,但地膜配施菌肥可显著提高制种玉米叶面积指数和干物质积累量,并能调节产量构成因子。(3)不同抗旱措施及其配施菌肥能够不同程度促进制种玉米籽粒产量形成,其中地膜配施菌肥制种玉米籽粒产量最高(10 105.64 kg/hm~2),其次为单地膜覆盖(8 967.24 kg/hm~2)和保水剂配施菌肥(8 323.93 kg/hm~2),分别较CK显著增产61.99%,43.74%,33.43%。(4)地膜配施菌肥制种玉米水分利用效率最高(2.40 kg/m~3),其次为单地膜覆盖(2.15 kg/m~3)和保水剂配施菌肥(1.89 kg/m~3),分别较CK显著提高80.10%,61.84%,41.80%。因此,综合考虑产量、水分生产效率及土壤微环境等指标,抗旱措施配施菌肥最佳组合方式为地膜配施菌肥,既能促进制种玉米的生长发育,又能提高灌溉水利用效率和水分利用效率,在增产的同时,还能改善耕作层土壤微环境,对河西灌区制种玉米可持续发展具有重要的意义。     

保水剂对旱作马铃薯产量及水分利用效率的影响

为探究宁南地区保水剂对马铃薯关键生育期水分利用及作物产量的影响,本研究采用沃特和微生物保水剂,以不施保水剂处理为对照,研究2种保水剂不同用量(30、60、90 kg·hm~(-2))对土壤水分、马铃薯产量及水分利用效率的影响并对经济效益进行分析。结果表明,在作物主要生育期,微生物保水剂可改善马铃薯生育前期耕层土壤水分含量,促进马铃薯的生长,而沃特保水剂的施用可提高马铃薯中后期深层土壤水分含量,其作物地上部生物量显著高于不施保水剂处理。与对照相比,沃特保水剂施用90 kg·hm~(-2)时马铃薯增产效果最佳,其水分利用效率最高,分别较对照提高44.1%和75.8%,微生物保水剂60 kg·hm~(-2)次之;施用沃特保水剂60 kg·hm~(-2)的商品薯率最高(87.3%),微生物保水剂60 kg·hm~(-2)次之。结合经济效益分析发现,在宁南旱地马铃薯生产中,推荐施用沃特保水剂30~60 kg·hm~(-2)能显著提高马铃薯的经济效益。本研究为保水剂在旱作区的应用提供了理论依据。     

有机无机配施对旱作冬小麦水分利用率的影响

采用四元二次旋转组合设计,设置氮肥、磷肥、钾肥、生物有机肥四个因素,研究了庆阳市自然降水条件下生物有机肥与无机肥配合施用对冬小麦产量及其水分利用效率的影响。结果表明,处理4(N155.25 kg hm~(-2)、P_2O_5157.5 kg hm~(-2)、K_2O17.55 kg hm~(-2)、OM168.75 kg hm~(-2))小麦籽粒产量和水分利用率最高,籽粒产量为5594.4 kg hm~(-2),比CK(4439.7 kg hm~(-2))增加了26.20%,水分利用率为12.75 kg hm~(-2) mm~(-1),比CK(9.9 kg hm~(-2) mm~(-1))增加2.85 kg hm~(-2) mm~(-1);经相关性分析表明,产量与水分利用率二者呈极显著正相关关系,相关系数为0.998,产量与耗水量之间、耗水量与水分利用率均无明显的相关关系;通过模拟寻优得到水分利用率最佳时的施肥方案为N∶P_2O_5∶K_2O∶OM=1∶0.34∶0.11∶1.08。     

保水剂与秸秆深施对砂质潮土水肥状况及小麦产量的影响

保水剂与秸秆深施对砂质潮土培肥效应的研究,为中低产田砂质潮土的改良提供科学合理的依据。于典型的砂质潮土区设置了五种不同的田间处理方式:秸秆翻埋还田(TS)、秸秆深施(DS)、秸秆与保水剂深施(DS+W)、保水剂深施(DW)和不处理对照(CK)。比较分析了小麦生育期不同土层中水分、有机质、速效氮以及小麦产量。研究结果表明:(1)与CK相比,从孕穗期到灌浆期,秸秆与保水剂的施用均使0~80 cm土层的含水量有所提高,且DS+W与DW均显著提高了60~80 cm土层水分,其中在孕穗期两处理水分含量分别是CK的3倍和2倍,灌浆期为CK的2倍和1.5倍。(2)与CK相比,其余各处理均显著提高了小麦产量(P<0.05),TS、DS和DS+W分别增产了30.7%、27.3%和48.9%。(3)与CK相比,TS、DS、DS+W和DW的水分利用效率显著增加,分别增加了0.63、0.57 0.93和0.29 kg m~(-3)。(4)与CK相比,20~80 cm土层中,深埋处理DS、DS+W、DW均提高了土壤中有机质含量,DS+W处理下土壤有机质含量与其他处理之间差异显著(P<0.05)。(5)与CK相比,TS和DS处理能够有效的提高各土层中硝态氮含量,保水剂的施用在40~80 cm土层中对土壤硝态氮未见显著影响。(6)各处理间单茎小麦各器官干物质积累量大小为:DS+W>DS>TS>DW>CK,且从不同器官的干物质积累量的比例来看,TS、DS、DS+W处理下的籽粒所占比重较CK的籽粒所占比重有所增加,茎+叶所占比例相应减少,植株干物质的积累逐渐向籽粒偏斜。(7)从小麦产量与土壤水分和硝态氮含量的相关分析结果来看,土壤水分主要在小麦灌浆期影响小麦产量,且是砂质潮土中影响小麦产量的最主要因素。综上所述,保水剂与秸秆的施用均能不同程度的改善砂质潮土的理化性状,提高农作物产量,以保水剂与秸秆的配合深施对砂质潮土的改良效果最佳。     

保水剂对土壤孔隙影响的定量分析

为探明保水剂不同用量对施入土层土壤孔隙特征及其分布的影响,采用CT扫描法研究盆栽试验条件下小麦收获时的土壤孔隙特征。结果表明:1)施用保水剂均提高了土壤剖面不同土层的土壤孔隙数目、孔隙度和孔隙成圆率。2)随保水剂用量的增加,各土层平均总孔隙数、总孔隙度及成圆率提高;但保水剂用量过高,其总孔隙数增加不明显,总孔隙度和孔隙成圆率降低,但仍高于对照(CK)。3)最终的小麦生物量和籽粒产量表现为54 mg/kg>81 mg/kg>27 mg/kg>CK。因此,施用保水剂改善了土壤孔隙特征,促进了小麦的生长和产量的提高。各处理中以54 mg/kg保水剂用量对于小麦生物量及产量的提高最为显著,分别较对照提高13.1%和22.2%。     

包膜尿素与保水剂配施对冬小麦生长和氮素利用的影响

采用田间小区试验方法,研究了树脂包膜尿素(CRU)和保水剂(SAP)配施对冬小麦产量、氮素利用及经济效益的影响。试验采用裂区设计,两裂区分别为施用SAP(120 kg hm~(-2))和不施用SAP,施肥裂区设对照(N0,不施氮)、普通尿素(U,施氮180kg hm~(-2))和包膜尿素(CRU,施氮180 kg hm~(-2),包膜尿素和普通尿素各占70%和30%)3个氮肥处理;共6个处理。结果表明:相同SAP用量下,等氮量的CRU一次基施较尿素分次追施处理平均增产4.9%,氮素利用率提高9.4%。施用SAP显著提高了土壤最大持水量。相同施氮条件下,施用SAP处理较不施SAP处理冬小麦穗数和穗粒数显著增加,籽粒增产9.6%～12.1%。CRU与SAP配合施用优于SAP或CRU单独施用。CRU配施120 kg hm~(-2)SAP处理冬小麦产量和氮素利用效率最高,较CRU或SAP单施处理处理增产4.9%～53.3%;氮素利用效率提高8.6%～35.6%。因此,保水剂和包膜尿素配施可协同增效,显著提高冬小麦产量及氮素利用效率。     

黄土高原旱地小麦施肥对产量及水肥利用效率的影响

在长期定位试验的基础上,研究了黄土高原旱地不同施肥对小麦产量、土壤养分和水分的变化及其利用效率的影响。结果表明,单施有机肥(M)增产效果较好,产量达5265.0 kg/hm2;有机肥和化肥配施(NPM)小麦产量最高,达5898.8 kg/hm2。NPM配施小麦总吸氮量最大,比单施氮肥(N)增加了131.4 kg/hm2;NPM配施的氮肥利用率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥生理利用率分别为67.0%、49.16 kg/kg、36.97 kg/kg、73.11kg/kg;在不同施肥体系中其变化趋势基本一致,均为:NNPNMNPM,处理间差异显著。土壤养分含量变化看出,单施氮肥土壤全氮、碱解氮与不施肥(CK)的差异不显著;有机肥可显著提高土壤速效钾的含量;NPM配施土壤耗水量最大为558.3 mm,水分利用率最高为31.5 kg/(hm2.mm),随着耗水量增加的同时,土壤出现干燥化趋势。     

地膜覆盖及施用有机肥对地温及冬小麦水分利用的影响

在大田试验条件下,研究了地膜覆盖及施用有机肥对地温及冬小麦水分利用的影响.结果表明,地膜覆盖及施用有机肥的增温效应主要表现在冬小麦的生育前期,单覆地膜的增温效应先于并且高于单施有机肥;后期仅在地表表现明显,单施有机肥的增温效应高于单覆地膜.地膜覆盖及施用有机肥通过显著增加拔节一开花期的耗水,显著增加了总耗水量,并提高了产量和水分利用效率.单覆地膜的增温、节水、增产及水分利用效率均高于单施有机肥.地膜小麦施用有机肥后,生育前期的增温效应有所减弱,生育后期增温效应反而增强,同时苗期耗水量减少;总耗水量少量增加(3.5%)却大幅度提高了产量(10.6%)和水分利用效率(7.6%).从增施有机肥对地膜小麦的地温和水分利用的影响来看,增施有机肥可以控制地膜小麦冬前苗期的过旺生长,但在成熟期却又促进了地膜小麦的衰老.     

基于APSIM模型小麦-玉米不同灌溉制度作物产量和水分利用效率分析

针对海河平原地下水位持续下降和维持小麦—玉米两熟较高产量之间的矛盾,对不同降水年型小麦—玉米不同灌溉制度下产量和水分利用效率(WUE)进行模拟分析,结果对平衡该区域地下水可持续利用与粮食生产提供重要科学决策依据。利用研究区域站点长时间序列气象数据,以小麦不同水分处理地上部生物量、叶面积和周年土壤水分动态田间试验数据为基础,对APSIM小麦玉米遗传参数和土壤水分等相关参数进行了校准和验证。利用校准和验证的APSIM模型,对不同降水年型小麦—玉米不同生长阶段水分亏缺指数(CWDI)进行了分析,并模拟了8种不同灌溉制度情景下小麦玉米产量、水分利用效率和灌溉水利用效率(IWUE)。结果表明:不同降水年型小麦各生育阶段CWDI均较高,说明无论干旱、平水和湿润年份小麦需水量远大于降水量,尤其是拔节—成熟期水分严重亏缺,属极旱;玉米抽雄前基本不受干旱胁迫影响,但抽雄后的灌浆阶段处于中旱或重旱,对水分需求迫切。兼顾产量和水分利用效率的灌溉制度,干旱、平水及湿润年份全年灌溉3次,灌水量为225 mm(小麦播种75 mm+拔节期75 mm+开花期75 mm)时可获得较高的周年产量和最大WUE。不同降水年型周年产量和WUE在干旱年份分别为17 357.6 kg/hm~2和29.6 kg/(hm~2·mm),平水年份分别为18 827.9 kg/hm~2和25.9 kg/(hm~2·mm),湿润年份分别为19 685.2 kg/hm~2和25.8 kg/(hm~2·mm)。此灌溉制度下,小麦、玉米可获得较高的产量和水分利用效率,为该区域水—粮权衡的重要灌溉策略和措施。     

保水剂构件的保水保肥效果研究

[目的]针对水土流失造成的肥料养分流失及部分地区干旱缺水的问题,进行节水保肥的系列研究,阐明保水构件的保水保肥效果及其应用前景。[方法]利用保水剂加工成各种形状的保水构件,并使其获得的保水保肥效果优于把保水剂和土混匀的常规方法。[结果]在同等淋水量的情况下使用保水构件可减少65%的水分流失,N,P,K养分流失可减少89%以上;盆栽试验中,在干旱胁迫情况下,保水构件可使玉米增产155%;大田试验显示,自然降雨条件下,保水构件可使玉米增产26%,甘蔗增产10.5%且糖度增加。同时N,P,K养分下渗流失减少而对养分的吸收增加。[结论]系列试验说明保水构件可提高作物产量、质量和对养分的吸收。     

水土保持与绿水资源保护

绿水概念是由瑞典斯德哥尔摩国际水资源研究所水文学家Falkenmark于1995年首次提出的,它拓宽了传统水资源的范畴,更新了水资源的思维,引起科学界对水资源概念和水文功能的重新思考。在水资源越来越匮乏的严峻情况下,从绿水概念出发,可以看出"水土保持"概念的全面性,也更加明确了保水的思路和方法,为全面做好水土资源保护提供了理论基础。水土保持中"保水"的对象就是绿水,水土保持工程措施可以增加绿水比例,林草措施可以储蓄绿水,耕作措施可以提高绿水利用效率。应完善保水评价体系,加强绿水资源管理,发展保水技术,完整地宣传水土保持概念,树立完整的水土保持意识。     

华北平原水氮优化条件下不同种植制度的水分效应研究

以华北平原冬小麦夏玉米一年两熟制、冬小麦夏玉米春玉米两年三熟制和春玉米一年一熟制轮作体系为对象,研究了不同种植制度下作物的产量、根层土壤水分动态变化和水分利用效率。结果表明,不同种植制度对产量、耗水和水分利用方面影响显著。一年两熟制下作物的产量、耗水量和水分利用效率均显著高于两年三熟制和一年两熟制,但是降雨量仅能满足总耗水量的72.9%,仍需较多地下水补充灌溉。两年三熟制降雨量能够满足作物耗水量80.4%,产量、耗水量和水分利用效率较一年两熟制分别减少23.1%,12.0%和15.8%。一年一熟制降雨量能够满足作物耗水量的89.2%,产量、耗水量和水分利用效率较一年两熟制分别减少45.2%,27.3%和30.7%。一年两熟制和两年三熟制的各层土壤水分在两年内呈现波浪型变化趋势,一年一熟制各层变化趋势较为平缓。两年三熟制和一年两熟制有利于提高土壤蓄水量,减少灌溉量,进而减少对地下水资源的抽取。两年三熟制降雨量能够较好地满足作物耗水量,产量和水分利用效率介于其它两种种植制度之间,与其它两种种植制度相比;能够兼顾水资源的可持续利用和粮食安全。春玉米高产的适宜栽培措施有待于进一步研究。     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

水源涵养林林木耗水称重法试验研究

 为在水源涵养林林木培育中选择耗水量较低的树种,在北京密云水库水源涵养林集水区,采用小型蒸渗系统测定仪和TDR等仪器,用称重法研究了6个野外水源涵养林树种的耗水特性,对6个树种的日平均耗水进行了比较,对不同天气情况下各树种的耗水特性进行了比较。在正常水分条件下,各树种的日耗水量,从小到大依次为荆条(Vitexnegundovar.heterophylla)、油松(Pinustabulaeformis)、臭椿(Ailanthusaltissima)、侧柏(Platycladusorientalis)、杨树(Populussp)、刺槐(Robiniapseudoacacia);6年生荆条在7—9月份平均日耗水量为0.28kg,7年生油松在7—9月份平均日耗水量为0.57kg,3年生臭椿在7—9月份平均日耗水量为0.55kg,7年生侧柏在7—9月份平均日耗水量为0.7kg,3年生杨树在7—9月份平均日耗水量为0.77kg,5年生刺槐在7—9月份平均日耗水量为0.78kg。结果表明,荆条、臭椿和油松是耗水较少树种,适合在水源涵养林中应用。     

关于水权及水权交易的若干法理思考

水资源是人类生存之本,有效的水权理论以及水权交易体制是保障水资源高效利用的重要条件。目前,我国法律对水权概念界定模糊,水权交易体制存在较大弊病,因此,有必要明确水权的内涵及其法律特征,对现行水权交易体制进行改革。     

水土流失对清林径水库水质的影响研究

水土流失对水库水质的影响是多方面的,研究结果表明,水土流对清林径水库最主要的影响是：水体感官混浊度指标与降雨强度呈正比;水土流失的营养盐进入水体,水质接近营养化水平,水土流失严重区域,     

纳米碳混合层对土壤水分入渗特性及水分分布影响

通过室内一维垂直土柱试验,利用TDR和张力计分别研究土壤中纳米碳混合层对土壤水分入渗特性、土壤水分分布以及纳米碳混合层对土壤水分特征曲线的影响。结果表明:(1)随着入渗时间的增加,含有纳米碳的土壤在相同入渗时间内累积入渗量减少,湿润锋推进距离明显减小,施加纳米碳具有明显的减渗作用。利用Philip入渗模型拟合入渗数据,吸渗率S随着纳米碳含量的增加而减小,随着纳米碳含量的增加,水分入渗初期的累积入渗量逐渐减小。对湿润锋分层进行线性拟合,在湿润锋进入第2层土壤时,入渗速率有了显著的降低,纳米碳混合层有着明显的阻水效果。(2)随着纳米碳的加入,纳米碳混合层的含水量明显提高,纳米碳混合层下层的土壤含水量相对于空白对照组土壤含水量更低;当纳米碳含量为0.5%时,纳米碳混合层的土壤含水量达到最大值。(3)随着纳米碳的施入,在土壤脱湿状态下,能显著提高土壤的持水能力,运用van Genuchten模型对水分特征曲线进行拟合,公式中的土壤的滞留含水率、饱和含水率及与进气值相关系数较不加纳米碳的土壤明显增加,形状系数n则小于不加纳米碳的土壤。     

水土流失对东平湖水质的影响研究

东平湖作为南水北调东线工程中重要的水利枢纽 ,其水质状况和生态环境对整个工程产生着重要的影响。水土流失是产生水污染的一个重要因素。以东平湖为例 ,分析了东平湖水土流失的现状及其对水质产生的影响 ,探讨了有效防治湖泊水污染的水土保持措施     

东新村农业水资源的开发与节水灌溉现状调查

通过对东新村的水量平衡分析表明:该村农业水资源供需矛盾日趋尖锐,在当前生产水平下,年缺水约50万m³,必须大力推广节水灌溉技术,维持地下水采补平衡,以维持该村农业的持续稳定发展.