灌溉后不同处理方式对土壤水分蒸发过程的影响

土壤蒸发是土壤损失水分的重要途径,在北方旱区土壤蒸发失水量可达同期降水量的50%或更多,小麦全生育期棵间土壤蒸发占农田蒸散量的66%。因此,研究土壤水分蒸发过程和减少土壤表面水分蒸发途径对于寻找高效合理的水资源利用方式具有重要意义。利用称重式蒸渗仪初步研究了灌溉后不同处理措施对土壤水分蒸发过程的影响。结果表明,秸秆覆盖和高留茬对土壤水分蒸发的抑制作用主要表现在灌溉后土壤含水量较高的阶段内;天气晴朗条件下日蒸发强度在10:30左右即达最大值,秸秆覆盖和高留茬处理使其出现时间滞后;土壤含水量较高时松土对土壤水分蒸发无抑制作用,而在土壤含水量降低到一定程度时松土能明显抑制土壤水分蒸发。     

塔中沙漠地区Guilspare(R)抑制土壤蒸发的效应研究

塔克拉玛干沙漠地区自然条件异常恶劣,土壤水分蒸发极为强烈,土壤水分损失严重,沙漠公路防护林的管护极其困难,因此林带节水保水乃当务之急.对新型土壤水分蒸发抑制剂Guilspare0的保水效应进行了试验研究.结果表明.Guilspare(R)可有效抑制土壤蒸发,保持土壤水分,改善土壤和植物水文环境,对林带节水保水具有重要意义.(1)Guilspare(R)对沙漠土壤蒸发有明显的滞缓作用,抑制土壤蒸发累积量最大可达21.06 mm,初始抑制效率达70%左右;(2)Guilspare0对O-5 cm层土壤含水量的影响较大,对5 cm以下土层影响相对较小;(3)一个灌溉周期后植物水势随着Guilspare(R)浓度的增加而逐渐降低,植物的水文环境得到了较大的改善.     

秸秆还田对西藏中部退化农田土壤水分的影响

对西藏中部退化农田进行秸秆还田后的土壤水分效应以及土壤水分与土壤有机质、土壤速效养分的关系进行了探讨,初步结果表明,在西藏高原干旱、半干旱条件下,秸秆直接还田,特别是高茬和秸秆覆盖由于使土壤表层环境得以较好保护,对遏制土壤风蚀、减少土壤水分蒸发具有重要作用。同时,由于土壤水分对土壤环境、土壤过程的深刻影响,土壤有机质、碱解氮、速效钾含量均随之提高,土壤速效磷含量则与土壤含水量呈微弱负相关。     

侧面蒸发条件下土壤水分及养分分布特征——以黄土高原北部沟岸地为例

为全面了解黄土高原北部地区沟岸地土壤水分养分的分布情况,为该区植被恢复和农业生产提供理论依据,采用野外调查取样和室内分析相结合的方法,按照不同的距离,分析沟岸地土壤速效磷、速效钾、有机质的特征,结果表明:(1)侧面蒸发条件下,沟岸地土壤水分含量随着距沟壁距离的增加有上升趋势,双侧面蒸发导致土壤水分含量在东西两侧均低于单侧面蒸发;(2)单侧面蒸发条件下土壤有机质含量在0~20 cm土层和20~100 cm土层均低于对照,双侧面蒸发条件下土壤有机质含量则呈西高东低的趋势;(3)单侧面蒸发条件下土壤速效磷含量与对照差异不大,双侧面蒸发条件下土壤速效磷含量明显高于对照,且呈中间高、靠近沟壁处低的规律;(4)侧面蒸发对土壤速效钾含量的影响不明显。     

塔中沙漠地区Guilspare~抑制土壤蒸发的效应研究

塔克拉玛干沙漠地区自然条件异常恶劣,土壤水分蒸发极为强烈,土壤水分损失严重,沙漠公路防护林的管护极其困难,因此林带节水保水乃当务之急。对新型土壤水分蒸发抑制剂Guilspare的保水效应进行了试验研究。结果表明,Guilspare可有效抑制土壤蒸发,保持土壤水分,改善土壤和植物水文环境,对林带节水保水具有重要意义。（1）Guilspare对沙漠土壤蒸发有明显的滞缓作用,抑制土壤蒸发累积量最大可达21．06mm,初始抑制效率达70％左右;（2）Guilspare对O5cm层土壤含水量的影响较大,对5cnl以下土层影响相对较小;（3）一个灌溉周期后植物水势随着Guilspare浓度的增加而逐渐降低,植物的水文环境得到了较大的改善。     

塔中沙漠地区Guilspare抑制土壤蒸发的效应研究

塔克拉玛干沙漠地区自然条件异常恶劣,土壤水分蒸发极为强烈,土壤水分损失严重,沙漠公路防护林的管护极其困难,因此林带节水保水乃当务之急。对新型土壤水分蒸发抑制剂Guilspare的保水效应进行了试验研究。结果表明,Guilspare可有效抑制土壤蒸发,保持土壤水分,改善土壤和植物水文环境,对林带节水保水具有重要意义。（1）Guilspare对沙漠土壤蒸发有明显的滞缓作用,抑制土壤蒸发累积量最大可达21．06mm,初始抑制效率达70％左右;（2）Guilspare对O5cm层土壤含水量的影响较大,对5cnl以下土层影响相对较小;（3）一个灌溉周期后植物水势随着Guilspare浓度的增加而逐渐降低,植物的水文环境得到了较大的改善。     

钙结石含量对土壤水分蒸发影响的模拟试验

通过在土柱中人工模拟黄土高原北部含钙结石土壤,在土壤总水分一致的情况下研究了钙结石含量对土壤水分蒸发过程的影响,以期为黄土高原特定土壤类型中土壤水平衡的计算和模拟提供试验依据。研究结果表明：不同钙结石质量分数（钙结石质量/（钙结石质量+土壤质量））的土壤水分累积蒸发在最初的7 d内差别不大,随后表现出一定的差异;试验期间不同处理的蒸发率差异很小。土壤水分蒸发量随钙结石质量分数的增加而降低,当钙结石质量分数为0.5时,土壤水分蒸发降低8 mm,占到土壤总水分的10%。土壤水分蒸发与钙结石含量之间的负相关关系与钙结石含量增加所导致的土壤含水率降低有关。钙结石对土壤水分蒸发的作用效果与钙结石吸水性、钙结石含量以及水分在钙结石和土壤之间的分配有关。     

水泥硬壳覆盖条件下水热盐运移及其对枣树生长的影响

通过对水泥硬壳覆盖条件下水热盐运移及其对枣树生长发育和根分布的影响研究发现,水泥硬壳覆盖可抑制土壤水分蒸发,提高土壤最低温度,降低土壤最高温度,使表层土壤脱盐率达22.2%.水泥硬壳覆盖条件下水热盐运移有利于枣树生长,可提高枣产量31.7%,使枣树根表聚.     

掺砂对土壤水分入渗和蒸发影响的室内试验

通过掺砂调控农田土壤水分入渗和蒸发,对新疆干旱绿洲农田抑盐、保水及合理的掺砂制度制定具有重要意义。该研究以不同的掺砂率为影响因子进行土柱模拟试验,设置了4个掺砂率水平,分别是0（对照）、25%、50%、75%。结果表明：不同掺砂率条件下湿润锋和累积入渗量与入渗历时有显著地乘幂关系,影响顺序为75%＞50%＞25%＞0,且在掺砂率≥25%影响幅度较大;不同掺砂处理对土壤水分蒸发过程同样也有显著地影响,随着掺砂率的增加,土壤蒸发显著减弱,随着掺砂率的增加,抑制土壤蒸发越强,且在掺砂率≥75%时有较大幅度影响。土壤在连续20 d蒸发过程中,各个处理的土壤累积蒸发量随时间的关系和Rose经验公式拟合度高; 不同掺砂处理能显著提高土壤掺砂层以下的土壤含水率,随着掺砂率的增加而增加,其中掺砂75%时最高。     

滴灌夏玉米土壤水分与蒸散量SIMDualKc模型估算

为研究西北半干旱地区作物蒸腾和土壤蒸发规律,以及土壤蒸发量占蒸散量的比例(简称蒸发占比),开展2 a夏玉米滴灌控水试验,设置正常灌水(W1)、适度水分亏缺(W2)和中度水分亏缺(W3)3个灌水水平.采用W2实测土壤水分数据对SIMDualKc模型进行参数率定,并采用W1和W3实测土壤水分数据对模型进行验证;进一步基于SIMDualKc模型对不同水分供应的土壤水分胁迫系数、土壤蒸发量、植株蒸腾和蒸散量进行定量模拟分析.结果表明,SIMDualKc模型可以较好地模拟西北半干旱区滴灌夏玉米不同水分供应条件下的土壤水分动态变化过程,实测值与模型预测值有较好的一致性(R2＞0.88,RMSE＜5％);夏玉米生长期,模型能较好地估算不同水分供应的土壤水分胁迫系数、土壤蒸发量和植株蒸腾.土壤蒸发主要集中在生育前期,而生育中期较低,后期略微升高.植物蒸腾主要集中在快速生长期和生长中期,整个生育期呈先增大后减小的趋势.蒸散量随着土壤蒸发和植物蒸腾的变化而变化,前期主要受土壤蒸发的影响,快速生长期、生长中期和后期主要受植物蒸腾的影响.Wl～W3处理土壤蒸发量为78.1～100.2 mm,植株蒸腾为221.8～293.3 mm,蒸散量为299.3～383.0 mm,蒸发占比为24.1％～28.7％.研究可为西北半干旱地区制定合理的夏玉米滴灌制度和灌溉决策提供理论依据.     

均质土壤一维非饱和流动通用程序

本文建立了一个非饱和土壤水一维流动的数值计算模型,用以模拟均质土壤、地下水埋藏很深,且在不同的初始条件与边界条件下的水分运动。可用来计算土壤剖面入渗、蒸发、蒸腾和再分配以及当这些现象交替出现时的水分运动过程。程序用FORTRAN语言编写,在M-150计算机上实现,并经室内试验初步检验。用该程序计算了几个算例:(1)稳定蒸发与波动蒸发的比较;(2)稳定降雨入渗土壤水分变化状况;(3)小麦生育期土壤剖面水分变化。     

Impact of clod (aggregate) size on evaporation rate and soil moisture profile during the drying process

Large clods (centimetres in size) can be formed by tillage in clayey paddy fields where upland crops are planted. These clods cause early water depletion near the soil surface, which decreases crop germination and emergence rates. Because of the difficulty in reducing clod size, desiccation damage to seeds can be avoided by adjusting the seeding depth based on the clod size-dependent soil moisture profile. This study aimed to clarify the effect of clod size on (1) the evaporation rate (E) and soil moisture profile and (2) the mobility of soil water during the drying process. Evaporation experiments were conducted in an air-conditioned greenhouse with natural light using cylindrical columns filled with artificially made clods 3 (L columns) and 1 cm (S columns) in diameter. We measured E, potential evaporation rate (PE), and total soil moisture content (w_tot) throughout the experiment and the soil moisture profiles at the end of the experiment. The water diffusivity (D_w) and apparent vapour diffusion coefficient (d_vap) were calculated as the mobility of soil water and water vapour, respectively. We found that w_tot was lower in the L column than in the S column, although not at the onset of the experiment. At the end of the experiment, the soil moisture content was lower in the L column than in the S column throughout the soil layer. In contrast, E/PE was higher in the L column than in the S column throughout the experiment and even at the same w_tot. Regarding mobility, D_w was slightly greater in the L column than in the S column in the soil moisture content range, where vapour movement could be greater than liquid water movement. In addition, the ratio of d_vap to the diffusion coefficient of water vapour in soil was higher than unity in both columns and was 2.4–3.2 times higher in the L column than in the S column. In summary, larger clods caused a higher evaporation rate and lower soil moisture content, owing to the increased enhancement of water vapour movement probably induced by wind.     

利用放射性I131和S35研究松沙土土体和地下水盐分的运动

盐碱土表土盐分积累的来源,不仅与地下水埋深及其矿化度有关,而且与土体盐分再分配有关。本试验是利用放射性I¹³¹(NaI¹³¹)和S³⁵(Na₂S³⁵O₄)的示踪方法,探讨在含盐地下水正常补给情况下,土体和地下水盐分运行的一些规律,有助于全面了解表土积盐的过程。     

蒸发条件下土壤水盐热运移的实验研究

土壤水盐热的耦合运移研究是土壤水盐运移理论研究的重要组成部分.在模拟蒸发条件下,通过室内土柱实验,对土壤水盐热的迁移做了初步研究.结果表明:地下水位的高低直接影响土壤剖面盐分和水分分布;本实验一直处于稳定蒸发状态,今后需进一步研究不同蒸发条件下土壤水盐热的运移规律.     

城市土壤压实对土壤水分特征的影响——以南京市为例

通过对南京市不同土地利用下的土壤容重、孔隙度和土壤水分特征曲线的测定，研究了压实对土壤水分特征参数的影响。结果表明城市土壤存在严重的压实退化现象，土壤容重和孔隙度能够很好地反映土壤的压实程度。随着压实程度的增加，土壤的田间持水量增加，萎蔫点含水量增加，而土壤的最大有效水含量却明显减少。所以，压实土壤对水分的调节能力下降，使其上生长的植物更不容易获得水分供应。     

黄土高原人工林对区域深层土壤水环境的影响

通过对典型黄土区 1 0m土层土壤水分的分析表明 :黄土高原土壤深层具有丰富的土壤水资源 ,3～ 1 0m土层内土壤水资源从南部的 1 0 86.8mm逐渐降低到北部的 5 2 4.1mm ,各地土壤水资源量约相当于当地多年平均降水量的 2倍。在 1 0m土壤水分剖面内 ,随土层深度的变化土壤含水量具有波动性和相对稳定性的特征。以荒坡地或低产农田为对照 ,通过对比分析发现 ,黄土高原目前主要的造林树种可利用 9～ 1 0m以下土层的土壤水资源。在黄土高原半干旱气候背景下 ,人工林植被的耗水主要使黄土区中北部地区 3～ 8m土层土壤含水量降低到长期接近或低于凋萎湿度 ,形成难以恢复的深厚土壤干层。人工林大量耗水形成的难以恢复的土壤干层是黄土高原特殊的生态水文现象 ,是目前区域人工植被生态系统不稳定性的体现。同时表明 ,黄土高原营造的人工林尚不能达到涵养水源之功能。     

初始湿度对覆膜开孔蒸发水盐运移的影响

为了解初始含水率(湿度)变化对覆膜开孔蒸发的盐分与蒸发量的定量关系,通过不同湿度土壤的室内蒸发实验,研究了覆膜开孔率影响下土壤水分和盐分的运动特征.结果表明,初始含水率越大,不同覆膜条件下累积蒸发量越大,单位膜孔面积累积蒸发量(E_R)随开孔率增大而急剧减小.不同初始湿度的ER与覆膜开孔率的关系可用乘幂表示;表土返盐量随覆膜开孔率的增大而逐渐增加;不同含水率土壤的盐分浓度削面分布趋势一致,含水率越大,表层盐分浓度越大,含水率较小的土壤.盐分浓度在表层最大.在盐分含量最低点附近达到最小值,表层以下4-13cm的盐分浓度均小于初始值;不同覆膜开孔率条件下不同含水率土体剖面盐分浓度与垂直位置之间可用幂函数表示.研究表明,初始湿度对土壤水盐运动的影响存在定性特征,而覆膜开孔率对水盐运动的影响有定量关系可循.     

垄沟耕作条件下滴灌冬小麦田间土壤水分的动态变化

试验在池栽条件下研究了滴灌与垄沟耕作条件下冬小麦田间土壤水分的动态变化。结果表明：滴灌对0～60cm土壤水分含量影响比较明显，由于受土壤蒸发和作物根系吸收水分的影响，0～30cm土壤水分含量在整个生育时期内变化最为剧烈，其次是30～60cm层次的土壤，90～120cm层次的土壤整个生育时期水分含量最为稳定。灌溉后土壤水分0～120cm土层中呈现“Z”型分布，且与垄作相比，灌溉对沟播处理各层次的影响更大。另外，通过对不同生育时期各个层次土壤水分含量的分析可以看出，冬小麦的灌浆期是其活跃的耗水期，其次是抽穗期。不灌溉处理的耗水深度主要集中在土壤下层，灌溉处理的耗水程度变化较复杂。与畦播处理相比较（见讨论部分），灌溉后沟播处理土壤水分上升最明显，垄作处理次之，畦播最小。灌溉一周后畦播土壤水分下降最快，垄作次之，沟播最小。而就灌溉后土壤水分运动而言，垄作与沟播处理快于畦播处理。     

水分和施磷量对简育水耕人为土中磷素形态的影响

通过大田和盆栽试验,探讨了在水稻种植过程中土壤水分含量和施磷量对简育水耕人为土中磷素形态的影响。结果表明:土壤中不同形态无机磷含量占无机磷总量的顺序为O-P>Fe-P>Al-P>Ca-P;随着水稻栽种时间的延长、土壤含水量和施磷量的降低,土壤Al-P、Fe-P和Ca-P含量下降,O-P含量则上升。大田试验中,土壤水分含量仅对水稻生长初期和后期的Ca-P以及中期的O-P影响显著,而对其他水稻生长期下土壤Al-P、Fe-P影响不显著;施磷量与红壤无机磷组分存在显著的相关。盆栽试验中土壤水分含量对无机磷形态的影响均不显著;施磷量与Al-P、Fe-P和水稻生长初期、中期的Ca-P含量有显著的正相关作用,而对后期的Ca-P和O-P的影响不显著。水分含量和施磷量对土壤四种形态的无机磷存在显著的交互作用。     

室内模拟降雨条件下土壤水分入渗及再分布试验

降雨入渗对城市绿化、防洪排涝、农业生产等方面有着重要的意义。采用室内模拟降雨,使用时域反射仪采集相关数据,从土壤含水率变化特征和湿润锋运移特点等方面,研究了在垂向一维条件下不同雨强降雨对水分入渗的影响,探讨在降雨条件下土壤水分的再分布情况,从而确定试验所用砂壤土保水性最优土层范围。结果表明：降雨结束后,土壤水分的再分布主要受土水势控制,随着时间的延长,蒸发作用逐渐占据主导地位;试验所用砂壤土的最佳保水性土层深度为20～35 cm,可为植物的选栽提供参考。