朔州市玉米生长季土壤储水量动态研究

为了掌握朔州市玉米生长季土壤储水量变化规律,提高本地区农业种植土壤水分利用率。作者利用1995—2015年山西省朔州市玉米生长季土壤湿度及相关气象要素数据,在研究了土壤储水量与相关气象因子的相关性、土壤储水量旬变化、土壤储水量垂直变化后,分析了朔州市玉米生长季土壤储水量变化规律。结果显示：朔州市玉米生长季,降水量变异系数大于15%,降水量每增加1 mm,土壤储水量增加约0.2 mm。10、20 cm土壤层中,降水量、气温、相对湿度、蒸发等气象因子与土壤储水量的相关性达到60%以上,30 cm以上各层的复相关系数显著下降;0~50 cm土壤储水量旬变化曲线可分为,旱季土壤水分快速消耗期、雨季降水补充期、秋季土壤水分平稳期3个阶段;玉米生长季（5—9月）各月的土壤水分垂直规律相似,0~20 cm土壤储水量变异系数都在20%以上,气象因子对该层的影响较大,30~50 cm变异系数在20%以下,降水无法渗入土壤深层,其他气象要素对深层土壤的影响较小,导其土壤储水量变异系数较小。     

秸秆覆盖对农田土壤水分及玉米生长的影响

秸秆覆盖的土壤剖面含水量与裸地显著不同,与前者相比,裸地土壤水分无明显的层次性变化,受降水及蒸发等因子影响明显。由于覆盖状况和土壤物理性质不同,土壤水分变化幅度也有明显差异,秸秆覆盖土壤水分含量较高,玉米拔节期0~40cm土层达到18%。苗期根长小并主要分布在0~30cm土层,孕穗期和灌浆期根长大大增加,主要分布在0~60cm和0~90cm土层。秸秆覆盖可以显著地增加土壤水分利用率和蓄水量,促进玉米根系生长,提高玉米单产32.1%。     

秸秆覆盖对农田土壤水分及玉米生长的影响?

秸秆覆盖的土壤剖面含水量与裸地显著不同,与前者相比,裸地土壤水分无明显的层次性变化,受降水及蒸发等因子影响明显。由于覆盖状况和土壤物理性质不同,土壤水分变化幅度也有明显差异,秸秆覆盖土壤水分含量较高,玉米拔节期0~40cm土层达到18%。苗期根长小并主要分布在0~30cm土层,孕穗期和灌浆期根长大大增加,主要分布在0~60cm和0~90cm土层。秸秆覆盖可以显著地增加土壤水分利用率和蓄水量,促进玉米根系生长,提高玉米单产32.1%。     

不同秋眠级数苜蓿品种吸水规律研究

以地下根系生长、地上生物量和土壤含水量之间的关系为对象,研究了8个不同秋眠级数苜蓿品种的吸水规律。结果表明:休眠和半休眠苜蓿品种的时空变化特征表现出一致性;随着生长年限的增加,土壤含水量呈递减趋势;年刈割3茬,地上生物量与苜蓿耗水量密切相关,呈“V”字型分布;生育期内,分枝期历时最长、耗水最多,开花期耗水速率最快;3年内,苜蓿根系主要分布在60 cm土层,侧根主要发生于0~40 cm层,60 cm层下无侧根发生。根系主要依靠侧根在120 cm土层内吸收土壤水分。     

不同覆膜方式对旱地冬小麦土壤水分和产量的影响

为探讨黄土高原半干旱雨养条件下覆膜种植冬麦田土壤水分动态特征和增产效果,在2008—2009和2009—2010年生长季,以露地种植为对照(CK),研究了3种覆膜方式(全膜覆土穴播、全膜穴播、垄膜沟播)对冬小麦农田土壤水分、产量和水分利用效率的影响。结果表明,孕穗前期覆膜处理0~200 cm平均土壤含水量在2个生长季分别较CK高2.3%和1.7%,而在孕穗期至成熟期分别较CK低14.7%和7.6%。地膜覆盖可显著改善0~20 cm土壤墒情,但拔节后20~90 cm土层以及全生育期90~200 cm土层含水量普遍低于CK;2个生长季收获期0~200 cm平均土壤含水量覆膜处理较CK分别低64.7 mm和47.0 mm。在2个生长季中,覆膜处理平均耗水量分别较CK多64.6 mm和77.2 mm。2个生长季夏季休闲后,覆膜处理在秋播时0~200 cm的土壤含水量分别比CK高29.8 mm和22.8 mm,显然,覆膜有利于土壤水分的快速恢复。2个生长季覆膜处理的平均产量分别较CK高49.4%和53.2%,水分利用效率分别提高11.8%和14.3%。在3种覆膜处理中,虽然全膜穴播的产量和水分利用效率最高,但从劳动力和生产资料的投入同产出效益角度考虑,则以全膜覆土穴播最优。因此认为,全膜覆土穴播是一种高产高效、操作简单、适宜于半干旱区推广应用的冬小麦种植方式。     

山西中北部春玉米生长季土壤水分动态及对产量的影响

为了掌握土壤水分与玉米生长发育内在关系,提高土壤水分利用率,统筹调配水资源和防灾减灾提供理论依据,利用1994—2010年山西省忻州市忻府区农业气象观测站春玉米生长季0~50 cm土壤水分和玉米产量观测资料,分析了玉米生长季土壤水分变化规律及对玉米产量的影响。结果表明：春玉米生长季土壤水分年际变化振荡明显,呈多波动变化,与年降水量相关显著;一年中土壤水分变化分为水分消耗期、水分补给期和水分平稳期3个阶段;土壤水分的垂直变化明显,在20~30 cm层含水量最大,0~20 cm为多变层,20~50 cm为缓变层,雨季土壤水分变化较干季复杂;玉米拔节—乳熟期土壤贮水量与气候产量呈正相关,抽雄期是需水临界期,此时0~50 cm土壤贮水量每增加10 mm,产量增加200~250 kg/hm²。     

基于作物生长模型的夏玉米灌溉需求分析

用校正后的作物模拟模型(PS123模型)和河北曲周县1966～1999年的逐日气象资料为依据,分析了当地夏玉米的需水量和优化灌溉方案.结果表明,该地区玉米生长季灌溉需水量的年际变异高达80%以上.用模拟的蒸散量计算的1999玉米水分利用效率一般在17～25kg*hm-2*mm-1之间,雨养条件下的水分利用效率较高,可达29kg*hm-2*mm-1.在引入灌     

土壤水分对植物根系固土力学性能的影响综述

为了分析土壤水分对植物根系固土力学性能的影响机制,揭示根系固土力学机理和科学防治土壤流失提供基础理论研究思路,本文分析了土壤含水量对根系分布、根系抗拉特性、根系-土壤相互作用、根系-土壤复合体抗剪特性和根系固土力学模型的影响,探讨了根系固土力学性能对土壤含水量的响应机理研究现状及发展趋势。认为根系形态与根系固土效果紧密相关,目前缺乏土壤水分对根系形态及根系固土力学特性的定量研究;对根系抗拉强度和拔出强度的影响因素等关注较多,但对土壤水分变化是否影响根系强度、根土界面摩擦和根系破坏模式研究非常少;土壤水分在植物固持水土的水文效应中研究较多,但其对根系固土力学性能的影响规律尚需进一步研究;评价根系固土力学性能的模型没有考虑或充分考虑土壤水分变化对固土效果的影响,且模型中各影响因素的相对重要性关系尚不清楚。分析结果深化了对降水影响覆盖植被边坡稳定性机理的理解,为深入研究土壤水分与根系固土力学机制相互作用提供了理论基础。     

柴达木盆地东部浅层土壤水分增量对降水的响应

分析浅层土壤水分增量变化对降水量的响应，以期为干旱区藜麦推广种植提供气象科学依据。利用2018—2021年4—10月柴达木盆地东部2个自动土壤水分监测站数据，包括降水量、降水前土壤含水量、降水期间平均气温以及降水历时等资料，利用Excel和SPSS进行统计分析。结果表明：（1）在生长季，与德令哈相比，乌兰小降水事件偏少4%，大降水事件偏多6%，两地土壤水分增加对降水的响应均有滞后性，根据土层深度和降水强度的不同，单次滞后时间在1~63 h之间。（2）同量级降水条件下土层水分增量随深度增加响应逐渐减小，随着降水量级的增大，同深土层含水量响应增大。（3）当累计降水< 5 mm时，0~10 cm土层水分增加有响应；当累计降水为5~10 mm时，0~40 cm土壤含水量以降水前地表含水量的不同而不同程度地响应；当降水量>10 mm时，0~40 cm各层土壤平均含水量增加响应明显。（4）0~10 cm土层含水量对降水的响应与降水期间气温呈不显著的负相关；与降水前该层含水量呈正相关，乌兰显著、德令哈不明显；与降水历时相关性表现显著(P<0.01)。结果可为藜麦各生长期需水量、雨后吸水量及灌溉作参考。     

遥感信息应用于水分胁迫条件下的华北冬小麦生长模拟研究

由于初始土壤水分、灌溉量等变量的空间分布不易获得,区域尺度水分胁迫条件下作物生长模拟存在一定难度。本文在WOFOST模型本地化和区域化的基础上,采用调控型方法,重点探讨了利用MODIS数据反演的地表蒸散在大范围内估算土壤水分平衡过程中的参数或变量初始值,以实现水分胁迫条件下作物模型区域模拟的可行性。2002年模拟结果显示,引入遥感信息优化获得初始土壤有效含水量、返青期生物量及抽穗期灌溉量后,土壤水分的模拟效果得到改善;32个农业气象试验站点模拟产量的相对均方根误差（RRMSE）由0.63降至0.20;华北冬小麦模拟产量的空间分布与实际产量分布更加接近,产量低估的情况得到较好改善;河北、河南、山东3省平均产量的模拟误差分别为－4.9%、4.3%和8.6%。初步结果表明,结合卫星遥感信息通过优化方法在大范围内估算作物模型的相关参变量,以实现水分胁迫条件下作物模型的区域应用是行之有效的。     

甘南合作地区牧草生长季土壤水分气候变化特征

通过对甘肃甘南高原合作地区1994—2013年牧草生长季（4—9月）人工观测土壤重量含水率变化特征分析,用线性趋势、突变分析等方法分析其变化趋势,表明近20年来合作地区牧草生长季土壤湿度呈增加的趋势,其中以浅层10 cm增湿的趋势最为明显。随着深度的增加,土壤湿度呈递减的趋势。在季节变化上,整层土壤湿度在6月中旬、8月中旬呈低值区,7月中、下旬及9月份为高值区;年际变化上,近20年来,合作地区牧草生长季土壤湿度总体上呈现出上升趋势。突变分析表明,合作地区20 cm、40 cm土壤湿度均出现了升高突变;合作地区夏季土壤湿度与夏季平均气温及降水量均呈正相关,其中与降水量的相关性最为显著。牧草生长期各月的牧草生物量与前期土壤水分有较密切的关系,总体上,土壤水分对牧草产量有一定的正贡献作用。     

玉米根、茎、叶中脱落酸含量和产量形成对土壤干旱的响应

对不同程度土壤干旱胁迫下玉米根、茎、叶中脱落酸含量与产量形成进行了试验研究。充足底墒播种后采用5个土壤水分处理（分别占土壤田间持水量>80%、70%～80%、60%～70%、50%～60%、40%～50%,代号为WT1～WT5）,并遮去自然降水。试验结果表明,拔节期从中等干旱胁迫开始,玉米根、茎、叶中ABA含量大幅度增加,干旱加剧会使根     

全膜双垄沟播玉米不同覆膜时期水分生产效率研究

为了进一步探索全膜玉米不同时期覆膜对水分生产效率的影响,笔者选择四种不同覆膜时期,在玉米关键生育期测定0-100cm土层含水量,研究生育期耗水、生育期降水、年降水的生产效率。结果表明：冬季土壤封冻到春季土壤解冻采取秋覆膜可减少27.6%的土壤水分损耗;土壤解冻到玉米播种采取顶凌覆膜的可减少16.0%的土壤水分损耗。全膜秋覆膜较顶凌覆膜生产能力提高9.27%、生育期降雨生产效率提高0.16 kg/mm,顶凌覆膜较播前覆膜生产能力提高7.44%、生育期降雨生产效率提高0.13 kg/mm。     

民勤绿洲天然胡杨林生长季土壤盐分动态研究

为了探索民勤绿洲天然胡杨林下土壤盐分特征及其随时间的变化规律,为保护干旱地区胡杨林的生态环境提供可靠依据,应用地统计学与经典统计学的方法,研究绿洲天然胡杨林下土壤盐分的垂直变化特征及生长季期间的变化规律。结果表明：研究区天然胡杨林下土壤全盐含量在0.55%~3.42%之间,土壤全盐量变化趋势总体表现为随深度增加而减小,且以0~40 cm的变化趋势最为显著,在80~120 cm较为稳定;表层和亚表层的土壤全盐含量较高,其中JHCD、SWCD、SCKD表层土壤含盐量的平均值分别达到1.54%、2.80%、1.11%。土壤全盐含量在胡杨生长季节上的变化总体表现为：春季＞夏季＞秋季。不同树龄胡杨林下的土壤全盐含量不同,表现为中年阶段＞成熟阶段＞老熟阶段,SWCD不同树龄胡杨林土壤全盐含量的差值略大。采样点土壤全盐量的变异性属于中等变异,土层越深,土壤全盐量变化程度相对较小。     

河北平原麦玉两熟轮耕模式对土壤特性及作物产量的影响

于2016-2017年冬小麦-夏玉米一年两熟生长季,设小麦季深松+玉米季免耕（S-N）、小麦季旋耕+玉米季深松（R-S）和小麦季深松+玉米季深松（S-S）处理,以常规耕作方式小麦季旋耕+玉米季免耕（R-N）为对照,在河北平原中部南和县对不同轮耕模式下土壤理化性状、微生物特性、水热状况、产量及水分利用效率进行研究。结果表明,对比小麦播种前,R-S和S-S处理土壤非毛管孔隙度均有显著上升,0~15和15~30cm土层分别平均提高15.2%和18.0%;R-N处理0~15和15~30cm土层非毛管孔隙度比小麦播前分别下降11.3%和7.3%。单季或两季深松可显著提高农田土壤碱性磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶和脲酶活性,其中R-S和S-S处理提高最明显。单季深松或两季深松均可显著提高微生物生物量碳和活跃微生物量,0~30cm土层分别平均提高6.3%和20.6%。两季深松土壤呼吸平均提高12.4%,且呼吸速率变幅增大。深松可增大土壤周年温度变幅,提高水分利用效率,两季深松可显著提高周年作物产量达8.62%。深松可改善土壤物理性状,提高作物产量,提高土壤关键酶活性和呼吸速率,扩大土壤温度日变幅,优化土壤微生物环境。     

不同沟灌方式下土壤水、热分布研究

为了阐明不同沟灌方式对土壤水、热分布的影响,开展大田分区试验,研究了玉米生长期间交替隔沟(AFI)和常规沟灌(CFI)方式下不同位置处（沟位、坡位、垄位）土壤水热变化。结果表明,在一个灌水周期内,AFI的根区土壤水分以向下和侧向入渗为主,土壤水分有利于被作物根系吸收利用,而CFI的根区土壤水分始终保持较高的水平,促进土壤水分向根区以下移动,容易发生渗漏损失;沟灌方式引起剖面土壤温度的变化,高水分区域引起低土温,1个灌水周期内AFI根区平均土温比CFI高0.56~1.78℃,但不同点位之间根区平均土温差异较CFI小。在玉米生长期间,AFI根区平均土温比CFI高0.05~2.16℃,根区平均土壤含水量比CFI低3.31%左右。土温与土壤含水量存在良好的二次曲线关系,当土壤含水量X=37.30%时,土壤温度出现最低值。因此,与常规沟灌相比,交替隔沟灌溉具有控墒调温的作用,有利于根区土壤水分的高效利用,促进根区土温的均匀分布。     

Development and Testing of Root Effectiveness Function for Soil Water Uptake

For soil water uptake studies under cropped conditions, root effectiveness for soil water absorption is of great significance. For development of root effectiveness function, information on the age of roots present at any soil depth at any time during the crop growth period is needed. For estimation of root age and root effectiveness function, a methodology has been developed. Wheat crop was used as a test crop. It has been observed that root effectiveness for water uptake remains constant during the early period of root growth and thereafter it decreases exponentially with root age. The application of the proposed root effectiveness function was tested successfully using macroscopic model of soil water dynamics which yielded 7 .83 per cent variation between observed and simulated soil water content on overall basis in the crop root zone for the entire crop growth season.