半干旱地区滴灌对土壤水盐运动和次生盐渍化影响的研究进展

滴灌技术是当前农业节水的主要方式之一,由于半干旱地区地表蒸发强烈,导致农田土壤盐分表聚及次生盐渍化的发生风险增大,在石灰性土壤地区尤为明显。本文综述了灌溉制度、田间管理、土壤质地等因素对土壤水盐运移及次生盐渍化影响,并针对目前半干旱区节水灌溉的发展,提出了明确滴灌条件下土壤水盐运移规律、土壤盐分累积效应、以及防止次生盐渍化调控途径等需要进一步加强的研究方向,以期为半干旱地区农业节水和土地可持续利用提供理论参考。     

滴灌对半干旱地区土壤水盐运动和次生盐渍化影响的研究进展

滴灌技术是当前农业节水的主要方式之一。半干旱地区地表蒸发强烈,导致农田土壤盐分表聚及次生盐渍化的发生风险增大,在石灰性土壤地区尤为明显。笔者综述了灌溉制度、田间管理、土壤质地等因素对土壤水盐运移及次生盐渍化影响,并针对目前半干旱区节水灌溉的发展,提出了明确滴灌条件下土壤水盐运移规律、土壤盐分累积效应以及防止次生盐渍化调控途径等需要进一步加强的研究方向,以期为半干旱地区农业节水和土地可持续利用提供理论参考。     

速生杨在海河低平原农田土壤中的水分时空消耗规律

为揭示农田杨树用材林无灌溉区表层及深层从幼龄开始的土壤水连续消耗规律,采用中子仪与土钻相结合的方法进行了4年土壤水分定位监测。数据表明：（1）4龄和5龄时杨树遭受极度水分胁迫,部分树木叶片盛夏开始干枯脱落,3龄、4龄和5龄单株杨树树高、胸径和材积年增长缓慢;（2）杨树2龄时,0~2m土壤水分大幅降低,此后长期处于较低状态。2m以下得不到降水补充,土壤含水量持续下降。3龄后杨树开始阶段性遭受不同程度水分胁迫;（3）至5龄末杨树的耗水层深度为5.6m;2m以下深层耗水特点为2龄、3龄和4龄杨树耗水层次逐年加深,5龄时未见加深,反而各层次耗水量均小于4龄杨树。可见其遭受严重干旱胁迫后生理活性降低。杨树从2龄末到5龄末的3年间2-5.6m土体土壤贮水量累计减少430mm,使得深层土壤有效水含量大幅下降,特别是2-4m土层,杨树5龄末时土壤水分接近萎蔫点,土壤储水调节能力下降。林龄增加后反而只能依靠降水,杨树生长面临威胁;（4）无灌溉杨树单作模式5年经济收益远远低于麦-玉模式。海河低平原区大面积推广的农田速生杨用材林将使这一地区深层土壤干燥化。杨树材积累积缓慢不利于土地集约利用,应采取一定的灌溉补水措施在合理用水的前提下促进杨树生长,或者以发展农田防护林为主。     

晋西旱塬地覆盖耕作农田土壤水分有效性研究

根据多年农田试验和定位观测的结果,在分析旱塬农田土壤水分曲线特征的基础上,从耕层土壤和深层土壤两个层次研究了覆盖耕作对农田土壤水分有效性的影响,包括有效水含量、速动易效水与缓动易效水。结果表明：免耕覆盖量10500kg／hm^2的处理耕层土壤总有效水含量最高,免耕覆盖量7500kg／hm^2的处理次之,常规耕作最低;深层土壤有效水量的变化趋势也随秸秆覆盖量的增加而增加,常规耕作和免耕无覆盖差异不大,免耕覆盖量10500kg／hm^2比常规耕作高34．5mm;耕层和深层土壤速动易效水与缓动易效水整体上均随秸秆覆盖量增加而增加,速动易效水较缓动易效水含量低。     

黄土丘陵区不同退耕模式对土壤物理性状影响研究—以甘肃定西市为例

甘肃定西全面实施退耕还林近10年来,取得了显著的成效。本文以退耕还林重点地区定西市安定区为例,通过采集、实地调查取样和实验室分析,对比研究了不同退耕植被类型地与对照地（农田和天然草地）的土壤物理性状的变化情况。包括土壤的含水量、容重、土壤孔隙度、土壤水稳性团聚体结构。研究结果表明：天然草地和柽柳的含水量最高,分别为13.44%和13.52%。农田和山杏的含水量最低为8.01%和8.2%。0～60cm不同土层中柠条的容重最小且变化不大,农田的上下变化最大。在20～60cm退耕还林地的孔隙度均高于天然草地和农田,天然草地和农田非毛管孔隙度小且上下变化大,不利于土壤入渗。刺槐、柠条、柽柳的水稳性团聚体的含量最多,分别是农田的3.4、2.8和2.4倍。退耕还林以后,林地的土壤物理性状得到明显的改善,与农田和天然草地相比,刺槐,柠条的改良效果最好。因此对退耕还林地区进行植被恢复过程中,要深入了解当地的土壤环境特征,做到因地制宜,适地适树。     

渭北旱塬深层土壤水分特征对水分生产效率的影响

采用田间试验和观测方法研究了渭北旱塬东部旱作区的农田土壤水分特征和水分生产效率,结果表明,该区在麦田夏闲蓄水期(7—9月)降水量在212.7mm以下时,1～1.2m深处存在一相对干土层,使小麦生育后期对深层土壤水分利用产生一定影响,并使旱地农田水分生效率降低。研究还看出,旱地农田水分生产效率具有明显地随播前土壤储水量增加而提高的趋势,说明渭北旱塬使东部的土壤水库在旱农条件下作物供水调节中的不可代替作用。     

土壤水动力学参数及其影响因素研究进展

土壤水是作物生长所需要的直接水源,是农业生产的必要条件。研究土壤水的动力学参数及其影响因素,对于农业土壤的水分调控与高效利用、水土保持工程设计等具有重要指导意义。笔者在综述了国内外土壤水研究概况的基础上,重点论述了土壤水分常数、水分特征曲线、比水容量及饱和导水率等主要动力学参数及其影响因素的研究进展,明确了土壤孔隙度、质地、结构和有机质含量是土壤水动力学参数的主导影响因素,并提出了未来土壤水分研究的重点方向。     

胃北旱塬深层土壤水分特征对水分生产效率的影响

采用田间试验和观测方法研究了渭北旱塬东部旱作区的农田土壤水分特征和水分生产效率,结果表明,该区在麦田夏闲蓄水期(7-9月)降水量在212.7mm以下时,1～1.2m深处存在一相对干土层,使小麦生育后期对深层土壤水分利用产生一定影响,并使旱地农田水分生效率降低.研究还看出,旱地农田水分生产效率具有明显地随播前土壤储水量增加而提高的趋势,说明渭北旱塬使东部的土壤水库在旱农条件下作物供水调节中的不可代替作用.     

邯郸县小麦节水稳产栽培技术

正1小麦节水稳产栽培技术原理1.1小麦发达的根系小麦发达的根系是高效利用土壤水的关键,特别是小麦初生根系(种子根)具有扎深2m以上的特点,能够有效利用深层土壤储水,并确保小麦健壮生长和提高抗倒伏能力。1.充分利用m土体中土壤储水,提高土壤水利用根据冬小麦生长特点,在其水分不敏感时期,通过适度水分胁迫,有意识创造一定的土壤水分缺亏条件,促进小麦根系充分下扎,减少灌溉,降低小麦总灌溉用     

秸秆覆盖下的土壤水热运移

土壤水热耦合运移的数值模拟研究是在二十世纪五十年代在等温水分运动模型的基础上发展起来的,随着秸秆覆盖节水技术的发展,秸秆覆盖下水热耦合运移的数值模型得到不断研究和发展。秸秆覆盖下水热耦合数值模拟由于考虑了覆盖层对水热运移的影响变得复杂,文中综述了土壤水热运移模拟到秸秆覆盖下水热运移数值模拟的发展过程,常用的推求土壤参数的经验公式和秸秆覆盖下土壤水热耦合的上边界条件的确定方法。     

降水与墒情关系及抗旱需水量评估技术研究

为了合理开发利用水资源,提高半干旱地区水资源利用率,为现代农业发展提供更精细化的气象服务,通过研究阜新地区土壤水分与降水量关系及特征,找出了阜新地区土壤水分变化规律,并在此基础上,建立了阜新地区农田抗旱需水量评估方法。结果表明：（1）较大降水后,浅层土壤增墒迅速,几小时内土壤重量含水率可达到最大值,并在20 cm左右土壤中形成1个高含水层;深层增墒相对缓慢,需要十几到二十几小时达到最大值;（2）较大降水发生1天后,10~50 cm层土壤重量含水率达到最大值,然后在无降水的情况下土壤重量含水率缓慢下降,基本呈直线型,直到下一次较强降水的到来,重量含水率再次上升;（3）降水增墒速度大于墒情递减速度;（4）受多种因素影响,降水后10~50 cm层各月土壤增墒率和晴好天气下各月逐日土壤墒情递减率有各自的变化规律。其中,4月、7月降水增墒率相对较小,9月最大,8月次之;4月、5月逐日土壤墒情递减率最小,6—9月相对较大,其中,7月最大。土壤墒情递减率对抗旱需水量中流失的水分计算起到重要作用;（5）实际抗旱需水量大于设定重量含水率所需的含水量,因为要考虑土壤蒸发、作物吸收、深层渗透、降水径流等流失的水分;（6）抗旱需水量评估方法对抗旱方面的政府决策气象服务起着重要作用。可用于自然降水对旱情缓解的分析、节水灌溉工程的精细化气象服务等。     

河西地区啤酒大麦需水规律及土壤水分变化特征研究

[目的]为合理安排啤酒大麦农田灌溉,优化水资源配置, [方法]采用联合国粮食及农业组织(FAO)推荐的彭曼—蒙蒂斯(Penman-Monteith)公式,利用位于河西地区东部永昌气象站2013～2017年的气温、日照、风速等气象观测资料,计算出啤酒大麦生育期内逐日需水量,分析其需水规律；同时利用自动土壤水分资料,研究土壤水分时空变化特征。[结果]结果表明：全生育期总需水量为608.0 mm,分蘖、孕穗、乳熟为啤酒大麦需水关键期,孕穗～乳熟期是需水旺盛期；土壤水分发育期变化大部分时期与作物需水趋势相反；土壤水分垂直变化总体趋势是土壤深度由浅到深土壤含水量逐渐增大。[结论] 研究结果对啤酒大麦合理灌溉提供了有益参考。     

不同土地利用方式下土壤水分动态及对降水的响应——以青海省互助县浅山旱地为例

摸清青海旱作农业区土壤水分动态变化对保障农作物产量形成和粮食生产安全具有重要意义。采用野外采样结合统计学方法,探究青海互助浅山旱地不同土地利用方式下土壤水分季节动态、垂直剖面特征及土壤水分对降水的响应。结果表明：（1）不同土地利用方式下耕作层(0~30 cm)土壤含水量季节动态存在明显的干湿周期变化,土地利用方式对土壤水分季节变化影响不显著(P>0.05),降水事件、降水量级是影响耕作层(0~30 cm)土壤含水量季节动态的主导驱动力;（2）0~30 cm土层是雨养耕作层,典型土壤含水期分为干旱期、湿润期、常态期和过渡期,土壤干旱发生一般由表层开始,随着土壤水分耗损加重土壤干旱逐渐向深层土壤延伸;（3）4种土地利用方式的土壤水分动态变化与前期累计降水量变化基本一致,亚表层(10~20 cm)和深层(20~30 cm)土壤含水量与前期累计降水量极显著相关性(P<0.01)。因此,在干旱事件频繁的青海旱作区发展“浅埋滴灌技术”是寻求土壤供水平衡的有效路径。     

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。     

西峰黄土高原土壤湿度与冬小麦气候产量的关系研究

为了进一步研究西峰土壤湿度对冬小麦气候产量的影响关系,以便合理安排田间管理,增加冬小麦产量,提高质量,利用西峰1981—2008年28年0~100 cm逐层土壤湿度资料、西峰农试站试验田冬小麦产量资料,分析土壤含水量与冬小麦气候产量的关系,并计算贡献率,建立回归方程。结果表明：西峰冬小麦气候产量与土壤含水量的年际变化基本一致;3—5月中旬,冬小麦对水分的需求逐渐从浅层向深层发展;5月中旬—7月上旬,深层含水量是冬小麦所需的主要水分来源;8月中旬—9月上旬,土壤蓄水;9月中旬—10月上旬,浅层水分的贡献率最大。土壤含水量对冬小麦气候产量相关性上,蓄墒期中上层(0~40 cm)最为明显,生育前期各层都显著相关,中上层(0~50 cm)尤为显著;生育中期各层相关性显著,生育后期上层0~20 cm为负相关,50~90 cm层为正相关;影响率上,蓄墒期明显的是30~60 cm及80~ 100 cm层,前期是10~40 cm及70 cm、90~100 cm层,中期是30~40c m层及80~100 cm层,后期是60~ 100 cm层,年平均为20~40 cm、60~100 cm层。     

晋中旱地玉米耗水规律及农田水分平衡研究

采用中子测水技术与蒸发模拟微区相结合的农业物理学法,测得晋中旱地玉米生育期耗水量为300～350mm,其中玉米蒸腾耗水占40～50%,棵间土壤蒸发耗水占50～60%.土壤湿度越大,棵间土壤蒸发越高.浅层土壤水分蒸发较强,深层蒸发较弱.130～150cm土层蒸发几乎未波及到该层.玉米蒸腾与土壤蒸发耗水虽有一定联系,但基本上属于两个独立的过程.蒸腾与产量之间呈高度正相关.农田水分平衡状况对产量有明显的影响.     

冬小麦对不同土壤水分的生理和形态响应

采用深桶栽培结合测坑法，从冬小麦反青至蜡熟期保持不同的土壤水分，分生育期对小麦的形态、生理和根系进行了测定。结果表明：调控土壤水分可明显改变冬小麦根、冠生长量比率。适宜的土壤水分胁迫（田持的５０％－６０％）可促进冬小麦根系发育，高土壤水分更有利于地上部生长。土壤水分长期低于田间持水量的６０％时，较显著地叶片的增大，从而减小截获光能的总叶面积，最终降低生物学产量和经济产量。土壤水分由“田持”的４６％升高到５５％，光合速率增幅不大，由５５％提高到６４％，光合速率出现跃迁式增高，土壤水分超过６４％后，光合速率几乎为等值。说明光合作用对土壤水分存在一个“阈值”反应，此值为土壤田间持水量的６５％左右。冬小麦的蒸腾速率随土壤水分递增而一直递增；综合考虑蒸腾速率与光合速率及水分利用效率之间关系，可以得出高土壤水分条件下冬小麦存在奢侈蒸腾耗水现象。     

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。     

基于介电法原理的传感器技术在土壤水分监测领域应用探究

伴随着传感器技术的发展,市场上出现了多种类型的土壤水分传感器,其中,基于介电法原理的传感器技术,如时域反射法、时域传输法、频域分解法及驻波比法应用最为广泛。通过对土壤水分传感器性能、结构、测量尺度、安装和应用中的问题及解决方法进行探究,总结目前传感器技术在土壤水分监测中的应用。结果表明：当前土壤水分传感器在性能、结构上存在差异性,在测量尺度上存在不确定性,安装方法上可分为垂直剖面法、阶梯法和单点法,在实际应用中,深层土壤水分及小尺度土壤水分自动监测技术以及传感器统一标定方法有待进一步研究。