绿洲灌区固定道垄作对春小麦土壤水分

研究了固定道垄作条件下,春小麦的土壤水分动态变化.结果表明:不同栽培措施下,0～120 cm土层土壤贮水量的变异系数随着土层的加深而减小,其中剧变层(0～30 cm)的土壤贮水量因受降水和灌溉的影响变化剧烈;小麦拔节期固定道垄作0～60 cm土壤贮水量高于其它处理5 mm左右;抽穗到灌浆期,土壤贮水量下降幅度最大,表现出良好的供水性,可节水200 mm左右,水分利用效率较传统提高31.66 %.     

模拟降水量条件下不同种植方式集雨效应研究

针对阴山北麓旱作区雨水蓄积利用效率低的问题,探讨本地区主要种植方式对降水的蓄积效应及降水后土壤水分变化动态。本研究采用模拟降水试验方法,对降水后农田土层水分含量的变化情况进行监测和分析,结果表明:1)在4mm降水下,粘壤土不同处理土壤贮水量显著高于对照;在12mm降水下,沙壤土不同处理土壤贮水量显著高于对照。不同降雨量粘壤土和沙壤土贮水量增量表现一致,大小顺序均为垄作全膜垄作半膜平作全膜平作半膜平作(CK)。以8mm降水为例,粘壤土各处理中,垄作全膜处理下土壤贮水增量为6.5mm,是对照的1.76倍,沙壤土各处理中,垄作全膜种植方式贮水增量是对照的3.2倍。2)垄作全膜能够将12mm以上降水蓄积在粘壤土表层,使该层土壤水分变化较小,土壤含水量基本维持在15.0%~16.5%,沙壤土蓄积雨水效果较差。3)在降水后5d内,粘壤土土壤水分变化为0~20cm土壤含水量呈降低趋势,降水后第3天该土层土壤含水量下降变缓,20~30cm土壤含水量先增加后降低,在降水后第3天达到最高,30~50cm土壤含水量均呈增加趋势;沙壤土土壤水分变化为0~30cm土壤含水量下降趋势较明显,30~50cm土壤含水量表现为先增加后降低。因此,在本地区生产条件下,垄作全膜不仅具有良好的集雨效果,而且能够将积蓄雨水主要分布于土壤表层30~50cm,从而对有限的降水资源进行再分配,提高作物的水分利用效率。     

绿洲灌区春小麦固定道垄作栽培对土壤氮素的影响

采用田间试验和室内分析相结合的方法,以当地农民常规的栽培模式为对照,对春小麦固定道垄作条件下土壤氮素状况及氮肥利用率进行了研究。结果表明:播前固定道垄作的0～10 cm土壤全氮含量较新型垄作和传统耕作处理分别高4.5%和1.9%;碱解氮含量则以新型垄作处理最高,固定道垄作处理次之。收后,0～30 cm土层,固定道垄作处理土壤全氮含量增加3.4%,碱解氮含量增加11.8%;氮肥利用率较平作免耕、新型垄作和传统耕作分别高0.3、6.9和5.8个百分点。固定道垄作可提高土壤氮含量和氮肥利用率,并能较好地贮藏和释放养分,为作物生长提供优良环境。     

不同覆盖方式对渭北旱作苹果园土壤贮水的影响

【目的】揭示不同覆盖方式对渭北旱作苹果园土壤贮水的影响,为该区域改进果园土壤水分管理措施提供理论依据。【方法】通过田间小区定位观测,对比分析秸秆覆盖、地膜覆盖、生草覆盖及裸地处理果园土壤孔隙度、土壤贮水库容及土壤贮水量等性状。【结果】秸秆覆盖明显提高了土壤孔隙度、土壤贮水库容及贮水量。覆盖3年后,各处理0—60cm土层平均土壤孔隙度大小为秸秆覆盖生草覆盖裸地地膜覆盖,地膜覆盖降低了土壤孔隙度;在0—60cm土层,秸秆覆盖处理土壤饱和贮水量、吸持贮水量及滞留贮水量分别较裸地及地膜覆盖高2.18、0.84、1.34mm及2.52、1.15、1.36mm,生草处理土壤饱和贮水量、吸持贮水量及滞留贮水量分别较裸地及地膜覆盖高2.01、0.69、1.34mm及2.32、1.00、1.34mm;秸秆覆盖明显提高了5月份、10月份1m土层内土壤贮水量,5月份秸秆覆盖处理1m土层内土壤贮水量较裸地高48.85mm,10月份高47.36mm,生草处理在5月份土壤贮水量最低,较裸地低31.71mm,而在10月份与裸地贮水量相当。【结论】在渭北旱作苹果园采用秸秆覆盖能起到较好的土壤保蓄水作用,土壤贮水量增加明显。     

垄作对旱地甘蓝水分利用及产量的影响

通过2 a大田试验,对不同垄作方式下旱地甘蓝土壤水分含量、植株性状、产量以及水分利用效率进行研究。结果表明,各处理条件下,土壤0~40 cm土层土壤含水量变化幅度大于40~160 cm土层,垄作条件下土壤各层含水量变化幅度小于平作方式;3行垄处理的甘蓝产量较平作产量高出4.46%~9.09%,且水分利用效率在2 a试验中均为最高。     

垄作覆盖下小麦、玉米产量、土壤碳素转化及水分研究

研究了旱地小麦、玉米一年两熟制下垄作覆盖对土壤溶解性有机碳和微生物量碳含量、水分及作物产量的影响。在洛阳市农林科学院内防渗精确水分池内,设置垄作覆盖、秸秆覆盖、传统耕作(对照)3个处理,结果表明,(1)垄作覆盖下作物增产显著,小麦较对照增产11.05%,玉米增产32.40%;小麦水分利用效率提高0.36 kg/(mm.hm2),玉米水分利用效率提高2.72kg/(mm.hm2)。(2)垄作覆盖提高了0～200cm土壤含水量,为小麦、玉米生长提供充足的水分。(3)垄作覆盖下0～5cm、5～10cm土层溶解性有机碳含量,小麦田分别较对照增加了39.7mg/kg、27.5mg/kg,玉米田分别较对照增加了52.1%、61.2%。(4)垄作覆盖下微生物量碳含量:小麦田0～5、5～10、10～20cm土层分别较对照增加了120.7mg/kg、158.6mg/kg和132.2mg/kg;耕层微生物量碳平均含量较对照高94.1%;玉米田0～5cm、5～10cm土层分别较对照高167.2mg/kg、78.2mg/kg,10～20cm与对照比差异不明显。垄作覆盖技术既可提高0～200cm土壤含水量和水分利用效率,又可显著提高0～5cm溶解性有机碳和微生物量碳含量,利于小麦、玉米高产稳产。     

膜上灌对河西绿洲灌区玉米全生育期土壤贮水量的影响

[目的]研究干旱条件下膜上灌对玉米地土壤贮水量的影响。[方法]以当地主栽玉米品种为试材,以露地畦灌为对照,采用不同宽度地膜覆盖进行膜上灌,通过对比分析研究了不同土层及不同生育期土壤贮水量的变化。[结果]0～120cm土层,处理Ⅰ（膜上灌处理覆膜宽度为0．75m）的土壤贮水量比播前降低了24．6％,处理Ⅱ（膜上灌处理覆膜宽度为1．25m）的土壤贮水量比播前降低了25．1％,对照的土壤贮水量比播前降低了33％。各生育期膜上灌处理和对照0～40cm土层的土壤贮水量低于40～80和80—120cm土层。40～80cm土层的土壤贮水量介于0～40和80～120cm．抽雄开花期,处理Ⅰ和Ⅱ的0～40cm土层的土壤贮水量分别比对照增加了7％和10．5％。在玉米成熟期,膜上灌处理的土壤贮水量高于对照。[结论]该研究为中国西部地区的灌溉农业的发展提供了理论支持.     

毛乌素沙地主要固沙灌(乔)木林地水分平衡研究

以定位观测资料为基础,对毛乌素沙地流动风沙土、天然油蒿和鼻柏灌丛及沙柳和樟子松人工林下0cm-100cm风沙,1997上4月-1998年10月水量平衡进行了研究。结果表明,在0cm-100cm的土层内,土壤贮水量没有明显的贮水稳定层。流动沙丘各土层之间贮水量的变率,1997年差异较小,年平均为5.5%;1998年明显增大,年平均值为17.0%,并且最大值与最小值之间相差10%.油蒿群落土壤贮水量的变化主要发生在0cm-80cm的土层内,尤其是0cm-20cm土层变动明显,0cm-100cm土层内年均变率为16.2%;樟子松和沙柳人工林地两年贮水量变率各层次之间差异最小,年均变率分别为18.7%和14.7%;臭柏群落土壤贮水量的变化主要集中在0cm-60cm或0cm-80cm的土层内,并且以0cm-20cm和40cm-60cm土层变化较明显.土壤贮水量的变幅大小,同时受降雨量及降雨时空分布的影响,1998年度的变率明显高于1997年度。各样地土壤贮水量季节变化一般出现两个高峰.第1个高峰出现在4月,第2个贮水高峰值一般出现在7月或8月,此期间是该地区的雨季,其降雨量约占全年降雨量的46.7%,成为土壤水分的恢复补给时期。5月－7月上旬，植物进入生长盛期，耗水量增加，加之降雨补给较少，形成第1个主要失水时期；8月－10月，降雨量逐渐减少，气温和地温较高，植物枝叶茂盛，土壤蒸散量大，形成第2个失水时期，生长期内土壤总贮水量，有植被的沙地较流动沙丘低约100mm-200mm。沙地水量平衡研究结果表明：流沙的年蒸散量最小，两年平均为191.38mm，并且1997年的蒸散量大于1998年约32mm。油蒿、沙柳、樟子松、臭柏样地的蒸散量均大于流沙，而且表现出1998年度大于1997年度的特征（除樟子松外）。4种植物中，以臭柏群落蒸散量最高，年均255.25mm，其次是沙柳，年均值为277.624mm，油蒿和樟子松年均蒸散量分别为263.28mm和246.225mm。4种植物的年均蒸散量均小于同期降雨量334.3mm（均值），基本能够维持土壤水量平衡。     

沃特和PAM对土壤水分及玉米生长的影响

    为了鉴别沃特保水剂的施用效果及确立合理的施用量,在陕北黄土丘陵沟壑区,采用田间试验方法,开展沟施不同用量沃特及PAM对土壤水分和玉米生长的影响研究.结果表明,玉米生育期间10～20 cm土层和40～50 cm土层土壤贮水量均随沃特、PAM施用量的增大而提高.玉米三叶期0～50 cm土层、拔节期0～100 cm土层、抽穗-吐丝期0～150 cm土层、成熟期0～200 cm土层土壤贮水量均显著高于对照,且随沃特、PAM施用量的增大而提高.玉米叶片光合速率、茎叶生物量、根系生物量、果穗生物量、茎杆粗度、籽粒产量、千粒重均随沃特、PAM施用量的增加而提高.从播种到成熟期,玉米耗水量减少,水分利用效率、水分产出率极显著提高.相同施用量沃特、PAM的土壤贮水量和玉米生物量、产量无显著差异.在陕北黄土丘陵沟壑区,沃特、PAM在玉米生产中沟施应以45 kg·hm-2左右为宜.     

绿洲灌区垄作沟灌栽培对土壤物理性状和春小麦产量的影响

于2008-2009年,在甘肃省农业科学院张掖节水农业试验站,研究绿洲灌区春小麦垄作沟灌栽培条件下土壤物理性状的变化及其对春小麦产量的影响.结果表明,垄作沟灌栽培0～40 cm土壤坚实度明显低于平作,0～20 cm土壤体积质量较平作降低2.52％.0～10 cm日均土壤温度较平作提高1.41℃,且随春小麦生长发育进程的推进,增温效应逐渐弱化.垄作沟灌栽培春小麦三叶期0～10 cm土层质量含水量低于平作栽培,挑旗期至成熟期0～120 cm土层质量含水量高于平作栽培.垄作沟灌栽培春小麦产量较平作增产7.27％～34.69％,水分利用效率提高2.37～4.71 kg/(hm2·mm),节水750 m3/hm2.垄作沟灌栽培对土壤坚实度、体积质量、温度和水分的影响是春小麦节水增产的主要原因之一.     

设施栽培对土壤结构及水分特性的影响

在测定土壤水分特征曲线和土壤结构的基础上,就设施栽培对土壤水分特性及结构的影响进行了研究。结果表明:设施栽培后土壤水分特征曲线均低于同层露地土壤,土壤持水性降低;设施土壤与露地土壤水吸力与土壤含水量之间均存在显著的幂函数关系,具有良好的拟合性。设施栽培后0～40cm土层土壤总孔度和毛管孔度均有所增加,土壤田间持水量、有效水含量等水分常数显著提高,有利于改善耕层土壤结构。设施土壤和露地土壤供水性随土壤吸力增加呈递减变化趋势,上层土壤供水性优于下层土壤,两种土壤比水容量均在0.06MPa时达到10-2数量级,土壤吸力小于0.06MPa时设施土壤0～20cm土层对作物有效水的供给能力强于露地土壤。     

河西绿洲灌区不同耕作方式对春小麦土壤水分和产量的影响

在河西地区采用节水灌溉栽培方式,研究传统耕作(CT)、平作固定道(ZT)、固定道垄作(PRB)和垄作沟灌(FRB)4个处理下春小麦土壤水分、蓄水量、蒸散量、产量及其构成和水分利用效率的变化。结果表明,0～10cm土层PRB含水量分别高出CT、FRB、ZT处理13.70%、23.50%、4.80%,春小麦全生育期不同土层的土壤含水量和0～120cm土壤储水量也表现出PRB>ZT>FRB>CT的趋势。不同处理春小麦蒸散量差异很大,阶段蒸散量表现出CT>ZT>FRB>PRB,三叶期—抽穗期相差最大,CT分别比FRB、ZT和PRB高出15.56%、23.59%和38.73%,阶段蒸散量高峰值集中于生长中后期。PRB处理成穗数在4个处理中达到最大,分别比FRB、CT和ZT处理高出17.03%、2.40%和7.19%。PRB水分利用效率最高,比FRB、CT和ZT处理高出22.57%、30.49%和18.95%。PRB处理耗水量比FRB、CT和ZT处理少6.70%、28.80%和12.68%。可见,PRB处理节水效果明显,且达到增产的效果。     

注灌施肥对全膜双垄沟播玉米产量及土壤水分的影响

在榆中县旱作区全膜双垄沟播栽培下,观察了不同注灌施肥处理对玉米产量及土壤水分含量的影响。结果表明,不同水肥条件对玉米产量均有一定的影响。基施N 180.00 kg/hm2、P2O5120.00 kg/hm2、ZnSO47.50 kg/hm2、K2O 30.00 kg/hm2,拔节期和大喇叭口期各注水30 m3/hm2处理下玉米折合产量最高,为14157.6 kg/hm2。玉米抽雄期0～60 cm土层含水量各处理变化趋势相同,均表现为0～20 cm土层含水量较高,20～60 cm土层含水量相对较低,且相互间无明显差异。注水对水分利用效率的影响不显著。     

新疆膜下滴灌棉田土壤有效态氮空间分布特征

棉花膜下滴灌条件下的棉田土壤碱解氮、铵态氮含量变化是,0～10 cm土层与滴灌带垂直水平方向0～75 cm 变化波动最大,其次是10～20 cm土层,20～60 cm变化比较小.硝态氮含量的水平变化有所不同,0～60 cm各层土壤变化均较大;棉花各生育时期土壤垂直向下0～60 cm土层碱解氮含量和盛花期铵态氮含量,由上向下呈比较均匀的直线递减变化,硝态氮含量是0～10 cm土层比10 cm以下高出1倍多,呈陡减变化趋势;膜下滴灌棉田土壤碱解氮含量随棉花生育进程逐渐下降,但在棉花生长发育的整个过程中始终保持在63～81 mg/kg较高水平,这是新疆获得大面积棉花高产的重要原因之一.     

全膜双垄沟播玉米对土壤全氮及全磷时空变化的影响

在田间试验条件下研究了全生育期玉米露地平作、半膜平作、全膜平作及全膜双垄沟播处理下0～200cm土层全氮与全磷的含量变化特征.结果表明:7～8月玉米全膜处理下40～60 cm土层氮吸收最强,全生育期全膜双垄沟播处理对110 cm以下土层氮影响最大;全膜双垄沟播处理全生育期20～40 cm处全磷含量下降幅度为0.255 ...     

不同水土保持措施对红壤坡耕地土壤物理性质的影响

【目的】针对红壤坡耕地土壤结构差、水土流失严重等问题,研究不同水土保持措施对土壤容重、孔隙度等土壤物理性质的影响,为实现红壤坡耕地的持续、高效利用提供参考。【方法】以等高花生常规耕作为对照(CK),探析表施聚丙烯酰胺(PAM)、香根草篱和PAM+香根草篱等3种水土保持措施对土壤容重、孔隙度、持水量的影响,综合评价不同措施对土壤物理性质的改良效果。【结果】不同水土保持措施处理下0~20 cm土层土壤容重差异显著(P<0.05),3种水土保持措施主要对红壤坡耕地0~20 cm土壤容重改善效果明显;不同处理下0~40 cm土层土壤孔隙度和持水量差异不显著(P>0.05),不同水土保持措施对0~10 cm土层土壤孔隙度和持水量的提升效果较好。土壤容重与其他土壤物理指标呈负相关,且作为主成分评价不同水土保持措施对土壤物理性质的改良效果的贡献率较高(76.517%)。【结论】土壤容重是评价不同水土保持措施对土壤物理性质改良效果的重要因子,影响着土壤孔隙度和持水量等物理性质;不同水土保持措施对0~10 cm土层土壤物理性质的综合改良效果较好,且以表施PAM+香根草篱效果最佳,是值得推广应用的红壤坡耕地水土保持措施。     

旱地玉米免耕覆盖土壤水分研究

免耕整秸秆半覆盖具有明显的保水效果。在一年一作春播玉米区，免耕覆盖抑制了土壤水分蒸发，延长了上层水分向深层分布的时间，玉米秋收后至结冻期间１００～２００ｃｍ土壤水分比不覆盖提高１～１．６个百分点；但结冻期间，土壤水分蒸发基本停止，０～１００ｃｍ土层水分差异不大；免耕覆盖明显抑制了春季返浆期的土壤蒸发，０～２０ｃｍ土层比常规耕作土壤水分含量高１～１．７个百分点；玉米生育期间，土壤水分变化规律是，封垄前覆盖与不覆盖间土壤水分差异较大，封垄后差异变小；一般情况下，随深度增加，保水效果减小。免耕本身不具保水作用；在覆盖条件下，耕翻与否对保水作用不大，不论是耕翻还是免耕都必须结合秸秆覆盖；随秸秆覆盖量的增加，土壤第一蒸发阶段持续时间增长，土壤蓄保水量增加；秸秆覆盖一方面具有保水效果，另一方面，降水通过秸秆时又要消耗一定量的水分；免耕覆盖改变了地表状况，有利于雨水的入渗，使得更多的水分下移到剖面深层，为植物利用水分提供了机会；持续干旱情况下，秸秆覆盖土壤水分蒸发量与裸露土壤几乎一样多。     

东祁连山高寒草地土壤微生物碳氮研究

在青藏高原东祁连山段,嵩草草地、金露梅灌丛草地、珠芽蓼-嵩草草地、高山柳-金露梅灌丛草地、禾草草地、沼泽草地上,分层(0~10 cm,10~20 cm)采集了土壤样品,分析了土壤有机C、全N和微生物量C、N含量的关系。结果表明:在一定范围内,青藏高原东祁连山段高寒草地土壤微生物量C、N含量与土壤有机C、全N表现出了很好的相关性。不同草原类型的表层土壤有机C含量顺序为:高山柳-金露梅灌丛草地>珠芽蓼-嵩草草地>嵩草草地>金露梅灌丛草地>沼泽草地>禾草草地;土壤全N含量顺序为:嵩草草地>金露梅灌丛草地>高山柳-金露梅灌丛草地>珠芽蓼-嵩草草地>沼泽草地>禾草草地。土壤微生物量C随着土层深度的增加而减少,微生物量C变化在251.6~1 562.5 mg/kg之间,微生物量N变化在18.5~50.9 mg/kg之间,微生物量C/N在12~32之间。土壤微生物量碳(Cmic)占土壤有机碳的(Corg)的比例在0.3%~1.7%之间。不同草原类型的土壤微生物量C、N含量差异较大。