GPS和GIS支持下的田间土壤含水量空间变异试验研究

以静海县农业科技园区内一块冬小麦田和玉米地作为试验区,分别按照50m×50m和80m×50m设置格网,共设32个采样点,通过手持定位导航仪GPS MAP76确定点的位置,利用土壤湿度检测仪快速测量各个采样点表层土壤含水量,利用ARCI/NFO的地统计分析模块绘制整个试验区土壤含水量空间分布图,并分析其空间分布规律,可为采取合理的灌溉措施提供科学依据,对于及时调整灌溉和其它农田精细管理措施将具有重要的指导作用。     

农田土壤养分的空间变异试验研究

以太谷县境内的一块冬小麦田为试验区,用手持GPS接收机,按50m×50m的网格定位采样,共采63个采样点,利用实验室化学分析的方法测量各个采样点的养分值,用ArcView3.3中提供的空间分析模块绘制土壤养分的空间分布图,通过分析其分布规律,可为农田精细施肥管理提供科学的依据。     

华北平原主要农作物灌溉需水量的估算

本文根据华北平原农田水分循环特点,建立了一个农田土壤水分平衡模型.利用研究区内30个气象台站20～40年的气象资料,模拟计算了华北平原主要农作物(冬小麦、夏玉米和棉花)的历年灌溉需水量.在模拟过程中,考虑到华北平原土壤质地层次排列复杂,土壤持水特性不一,将土壤的最大有效含水量划分了5个等级.根据统计排频分析,确定了在干旱年、中等年及湿润年型下冬小麦、夏玉米和棉花的灌溉需水量.并分析了华北平原的1m 土层土壤最大有效含水量为180～240mm 范围时,3种作物多年平均的及不同年型的灌溉需水量在华北平原的区域分布特征.     

基于无人机遥感影像和GIS相结合的城市绿地均匀度分析——以安顺市建成区为例

为了全面了解贵州省安顺市建成区城市绿地分布均匀度状况,运用基于无人机遥感影像和GIS相结合的方法,对安顺市城市绿地信息进行提取和相关分析。结果表明:在50 m×50 m、40 m×40 m、30 m×30 m、25 m×25 m、20 m×20 m、15 m×15 m、10 m×10 m、8m×8 m、5 m×5 m、4 m×4 m和2 m×2 m总共11组数据中,随着格网积减小即格网精度增大,其相应基尼系数增大,即绿地分布更趋于集中;以格网面积作为自变量,基尼系数作为因变量,格网精度与基尼系数之间表现出线性关系;30 m×30 m格网处理分析结果表明,安顺市建成区绿地分布均匀度基尼系数为0.23,其公共绿地分布比较均匀。     

冬小麦节水高产灌溉模式研究初报

对新疆干旱绿洲灌溉区冬小麦进行了节水灌溉试验研究,研究了不同供水条件对产量及水分利用效率的影响,旨在为新疆冬小麦建立优化灌溉制度、提高水分利用效率和达到节水增产目的提供理论依据.试验结果表明,土壤水所占总耗水量的比例为27.8;～91.2;,灌水量所占总耗水量的比例在28.5;～68.0;,降水量所占总耗水量的比例为4.2;～8.8;.随着灌水次数和灌水量的增加,冬小麦利用土壤水逐渐减少.试验区春季灌二水的最佳组合为:拔节期+扬花期灌水,组合处理产量为6 813 kg/hm2,水分利用效率1.47 kg/m3;春季灌三水的最佳组合为:拔节期+孕穗期+灌浆期灌水,组合处理产量为7 393.5 kg/hm2.水分利用效率1.40 kg/m3.     

土壤调盐改良对咸水灌溉冬小麦光合和蒸腾的影响

在天津滨海地区高水位、黏重土壤利用田间小区试验研究土壤调盐改良技术对咸水灌溉的冬小麦光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量指数等生理指标的影响,试验结果表明,冬小麦播种前采用适当土壤调盐改良技术能够提高冬小麦抽穗期、灌浆期的光合速率、叶绿素含量指数,降低气孔导度、蒸腾速率.小麦冬前施用75 kg/100 m2改良剂(40％风化褐煤+40％磷石膏+20％脱硫石膏)有利于提高冬小麦灌浆期的光合速率,有降低抽穗期、灌浆期小麦的蒸腾速率的效果,冬前施用45 kg/100 m2改良剂(20％风化褐煤+40％磷石膏+20％脱硫石膏+20％沸石粉)对提高冬小麦抽穗期光合速率有利,同时也提高抽穗期小麦的蒸腾速率;土壤调盐改良剂对咸水灌溉冬小麦的气孔导度有明显抑制作用,冬前施用30kg/100 m2改良剂(40％磷石膏+20％脱硫石膏+40％沸石粉)的冬小麦气孔导度与不采用改良措施相比,抽穗期降低52.28％,灌浆期降低39.51％;冬前施用45 kg/100 m2或75 kg/100 m2改良剂(40％风化褐煤+40％磷石膏+20％脱硫石膏)和30 kg/100 m2改良剂(40％磷石膏+20％脱硫石膏+40％沸石粉)均能够显著提高抽穗、灌浆期冬小麦的叶绿素含量指数;冬前施用45 kg/100m2改良剂(20％风化褐煤+40％磷石膏+20％脱硫石膏+20％沸石粉)和30 kg/100 m2改良剂(40％磷石膏+20％脱硫石膏+40％沸石粉),即使在较高土壤含盐量也能够使冬小麦光合速率保持在较高水平,使冬小麦蒸腾速率受到土壤含盐量影响不明显.     

辽宁省农田土壤速效养分的空间分布

为了解辽宁省不同土层速效养分的空间分布特征,辽宁省气象局在59个农业气象站对148个采样点进行0~20 cm和20~40 cm两层土壤取样,利用GPS对采样点进行定位,对各采样点土壤速效养分状况与分布进行了研究。结果表明,土壤剖面分布中,土壤表层(0~20 cm)速效养分含量均高于下层(20~40 cm)。普通克里格插值法分析表明,碱解氮从东至西呈明显的递减趋势,铵态氮和硝态氮无明显的空间趋势分布规律;速效磷为东部较高;速效钾在盘锦含量最高,在辽宁东部较低。农田土壤速效养分的空间分布特征为农田管理提供了理论依据。     

玉米南繁基地土壤速效氮空间变异性对采样间距的响应研究

【目的】探明玉米南繁基地土壤速效氮含量的空间变异性及其尺度效应,确定合理的采样间距,为精确土壤采样设计提供理论依据。【方法】以玉米南繁地块为试验样地,按10 m采样间距采集土样且为原始尺度,并以20、30、40 m距离依次抽样形成不同采样间距数据集,再利用空间自相关莫兰指数、半方差函数及分形维数分析不同采样间距条件下土壤速效氮含量的空间结构变化规律。【结果】试验地的土壤速效氮平均含量为90.24 mg/kg,属中等水平,变异系数为19.77%,属中等变异范围;在10、20、30、40 m等采样间距中,土壤速效氮样本数据结构变化不大,仅变异系数差异较大,其中以20 m采样间距的变异系数最大、为29.37%,其他采样间距相差不大;随着采样间距增大,土壤速效氮含量的空间自相关莫兰指数呈减少趋势,其空间聚集性变弱,而块金值、块基比和分形维数呈增加趋势,表明随机因素所引起的空间变异逐渐增多,随机因素逐渐削弱结构因素引起的空间变异,使空间相关性逐渐变弱;20 m采样间距的土壤速效氮含量空间分布与10 m采样间距原始尺度一致,其空间预测的均方根误差值最小,空间预测精度为最高。【结论】随着采样间距增大...     

安顺市西秀区旱地土壤墒情监测

为探明安顺市西秀区旱作黄壤区土壤墒情状况,2017年在西秀区大西桥镇小寨村设置4个固定采样点,采集0～10厘米、10～20厘米、20～40厘米、40～60厘米土层监测土壤墒情。结果表明:4个采样点的土壤水分含量测量值能真实表达样方的土壤墒情,0～60厘米土壤水分含量为32.4%～42.7%,平均38.5%,总体适宜农作物生长。     

棉花不同生长期土壤水分空间分布规律研究

[目的]以膜下滴灌棉田为对象,研究不同生长期土壤水分的空间变异规律.[方法]在典型地块(55 m×45 m),沿毛管方向每间隔15 m布设监测点,沿支管方向每间隔5 m布设田间土壤水分监测点,共布设监测点63个,测定不同生长期的各个采样点0～20、20～40和40～60 cm三个不同深度的土壤含水率.[结果]随着作物的生长,研究区土壤水分的空间变异性由强变弱.[结论]土壤水分的空间分布规律受覆盖地膜的影响,覆盖地膜的完整度随着时间的延长而变得越来越小,而地膜的完整度会直接的影响到土壤水分的地面蒸发;土壤水分的空间分布还受到其他人为因素、气候因素的影响.     

冬小麦地膜覆盖的水分效应

在西北半干旱雨养条件下,采取3种地膜覆盖方式,研究了冬小麦地膜覆盖的水分效应.结果表明:覆膜可显著提高土壤表层(0～20 cm)墒情,越冬前至返青期覆膜处理的土壤表层含水量较露地处理(CK)高2.8%～6.4%,但拔节后覆膜处理的土层表墒与露地处理相近,而20 cm以下深层墒情则表现为覆膜处理逐渐低于露地处理;拔节至成...     

施磷与休闲期耕作对旱地小麦幼苗生长的影响

采用大田试验,探讨了休闲期不同耕作措施结合施磷调控对旱地冬小麦播前与越冬期0～100cm土壤蓄水量、农艺性状、根冠比、倒二叶丙二醛(MDA)和脯氨酸含量的影响。结果表明:休闲期深耕、深松可明显提高播前与越冬期0～100cm土壤的蓄水量,且以深耕与中磷处理效果最好;同时,休闲期不同耕作措施结合施磷可调控旱地小麦幼苗生长,影响越冬前小麦的株高、叶面积、分蘖数、单株干重与根冠比;深耕中磷处理明显降低叶片MDA和脯氨酸的含量;休闲期深耕处理效果优于深松与免耕处理,中磷优于高磷与低磷;总之,休闲期不同耕作措施结合磷调控均有利于提高旱地小麦冬前土壤蓄水量、促进旱地小麦地上部与地下部的合理均衡生长,可确保旱地小麦安全越冬与来年增产。     

分层施磷对冬小麦生长及产量的影响

为探明分层施磷对冬小麦生长发育和产量的影响,在大田采用PVC管栽培法,设置不施肥、0~20 cm单施氮肥、0~20 cm单施磷肥、0~20 cm施氮磷肥、分层施磷(1~20 cm,20~40 cm,40~50 cm)、40~50 cm深层施磷6个处理,比较了分层施磷的效应。结果表明,分层施磷明显促进了冬小麦生长发育,提高了地上部和根系干重,增加了下层根比例;与深层施磷、表层施磷和单施磷肥相比,分层施磷处理产量分别增加7.46%、16.16%和75.81%,磷素农学利用分别提高156.20%、43.71%和297.11%。分层施磷可提高冬小麦产量,提高磷肥利用效率。     

不同畦宽灌溉对小麦耗水特性和产量及水分利用效率的影响

【目的】研究高产条件下不同畦宽灌溉对小麦耗水特性和产量及水分利用效率的影响,为小麦节水高产栽培提供理论依据。【方法】于2010-2011年和2011-2012年小麦生长季,在山东兖州小孟镇史家王子村（35°24′N, 116°24′E）高产麦田以高产冬小麦品种济麦22为试验材料,在地表纵向比降为2.09‰、畦长为60 m条件下,设置1.0、1.5、2.0和2.5 m 4个畦宽处理,分别用W10、W15、W20和W25表示,各处理均在拔节期用水龙带从机井口引水至畦首灌水,水龙带出水口安装水表计量灌水量。改口成数为90%。将畦田沿灌水水流方向划分为0-20、20-40和40-60 m 3个区间,用烘干法测定土壤含水量,研究不同畦宽灌溉对小麦耗水特性和产量及水分利用效率的影响。【结果】（1）2010-2011生长季,W20的总耗水量、灌水量及其占总耗水量的比例显著低于其它处理,降水量占总耗水量的比例显著高于其它处理;土壤贮水消耗量占总耗水量的比例与W15无显著差异,显著高于W10处理,在100-160 cm土层的土壤贮水消耗量显著高于W10和W15,与W25无显著差异。2011-2012生长季,W20的总耗水量与其它处理无显著差异,灌水量及其占总耗水量的比例显著低于其它处理;降水量和土壤贮水消耗量占总耗水量的比例与其他处理无显著差异;100-160 cm土层土壤贮水消耗量显著高于W15,与W25处理无显著差异。（2）两生长季,W20拔节期灌水后畦内平均土壤相对含水量与W15和W25无显著差异,显著低于W10处理;开花期畦内平均土壤相对含水量显著高于其它处理。W20开花至成熟期的耗水模系数显著高于其它处理。（3）两生长季,W20拔节期灌水后和开花期畦内各区间平均土壤相对含水量的变异系数显著低于其它处理,土壤水分分布均匀;各区间籽粒产量变异系数最小,平均籽粒产量显著高于其它处理;水分利用效率和灌溉水利用效率最高。【结论】综合考虑籽粒产量、水分利用效率和灌溉水利用效率,W20处理是本试验条件下兼顾高产与节水的最优畦宽处理。     

绿洲灌区冬小麦保护性耕作对土壤水分和坚实度的影响

在5 a田间定位试验的基础上,以传统耕作(T)为对照,研究了秸秆翻压(TIS)、免耕不覆盖(NT)、免耕立茬(NTSS)、免耕秸秆覆盖(NTS))处理对冬小麦田土壤含水量、土壤质量密度、土壤紧实度的影响.结果表明:在各个生育时期内,在同等外界水分的条件下NTSS和NTS处理均较T、TIS和NT处理明显地增加了0～30 ...     

灌水控制下限对冬小麦产量及水分利用效率的影响

通过对冬小麦全生育期实施不同土壤水分控制下限,研究冬小麦的耗水规律,分析水分胁迫对其生长发育和产量形成的影响,并建立了产量与水分关系的数学模型。结果表明,不同水分处理的冬小麦耗水规律基本一致,但日耗水强度和总耗水量各处理间差别明显。各生育时段耗水量占全生育期总耗水量的百分比以孕穗灌浆期最大,达到45％;其次为拔节期,在20％左右;越冬期最小,只有4．0％～10．0％。土壤水分控制下限为55％的处理冬小麦水分利用效率最高,约为1．75kg／m3,对应的耗水量在350-400mm之间。     

冬小麦喷灌水量与产量关系研究

[目的]研究喷灌模式下冬小麦耗水规律及喷灌水量与产量的关系。[方法]在冬小麦不同时期喷灌,探讨喷灌条件下冬小麦的分蘖动态及日耗水量、水分生产率的变化。[结果]各处理返青期到收割期的土壤水分变化最大,各处理拔节期后的土壤水分差异较大。各处理冬小麦的日耗水量在拔节期到灌浆期达到最大值,为4.25mm。各处理的冬小麦分蘖大体上都呈"几"字形变化,并验证了小麦分蘖动态与产量的关系。拔节-抽穗和抽穗-扬花期为冬小麦的需水关键期,此时多灌10mm水可提高产量400kg/hm2。产量最高处理的水分生产率为1.98kg/m3,不是最高但最经济。[结论]喷灌条件下需水关键期灌水和灌水量是影响冬小麦产量的主要原因。灌水量相同时拔节-抽穗期灌水更能提高小麦产量和水分利用效率。     

黄土塬区冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化与生育期差别供水的响应

【目的】通过黄土塬区播前底墒变化和生育期差别供水(降水+补充灌溉)对冬小麦产量、耗水量以及水分利用效率影响的田间试验,揭示该区域农田有限水资源高效利用的调控机制,明确现有措施下冬小麦旱作生产潜力可实现水平。【方法】划设田间试验小区,在夏闲期通过覆盖保水与生物耗水措施形成底墒差异的基础上,设计如下试验:(1)由不同底墒+生育期降水形成4个冬小麦全生育期无补灌处理,以分析冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化的响应。其2 m土层底墒变化范围为350—550 mm。(2)相同底墒下不同生育期灌一水处理:在平均底墒约为500 mm下分别在拔节期、孕穗期和灌浆期补充灌溉40 mm,探讨冬小麦不同生育期对等量灌溉的响应差别。(3)高底墒542.3 mm与571.6 mm下分别进行灌2水与4水处理,形成冬小麦全生育期比较充分的供水条件,研究冬小麦在低水分胁迫下产量提升的可能程度及其水分利用效率特征。【结果】(1)在黄土塬区降水季节分布特征下,播前底墒对冬小麦产量具有决定性作用,产量随底墒线性增加。在做好夏闲期蓄水保墒的基础上,旱作冬小麦产量可达到充分供水情况下能够取得产量的88%—90%水平。(2)与2 m土层底墒为500 mm且生育期无补充灌溉的处理比较,供水增加同为40 mm时,表现为底墒增加处理的产量提高了11.8%,次之是在拔节期与孕穗期分别补灌的处理,但三者间产量无显著差异;播前底墒较高并在拔节期及孕穗期补充灌溉的处理冬小麦产量达到试验年份较高水平,且作物水分利用效率(WUE)也得到提高。(3)冬小麦产量与耗水量表现为Logistic曲线关系,随着耗水量的增大,产量提升速率表现为先快后慢,边际水分利用效率(MWUE)则持续降低,而WUE表现为上升、达到峰值和下降三个阶段,且WUE到达其最高值的耗水量小于产量到达其最高值的耗水量。【结论】黄土塬区气候条件下,播前底墒差别与生育期差别供水对冬小麦产量均有影响,由底墒或不同生育时期分别增加等量供水在总供水水平相同时其增产效应基本一致;采用Logistic曲线模型可以较好地模拟冬小麦产量与耗水量之间的关系,揭示产量、耗水量及WUE间的内在联系。