海河低平原杨树Ⅱ（小麦-玉米）土壤水分消耗研究及其可持续性评价

海河低平原存在着严重的水资源危机,对该区大面积推广的杨树||(小麦-玉米)复合种植模式进行土壤水分消耗规律的研究十分必要。定位实验研究表明:杨树||(小麦-玉米)复合种植模式耗水量高于常规冬小麦-夏玉米的种植模式7.9%(2年林龄)～24.5%(5年林龄);0～4m土壤贮水总量每年平均下降51.1mm,相当于总贮水量的4.1%;耕层杨树根系与小麦的土壤水分竞争加剧;深层土壤水分消耗加快,2～4m土壤层次因无水分回补出现干燥化趋势;土壤水亏缺及光照等其它原因造成复合系统农作物减产趋于严重,其中林龄3年的杨农复合系统的小麦玉米产量减产平均达到35%。对经济、生态效益的综合分析表明该模式在低平原贫水区的持续性发展不容乐观。     

水分胁迫对间作棉田土壤物理性质及水分利用效率的影响

【目的】明确水分胁迫对枣园间作条件下棉田土壤物理性质及水分利用效率的影响。【方法】研究阿拉尔垦区幼龄枣园不同间作模式土壤水分动态变化规律及棉花生产力动态。【结果】(1)轻度水分胁迫、适宜水分处理下土壤含水量较高,紧实度适中,具有较强的保墒蓄水能力。(2)同一水分处理下,产量表现为M3>M2>M1。同一种植模式下,产量表现为W2>W3>W4>W1。(3)W1水分处理和M3模式作物的水分利用效率较高。(4)适宜间作枣园的灌水量为300 m3/667m2。【结论】阿拉尔垦区1~2龄枣园中,红枣与棉花间距保持0.5 m距离,对提高棉花产量较为有益,且对枣树影响较小;第3年,红枣与棉花间距应调整为1.0m,可以最大限度发挥枣棉间作复合系统的生产潜力。     

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。     

辽西半干旱区玉米与花生间作对土地生产力和水分利用效率的影响

【目的】通过对不同行比玉米与花生间作模式中作物产量、土地生产能力及水分利用效率的比较分析,探讨间作模式提高土地生产能力和水分利用效率的机理,提出适合于辽西旱作农业区的玉米与花生间作模式。【方法】试验于2015—2016年在农业部阜新农业环境与保育科学观测试验站进行,设置2行玉米4行花生间作(2M:4P)、4行玉米4行花生间作(4M:4P)和玉米单作(S-M)、花生单作(S-P)4种种植模式,通过研究间作复合系统产量、土地当量比、土壤水分分布和水分当量比等指标来分析玉米花生间作对土地生产力和水分利用效率的影响。【结果】受玉米行比设置和资源竞争影响,玉米与花生间作中玉米和花生的产量较相对应单作产量有不同程度降低;在系统整体收益衡量下,2M:4P和4M:4P间作模式的土地当量比(LER)为1.10—1.24、1.12—1.16,表明间作具有优化利用土地的功能,同时,间作系统中花生的偏土地当量比(LER_P)达到0.41—0.57,显示出豆科作物花生弱化了与禾本科作物玉米搭配间作的劣势;间作复合系统土壤含水量呈单作花生间作花生间作玉米单作玉米的分布特征,表明间作玉米可能会吸收花生条带的土壤水分,降低高耗水作物玉米对自身条带土壤水分的过度消耗来改善间作玉米土壤水分利用环境;2M:4P间作模式的水分当量比(WER)为1.12—1.23,4M:4P间作模式的WER为1.16—1.17,两间作模式的WER均大于1,显著提高了农田水分利用效率。【结论】玉米与花生间作能够改善辽西旱作农业区作物土壤水分利用环境,提高农田土地和水分生产力。2M:4P间作模式在降雨较少年份(2015年)具有一定的土地生产力和水分利用效率优势,而4M:4P间作模式在辽西降雨较多年份(2016年)具有一定的土地生产力和水分利用效率优势,并且4M:4P间作模式在2015—2016年不同降雨变化干扰下的年际差异较小,具有稳产增产的抗气候变化干扰能力。综合分析认为,4M:4P间作模式更适合于辽西旱作农业区。     

间作带型、宽窄行与密植对玉米和花生产量及相关性状的影响

【目的】探索适宜云南的玉米花生间作系统最佳种植模式。【方法】通过田间试验研究不同间作带型、种植密度及宽窄行种植方式对单/间作体系玉米花生产量及相关性状的影响。【结果】在相同种植密度条件下,相对于普通匀垄种植模式,宽窄行种植均能提高单作玉米及花生产量,且对玉米产量促进效果更显著;玉米花生在不同的间作带型及不同的种植密度下,多数处理表现出明显的间作优势,合理的间作带型及适宜的种植密度是保证该间作优势的关键因素,其中玉米花生采用2∶4间作带型,玉米种植密度与单作相同(7. 69万株/hm2),宽行行距0. 9 m,窄行行距0. 4 m,间作优势最大;间作系统中的优势作物产量对总产量影响较大,不同间作带型及种植密度均能影响单/间作系统中玉米花生产量,且种植密度对玉米产量影响更大,间作带型对花生产量影响更大,玉米产量随着种植密度的增加而增加,花生在2∶4间作带型产量较高。【结论】本研究筛选出玉米花生间作系统最适种植模式为玉米花生采用2∶4间作带型,玉米种植密度与单作相同(7. 69万株/hm2),宽行行距0. 9 m,窄行行距0. 4 m,花生密度比单作适当降低,可获得较高复合产量,间作优势最显著。     

枣粮间作复合种植对作物生态及产量的动态影响

为探明枣粮间作复合种植对作物生态及产量的动态影响，进行了3年的系统研究，结果表明：（1）枣粮间作复合系统的生态因子发生了变化，实现了较高层次上的互补效应，枣粮间作复合种植对作物冠层光照强度有一定的影响，表现为树冠对间作物的遮阴影响，枣树各生长期树透光率不同，以枣头生长高峰期和果实成熟期影响最重，树冠透光率分别为38％和49％。同时枣粮间作可起到调节空气温、湿度和减少土壤水分蒸发的生态效应。（2）间作物产量发生了动态变化，形成了明显的增产区和减产区，光饱和点低的冬小麦和夏大豆增产区和减产区分界线在距树干2m，分别较对照增产9.3%和5.9%。光饱和点高的夏玉米和夏谷增减产分界线在距树干4m，平均表现减产，分别较对照减产4.8%和5.2%。     

大豆玉米带状复合种植对玉米产量及农艺性状的影响

为了明确大豆玉米带状复合种植模式对玉米产量及农艺性状的影响,试验设置了4种带状复合种植模式处理,分别为大豆玉米S3:M2、S4:M2、S3:M4、S4:M4和单作玉米对照（M）,与单作玉米相比,带状复合种植模式下：玉米产量减产25.1%~41.4%,S4:M2影响最大减产41.4%,S3:M4影响最小减产25.1%;玉米产量构成：收获穗数减少4.2%~14.9%,千粒重减少0.5%~3.6%,单穗粒数减少5.2%~10.8%;玉米穗部性状：穗长减少6.1%~11.2%,穗粗减少0.2%~3.1%,秃尖长增加17.7%~27%,植株农艺性状：株高减少2.2%~9.3%,基茎粗作减少14.4%~19.4%。综合玉米产量构成及农艺性状指标,带状复合种植S4:M2对玉米影响较大,S3:M4对玉米影响较小。     

膜下滴灌与细流沟灌对玉米生长及产量的影响

【目的】明确等灌溉量膜下滴灌与细流沟灌对玉米生长、产量及水分利用效率的影响。【方法】以郑单958为研究对象，于2015—2021年进行田间试验，通过管式水分仪测定窄行、根区和宽行下0—50 cm土层水分含量，研究膜下滴灌与细流沟灌对土壤水分分布状况及其对玉米株高、叶面积指数、叶绿素含量、生物量、产量、水分利用效率等的影响。【结果】膜下滴灌优先补充窄行和根区的土壤水分，而细流沟灌优先补充宽行表层的土壤水分。而玉米耗水主要集中在0—30 cm土层范围内，膜下滴灌的窄行和根区0—30 cm土层水分含量均高于细流沟灌；随着土层深度增加灌溉对土壤含水量的影响减小，40—50 cm土层水分动态受灌溉方式影响较小。膜下滴灌较细流沟灌可显著促进玉米在开花期和成熟期的生长，提高叶面积指数。开花期膜下滴灌玉米的株高和叶面积指数较细流沟灌平均增加4.3%和8.3%，成熟期平均增加4.9%和15.1%。开花期和成熟期玉米总生物量均为膜下滴灌>细流沟灌处理，开花期增加12.2%，成熟期增加11.5%。膜下滴灌处理的玉米干物质转移量、干物质转移率和干物质转移量对籽粒贡献率均显著高于细流沟灌处理，分别增加17...     

不同颜色地膜和种植密度对春玉米田间地温、耗水及产量的影响

【目的】探求不同颜色地膜和种植密度对东北雨养区春玉米田间地温、耗水量、产量和降水利用效率的影响,进一步挖掘旱作雨养玉米水分生产潜力。【方法】2016—2018年开展了3种覆盖处理(裸地、透明地膜覆盖和黑色地膜覆盖)和3种种植密度(60 000、75 000和90 000株/hm~2)的栽培试验,定位监测0—25 cm土壤耕层温度和0—120 cm土壤水分动态变化,结合作物产量分析农田水分利用效率。【结果】在生育前期,透明地膜覆盖处理土壤耕层积温显著高于黑色地膜覆盖处理,黑色地膜覆盖处理土壤耕层积温显著高于裸地处理;种植密度的增加使得玉米拔节期以后的土壤耕层积温下降;从全生育期耗水量看,黑色地膜和透明地膜覆盖处理间无显著差异,但均显著低于裸地处理;无论在平水年还是枯水年,玉米耗水量均随种植密度的增加而增加;黑色地膜覆盖玉米产量和水分利用效率显著提高,平均较透明地膜分别高4.3%和4.6%,较裸地分别高9.2%和13.3%;在相同覆盖处理下,产量和水分利用效率随着种植密度的增加而增加;在高密度处理下,地膜覆盖明显提高经济效益,黑色地膜覆盖平均比透明地膜覆盖获得的利润多807.82元/hm~2。【结论】黑色地膜覆盖结合高密度(90 000株/hm~2)栽培模式,在保证玉米高产的基础上,水分利用效率达到最高,本研究可为东北雨养旱作玉米进一步挖掘降水生产潜力及增产增效提供参考。     

割苗对基质覆盖免耕播种玉米生长发育及产量的影响

【目的】探讨割苗对基质覆盖免耕播种玉米生长发育及产量的影响，为基质覆盖免耕播种模式下提高玉米产量提供参考。【方法】以‘惠玉甜 3 号’玉米为试验材料，采用裂区试验设计，主区为 4 种不同种植密度（6.0 万、7.0 万、8.0 万、9.0 万株 /hm2，分别标记为 A1~A4），副区为 4 种不同割苗处理（3~4 叶龄、5~6 叶龄、7~8 叶龄，分别标记为 T1~T3；不割苗为 CK），研究割苗对基质覆盖免耕播种玉米生长发育性状及产量的影响。【结果】割苗对基质覆盖免耕播种玉米的生育周期和灌浆期叶片的 SPAD 值影响不显著。随着种植密度增加，茎秆性状、果穗性状均呈下降趋势。在 A1~A3 种植密度下，随着种植密度的增加，玉米产量呈上升趋势，在 A4 种植密度下，玉米产量相对下降。在 A1~A4 种植密度下，割苗使株高、穗位高显著降低，茎粗显著增加，作用效果为 T2 ＞ T1 ＞ T3；穗长、穗粗、穗行数、行粒数、单穗质量和产量显著增加，以 T2 处理效果最佳。与对照相比，5~6 叶龄（T2）割苗处理下，A1~A4 种植密度分别增产 13.80%、11.71%、15.49% 和 13.24%；且在 A3 种植密度下，割苗处理产量提升效果显著优于其他种植密度，T1~T3 处理分别增产13.53%、15.49% 和 8.98%。【结论】割苗可降低基质覆盖免耕播种玉米的重心、增加茎粗，同时促进穗长、穗粗、穗行数、行粒数和单穗质量等果穗性状正向生长发育，有效提高基质覆盖免耕播种玉米的产量，且在 8.0万株 /hm2 种植密度下，于 5~6 叶龄进行割苗增产效果最佳。     

永定河沿河沙地杨树人工林林下土壤蒸发研究

【目的】探讨沙地杨树人工林林下土壤蒸发的变化特征及规律。【方法】以永定河沿河沙地杨树人工林为研究对象,通过称重法测定其林下土壤蒸发量,同时应用主成分法和回归分析法分析各环境因子对土壤蒸发的影响。【结果】2010-2011年生长季内土壤蒸发量分别为155.4mm和209.8mm,分别占同期降雨量的42.4%和41.5%。影响土壤蒸发的主要因子为土壤水分、土壤温度、大气因子,当土壤水分条件较差时,土壤蒸发与土壤温度和大气因子之间的关系不显著。【结论】沙地杨树人工林林下土壤蒸发作用较强,并且主要受到土壤水分的限制,同时大气因子和土壤温度对其也有不同程度的影响。     

东北北部冷凉区免耕土壤的特性及作物效应

【目的】研究东北冷凉区免耕对土壤性状、作物产量的影响及其水土保持作用。【方法】利用平地和坡地9年长期定位田间试验,设置免耕和旋耕处理,系统监测土壤性状和作物产量。【结果】与传统旋耕相比,免耕下耕层土壤含水量提高3—5个百分点,110 cm土层储水量增加;10 cm处土壤温度降低2.1℃;0—15 cm土层有机质含量增加11%;土壤动物多样性增加;地表径流和土壤流失量分别减少90%和98%以上;玉米减产20%以上,大豆却增产10%左右;免耕在坡地上的效果好于平地。【结论】免耕对退化黑土恢复和水土保持作用显著,但冷凉区作物对免耕反应不同：大豆增产,玉米减产。因此,免耕适宜于大豆和坡耕地。     

耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响

【目的】黄淮海地区是中国粮食主产区之一,但农业生产中旱涝频繁发生,同时还存在土壤紧实、耕层变浅和土壤蓄水保墒能力低等问题,严重影响了该区的粮食生产。耕作方式和秸秆还田作为农业生产中两项重要的技术措施,对改善土壤结构、提高土壤蓄水能力和水分利用效率有显著作用。本文旨在探索耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响,为优化黄淮海地区的土壤耕作方式提供依据。【方法】采用土壤耕作方式与秸秆还田相结合的方法,设置常规耕作＋秸秆还田、常规耕作＋无秸秆还田、深耕＋秸秆还田、深耕＋无秸秆还田、深松＋秸秆还田、深松＋无秸秆还田6个处理,研究耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米一年两熟农田耗水量、耗水模系数、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率的影响,分析不同耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响。【结果】耕作方式、秸秆还田对土壤容重、农田耗水量、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率均存在显著或极显著影响。与常规耕作相比,深耕和深松主要降低了20—40 cm土层的土壤容重,增加了冬小麦、夏玉米和周年总农田耗水量,提高了0—100 cm土层的土壤贮水消耗量,同时降低了休闲期无效农田耗水量。此外,深耕和深松还降低了夏玉米的株间蒸发量,但深耕显著增加了冬小麦的株间蒸发量,深松则相反。秸秆还田也可以降低土壤容重,提高土壤贮水消耗量,增加冬小麦农田耗水量,降低夏玉米和休闲期农田耗水量,增加冬小麦的株间蒸发量,降低夏玉米的株间蒸发量。与常规耕作相比,深耕和深松处理的周年作物产量分别提高了10.7%和9.8%,周年水分利用效率分别提高了8.8%和6.3%。秸秆还田处理的周年作物产量和水分利用效率分别比秸秆不还田处理提高了6.3%和7.6%。耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米的耗水特性、籽粒产量和水分利用效率存在显著交互作用。与常规耕作＋无秸秆还田处理相比,深耕＋秸秆还田和深松＋秸秆还田处理的周年农田耗水量分别提高3.3%和2.4%,冬小麦-夏玉米的农田耗水量分别提高了4.2%和3.3%,休闲期的农田耗水量分别降低了7.0%和9.9%,周年作物产量分别提高了18.0%和19.3%,水分利用效率分别提高了15.9%和15.1%。【结论】在几种耕作模式中,深耕＋秸秆还田、深松＋秸秆还田的周年作物产量和水分利用效率最高,且二者无显著性差异,表明深耕或深松结合秸秆还田有利于作物产量和水分利用效率的提高。因此,在本试验条件下,在秸秆还田的基础上深松或深耕是黄淮海地区适宜的耕作方式。     

华北地区冬小麦-夏玉米轮作节水体系周年水分利用特征

 【目的】定量研究华北地区冬小麦-夏玉米轮作节水体系的水分周年利用特征。【方法】在大田条件下,通过在小麦季设不灌水（W0）、拔节水（W1）、拔节水+扬花水（W2）和起身水+孕穗水+扬花水+灌浆水（W4）4个水分处理,进行了两个周期的研究。【结果】（1）小麦产量和周年最高产量两年分别在节水灌溉处理W1和W2获得,玉米产量在不同处理间无显著差异。小麦水分利用效率（WUE）与产量的表现相似,玉米WUE显著高于小麦,并随灌水量的增加显著降低;周年WUE则在W0或W1处理最高,而后随灌水量的增加显著降低。（2）W4处理的2 m土体土壤水分含量在各个阶段没有明显变化,其它处理则随小麦生育进程而不断降低（即土壤水分库容不断变大）,且灌水次数越少降幅越大,至小麦收获期达到最低点;到玉米拔节期,由于降雨补充所有处理的土壤含水量趋于一致,相应地,2 m土体接纳汛期降雨分别为178—188 mm（W0）、124—160 mm（W1）、38—93 mm（W2）和-30—21 mm（W4）。（3）随灌水量增加,作物耗水强度和季节蒸散量变大;玉米拔节期后,作物耗水特性与土壤水分变化无差异。（4）降雨致使出现水分的深层渗漏,丰水年和平水年分别为163 mm（W0、W1）、181 mm（W2）、253 mm（W4）和13 mm（W0、W1、W2）、45 mm（W4）,丰水年小麦季W4处理也有54 mm水分深层渗漏。丰水年W0和W1处理实现了127 mm和57 mm对地下水的净回补。【结论】小麦节水栽培显著减少了对地下水的开采,大幅提高了降雨的利用效率,可实现作物对水资源的高效利用和丰水年降雨对地下水的净回补。丰水年W1处理或平水年W2处理有利于水分高效利用与高产的统一,对于华北地区农业的可持续发展具有重要意义。     

填闲种植对棚室菜田累积氮素消减及黄瓜生长的影响

【目的】在中国集约化蔬菜种植区,传统的高水肥投入导致土壤氮素大量累积,致使氮素淋洗到土壤深层或进入地下水,造成地下水硝酸盐污染。种植填闲作物可控制和减少土壤深层硝态氮的累积,因此,本研究探讨不同填闲作物种类对消减土壤剖面累积硝态氮及下季作物生长的影响,筛选出适宜的填闲作物种类。【方法】以华北平原传统棚室黄瓜菜田为对象,在蔬菜休闲期通过种植深根型填闲作物,利用其根系发达、生长迅速、吸氮量大的特点,促使土层中硝态氮大量消耗,以消减土壤剖面根层NO3--N累积和降低土壤剖面NO3--N淋失。以此为目标,设置甜玉米、苋菜、甜高粱及休闲田间小区试验,采集测定土壤、植株及根系样品,分析不同填闲作物的消减效果。【结果】在这3种填闲作物中,甜玉米的生物量和吸氮量最大,整体根长密度大于其它填闲种类。从对土壤剖面NO3--N的消减能力来说,甜玉米的消减能力最高。2008、2009及2010年,甜玉米对0—200 cm土层土壤NO3--N的消减量分别为153.8、605.7和56.3 kg·hm-2。3年休闲期后,第一季前茬休闲处理的黄瓜产量、生物量及吸氮量均最高,在产量、吸氮量上与其他处理差异显著;第二季、第三季,前茬休闲的产量、生物量和吸氮量与其他处理差异不显著;填闲作物的种植并没有对黄瓜产量造成影响,并且黄瓜收获后土壤NO3--N含量明显降低。氮素表观平衡中0—200 cm土层,甜玉米-黄瓜的氮素亏缺量较大,说明甜玉米能显著降低土壤NO3--N的残留。种植填闲作物能够达到经济效益和生态效益的双赢,甜玉米、苋菜与甜高粱可分别为农民带来39 467、497和16 522元/hm2的净收入。【结论】棚室菜田夏季种植填闲作物不仅可以消减土壤剖面根层NO3--N累积,而且对下茬黄瓜产量未造成显著影响,黄瓜收获后土壤NO3--N含量也会明显降低;在设施蔬菜轮作体系中引入填闲作物具有可行性,甜玉米为较佳的填闲作物。     

黄土高原半湿润区苜蓿草地土壤干燥化与草粮轮作水分恢复效应

【目的】揭示黄土高原半湿润区苜蓿草地土壤干燥化发生规律与草粮轮作对干燥化苜蓿草地土壤水分恢复效应。【方法】在甘肃镇原试验站实地测定了不同生长年限苜蓿草地与不同类型草粮轮作粮田深层土壤湿度,分析了苜蓿草地土壤干层分布特征与草粮轮作对土壤干层水分恢复效应。【结果】15—28年生苜蓿草地0—1000cm土层土壤湿度平均值为10.20%,土壤干燥化速率为34.2mm·a-1,土壤干层最大分布深度超过了1400cm;苜蓿草地翻耕并轮作3—25年粮食作物后土壤干层湿度能够逐步恢复,土壤干层恢复厚度为583cm,土壤湿度恢复速率为77.3mm·a-1,土壤湿度恢复度达到83.3%。通过草粮轮作方式使15年生苜蓿草地土壤湿度恢复到当地土壤稳定湿度值需要8年以上。【结论】有利于土壤水分恢复的适宜草粮轮作模式是"10年生苜蓿→8年以上轮作粮食作物"。     

干旱区盐碱地覆膜滴灌不同年限对糯玉米生长和产量的影响

【目的】探讨糯玉米生长及产量对盐碱地改良过程中土壤环境变化的响应,以期为干旱区利用覆膜滴灌技术可持续利用盐碱地提供理论依据。【方法】通过田间试验方法,研究滴灌种植1年、2年、3年和4年的地块上糯玉米的出苗率、株高、茎周、地上部生物量和产量以及灌溉水利用效率,探讨糯玉米对盐碱地土壤环境变化的响应机理。【结果】滴灌条件下盐碱地上第一次灌水为30 mm左右,而后利用埋设在滴头下方20 cm深处的负压计调控土壤基质势在-10kPa的灌水方法能够保证较高的出苗率达到90%以上以及获得较高产量,即使是滴灌种植第1年。同时糯玉米的株高、茎周、生物量、产量和灌溉水利用效率均随滴灌种植年限的增加而增加,且不同种植年限之间存在显著差异。另外不同滴灌种植年限的地块上糯玉米生长的节律也存在显著差异。【结论】应用本文介绍的滴灌种植技术改良盐碱地,土壤环境随着滴灌种植年限延长而发生了较大变化,而糯玉米的生长指标及产量能够反映出这种变化。     

不同水分管理下全田土下微膜覆盖的冬小麦耗水特性

【目的】针对海河平原水资源匮乏与冬小麦生产水分高耗的现实矛盾,研究不同水分管理条件下全田土下微膜覆盖的冬小麦耗水特性,探索区域小麦节水生产新方法。【方法】采用大田试验,以小麦常规种植方法为对照,进行两地3年试验研究。【结果】全田土下微膜覆盖下,小麦生育期田间耗水量显著降低116.1—167.9 mm,土壤贮水消耗占总耗水的55.5%—77.9%。覆膜显著减少了小麦返青前的耗水量,生育后期耗水占总耗水量的比例提高。覆膜条件下,拔节前根系吸水深度较露地处理浅40 cm,生育期2 m土体可供水212.2—240.3 mm,春季灌水75 mm小麦对土壤贮水消耗集中在0—140 cm土层,比常规生产（CK,3次灌水共225 mm）深40 cm,灌水时间后移可显著减少2 m土体贮水消耗。土下微膜覆盖条件下,雨养耗水284.3 mm可获得不低于7 500 kg•hm-2的小麦产量,播前灌水≥60 mm或抽穗期灌水75 mm,可获得与CK相当的产量,水分利用效率比CK提高40%以上、净水分利用效率和灌溉水利用效率达到最高。【结论】全田土下微膜覆盖雨养或适时少量灌水是海河平原大幅降低小麦耗水,缓解水资源供需刚性矛盾的一种新型种植方法。     

青海环湖地区草原土壤含水量及富集规律

【目的】研究青海环湖地区草原土壤水分运移与富集规律、土壤水分剖面分布模型、水分循环与水分平衡,揭示该地区土壤水库蓄水特点、土壤干层及其恢复条件,为该地区土壤水资源及草原植被保护、土壤水库建设和草原生态环境的可持续发展提供科学依据。【方法】利用轻型人力钻连续4年采取600多个土壤样品,采用烘干称重法测定土壤含水量。采用双环入渗法原位测定土壤入渗率,采用激光粒度仪分析土壤粒度,采用负压计原位测定土壤吸力。【结果】青海环湖地区的土壤剖面水分分布较为稳定,不论旱季还是雨季,约65%的水分富集在0—0.4 m土层中,0.6 m以下土层水分严重不足。该地区土壤吸力为0.17—0.42 MPa,土壤田间持水量为20%左右。0—0.4 m土层含水量一般为23%,大于田间持水量(20%),故存在约3%的重力水;土层0.6 m以下含水量仅约为6.5%。该地区0.6 m以下土层一般发育有不同等级的土壤干层,且土层厚度越大干层发育越严重。该地区0.4 m以下土层水分含量与深度之间的关系可以用幂函数模拟描述,模拟函数的增量曲线表明,在2009—2011年降水累积增加约50 mm的条件下,土壤含水量的增加量由0.4 m深度的约5%逐渐降低到0.8 m深度的约3%,0.8 m以下土层水分增加量不足3%。该地区土壤入渗率为1.3—3.0 mm·min-1,入渗率较高有利于降水向土壤水转化。该地区的土壤质地优良,但0.6 m以下土层含水量已接近或低于粉砂土无效水的含量(5%)。【结论】青海环湖地区气温低、土壤冻结期长,造成该地区土壤水分具有在土壤上部滞留和富集的突出特点。该地区土壤平均厚度不足1.5 m,导致该地区土壤水库的调蓄功能较弱。而土壤水分的上部滞留和富集增强了该地区土壤水库对浅根系草原植被的调蓄功能,并且具有抑制草原荒漠化发生的重要作用。青海环湖地区在2009—2011年降水量增加到400—420 mm的条件下,土壤水分表现出微弱的正平衡,薄土层中的土壤干层消失,而较厚土层中的土壤干层仍然存在。该地区土壤干层恢复速度很缓慢,恢复的水分增加量低于5%。土壤干层的发育和分布深度很小不仅指示出该地区生态系统较为脆弱,而且还指示出该地区不适于发展需水较多的乔木植被。     

次生盐渍土暗管+竖井排水控盐技术模式筛选及效果评价

【目的】评价暗管、竖井工程在新疆南疆次生盐渍化土上的排盐效果,筛选出适宜的暗管布设间距。【方法】以新疆南疆垦区兵团第二师38团撂荒地次生盐渍化土为对象,于2016~2019年设置暗管+竖井田间排水控盐试验,选取3个相邻地块,暗管布设间距分别为6、8和10 m(依次记为T₁、T₂、T₃),每个地块暗管埋深1.2 m,竖井井深20 m、间距120 m。【结果】 (1)各处理土壤盐分在排水2年后均显著降低,T₁、T₂、T₃根层土壤电导率较排盐前分别下降了31.83%、50.35%、46.09%;(2)垂直方向上土壤电导率随土层深度增加而降低,各排盐处理0~0.8 m根层土壤电导率降低幅度显著高于深层土壤,水平方向上距离竖井越近脱盐效果越明显;(3)各处理排水矿化度在排盐1年后均升高,但在排盐2年后T₁、T₂ 、T₃处理分别下降了21.41%、33.24%、18.57%,排盐后地下水位深度平均降低了1.5 m;(4)脱盐2年后种植玉米,各处理平均籽粒单产达到329.70 kg/667m²,单产水平T₂>T₁>T₃,降盐效果与玉米产量呈正相关。【结论】优选出布设间距8 m(T₂)为试验区暗管排盐工程适宜参数。采用竖井+暗管排水控盐模式,通过降低地下水位和排水控盐共同作用,以维持南疆灌区盐渍土改良效果的稳定性和持续性。