不同灌水方式根层土壤水分动态及耗水规律试验研究

通过冬小麦、夏玉米周年连作种植试验,观测不同灌水方式根层土壤水分的动态变化,揭示了不同灌水方式和土层深度土壤含水率的变化规律,建立不同时期、不同土层的土壤水含量变化曲线,进而研究出冬小麦、夏玉米不同生育阶段的耗水规律。结果表明:夏玉米生育期土壤含水量波动较冬小麦频繁,周年内,水分处理越高,土壤含水量波动越大,0~20cm土层内土壤含水率波动频率大,且波动幅度也较大,随着土层加深,土壤含水量波动减小;两种作物都是拔节期到灌浆期耗水量最大,约占全生育期耗水量的45%~50%;与传统畦灌模式相比,沟灌各水分处理的耗水量减少38.15~44.13mm,水分利用效率提高9.17%~22.73%。其中L-70处理的产量较高,耗水量适度,水分生产效率最高,小麦、玉米分别平均达到1.84、1.81kg/m3,满足节水高产的宗旨。     

黄土高原丘陵沟壑区小流域坡面土壤水分分布特征

为探明黄土高原丘陵沟壑区小流域坡面土壤水分分布状况,选取延安市一典型小流域黄土坡面设置定位观测试验,采用Trime-PICO TDR进行土壤水分观测,并分析坡面土壤水分的时空变化特征。结果表明:坡面土壤水分含量随着坡位的下降,呈逐渐增大趋势,且在湿润期增加明显,下坡位土壤水分含量比上坡位大5.33%;在季节上的差异表现为在干旱期土壤表层水分差异较大,湿润期整个土壤剖面上土壤水分含量差异均较大;在植物主要生长期(5-10月),坡面土壤水分含量呈现出增加-减少-增加-减少的循环波动趋势,且其波动程度随着坡位的下降而增大;随着土壤深度的增加,土壤水分含量的变异性减小,其中0~20 cm土层含水量的变异性最大,可达到38.1%,140~160 cm土层含水量的变异性最小,为2.9%。     

平原水库周边天然生态林地水盐动态变化特征分析

为揭示平原水库周边无灌溉生态林地水盐分布特征,2013-2014连续两年开展生态林地的地下水埋深、矿化度、土壤含水率及含盐量逐月监测。结果表明:周边生态林地地下水埋深变化范围在1.18~1.82m之间,水位变化幅度不大,地下水位随季节性变化较小;地下水矿化度变化范围在0.42~4.92g/L之间,呈周期性变化。土壤水分含水量整体随着土层深度的增加而增加。土壤总盐含量在0.24~8.9g/kg之间变化,其中10~40cm土层含盐量变化最为显著,具有明显的盐分表聚现象。     

垄作覆膜滴灌条件下温室盐碱土壤水盐运移规律研究

针对宁夏银北灌区水资源短缺和土壤盐渍化两大资源环境问题,将滴灌方式和垄作覆膜种植相结合,种植设施番茄等经济作物,以实现节水和盐碱地利用的目标,通过开展田间试验,研究盐碱土壤水盐运移规律。研究结果表明:在地下水浅埋区,垄膜滴灌技术可有效调控地下水埋深,耕作层土壤盐分含量保持在相对较低的水平;土壤含水量0~40 cm土层变化较大,1 m深度土层平均含水量规律为垄上大于垄沟、高垄上大于低垄上、高垄沟小于低垄沟;土壤全盐量的变化随土层深度增加而降低,0~20 cm土层变化幅度较大,1 m深度土层平均全盐量规律为垄沟大于垄上、高垄上小于低垄上、高垄沟大于低垄沟。     

膜下滴灌棉田土壤盐分随时间变化特征

为研究膜下滴灌棉田土壤盐分随时间变化特征,通过对北疆典型棉田土壤盐分连续一年的监测,采用时间序列分析方法分析了土壤盐分随时间变化特征。研究结果表明:在监测期内,90cm以下土层为稳定积盐层,其盐分值随时间波动幅度较大;0~90cm土层土壤盐分随时间变化幅度较小,其含盐率值基本保持在0.2%上下浮动,属于非盐化土壤,有利于棉花正常生长;每年的5、7两个月,各土层土壤盐分呈现出不同程度的增大趋势。本研究可以为后续长期连续监测奠定基础,同时为北疆绿洲区棉田防治土壤次生盐渍化提供理论参考。     

番茄根系层土壤水分变化规律及标定方法研究

研究了番茄根系层土壤含水率的变化规律及番茄根系在土层的分布状况,从而准确确定根系层耗水最强烈的区域。结果表明,番茄根系层土壤含水率及波动幅度随距植株水平距离的增加而递减。距植株5cm处土壤含水率最小值从苗期的10cm土层下降到开花结果期的20cm土层。苗期一个灌水周期内,距植株15cm处苗期土壤含水率随土层深度的变化随灌水后时间推移趋于平缓,开花结果期10~20cm土层土壤含水率达到最小。苗期和开花结果期,距植株25cm处土壤含水率均表现为10cm以上土层变化较大,10cm以下土层土壤含水率随深度变化不大。苗期到开花结果期,土壤水分低值区域范围水平方向扩大,竖直方向扩大并下移。苗期可用距植株5cm处0~10cm土层含水率,开花结果期可用距植株5cm处0~30cm土层含水率计算作物蒸腾量。     

微喷带灌溉对燕麦和箭筈豌豆混播土壤水分和温度的影响

为明确高寒荒漠区饲草混播下灌水对土壤水分和土壤温度的变化规律,通过微喷带灌溉模式下灌水对土壤水分和土壤温度的影响进行了研究。以燕麦和箭筈豌豆为试验材料,设置全生育期不灌水、拔节期+开花期灌水2个处理,采用土壤墒情仪测定土壤水分和土壤温度。结果表明:①不灌水与灌水处理0～60 cm土壤水分在饲草整个生育期内变化趋势一致,但变化幅度却有所不同,不灌水处理的变化幅度为14.46%;灌水处理变化幅度为10.89%。土壤含水量变化幅度随着土层深度的加深逐渐减小,0～20 cm土层的土壤含水量受灌水和降雨的影响变化幅度最大达到20.04%。②不灌水与灌水处理0～60 cm土壤温度在整个生育期内的波动受气温的影响大于灌水处理,土壤温度变化幅度分别为15.96和14.61℃,说明灌水在一定程度上能够平稳地温。土壤温度日最大值出现的时间随着土层深度的增加逐渐推迟。③灌水与不灌水处理下土壤含水量与土壤温度之间的Person相关系数表明,各土层含水率与土壤温度之间均存在负相关关系,相关系数最大达到0.626。     

微喷带灌溉对燕麦和箭筈豌豆混播土壤水分和温度的影响北大核心

为明确高寒荒漠区饲草混播下灌水对土壤水分和土壤温度的变化规律,通过微喷带灌溉模式下灌水对土壤水分和土壤温度的影响进行了研究。以燕麦和箭筈豌豆为试验材料,设置全生育期不灌水、拔节期+开花期灌水2个处理,采用土壤墒情仪测定土壤水分和土壤温度。结果表明:①不灌水与灌水处理0~60 cm土壤水分在饲草整个生育期内变化趋势一致,但变化幅度却有所不同,不灌水处理的变化幅度为14.46%;灌水处理变化幅度为10.89%。土壤含水量变化幅度随着土层深度的加深逐渐减小,0~20 cm土层的土壤含水量受灌水和降雨的影响变化幅度最大达到20.04%。②不灌水与灌水处理0~60 cm土壤温度在整个生育期内的波动受气温的影响大于灌水处理,土壤温度变化幅度分别为15.96和14.61℃,说明灌水在一定程度上能够平稳地温。土壤温度日最大值出现的时间随着土层深度的增加逐渐推迟。③灌水与不灌水处理下土壤含水量与土壤温度之间的Person相关系数表明,各土层含水率与土壤温度之间均存在负相关关系,相关系数最大达到0.626。     

新疆棉田地下滴灌方式下土壤水分运移变化规律研究

为探讨新疆棉田地下滴灌方式下土壤水分含量的规律,在棉花不同生育期,采用烘干法,从水平方向和垂直方向上测定棉田土壤水分含量.结果表明,棉花不同生育期垂直方向上土壤含水量的变化随着土层深度的增加均呈增大的趋势;水平方向上土壤含水量的变化,除在35～55 cm土层有波动外,其余各土层基本无变化;不同土层平均土壤含水量随棉花生育进程基本呈二次曲线变化,不同土层平均土壤含水量的变化基本呈"S形变化.     

不同灌水次数对枸杞土壤水分动态变化规律的影响研究

利用时域反射仪,对不同灌水次数下土壤含水量的变化进行了研究,分析了不同灌水定额下的土壤含水量随深度变化的特征。结果表明：土壤含水量变化的深度一般在0-100cm内,尤其0～60cm土层变化尤为激烈,在100～180cm范围内各处理土壤水分变化不明显,按枸杞土壤水分运移规律将0～180cm土层进行划分,土壤湿度垂直分布分...     

有机-无机复合保水材料对旱地麦田土壤水分及酶活性的影响

通过大田试验,研究了有机-无机复合保水材料对旱地麦田土壤水分及酶活性的影响,以期为有机-无机复合保水材料的研究和应用提供一定的理论依据。结果表明,有机-无机复合保水材料能在短期内明显提高土壤含水量,在0~20 cm土层较对照提高8.46%(p≤0.05),在20~40 cm土层较对照提高6.15%(p≤0.05)。与对照相比,有机-无机复合保水材料能显著提高土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶的活性,且不同处理0~20 cm土层的土壤酶活性均高于20~40 cm土层。在0~20 cm土层,不同处理土壤含水量与土壤酶活性均呈显著正相关(p≤0.05);在20~40 cm土层,土壤含水量与土壤过氧化氢酶活性呈显著正相关(p≤0.05),而土壤含水量与蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性相关性不显著。     

绿洲新垦沙地春玉米农田有限灌溉试验研究

在临泽绿洲耕作层保水能力较差的新垦沙地,开展了春玉米有限灌溉试验研究。结果表明,不同水分处理玉米0~20 cm土层土壤含水量在玉米成熟期以前,以播前水分最高,拔节期达到次高点,灌浆期降至最低点,约为播前水分的39%。20~40 cm和40~100 cm土层土壤水分含量变化趋势基本一致,但与0~20 cm土层有较大差异。在成熟期以前,土壤水分以播前最高,抽雄期达到次高点,灌浆期降至最低点,分别为播前土壤含水量的54%和73%左右;0~100 cm土层全生育期土壤含水量变化趋势与40 cm以下土层基本相似,灌浆期降至最低点,约为播前含水量的55%。玉米的行粒数、穗粒重和千粒重,以对照处理CK为最高。在整个生育期内,植株株高WT1与对照差异不显著,WT2、WT3均高于对照,且WT2、WT3在六叶期分别比对照增加28.4%、8.1%,在抽雄期分别比对照增加17.3%、14.3%,在灌浆初期分别比对照增加5.2%、7.0%。叶面积指数增长最快的阶段在拔节期至抽雄期,增长幅度在72.7%~178.3%之间,WT1在拔节期之前高于对照,之后均低于对照,六叶期比对照增加9.1%;WT2除了在吐丝期略低于对照外,其他时期均高于对照,六叶期比对照增加63.6%;WT3在整个生育期都高于对照,六叶期比对照增加18.2%。     

石羊河流域膜下滴灌土壤水盐空间分布特征

通过田间试验,研究了膜下滴灌条件下,不同灌溉定额对春玉米生育期土壤水盐空间分布特征的影响.结果表明土壤含水量的时空分布受灌溉水量的影响.在灌溉期,0~20 cm土层土壤水分含量明显增加.随灌水定额的增加,土壤脱盐深度呈增大的趋势,其中,0~20 cm土层土壤脱盐现象明显,40~100 cm土层土壤积盐现象明显.在春玉米生育后期,灌水定额对滴灌带间的土壤淋洗作用较前期明显.在非灌溉期,由于较强烈的蒸发蒸腾作用,土壤含水量持续降低,作物的主要根系吸水层0~60 cm土层土壤水分含量阶段性变化明显.土壤盐分随土壤水分向上运移,在0~40 cm土层发生积盐现象,40~100 cm土层发生脱盐现象,畦灌方式在0~100 cm土层内均发生脱盐现象.膜下滴灌条件下,春玉米在拔节期前0~100 cm土层土壤含水率和含盐率变异系数分别属于中等变异和弱变异强度,之后两者均属于中等变异强度,且土壤含盐率变异强度始终低于土壤含水率.     

免耕、深松对不同土层土壤物理特征的影响

为探明长期免耕和深松对土壤物理特征的影响,在长期定位试验中分层(0~10,10~20,…,90~100cm)采取环刀土壤样品,测定了0~100cm不同土层的土壤密度、土壤持水能力、供水能力、田间持水量、饱和含水量及有效含水量等。结果表明:随土层的加深,土壤密度表现为先降后增再趋于稳定,土壤持水能力表现为先降低再增加的趋势,土壤供水能力表现为先增加再降低再增加而趋于平缓,田间持水量表现为逐渐降低再增加的趋势,土壤有效水则表现为先增加后降低而趋于稳定的趋势。深松处理40cm以上土层的土壤密度相对较低,在20~50cm土层的持水能力最强,而在60~80cm土层,其持水能力却最低。在0~10和40~80cm土层,土壤供水能力表现为:免耕深松常规耕作。在20~40和80~90cm土层中,仍以深松处理的供水能力较强。在0~10cm土层中,各处理的饱和含水量和田间持水量均表现为:免耕深松常规耕作;在20~50cm土层,深松免耕常规耕作;在50~80cm土层,免耕深松常规耕作;在80cm土层以下,深松免耕常规耕作。免耕处理0~10cm土层的土壤有效水含量明显高于其他处理,而在10~50cm土层,深松处理最高。     

冀北坝上地区不同人工植被土壤水分变化特征

【目的】探讨不同人工植被对土壤水分的影响,为植被恢复与生态建设提供科学依据。【方法】选取冀北坝上地区退耕还林地为研究对象,以退耕封育草地为对照,采用土钻取样烘干法测定土壤水分,对比分析3种不同人工植被样地(沙棘林、柠条林、榆树林)0～100 cm的土壤水分变化特征。【结果】雨季(6、7、8月)3种退耕还林地0～100 cm土壤含水率高于封育草地,有利于土壤水分保持;旱季(5、9、10月)则低于封育草地,加剧土壤水分消耗。封育草地浅表层0～20 cm土层含水率下降明显,沙棘林地0～40 cm土层水分消耗明显,柠条林地30～60 cm土层水分消耗明显,榆树林地20～100 cm土层水分持续消耗。【结论】不同人工植被土壤水分随季节变化存在显著差异,随土层深度的变化具有明显趋势特征;人工恢复植被必须充分考虑区域降水、温度、土壤等环境条件,遵循自然地带性规律,因地制宜合理布局。     

晋西黄土残塬沟壑区坡面水分边缘效应

对晋西黄土残塬沟壑区不同整地方式的水分边缘效应进行了分析研究,得出几点结论:①坡耕地距边5 m部位土壤水分含量高于距边2 m和地边缘部位,距边2 m和地边缘部位土壤含水量相差不大;②水平阶0～100 cm土层边缘、中部和根部3部位土壤水分含量相差不大;而100～200 cm土层3部位差异明显,根部含水量分别比中部和边缘部位高18%和68%;③阳坡鱼鳞坑0～100 cm土层距离边25 cm部位土壤含水量明显高于距边2 cm部位。研究成果可为该区的生态建设提供一定的理论依据。      

基于VSWI法的云南省土壤水分反演研究

基于2008-2012年MODIS遥感数据和云南省23个土壤墒情站的土壤含水量数据,构建植被供水指数VSWI模型,开展云南省土壤水分反演研究。结果表明:(1)VSWI与土壤相对含水量呈负相关,VSWI与40 cm处土壤相对含水量相关性最为显著,与20 cm处土壤相对含水量显著性最差,且VSWI_N比VSWI_E更适合云南干旱监测。(2)VSWI_N能够准确的反映土壤水分的变化趋势,但其表现有一定的滞后性,大概滞后1个月左右,其中VSWI_N最大值出现在春季(3-5月),VSWI_N最小值出现在降水最多的夏季(7月或8月)。(3)2008-2012年云南省土壤墒情在时间上表现出波动降低的趋势,在季节上表现出夏秋两季高,冬春两季低的趋势,且夏季最高,春季最低的特征,在空间上表现出中部低,四周高的趋势。     

西北内陆旱区洋葱耗水规律试验研究

以白皮洋葱为试材,利用称量式蒸渗仪灌水试验,研究了不同灌水量及土壤含盐量对洋葱的耗水规律、产量和水分利用效率的影响。供试土壤分别为低盐土和高盐土,低盐土在鳞茎膨大期设置3种灌水处理,其对应的灌水下限分别为0~30 cm土层土壤含水率达到田持的80%、70%和60%,其他生长期和高盐土的全生育期灌水下限均为田持的80%。研究结果表明,鳞茎膨大期是洋葱的关键需水期;洋葱作物系数立苗期为0.50,发叶期为1.00,鳞茎膨大期为1.50,成熟期为1.25。低盐土的中水处理洋葱可获得最大产量、水分利用效率和较大的灌溉水利用效率;水分和盐分胁迫对洋葱的产量和耗水具有明显的影响。在石羊河流域洋葱鳞茎膨大期,0~30 cm土层土壤灌水下限为田持的70%左右是较适宜的灌水方案。     

陕北黄土区陡坡坡面因子对土壤水分的影响

为加快黄土高原植被恢复和植被构建速度,在研究陕北黄土区吴起县坡度、坡向分布特征的前提下,分别选取阴坡、半阴坡、半阳坡、阳坡的陡坡,每个坡向选取4个坡度级(35°,45°,55°,65°),分别分析其0~100 cm土层深度的土壤水分并进行聚类分析.结果显示:研究区内坡度在35°以上陡坡占当地总面积的39.00%左右;且阴向坡面积52.65%多于阳向坡47.35%;研究区内0~100 cm土层深度的土壤含水量随着土层深度的增加呈现增加趋势,且趋势越来越平缓;坡度越大,土壤含水量的垂直变化越强烈,阴坡坡度与陡坡土壤含水量的相关性最为显著;坡向因子主要影响坡面整体水分状况,而对陡坡土壤水分垂直空间分布规律影响较小;坡度、坡向和成坡时间因子对坡面土壤含水量的影响主要集中在0~40 cm土层深度内,对较深层土壤含水量影响作用较小;系统聚类分析结果同样显示,土壤含水量较为活跃的层次主要集中在0~40 cm土层深度内,阳坡35°坡面活跃层可达90 cm左右.     

小型红壤坡面土壤含水率时空特性研究

为了探索小型红壤坡面土壤含水率的时空分布规律,在桂林市雁山镇平均坡度14°、坡长12 m、宽度5 m的红壤坡面布设14个观测点,分别对0~60 cm土深的6个土层进行了为期1 a的土壤含水率观测,并用统计学方法及时间稳定性概念进行了分析。结果表明,随着土壤深度的增加,各土层平均土壤含水率总体逐步上升,各土层含水率变异系数的均值总体逐步减小,各土层的含水率更加均匀;随着平均含水率的增加,各土层含水率的波动幅度先增大后减小;不同坡位的土壤含水率在干湿2季表现出不同的特点,湿季0~10 cm土层的含水率为下坡位中坡位上坡位,其余土层均表现为上坡位中坡位下坡位,干季0~10 cm土层含水率沿坡位的变化特点与湿季相同,而其余土层未表现出相同的规律。在时间特性上,红壤坡面土壤含水率与降雨量及降雨频次的关系密切,气温和空气湿度也是影响含水率的重要因素;随着土层的加深,土壤含水率的时间稳定性增强;除0~10、40~50 cm土层外,全序列所得时稳最强点对土壤平均含水率的代表性优于其他序列,干季序列所得各点的时间稳定性指数与全序列更为接近,同时干季序列所得时稳最强点对土壤平均含水率的代表性也明显优于湿季序列;植被根系对含水率的时间稳定性有一定影响,40~50 cm土层植被根系最多,使得全序列所得时稳最强点对所在土层平均含水率的代表性较差。