秸秆还田量对土壤持水性质影响的室内试验研究

为探求秸秆还田量对土壤持水特性影响,在室内将扰动土和玉米秸秆以一定比例混合后测定土壤水分特征曲线。试验以秸秆不还田处理为对照(CK),其他秸秆还田量处理分别为干土质量的1.0%、3.0%、5.0%、7.0%。结果表明:相同土壤水吸力下,土壤含水量随着秸秆还田量增大而增大,尤其在低、高吸力段范围内;秸秆还田使得土壤中的多余水量、难有效水量增加,但减小了易有效水量;秸秆还田没有改变比水容量随土壤水吸力的变化规律,但使得其比水容量的数值大小降低。试验研究结果可以为秸秆还田下合理地利用土壤水分、改善灌溉措施提供依据。     

保水剂对土壤水分运移和水吸力变化的影响

为了研究保水剂对土壤水分入渗性能和土壤水吸力变化过程的影响.通过室内土柱试验,对保水剂不同层施深度和施用量进行模拟试验.设置不施保水剂(CK)、施用量0.1％、施用量0.3％、施用量0.5％,分别层施在土层深度5 cm(W)和10 cm(S),并用T5(微型张力计)测定土壤水吸力值.结果表明;保水剂对土壤入渗特性有影响.随着保水剂施用量增加,累积入渗量和湿润锋运移不断减小;保水剂对湿润锋运移的影响较大.施用保水剂层的土壤含水量高于对照组;相同层施深度下,保水剂层施量越大,上层土壤含水率越高,下层土壤含水率越低.保水剂对土壤水吸力有重要影响.随着保水剂含量越大,上层土壤在T5释水阶段所测土壤水吸力偏大,在T5吸水阶段所测土壤水吸力偏小,下层土壤两阶段所测土壤水吸力越大.相同层施深度下,保水剂影响上层土壤水吸力峰值大小,并不影响到达峰值的时间,对于下层土壤水吸力峰值时间和大小都有影响且随着保水剂含量的增加,土壤水吸力峰值越大,达到峰值的时间越长.研究结果反映了保水剂的层施位置和施用量对土壤水吸力影响,可为保水剂在农田灌溉和科学施用上提供一定理论支撑.     

植物混掺土壤水分特征曲线及拟合模型分析

为探求植物混掺对土壤持水能力的影响,通过测定不同土壤容重、不同混掺物及混掺比例条件下的土壤水分特征曲线,分析植物混掺物对土壤持水能力的影响,并利用RETC软件结合统计分析确定不同处理的模型适宜性。结果表明,相同土壤水吸力下,添加植物混掺物处理的土壤含水率均高于纯土处理;添加3%植物混掺物的处理中,玉米叶的保水效果优于玉米芯,而添加1%植物混掺物的处理中两者差异较小;低吸力阶段,混掺物的添加减少了土壤中大孔隙的比例,而在中高吸力阶段,混掺物的添加增大了土壤中小孔隙的比例,进而提高土体的持水能力。模型适宜性分析结果表明,各处理最优模型的非饱和导水率模式均为Mualem模型;土壤容重为1.35g/cm3和1.40g/cm3,混掺比例为1%和3%的玉米叶处理时,最优模型分别为VGM(m,1/n)和VGM(m,n),混掺比例为1%和3%的玉米芯处理时,最优模型分别为BCM和VGM(m,1/n)。     

基于离心机法获取定体积质量下的土壤水分特征曲线

【目的】克服离心机法测定土壤水分特征曲线时"变体积"的缺陷,实现用离心机法获取扰动土壤准确的土壤水分特征曲线。【方法】选取了山西省16种粒径组成、有机质量差别显著的扰动土壤作为研究对象,采用离心机法测定了初始体积相同的各土壤样品在不同转速下的土壤体积含水率、动态变化的土壤体积;采用多元非线性回归模型,描述了以土壤体积含水率、粒径组成、体积质量和有机质质量分数作为自变量描述土壤水吸力的函数关系,并对模型进行了验证与评价。【结果】土壤水吸力的自然对数函数可以表示为土壤砂粒质量分数、黏粒质量分数、土壤体积质量和含水率乘积以及有机质质量分数等土壤属性的线性函数,模型的决定系数达到0.740;模型建模样本平均相对误差为14.460%,验证样本平均相对误差为13.237%,模型预测精度较高;同时发现土壤属性对于曲线的形状与走势的影响不能忽视,其中砂粒质量分数、土壤体积质量和含水率乘积与土壤水吸力负相关,黏粒质量分数、有机质质量分数与土壤水吸力正相关。【结论】因此,本方法构建的模型更符合实际情况,能够提高土壤水力学参数的精度,同时可以克服离心机测量土壤水分特征曲线体积变化的缺点,得到更合理的土壤水吸力和土壤含水率的关系。     

玉米叶混掺对土壤水分入渗的影响

通过不同玉米叶混掺比例及混掺层埋深的垂直入渗试验,并以纯土为对照,研究玉米叶混掺对累积入渗量、入渗率及剖面含水率等的影响。结果表明,处理间土壤水分特征曲线差异明显;相同土壤水吸力下,添加玉米叶的土壤含水率均高于纯土处理,且添加3%玉米叶的土壤保水性明显优于添加1%玉米叶;土壤密度一定时,累积入渗量均表现为纯土1%玉米叶处理3%玉米叶处理;添加3%玉米叶对剖面含水率的影响高于1%玉米叶。     

植物混掺物对甘肃景泰砂壤土入渗过程的影响

通过室内试验,研究了不同混掺物及不同混掺比例对土壤水分入渗特性及湿润体含水量分布规律的影响.结果表明:指数函数能较好地描述含有混掺物的土壤水扩散率;添加一定比例混掺物的土体能有效延长水分对耕层土壤的湿润,增大水分在耕层的滞留时间;混掺3%玉米叶处理和1%玉米叶处理能够有效提高耕层土壤含水量.     

保水剂对土壤特性长效影响的研究

基于田间试验,研究了保水剂对土壤理化性质的长效性影响。结果表明,施用保水剂可明显增加土壤微团粒结构,增大土壤持水率和表层土壤pH。保水剂施用1～5年期间,表层土壤(0～10cm)中0.05～0.01mm粒径质量分数增加了0.81%～7.74%,0.01～0.005mm粒径质量分数减少;施用保水剂第3年时表层土壤0.05～0.01mm粒径质量分数提高最显著,且保水剂施用后第3年土壤的控水能力最强。施用保水剂0～10、10～20、20～40cm土层土壤持水率比对照增加6.54%、6.22%、8.50%,饱和含水率分别比对照增加了1.3%～30.7%、2.4%～28.7%和0.8%～21.7%,保水剂连续施用第3年性能最佳。     

苔藓泥炭对高含沙土壤水动力学参数的影响

从水动力学角度探讨了苔藓泥炭对高含沙(沙土比7∶3)土壤水分运动的影响。结果表明:随着苔藓泥炭含量增加,土壤饱和含水量、毛管含水量和田间持水量均线性增加;土壤持水曲线逐渐上移,持水性和供水能力明显增加,当吸力增加到0.5×105Pa时,各处理土壤的比水容量均出现10-2数级;原状土饱和导水率随泥炭含量增加呈先增后降的变化趋势,在30 g/kg达到最大值,而压实后的饱和导水率呈逐渐下降趋势。     

秸秆覆盖与耕作方式对土壤水分特性的影响

通过分析不同秸秆覆盖量以及耕作方式对0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层土壤孔隙度、土壤持水性、土壤供水能力以及土壤水分有效性的影响,揭示黑土区秸秆覆盖、耕作方式对土壤水分特性的影响机制。结果表明:土壤持水性、土壤供水能力及土壤水分有效性与土壤孔隙度密切相关。0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层的土壤总孔隙度、毛管孔隙度、相同土壤水吸力下土壤含水率、比水容量以及有效水含量,在传统耕作条件下,秸秆覆盖均高于无覆盖;在秸秆覆盖条件下,免耕均高于传统耕作。免耕秸秆覆盖处理影响土壤孔隙度、土壤持水性、土壤供水能力及土壤水分有效性,随秸秆覆盖量增加,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、相同土壤水吸力下土壤含水率、比水容量以及有效水含量逐渐增大,随土层加深,各处理土壤孔隙度、土壤持水性及土壤供水能力逐渐减小。本研究区最适宜的秸秆覆盖与耕作方式为免耕150%秸秆覆盖处理。     

浑水质量分数对石英砂滤料过滤性能的影响

为了正确评价泥沙颗粒对微灌系统堵塞的影响,试验配置了4种质量分数分别为0.3‰,0.5‰,0.8‰和1‰的浑水,通过微灌用砂过滤器模型,研究了滤后水的浊度、粒径变化以及泥沙颗粒质量浓度随时间的变化规律.结果表明:浑水质量分数影响滤后水浊度和颗粒质量浓度,浑水质量分数大,则滤后水浊度和颗粒质量浓度高;不同质量分数浑水过滤10 min后,滤后水浊度均逐渐下降,而当浑水质量分数增大到0.8‰时,过滤10 min时滤后水浊度极不稳定,滤层截留较多的粒径大于0.1 mm颗粒,也有2%~3%的大粒径颗粒穿过了滤层.当浑水质量分数小于0.5‰时,滤后水中粒径小于0.1 mm颗粒的质量分数增大较少,粒径大于0.1 mm颗粒的质量分数不到1%.随着浑水质量分数的增大,平均浊度滤除率和颗粒质量浓度减少率均呈负二次曲线变化,当浑水质量分数为0.8‰时,分别达到56.69%和57.61%.大质量分数的浑水具有较大的浊度滤除率和颗粒质量浓度减少率,但易于造成砂滤层的堵塞,降低其过滤效果、缩短过滤时间.     

水、氮和保水剂对小粒咖啡水氮利用的影响

为探求小粒咖啡幼树的最佳水氮管理及高效利用模式,通过2种灌水水平（中水（WM,65%～80%FC）和低水（WL,50%～65%FC））、3种施氮水平（高氮（NH,0.40g/kg）,低氮（NL,0.20g/kg）和无氮（Nz,0））和2种保水剂水平（有保（SH,1kg/m^3）和无保（SZ,0））的完全处理组合,研究灌水、氮素营养及保水剂对小粒咖啡幼树根区土壤水氮累积、干物质生产和水氮吸收利用的影响.研究表明：和WL相比,WM提高总干物质量、水分利用率、氮素吸收总量和氮素干物质生产效率分别为86.0%,36.4%,73.1%和5.3%.和NZ相比,NL和NH提高水分利用率和氮素吸收总量的效果基本相同.和SZ相比,SH提高土壤硝态氮质量比、总干物质量、水分利用率和氮素吸收总量分别为21.9%～43.0%,78.3%,68.9%和91.2%,而降低氮素干物质生产效率10.0%.在中等供水（65%～80%FC）和低氮（NL,0.20g/kg）条件下,配施保水剂能有效调控土壤水氮供给状况,促进干物质生产和提高水氮利用效率.因此,在本试验条件下,有利于小粒咖啡水氮高效利用的最优试验组合为WM NL SH.     

秸秆还田下保水剂用量对砂性土性状与玉米产量的影响

为探讨宁夏盐环定扬黄灌区秸秆还田条件下保水剂用量对砂性土保水保肥效应及玉米产量的影响,通过3年大田试验,以不施保水剂为对照,研究保水剂施用量（30、60、90、120kg/hm2）对砂性土壤容重、水分、养分及玉米生长、产量和水分利用效率的影响,并对经济效益进行分析。结果表明,与对照相比,施用保水剂可有效降低0~40cm层土壤容重,改善土壤孔隙状况,以保水剂施用量90、120kg/hm2处理效果较优。在玉米整个生育期,施用保水剂60、90、120kg/hm2时0~100cm层土壤贮水量较高,其3年平均分别较对照显著提高18.3%、21.6%和23.5%。施用保水剂60、90kg/hm2处理耕层（0~40cm）土壤有机质、有效磷和速效钾含量较对照显著增加,其改善土壤养分状况效果最佳。施用保水剂可提高玉米植株株高、茎粗和地上部生物量,施用保水剂60、90kg/hm2处理的效果最为显著。与对照相比,施用保水剂60kg/hm2处理对提高作物水分利用效率、玉米增产和增收效果最佳,其3年平均玉米水分利用效率、产量和纯收益分别较对照显著增加30.4%、26.0%和20.7%。施用保水剂60kg/hm2时能有效改善砂性土壤理化性状,实现玉米的增产增收,可在宁夏盐环定扬黄灌区秸秆还田条件下的滴灌玉米田推广应用。     

Effects of fixed partial root-zone drying irrigation and soil texture on water and solute dynamics in calcareous soils and corn yield

Water dynamics and salt distribution in the soil were studied under Fixed Partial Root zone Drying irrigation (FPRD) conditions in corn fields in Northern Greece. FPRD irrigation technique was applied without deficit treatment in two calcareous soils, a sandy clay loam and a sandy loam. Soil water content was recorded in the vertical profile of 0.6 m with the use of capacitance sensors in the row and interrow positions of plants. Salt built-up was monitored to the depth of the root zone, bi-weekly, by measuring electrical conductivity (EC_e) and the concentrations of soluble cations Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺ and K⁺ of the saturation extract on irrigated and non irrigated interrow positions. Soil moisture distribution and salt built-up in soil were used to evaluate the potentials and constraints of FPRD efficiency to sustain plant growth and crop production as a low cost drip irrigation technique. The results indicated that FPRD application on both soils was capable of supplying sufficient amounts of water on plant row. Soil analyses showed that salts accumulated to high levels in the soil surface and decreased in depth at the non irrigated interrow positions. Spatial and temporal variability of salt movement and distribution in the soil profile of 0.6 m were ascribed to soil textural differences. The development and yield of corn plants for both soils reached the usual standards for the area with a minor decrease in the sandy loam soil.     

保水剂对红砂岩土壤持水特性的影响

为了探究红砂岩土壤中施用保水剂对其持水特性所造成的影响,在红砂岩土壤中按保水剂质量比为0,0.25‰,0.50‰,1.00‰,2.00‰施用保水剂的条件下,测定了不同比例保水剂措施下的土壤水分特征曲线、土壤入渗过程和土壤水分蒸发过程,并用二次曲线求得最佳施用量.研究结果表明,随着保水剂施用量增加,饱和含水量θ_s呈增大的趋势,而残余含水量θ_r、进气值相关参数α和开关系数n总体上呈现先增大后减小的趋势,保水剂主要增加土壤重力水.施用保水剂抑制了土壤的入渗性能,降低了水分垂直入渗率,延长了入渗持续时间,减缓了土壤水分蒸发速率.综合考虑保水效果和施用量,红砂岩土壤最佳保水剂施用量范围为0.5‰~1.0‰.     

Transpirational response to water availability for winter wheat as affected by soil textures

Soil texture and evaporative demand have been reported to be the main factors which influence the transpirational response to soil water deficits. However, experimental evidences are not enough. The objective of this study was to investigate the transpirational response to soil water availability in soils of different textures under different evaporative demand levels. The three main soils of the Loess Plateau of China (loamy clay, clay loam and sandy loam) were selected and six constant soil water treatments were applied for winter wheat (Triticum aestivum L.) grown in pots. In order to reduce the influence of environmental conditions and plant factors, a normalized daily transpiration rate was used to develop the relationships with volumetric soil water content and soil water suction. Results showed that, under various levels of evaporative demand, a linear-plateau function with a critical value could be used to describe the dynamic change of the normalized transpiration rate with soil drying. Soil texture significantly influenced both the critical and the slope values of the linear-plateau equations, however, evaporative demand significantly affected the critical values of volumetric soil water content and soil suction for the loamy clay and clay loam only. Therefore, for saving water, different strategies are needed for these three soils.     

滴灌下施用保水剂对土壤水肥及玉米收益的影响

针对宁夏扬黄灌区严重缺水、土壤瘠薄、肥力低下等问题,在玉米苗期穴施不同用量(0,30,60,90和120 kg/hm²)的沃特保水剂,并以不施保水剂为对照,研究保水剂不同施用量对土壤水肥状况及作物生长的影响,以探寻玉米滴灌条件下砂质土壤田的保水剂最佳施用量.结果表明,在玉米整个生育期,0~100 cm土壤层贮水量随保水剂施用量增加而增加,施用保水剂90和120 kg/hm²处理使土壤贮水量,分别较对照显著提高14.0%和17.1%;施用保水剂60 kg/hm²处理下,土壤养分含量较对照显著增加,其保肥和供肥效果最佳;施用保水剂不同量可促进玉米生长,施用保水剂90 kg/hm²处理对玉米吐丝期的促进效果显著.与对照处理相比,施用保水剂60 kg/hm²处理对提高玉米水分利用效率、增产和增收效果最佳,分别较对照处理显著增加41.8%,22.2%和33.9%.因此,适量穴施沃特保水剂可有效改善土壤水肥状况,实现玉米增产增收,以施用保水剂60~90 kg/hm²为最优,适宜于在宁夏扬黄灌区进行推广应用.     

生物炭对砂壤土节水保肥及番茄产量的影响研究

采用室内盆栽试验定量分析方法,研究了砂壤土中施加不同含量生物炭对土壤节水保肥及提高番茄产量的影响。试验共设5个处理:不添加生物炭(CK),每1 kg干土加生物炭10 g(C10)、20 g(C20)、40 g(C40)和60 g(C60)。结果表明:施加生物炭处理有利于提高土壤肥力,其中较高施用量的处理增幅明显。与CK相比,C60处理的有机质含量增加560%;C60和C40的碱解氮含量分别增加110%和130%,速效磷含量增加410%和290%,速效钾含量增加290%和150%。随着生物炭施用量的增大土壤含水率呈现递增趋势,其中C60较CK提高170%。较高生物炭施用量可以有效增加番茄产量,C60和C40处理分别比CK提高98%和170%,其中C40处理的产量增幅最大。相关分析可知,水、肥因素对番茄产量影响显著,相关性超过80%,通过在砂壤土中施加生物炭可有效提高肥水利用效率,提高番茄产量。     

西南岩溶盆地土壤干容重协同克里格分析

选择我国云南典型的坝子农业区鹤庆盆地为研究区域,用环刀采集表层(0~10 cm)土壤样品114个,测定土壤干容重和土壤含水率。利用经典统计学方法、普通克里格(OK)方法和协同克里格(OCK)方法,研究坝子农业土壤干容重的空间变异特征。结果表明:研究区域土壤干容重变化范围为0.74~1.60 g/cm3,平均值为1.25 g/cm3。在空间分布上研究区域土壤干容重呈现南北低,中东部高的格局,土壤类型、质地和土地利用方式是影响其空间分布的主要因素。土壤干容重和土壤含水率具有显著的相关性,相关系数达到-0.686。Kriging插值分析表明,以土壤含水率为辅助数据,利用OCK法能有效提高土壤干容重的预测精度。     

季节性冻融期不同潜水位埋深下土壤蒸发规律模拟研究

为了揭示季节性冻融期不同潜水位埋深和土壤质地对土壤蒸发的影响,通过连续2个冻融期的蒸渗计土壤剖面含水率和土壤温度的监测,利用水热耦合运移模型模拟研究了4种不同潜水位埋深(0.5、1.0、1.5、2.0 m)下砂壤土和壤砂土的土壤蒸发规律。结果表明:不稳定冻结阶段和消融解冻阶段地表土壤均出现昼融夜冻的特征,土壤液态水分较多,砂壤土和壤砂土蒸发量分别占整个冻融期的91.7%和81.8%以上。稳定冻结阶段的土壤蒸发量随着潜水位埋深的增加而增大,但小于0.31 mm。潜水位埋深为0.5 m时冻融期土壤蒸发量最大,砂壤土和壤砂土分别为47.28 mm和25.60 mm,随着潜水位埋深的增加,冻融期土壤蒸发量呈指数型减少,土壤颗粒直径相对较大的壤砂土土壤蒸发量随潜水位埋深的增加而衰减的幅度较为明显。该研究可为地下水浅埋区土壤盐渍化的防治和地下水资源量的科学评价提供依据。