地下水埋深对玉米生长发育及水分利用的影响

为研究地下水埋深对作物的生长发育及水分利用的影响,选择具有代表性的夏玉米为研究对象,借助地中渗透仪,通过人工控制设置不同地下水埋深（分别设置0.2,0.4,0.6,0.8,1.0和1.2 m）,探讨地下水埋深对不同生育期夏玉米的形态指标、产量、耗水量及地下水补给量的影响,分析不同地下水埋深条件下水分利用率差异.结果表明：地下水埋深对玉米株高的影响不具有统计学意义,而地下水埋深过浅或过深均会明显抑制植株叶面积指数和茎粗的增长（P〈0.05）,地下水埋深0.4 m时叶面积指数和茎粗最大.随作物生育进程,根系数量和根系干质量随地下水埋深增大,先减小后增大.玉米灌浆前,单株根系伤流量随地下水埋深增大而增大,而灌浆前后则无显著影响.地下水位埋深过深或过浅均影响穗长、秃尖长、穗粒数、百粒质量及经济产量.分析表明,0.53 m为当地玉米产量最优地下水位埋深.玉米生长期内0~80 cm土层土壤含水量随着地下水埋深增大而降低,同一地下水埋深处理玉米生育期内土壤含水量变化幅度较小.夏玉米全生育期耗水量、阶段耗水量及耗水强度随地下水位埋深增大而直线减少,回归方程在P〈0.01水平下具有统计学意义;同样夏玉米全生育期地下水补给量、阶段地下水补给量及地下水补给强度随地下水位埋深增大而直线减少,回归方程在P〈0.01水平下也具有统计学意义.玉米水分利用率随地下水埋深增大而增大,地下水埋深1.2 m处理水分利用率最高.研究成果对江淮丘陵区地下水资源利用及评价、玉米高产高效灌溉制度的制订具有实际意义.     

基于Ross模型的降雨灌溉入渗补给地下水规律分析

采用基于Ross方法的数值模型,模拟了华北平原中部典型区降雨灌溉对地下水入渗补给。分别计算了整个土层、根区土层、根区以下土层土壤在强、弱渗透性情况下的入渗通量与地下水潜在补给量,分析了土壤渗透性和地下水埋深对地下水潜在补给的影响。结果显示,大埋深条件下(地下水埋深为30m),在地表以下10m处水分通量过程基本不受上边界年内变化影响;在地表2m以下,年累积通量基本不变,可以将地表以下2m作为潜在补给量的计算深度。根区土层渗透性变化对水分通量与补给量有较大影响,根区以下土层影响较小。渗透性对入渗补给量的影响主要通过根区水量均衡和表层土壤性质控制。地下水埋深大于5m后,埋深的增加对潜在补给没有影响。Ross模型能很好地处理产生干湿交替含水量变化的大气边界,建议采用Ross模型代替传统迭代模型计算降雨灌溉条件下的地下水补给。     

不同水分条件下冬小麦浅层地下水利用试验研究

使用蒸渗仪群开展了冬小麦对浅层地下水利用试验,讨论了在降雨、灌溉和不同地下水埋深等多种水分条件下冬小麦对浅层地下水的利用规律,并确定了适宜冬小麦生长的地下水埋深上限和相应的合理灌水量。结果表明,从返青至收获期,在40~150 cm埋深范围内,无灌溉无降雨条件下地下水对作物腾发的贡献率可达到90.0%以上,而降雨和灌溉处理的地下水贡献率减小到54.0%~78.9%。另外,无论是否有降雨影响,随着地下水埋深的增加,地下水贡献率都降低。试验结果还表明,150 cm是适宜冬小麦生长的地下水埋深上限,每公顷穗数较大是冬小麦产量高于其他埋深处理的主要原因。从返青至灌浆期,在150 cm埋深下,只需在拔节期灌水约60.0 mm,冬小麦产量就可达到8 846 kg/hm2,在无灌水和降雨时产量可达到拔节灌溉处理的80.0%左右。     

不同地下水埋深对冬小麦需水量的影响

采用排水式蒸渗仪试验,研究了不同地下水埋深时,冬小麦需水量和地下水利用量的变化规律。结果表明,冬小麦生育期内地下水控制在1.0~1.5 m以下,对减少冬小麦需水量最为有益;随着地下水埋深增加,地下水利用量和地下水利用系数显著减小;不同地下水埋深条件下冬小麦生育阶段日需水量变化规律表现基本一致,即越冬前较大,在越冬期最小,抽穗灌浆期达到最大,然后又减少。研究结果可为冬小麦节水灌溉制度的制定和高效灌溉管理提供参考。     

干旱区不同地下水位对棉花膜下滴灌灌溉制度的响应研究

地下水埋深对作物灌溉制度的制定及土壤次生盐碱化的防治具有重要影响.为研究不同地下水位对棉花膜下滴灌灌溉制度的影响,本文以新疆孔雀河流域为研究区,利用HYDRUS-2D软件对不同地下水位下的土壤含水率动态进行模拟,结果表明:地下水埋深为1m时,地下水对土壤水的补给作用较强,灌溉定额3000m3/hm2较为适宜;地下水埋深为2.0m时,灌溉定额4500m3/hm2较为适宜,此时棉花基本不受水分胁迫;地下水埋深为3m时,地下水对土壤水已无补给作用,灌溉定额5550m3/hm2较为合适,此时水分胁迫时间累计14d.研究结果为指导当地水资源开发利用及棉花种植业提供了重要参考.     

变化地下水埋深与灌水量对土壤水与地下水交换的影响

【目的】探究不同地下水埋深和灌水量对土壤水与地下水交换的影响,提高灌溉水利用效率。【方法】在河套灌区开展了不同地下水埋深与灌水量对土壤含水率、地下水埋深及土壤水与地下水交换影响的田间试验,分析变化地下水埋深与灌水量对土壤水与地下水交换的影响。【结果】不同灌水量下,灌水前后0～60 cm土壤含水率变化明显,灌水主要补充耕作层,生育期第3次灌水入渗量约占灌水总量25%,灌水量越大,土壤水对地下水入渗补给量越大。地下水埋深随灌水量增加而显著减小(P0.05),地下水补给量与灌溉量的比值依次为L1处理L2处理L3处理L4处理L5处理L6处理L7处理L8处理L9处理。【结论】在河套灌区年均地下水埋深为1.8 m的区域,生育期单次灌水量110 mm,秋浇300 mm,可显著减少灌溉水下渗,以达到充分利用潜水蒸发,提高水资源利用效率,实现节水增产的目的。     

地下水埋深和施氮量对冬小麦灌浆及水氮利用影响

探讨地下水埋深和施氮量对华北地区冬小麦灌浆特性和水氮利用效率影响,以百农4199为试验材料,设置地下水埋深(GW2:2 m,GW3:3 m,GW4:4 m)和施氮量(N300:纯氮量300 kg/hm²,N240:纯氮量240 kg/hm²)2个因素,评估地下水埋深和施氮量对冬小麦灌浆特性、产量形成及水氮利用效率等影响.结果表明:小麦千粒质量与快速增长期时间拐点、平均灌浆速率、灌浆持续时间显著正相关;路径分析表明,地下水埋深主要是通过影响小麦单株籽粒质量、穗数、穗粒数来影响产量的,地下水埋深对产量影响的直接标准化路径系数为0.334(P<0.05),施氮量主要是通过影响单株籽粒质量和穗数来间接影响产量;地下水埋深相同时,N240施氮水平氮肥偏生产力NPP和水分利用效率WUE均显著高于N300施氮水平.故建议地下水埋深大于2 m地区小麦高产和农业绿色可持续发展的施氮量为240 kg/hm².     

干湿循环作用下稻田地下水补给过程变化特征

【目的】探究节水灌溉模式条件下稻田地下水补给特征。【方法】采用定地下水埋深的蒸渗仪开展试验,分析节水灌溉干湿循环下稻田地下水补给量变化过程,研究地下水补给对节水灌溉稻田作物需水的贡献及对土壤水分的调节作用。【结果】控制灌溉稻田地下水补给过程频繁,当稻田干湿循环过程中土壤水分降至一定限度时,稻田地下水补给量在复水后(灌水或降雨)1 d内出现峰值,稻季共出现16次峰值。控制灌溉稻田稻季地下水补给量达253.98mm,约占水稻需水量的51.1%。稻田干湿循环中,在稻田地下水补给与土壤水入渗的综合作用下,30 cm深度以下土壤含水率保持稳定,0～30 cm深度土壤含水率总体呈下降趋势。【结论】节水灌溉干湿循环下稻田地下水补给量显著增加,有效补给了水稻需水。浅地下水埋深条件下,稻田地下水补给过程直接影响水稻根区土壤水分变化。     

不同地下水埋深对龟裂碱土水盐迁移和油葵产量的影响研究

为探讨龟裂碱土不同地下水埋深对土壤水盐迁移的影响及其变化特征，对宁夏银北前进农场龟裂碱土试验区0.8、1.0、1.2、1.5、1.8和2.0 m共6种地下水埋深下的土壤含盐量、含水率、地下水矿化度进行了原位监测，结果表明：土壤全盐与地下水埋深呈指数关系，土壤全盐与地下水矿化度呈明显的线性正相关。土层0～100 cm土壤不同地下水埋深条件下土壤全盐和碱化度变化为0.8 m>1.0 m>1.5 m>1.8 m>2.0 m;1.5 m地下水埋深是土壤水盐变化的转折点，地下水埋深0.8～1.2 m下各土层的全盐和含水率均较高。地下水埋深1.5～1.8 m土壤水盐变化较小。地下水埋深0.8、1.0和1.2 m的田块油葵出苗率、成活率、株高、茎粗、盘径和产量显著低于地下水埋深1.5、1.8和2.0 m的田块油葵。油葵适宜在地下水埋深1.5～2.0 m生长，地下水埋深1.5、1.8和2.0 m的土壤含水率、全盐和碱化度以及油葵出苗率、成活率、株高、茎粗、盘径和产量之间无显著差异。结果为龟裂碱土改良水盐调控提供依据，以及对干旱地区的环境保护和农业灌溉的发展具有重要的科学价值。     

浅埋区地下水--土壤水资源动态过程及其调控

分析了冬小麦生长期地下水-地下水资源量动态过程和地下水、土壤水分变化特征.结果表明,在地下水浅埋区地下水对土壤水的补给为农田蒸散的重要的水分来源,现行的灌溉制度不考虑这一作用,过多的灌溉量不仅会消弱地下术对土壤水的补给,而且多余的土壤水分还会下渗补给地下水,造成水资源的无效损失和动力能源的损耗.为了提高作物水分利用效率,提出了相应的地下水-土壤水资源调控措施.     

生物炭对不同地下水位番茄需水规律与产量的影响

为解决渍水胁迫这一困扰南方避雨栽培区农业生产的障碍性问题，定量评估施加生物炭对缓解作物渍害的影响，以避雨栽培番茄为对象，借助土柱试验，系统分析不同地下水位及生物炭施加量对作物耗水规律、土壤氧化还原电位及产量的影响。结果表明，地下水位越浅，作物渍害胁迫越严重，导致耗水量越少；施用生物炭后，作物耗水量显著降低，生物炭保水作用随地下水位降低而有所削弱。地下水补给量随地下水埋深变大而减小，相同地下水位条件下，施用生物炭可显著增加地下水利用量。施用生物炭可使土壤氧化还原电位变大，改善土壤通气性能。地下水位在-80cm时，5%生物炭施加量可显著提高番茄产量和水分利用效率，其增幅分别达到38.7%、56.6%，地下水位对番茄产量影响显著，而地下水位和生物炭交互作用对产量及水分利用效率影响均不显著。     

冬小麦生长条件下土壤水与地下水转化试验研究

基于不同地下水埋深土壤水与地下水转化田间试验,探讨冬小麦生长条件下不同地下水埋深对土壤水与地下水转化的影响机理。试验结果表明,地下水埋深为1.5 m,在冬小麦需水高峰期,地下水为冬小麦生长提供的水资源量占耗水量的30%以上;随着地下水埋深增大,地下水对冬小麦需水的动态调节作用减弱;当地下水埋深为3.5 m,地下水已基本失去对冬小麦需水的动态调节能力。     

黄河下游灌区农田排水再利用效应模拟评价

在田间试验观测基础上,采用SWAP模型分析黄河下游簸箕李引黄灌区农田排水再利用下的土壤盐分季节性变化以及地下水位对土壤盐分剖面分布的影响,模拟农田排水补灌对作物产量的效应。研究结果表明,咸排水补灌引起的土壤盐分积聚主要在冬小麦生长期,夏玉米生长期内并不明显,有效地控制地下水位有助于减少土壤盐分累积量,维系作物根区的盐分平衡。利用含盐量为4mg/cm3以下的农田排水在冬小麦生长后期水分亏缺阶段进行补灌,可在基本不影响随后夏玉米产量的基础上,不同程度地改善冬小麦产量。对缺水严重的黄河下游引黄灌区,农田排水再利用是缓解水资源供需矛盾、改善作物产量的一种有效水管理措施。     

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。     

地中仪地膜棉灌溉试验特征分析

利用不同地下水埋深的地中仪进行地膜棉的灌溉试验，分析了地膜棉不同生育期时蒸发、入渗的变化特征：受地膜棉的蒸腾作用，灌溉入渗量随其日耗水量增加而显著减少；棉花根系吸水影响深度与其日耗水强度成指数关系，其根系吸水最大影响深度为2．76m；棉花根系利用地下水量随埋深增加而减小，棉田最佳的灌水湿润深度应小于1．0m，当灌水湿润深度超过1．5m时，其根系不能更多利用地下水，即可认为是深层入渗。     

内蒙古河套灌区咸水灌溉的环境效应分析

研究了咸水灌溉对土壤水盐动态、地下水位、地下水质、作物生长及产量的影响。灌溉水源为黄河水和高矿化度地下水混合。咸水灌溉期间,土壤盐分有所增加,通过控制咸水灌溉定额,以及进行合理的黄河水秋浇灌溉,可以达到年度内土壤盐分动态平衡。咸水灌溉条件下,作物长势及产量基本不受影响。适宜合理的咸水灌溉不会造成环境恶化,而且对缓解河套灌区水资源紧张的矛盾有着重要意义。     

Lysimeter study on the use of biodrainage to control waterlogging and secondary salinization in (canal) irrigated arid/semi-arid environment

The study describes the capacity of trees to control the rise in water table and thus prevent the formation of waterlogged soils and development of secondary salinization in canal irrigated areas. It was conducted in RCC lysimeters of 1.2 m dia. and 2.5 m depth filled with sandy loam alluvial soil (Typic Ustochrept), with provisions to maintain water table depth at 1, 1.5 and 2 m from the surface and groundwater salinity at 0.4, 3, 6, 9 and 12 dS m-1. The amount of water biodrained by eucalyptus (Eucalyptus tereticornis) and bamboo (Bambusa arundinacea) at the given water table depths and groundwater salinity levels was monitored over four years by daily measuring the water needed for maintaining the water table. The trees continued to absorb and transpire water throughout the year, the capacity being more in summer and rainy than that was in the winter season. The eucalyptus plant could biodrain 2880, 5499, 5518 and 5148 mm of water in the first, second, third and fourth year of study period, from non-saline groundwater and a water table depth of 1.5 m. The amount of water biodrained was more at 1.5 m as compared to 1 and 2 m water table depths. The biodrainage capacity of trees was significantly affected by the salinity of the groundwater. However, even at salinity of 12 dS m-1, the eucalyptus plant biodrained 53% of that under non-saline conditions. It was calculated that biodrainage could control water table rises upto 1.95, 3.48, 3.76 and 3.64 m in first, second, third and fourth year, respectively. The secondary salinity developed in the root zone, upto 45 cm depth, did not exceed 4 dS m-1 even at water table depth of 1 m with salinity of 12 dS m-1. The volume of water biodrained by bamboo increased with time and could control water table rises upto 1.09, 1.86, 2.46 and 2.96 m in first, second, third and fourth year of growth, respectively.This study indicates that due to high transpiration capacity and an ability to extract water from deeper layers containing saline groundwater, the trees can control the rise in water table in irrigation command areas and prevent the formation of waterlogged and eventually the saline wastelands.     

暗管排水对油葵地土壤脱盐及水分生产效率的影响

为了建立宁夏惠农区庙台乡给予太阳能水泵抽水的暗管排水工程的灌溉排水制度,以油葵为研究对象,设暗管排水和非暗管排水2个处理,观测分析了暗管排水对田间土壤含盐量、地下水位和产量等的影响。结果表明,在油葵生育期内,与进行暗管排水前相比,暗管排水使暗管排水区的地下水水位降低0.09 m,降幅6.21%;地下水矿化度降低9.79%;土壤含盐量降低13.64%;与非暗管排水区相比,暗管排水区的油葵增产8.10%,灌溉水生产效率增加8.40%,群体水分生产效率增加9.86%。     

地下水埋深对再生水灌溉的夏玉米生长影响

为探讨地下水埋藏较浅地区再生水灌溉对夏玉米生长的影响,利用地中蒸渗仪控制不同地下水埋深(2、3和4 m),对夏玉米进行再生水灌溉试验,灌水量设900 m3/hm2和1200 m3/hm2二个处理,并与清水灌溉进行对比。试验表明,与对照相比,再生水灌溉叶面积指数和株高最大值出现时间要提前近10 d左右;不同地下水埋深的低水和高水处理叶面积指数变化趋势相同,都为埋深2 m>埋深3 m>埋深4 m;地下水埋深2 m3、m处理,低水和高水的株高非常接近,且都大于相应灌水量4 m地下水埋深处理;地下水埋深2 m、3 m处理再生水灌溉理论产量明显大于对照。