间隔覆盖条件下玉米土壤水分研究

基于野外试验,研究了间隔覆盖条件下种植作物的坡面土壤水分时空分布及蓄存状况。结果表明,间隔覆盖法可以显著提高覆膜区土壤含水率,其中玉米生长中期最为明显;玉米生长前期覆膜处理下种植区土壤含水率高于对照处理种植区,中期相反,后期相差不大。坡面相同位置表层土壤含水率变化剧烈,且与降雨量变化趋势基本一致;对照处理下深层土壤含水率波动较小,覆盖处理波动较大,坡面上部覆膜使坡面下方较深层土壤含水率增加。间隔覆盖法在作物需水关键期可以显著增加种植区土壤蓄水量。     

储水灌溉及覆膜对土壤水分及小麦出苗的影响

对不同储水灌溉定额和覆膜时期的研究结果表明,储水灌溉可增加0～120cm土层土壤贮水量,适度降低储水灌溉定额,对播种期和出苗期0～10cm土层土壤含水率影响不明显,头水期0～40cm土层土壤含水率与对照之间的差异不显著,春小麦出苗率提高;及早覆膜,有利于提高播种期和出苗期0～10cm土层、头水期0～40cm土层土壤含水率,以及播种至三叶期0～25cm土层地温。春小麦全膜覆土穴播栽培的适宜储水灌溉定额为600m3/hm2,覆膜时期为储水灌溉前覆膜,与对照相比,播种期及出苗期0～10cm土层土壤含水率分别提高7.36%和8.29%,头水期0～40cm土层土壤含水率提高2.78%,基本苗及出苗率分别增加26.34万株/hm2和5.44%,节水900m3/hm2。     

不同覆盖方式对土壤水分分布的影响

在位于典型半湿润灌区的山东农业大学农业生态实验站研究了冬小麦秸秆覆盖与起垄覆膜沟内播种(膜垄)2种覆盖模式的土壤水分时空动态变化。结果表明,秸秆覆盖能有效提高冬小麦30 cm以下土壤含水率,膜垄对0-30 cm土壤含水率的提高贡献最大。进入拔节期后,随着冬小麦生育进程的推进,膜垄在30-120 cm土层含水率降幅较大,形成一个水分亏缺带,而秸秆覆盖在该土层的含水率一直较高。该试验表明,膜垄在保水保墒和土壤水分垂直分布方面表现出与秸秆覆盖完全不同的特点。     

黄土区农草混合利用坡面土壤水分空间变异性

通过对黄土区农草混合利用坡面的土壤水分分析，研究土地利用结构对土壤水分空间变异特性的影响。结果表明，研究区坡面土壤水分呈中等变异，且农草混合利用结构明显增加了土壤水分的空间变异强度，坡面土壤水分具有明显空间结构性。干湿条件下坡面0～60cm土层平均含水率的半方差最优理论模型分别为高斯模型和球状模型，且干旱条件较湿润条件下保持较高的基台值和变程，而块金值/基台值相对较低。Kriging插值结果显示坡面土壤水分呈现差异显著的斑块状分布格局，与坡面的混合土地利用结构一致。研究区浅层土壤水分空间变异及其分布格局主要受地形、降水和土地利用方式及其结构等因素的影响。     

少免耕与秸秆还田对极端土壤水分及冬小麦产量的影响

为了高效利用天然降雨，缓和农业水资源短缺，该试验在小麦、玉米一年两熟条件下，设置耕作措施和秸秆2个因素，其中耕作措施分为常规耕作、深松耕、耙耕、旋耕、免耕5种，秸秆因素分为玉米秸秆全量还田与不还田，共10个处理，研究了耕作措施与秸秆因素对极端土壤水分和冬小麦产量的效应。结果表明，无论秸秆还田与否，相对于常规耕作，深松耕能提高土壤水分充足期的土壤含水率，增加冬小麦产量，尤其是深松耕秸秆还田，比常规耕作无秸秆还田分别高25.74%和11.45%。秸秆因素在土壤水分充足时影响土壤含水率方面占主导地位，秸秆因素与耕作措施在土壤水分亏缺时影响土壤含水率和冬小麦产量方面均起着重要的作用。免耕、深松耕、耙耕与秸秆还田的交互效应能够增加集雨，提高冬小麦产量。研究结果还表明，冬小麦产量与土壤水分亏缺时土壤含水率相关不显著，而与土壤水分充足期土壤含水率相关显著。     

低压微润灌灌水均匀性及土壤水分分布特性

采用低压微润灌和滴灌进行西瓜灌溉对比试验,分析不同断面不同土层土壤水分分布特征及灌水均匀性。研究表明:滴灌土壤水分在垂直方向上分层明显,灌后土壤水分主要集中在0~40cm土层,水平方向上土壤含水率随着离滴头距离的增大逐渐降低;微润灌土壤水分在垂直方向上微润带下层土壤含水率大于上层土壤含水率;微润灌呈立体供水状态,微润带左右土壤水分分布特征相似,灌水均匀度较高;微润灌表层土壤形成干土层,起到覆膜作用,减少了表层土壤蒸发,提高了灌溉水利用系数;生育期内,微润灌短时间内各个土层土壤水分动态变化较小,减小了灌溉工作强度;微润灌0~30cm土层土壤含水率变异系数较小;表层土壤含水率变异系数微润灌及滴灌均较大;微润灌土壤主要湿润区在5~30cm土层,土壤水分在5cm和30cm土层相对均匀;滴灌土壤主要湿润区在0~50cm土层,土壤水分在10~40cm土层相对均匀。     

玉米不同覆膜方式对土壤水分和产量的影响

基于田间试验,分析了不同覆膜方式下降水后玉米生育期土壤含水率、玉米产量和降水生产率的动态变化.结果表明,地膜覆盖显著增加玉米生长前期土壤含水率,沟播垄覆膜处理在玉米生育期内土壤含水率均保持在13％以上,蓄水保水作用显著;大垄双行覆膜处理,产量和降水生产率最高.     

东北半湿润地区深埋秸秆周围土壤水分的动态变化

为了探讨深埋秸秆周围土壤水分动态变化规律,通过田间小区对比试验,设置4个处理:秸秆无膜(S)、秸秆+覆膜(S+M)、无秸秆+覆膜(M)和无秸秆无膜(CK),分析了不同处理条件下土壤水分的动态。结果表明,深埋秸秆可有效提高春播前0~30 cm土层土壤含水率,比无秸秆的处理高0.03 cm3/cm3;深埋秸秆处理提高了土壤对雨水的拦蓄存储能力,降雨后随时间延长这种作用更加明显。强降雨132 h后,S处理与S+M处理各层土壤含水率差异不显著,S处理0~30、30~40、40~60 cm土层土壤平均体积含水率比M处理提高了0.01、0.03、0.04 cm3/cm3,比CK提高了0.02、0.05、0.05 cm3/cm3;在长期干旱情况下,深埋秸秆处理具有更好的持续保墒效果,S处理与S+M处理保墒效果差异不显著,S处理0~30、30~40、40~60 cm土层土壤平均体积含水率比M处理提高了0.01、0.02、0.06cm3/cm3,比CK提高了0.02、0.05、0.09 cm3/cm3。深埋秸秆提高了土壤的含水率,起到了蓄水、抗旱、保墒的作用。     

盐碱地花生种植方式对土壤水盐动态、温度和产量的影响

采用田间小区试验,研究了中度滨海盐碱土区平作不覆膜、平作覆膜、垄作覆膜和沟作覆膜4种种植方式下,花生不同生育期0~100cm土壤水盐动态和0~25cm土层土壤温度的日变化及其产量状况。结果表明,(1)盐碱地花生在垄作覆膜和平作覆膜种植方式下,0~60cm土层土壤含水率变化较大,垄作覆膜种植方式下结荚期前20~40cm土层含水率较沟作覆膜和平作覆膜种植方式分别降低了12.66%和9.35%。(2)垄作覆膜种植方式提高了盐碱地花生生育前期即开花期前0~20cm土层土壤含盐量,平作覆膜种植方式则使全生育期0~60cm土层含盐量明显升高,沟作覆膜种植方式下全生育期剖面土壤含盐量均较低且变幅最小。(3)种植方式对花生苗期5cm和开花期0~10cm地温日变化和最高温度的影响较大,其主要通过提高土壤最高温度来影响土壤温度,开花期垄作覆膜和平作不覆膜2种方式下10cm土层最大温差达6.7℃;花针期后,种植方式对15cm以下地温的影响不明显。(4)中度盐碱土区采用垄作覆膜或沟作覆膜的种植方式可提高花生水分利用效率,并显著提高花生产量。     

不同种植作物对梯田土壤水分的影响

通过田间试验,对不同种植条件下的梯田土壤水分变化进行了研究。结果表明,土层深度0~2m,豆科作物土壤含水率均值为14.76%,玉米地土壤含水率均值为13.29%,苹果园地土壤水分均值为11.98%。豆科作物土壤含水率最高,苹果园地土壤水分最低,二者差值2.78%。同一种植情况下,土壤含水率的变化规律为梯田内侧中部外侧。无论何种植物种植,在梯田的内侧有一个土壤水分变化非常显著的异常值,该处土壤水分高出均值很多。     

高吸水性树脂对沙质土壤物理性质和玉米生长的影响

对4种典型的不同质量分数的高吸水树脂进行试验,用以研究其对鄂尔多斯沙质土壤的物理性质和玉米生长的影响。结果表明,高吸水树脂能够明显改善土壤水分特性,并且当高吸水性树脂质量分数在0.50%~1.00%时效果最佳;高吸水树脂有效地改善了土壤的持水能力,且在土壤水吸力小于0.8MPa的土壤中的改善作用明显优于土壤水吸力大于0.8MPa的土壤;在鄂尔多斯沙质土壤的有效水方面,聚丙烯酸酯聚合物在质量分数低于0.50%时优于聚丙烯酰胺聚合物,但当质量分数高于0.50%时结论则相反;土壤容重随着高吸水树脂质量分数的增大而降低,土壤总孔隙度随着高吸水树脂质量分数的增大而增大。高吸水树脂质量分数越大玉米存活的时间也越长。     

降雨类型和水土保持对黄土区小流域水土流失的影响

对黄土区桥子东沟流域的143场次洪水事件水文泥沙数据进行统计分析,并利用K均值分类法划分降雨类型,比较不同降雨类型条件下流域水土流失特征,探讨水土保持治理对不同降雨类型下流域产流输沙的影响。结果表明,次降雨量和最大30 min雨强是影响流域产流输沙的主要降雨特征。降雨事件划分为4种类型:Ⅰ型(小雨量、小雨强)、Ⅱ型(大雨量、大雨强)、Ⅲ型(大雨量、小雨强)和Ⅳ型(小雨量、大雨强)。4种降雨类型下次洪水事件的产流能力和洪峰流量由大到小依次为Ⅱ型、Ⅳ型、Ⅲ型和Ⅰ型。频次最少的Ⅱ型降雨次洪水事件的输沙量最多,Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅳ型降雨条件下次洪水事件输沙量的差异不显著,输沙量均较少。水土保持综合治理显著减少了流域径流量和输沙量,其中Ⅱ型降雨次洪水事件减水量和减沙量最多,Ⅰ型最少。     

An index of soil drought intensity and degree: An application on corn and a comparison with CWSI

A variety of indices have been used to measure soil and crop drought for irrigation scheduling. However, simple indices with physiological mechanisms from soil water content are still expected. Based on the water flow and supply in a soil-plant continuum, we examined the concepts of soil drought intensity and drought degree and found an empirical correlation between soil water storage and depletion in a given layer. Accordingly, an index of soil drought intensity (I) and degree (D) was established using the soil water data obtained from a field experiment conducted in Xianning, Hubei, China. Corn plants (Zea mays L., Yedan 13) were grown at field plots under a movable rain shelter. From the V6 stage to R1 stage, the corn plants were grown under seven soil water deficit levels, by no irrigation applied for 0-36 days in 2005 and 0-32 days in 2006. At the end of the irrigation withholding period, it was found that soil water below 70 cm still remained at high level, but the soil water was not easily transported to the root zone in the upper layer. The daily values of I in different soil layers reflected the soil water depletion rates in the drying course. The values of D in different soil layers, which were calculated from I, increased with the progressive soil drying course. The D index in different soil layers not only revealed the drought severity of the layer, but it was also inversely correlated with corn yields when D was less than the threshold values. When D went beyond the thresholds, for example 0.68 in 2005 (soil dried 25 days) and 0.70 in 2006 (soil dried 17 days) in the 0-10 cm soil layer, the corn yield was reduced significantly. Based on soil water changes, index D is the comprehensive result of antecedent soil water condition, crop growth and root development, soil properties, and potential atmospheric evaporation. It is also comparable to the development of drought hazard on a crop. The results suggest that soil drought degree D, together with I, can be an index for monitoring and evaluating soil-crop drought, as well as complementing the crop water stress index (CWSI) in irrigation scheduling.     

围垦年限和土壤容重对海涂土壤水分运动参数的影响

为探讨围垦年限和土壤容重双因素对海涂土壤水分运动参数的影响,在室内试验的基础上结合理论计算,对海涂4个年限围垦区土壤2个不同容重下土壤导水率、水分特征曲线和扩散率的变化进行了研究。结果表明:围垦年限对土壤颗粒组成、结构及钠盐含量等影响显著,土壤饱和导水率随围垦年限的增长而减小;持水能力、土壤水分扩散率随围垦年限的增长而增大。土壤饱和导水率、吸渗率、土壤水分扩散率及相同土壤吸力下的含水率均随容重的增大而减小,随着围垦年限的增长,土壤容重对水分运动参数的影响更明显。     

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。     

波涌灌土壤的粒度组成研究

本文通过对宝鸡峡灌区波涌灌和连续灌前后大量土壤取样的粒度组成分析认为，灌水对农田土壤粒度组成的时空分布的影响是个长期的效应。波涌灌灌水技术参数，除入沟、畦流量外，放、停水时间及循环率对土壤的粒度组成没有明显的影响。灌水过程中入渗携带的极少的细颗粒并不是波涌灌表层土壤导水率降低的原因。     

棉花冠层温度的变化规律及其用于缺水诊断研究

作物冠层温度是反映作物水分状况的一个良好指标，在研究环境因素对冠层温度影响的基础上，分析了不同土壤水分条件下棉花冠层温度的变化规律。研究表明了冠层温度与细胞液浓度之间存在良好关系，建立的冠层温度与气温差同气象因素和土壤水分的关系可用于判断作物的缺水状况     

猕猴桃果园不同采样密度下土壤含水率空间变异性研究

为揭示小区尺度乃至微尺度土壤含水率的空间变异性,在杨凌地区猕猴桃果园选取40 m×40 m区域,并在此基础上再以8、2 m为间距进行网格划分,基于经典统计学和地统计学理论,对不同采样密度条件下0~60 cm土层土壤含水率的空间分布特征及其空间变异性进行了研究。结果表明,对于40 m×40 m(L)、8 m×8 m(M)和2 m×2 m(S)3种尺度,0~60 cm深度各土层土壤含水率在水平方向上的变异强度表现为弱变异至中等(偏弱)变异,且随尺度减小和土层深度增加而减小,且所有取样点处0~60 cm深度内土壤含水率在垂直方向上的变异强度表现为弱变异至中等(偏弱)变异。在3种尺度中,土壤含水率存在强烈的空间相关性,表征土壤含水率空间分布形态的半方差函数因尺度不同存在较大差异,L尺度可采用球状和指数模型,M尺度可采用线性模型,S尺度可采用高斯、指数、线性模型。L尺度合理取样数较实际少,而M和S尺度合理取样数较实际多,对于3种尺度,基本表现出0~30 cm土层合理取样数较实际多、30~60 cm土层合理取样数较实际少,表明取样点的合理性分布有待进一步优化。由于地形原因导致当地果园内南北侧土壤含水率空间分布存在较大差异。     

冀中平原冬小麦—夏玉米一体化节水栽培技术

实验表明：冬小麦的灌水量直接影响下茬玉米的土壤水分；冬小麦耗水量与产量、冬小麦力。夏玉米的总耗水量与产量均呈抛物线关系。因而减少非关键生育期的灌水对产量影响不大。根据天然降水分布规律，选用全生育期９０天左右的玉米杂交种，６月２０日以前播种，８月上旬抽雄，使主要需水期与降水高峰相吻合，尽量减少夏玉米的灌水。通过作物干旱胁迫试验，找到作物不同生育期的减产系数，为制定节水型灌溉制度提供依据；通过对土壤水分的观测发现，在作物播前、收后土壤内均有部分速效水，充分利用土壤水是节水栽培技术的重要措施之一。     

不同类型地膜覆盖对土壤水热与葵花生长的影响

通过设置普通塑料地膜、A型生物地膜、B型生物地膜、液体地膜以及无膜覆盖(CK)5个处理,比较分析不同类型地膜覆盖对土壤地温、土壤基质势以及葵花生长和产量的影响。结果表明,葵花生育前期(6—7月)普通塑料地膜和生物地膜覆盖的地温无显著差异,而在生育后期特别是9月份普通塑料地膜处理的土壤表层(0~20 cm)地温明显高于生物地膜覆盖处理,其中A型生物地膜覆盖处理的地温略高于B型生物地膜覆盖处理,而液体地膜覆盖与无膜处理在全生育期地温显著低于普通塑料地膜和生物地膜覆盖处理(p0.05)。生物地膜覆盖处理的保水效应与普通塑料地膜覆盖处理相近,仅在作物生长末期(9月底)生物地膜与普通塑料地膜覆盖处理在0~20 cm土层基质势差异达到显著水平,尽管液体地膜覆盖与无膜处理相比有一定的保水效应,但差异不显著。生物地膜覆盖下葵花株高、叶面积指数以及收获后的叶质量、茎质量、花盘质量和产量与普通塑料地膜覆盖处理均无显著差异,但都显著优于液体地膜覆盖和无膜处理(p0.05)。