膜下滴灌棉田冻融期土壤水分盐分变化特征

通过分析2014年11月—2015年3月北疆地区膜下滴灌棉田冻融期土壤盐分、水分与温度变化,探讨了不同土层水热盐在冻融期的变化和耦合关系。结果表明:冻融期土壤表层和深层含水量较高,中间层含水量较低;土壤剖面盐分在0~80 cm呈现层状分布,浅层土壤发生盐分明显累积,土壤盐分变异系数20 cm土层为0.525、40 cm土层为0.257、80 cm土层为1.041。在冻融期,土壤水分盐分沿剖面分布发生明显变化;土水势梯度、土壤温度梯度是冻融期土壤水分盐分迁移的主要因素,土壤水热盐之间变化具有高度的耦合性。     

苜蓿草田地下滴灌适宜冬灌量

为了研究不同冬灌量对苜蓿越冬和返青期土壤水热状况、返青期苜蓿生长及第一茬饲草产量的影响,采用随机区组设计,设置4个冬灌量水分梯度(T1为600 m~3·hm~(-2)、T2为900 m~3·hm~(-2)、T3为1 200 m~3·hm~(-2),以1 500 m~3·hm~(-2)为CK),开展地下滴灌不同冬灌量单因素试验。结果表明:苜蓿草田不同冬灌量对土壤水热状况影响差异明显,各处理冻融期历时为CK=T3T2T1,分别达6、6、12 d和18 d,冻结期历时为CKT3T2T1,分别达51、61、63 d和67 d,随灌水量的增加冻融期和冻结期历时变短且延迟;消融期随冬灌量增加历时延长且逐步提前,各处理消融期历时为CKT3=T2T1,相差在1～4 d之间,以CK的3月5日结束期为最早。在苜蓿越冬期内,各处理0～100 cm土层土壤贮水消耗量随冬灌量的增加而增加,T1耗水量为53.70 m~3·hm~(-2),T2为102.95 m~3·hm~(-2),T3为301.5/hm~2,CK为469.16 m~3·hm~(-2),且以40～60 cm土层耗水量最高;60～100 cm土层土壤贮水变化表现不一致,T1和T2贮水量增加且增幅随冬灌量增加而下降,T3和CK贮水量下降,且随冬灌量增加降幅增大。在苜蓿返青期始末,各处理0～100 cm土层土壤贮水均呈消耗状态,以冬灌量900 m~3·hm~(-2)的T2土壤贮水消耗量为最高值,达212.87 m~3·hm~(-2)。越冬率、第一茬草产量均与冬灌量呈正相关关系,一级分枝数各处理间差异不显著;以苜蓿越冬率、一级分枝数、第一茬草产量、越冬期和返青期耗水量为指标,采用隶属函数法对各处理进行综合评价,各处理隶属函数平均值大小为:T2T3T1CK,认为宁夏灌区苜蓿草田地下滴灌最优冬灌灌水量为T2处理(900 m~3·hm~(-2)),有利于提高冬灌灌溉水利用效率和改善苜蓿越冬、返青状况。     

黄河源玛多县退化草地土壤温湿度变化特征

土壤水热状况变化是退化草地土壤的主要特征,对退化草地生态系统具有重要的影响。研究青藏高原退化草地的土壤温湿度变化规律,可以对高原草地在各季节、各时段的土壤温度和湿度变化进行动态预测,同时,对于退化草地的恢复和改善环境具有指导意义。选择青藏高原玛多地区典型退化草地,利用一年的观测数据,计算土壤温度、土壤湿度及土壤热通量的季节变化和年变化特征,分析土壤温度和湿度及热通量之间的相互关系。结果表明：在季节变化上,土壤温度和湿度在夏季均为最大值,土壤温度在各季节的变化趋势较一致,土壤热通量变化幅度比温度和湿度大,日振幅达到102 W•m^-2;在年变化上,土壤湿度在6月出现最大值,12月出现最小值,极值年较差为12.6％。春季和夏季的土壤热通量均大于0 W•m^-2,冬季均小于0 W•m^-2。青藏高原退化草地土壤温湿度及热通量存在明显的季节变化和年变化特征,就土壤湿度而言,夏季是高原的湿润期,春季和秋季为干旱期。青藏高原地区土壤从11月开始冻结,次年4月开始解冻。土壤热通量在春季和夏季均为正值,说明这一时段热量由大气向土壤传递;冬季则相反,热量由土壤向大气传递。整体而言,土壤温度和湿度及土壤热通量之间的关系呈显著正相关。     

天山北坡融雪期季节性冻土融化过程分析

利用军塘湖河流域典型试验场2013年11月至2014年3月整个冻结融化期野外观测的季节性冻土温度和水分数据,对融雪期该地区季节性冻土的融化过程和特点进行了分析,研究了融雪期土壤在融化过程中各土壤层的时间与垂直温度和水分的变化,并探讨了融雪期季节性冻土的水文效应。结果表明:1季节性冻土的融化过程可以分为融雪前期、融雪中期和融雪后期3个阶段;2融雪期季节性冻土的温度呈阶段性变化,随着土壤深度的增加,大气温度对土壤温度的影响越小,且存在明显的滞后性;3土壤的水分含量在融雪中期才有所提升,季节性冻土从上下2个方向融解;4融雪中后期的积雪液态含水率对土壤水热状况的影响显著,整个融雪期积雪密度对土壤水热状况影响较小;5季节性冻土的冻融过程对春季融雪径流有着十分重要的影响。     

天山北坡季节性积雪消融对浅层土壤水热变化影响研究

融雪期,浅层土壤水热变化影响融雪水下渗及积雪产流过程,是融雪产流模拟及汇流计算的重要参数.本研究以天山北坡军塘湖流域为研究区,从积雪消融角度来分析浅层土壤水热变化情况,通过分析积雪消融期土壤剖面水分、温度的变化规律确定二者之间的定量关系.结果表明,气温对土壤温度的影响随着土壤深度增加减弱,积雪越厚,土壤温度越高;土壤水分受地温影响较大,雪水入渗能在一定程度上补给土壤水,但消融后期剧烈的蒸发引起土壤表层10cm内水分损失较多.阴阳坡土壤水分均随时间呈中等变异(除阳坡60cm),在30-60cm土壤层土壤水热间表现出显著的相关性.此结果为该区域农业生产、春季融雪洪水预警进一步研究提供参考.     

秋灌对冻融期土壤水盐热时空变化规律影响及灌水效果评价

为探究河套灌区秋灌条件下冻融期土壤水盐热变化规律及其灌水效果,采用田间试验的方法,对秋灌前至土壤冻融结束期间温度变化下水盐运移规律及玉米播种前的土壤水盐热条件进行了研究分析。结果表明:冻融期各层土壤温度在各时段具有相同的变化趋势,土壤温度的变化直接影响到水盐的运移过程;冻结期在温度梯度作用下非冻结区水分向冻结区运移使得冻结区土壤含水率增加,平均增幅4.02%~18.18%;进入消融期后上层土壤出现返浆现象,0~10 cm土壤含水率平均较冻结期增加11.54%~111.15%;随着温度的升高,在水势梯度的作用下盐随水向表层运移出现春季返盐现象;秋灌后土壤盐分被淋洗到作物根系层以下,但还存在于田间,所以冻结期随着水分的上移,根系层以下盐分又被带到上层土壤中,各土层含盐量平均增幅11.19%~50.19%;消融结束后下层土壤由于消融水下渗,盐分随之向下运移,20~100 cm土层含盐量平均降幅15.71%~44.95%,呈现脱盐趋势。研究表明秋灌灌水定额为1 500 m3·hm-2播前土壤水、盐、热状况较适宜于灌区玉米覆膜沟灌种植模式。     

半干旱区不同施肥量对旱作冬小麦田土壤呼吸的影响

为了探究不同施肥量对半干旱区旱作冬小麦田土壤呼吸的影响,在宁夏回族自治区彭阳县旱地农业试验站设置了不施肥（F_N）、低肥（F_L）、中肥（F_M）和高肥（F_H）大田试验。通过监测不同施肥量下冬小麦田的土壤温度、土壤水分和土壤呼吸速率,分析不同施肥量下冬小麦田土壤呼吸速率的变化特征及其与土壤水热因子的相关性。结果表明：（1）施肥能提升0~5 cm和5~10 cm土层土壤温度,随着施肥量的增加,0~5 cm和5~10 cm土层温度平均增幅分别为1.7%~15.0%和2.0%~21.4%。（2）施肥降低了0~100 cm土层土壤含水量,随着施肥量的增加,F_H、F_M和F_L处理降幅分别为6.5%~7.0%、5.0%~5.8%和3.5%~4.0%。（3）施肥显著提升了冬小麦在拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期和成熟期的土壤呼吸速率;2018—2019年和2019—2020年低肥、中肥和高肥处理平均土壤呼吸速率分别提升了40.0%、25.5%和14.5%。（4）施肥提升了冬小麦全生育期CO₂排放量,随着施肥量的增加,全生育期CO₂排放量呈下降趋势,表现为低肥＞中肥＞高肥＞无肥,且各生育阶段土壤CO₂累计排放量存在显著差异。（5）土壤呼吸速率与土壤水热因子相关性分析表明,土壤呼吸与0~5 cm和5~10 cm土层土壤温度相关系数均达到显著水平,且与5~10 cm土层土壤温度相关性显著高于0~5 cm土层;土壤呼吸速率与0~10 cm土层土壤含水率呈现显著相关关系。（6）土壤水热双因素与土壤呼吸分析表明,土壤水热双因素可以解释土壤呼吸变化的81%~89%,高于土壤温度（63%~74%）和土壤水分（46%~75%）单因素。综上可知,土壤呼吸受土壤温度和水分的调控。从改善农田生态,降低土壤呼吸的角度来看,适当提升施肥量可有效减少土壤呼吸的排放。     

生物炭施用对冬麦田土壤水热环境及土壤呼吸的影响

探究施用生物炭对冬麦田土壤水热因子及土壤呼吸的影响,对生物炭在麦田应用及农田固碳减排有重要的实践意义。2018年10月至2021年6月在关中灌区连续3 a进行了麦田生物炭施用试验,试验设置生物炭施用量水平分别为：0 t·hm^-2·a^-1（C0）、10 t·hm^-2·a^-1（C10）、20 t·hm^-2·a^-1（C20）,通过测定小麦生长季的土壤温度、土壤水分、土壤呼吸速率及产量,明确不同施炭量对冬小麦田土壤水热因子及土壤呼吸的影响。各处理生育期内土壤呼吸速率及全生育期CO₂排放量存在显著性差异（P<0.05）,均表现为C0>C20>C10。生物炭施入增加了生育期内的平均土壤温度,同时显著提高了0～20 cm土壤含水量（P<0.05）,并减弱了土壤水分在生育期内的变化幅度。C10、C20处理3 a平均土壤含水量较C0分别增加了17.0%、29.0%。5 cm及10 cm土壤温度能分别解释土壤呼吸变化的54.7%～...     

放牧破坏地表植被对典型草原地区土壤湿度的影响

本文研究了放牧对土壤含水量的影响。结果表明 :放牧破坏地表植被后 ,表土层水分入渗速度增加 ,表土层和心土层的土壤温度的变化加剧。使土壤表层 (0 - 2 0 cm)的含水量下降。在地下水位较高的土壤上 ,放牧破坏地表植被后 ,各层土壤的含水量都低于植被未受破坏的土壤 ;但无地下水补给的土壤 ,地表植被破坏后其深层 (30 cm以下 )土壤的含水量则高于植被未受破坏的土壤。说明在无地下水的草原地区 ,植被对表土层 (0 - 2 0 cm)起保水作用 ,对深层则起耗水作用 ,这在土壤水与地上生物量之间的相关分析中也得到证明。这一点在牧草混播时值得注意。     

模拟增温对土壤电导率的影响

为研究模拟增温对土壤电导率的影响,为气候变化背景下高寒草地土壤盐渍化趋势动态研究提供理论基础。本研究选择位于青藏高原腹地的三江源草地生态系统监测定位站开展试验,自2015年9月至2017年9月对OTC增温室内外0～15 cm和15～30 cm土壤温度、含水量以及电导率进行同步测定并分析其变化特征。结果表明:①OTC的模拟增温效果明显,与未采用OTC的对照相比,0～15 cm和15～30 cm土壤温度分别增加2. 41℃和1. 27℃;增温导致0～15 cm和15～30 cm的土壤含水量分别增加27. 65%和32. 17%; 0～15 cm土壤电导率,增温处理和对照的观测值分别为45. 67μS·m~(-1)和45. 75μS·m~(-1),而15～30 cm土壤电导率增温比对照高158. 09%。②相关性分析表明,在土壤冻结期,土壤温度对土壤电导率的贡献大于土壤湿度,与对照相比,模拟增温条件下土壤含水量与电导率的相关性增加;在土壤消融期,与对照相比,模拟增温条件下0～15 cm和15～30 cm土层土壤温度与电导率的相关性增加,土壤含水量与电导率的相关性随土层深度而不同,0～15 cm土层土壤含水量与电导率的相关性增加,15～30 cm土层土壤含水量与电导率的相关性变化不大。土壤温度对土壤电导率的贡献率高于土壤含水量。     

陇东黄土高原冬季积温对冬小麦生育期的影响

采用陇东15个气象站1965～2005年冬季积温和1981～2005年环县、西峰、平凉代表站小麦发育期的资料,分析了冬小麦发育期的变化规律,探讨了冬季积温对冬小麦发育期的影响.结果表明,陇东冬季积温2000年以来持续为正距平,1965～2005年积温增加率为4.5℃·d/a,陇东冬小麦发育期1994年以后基本持续变早.3个代表站的冬季积温与冬小麦各发育期呈负相关,西峰的相关性明显,最显著的是返青期,其次是抽穗期,再是起身期.冬小麦平均发育期冬季积温典型偏高年份比典型偏低年份均早,环县最明显的是全生育期提前了17 d,其次是开花期提前了15 d, 再是起身期提前了12 d,西峰最明显的是全生育期提前了21 d,其次是起身期提前了19 d,再是返青期提前了17 d,平凉最明显的是开花、乳熟期均提前了7 d,其次是起身期提前了6 d,再是孕穗、抽穗期提前了5 d.     

河北省冬小麦干旱预测技术研究

本研究以河北省冬小麦干旱综合监测模型为基础,对其包含的土壤相对湿度指数、作物水分亏缺距平指数、降水量距平指数进行未来10天的预测,建立冬小麦干旱预测模型;应用2001年、2008-2010年唐山、涿州、定州、黄骅、深县、栾城、南宫、肥乡8个站气象和土壤墒情资料,以农田土壤水分平衡方程为依据,对0 ～ 50 cm、0～20 cm土壤相对湿度预测结果和冬小麦干旱预测模型模拟结果进行检验.结果表明:0～50 cm土壤相对湿度相对误差在10％以下的站点占73％,在10％ ～ 15％的占12％,在15％以上的占15％;0～ 20 cm土壤相对湿度相对误差在10％以下的站点占68.4％,在10％ ～ 15％的占13.7％,在15％以上的占17.9％;干旱预测模型预测准确率为77.8％,如果以预测结果与监测结果相差一个干旱等级为正确,则干旱预测与监测结果完全一致,干旱预测模型可满足业务应用的需要,但干旱预测模型预测准确率依赖于降水预报的准确率.     

天水市冬小麦生长对气候变暖的响应

通过分析冬小麦生育期、产量与温度的关系及变化趋势,建立回归模拟方程,揭示冬小麦对气候变暖的响应,为种植结构调整和粮食安全提供理论依据。结果表明:1980年以来,天水冬小麦对气候变暖的响应主要表现为出苗期、拔节期、抽穗期、成熟期缩短,返青期推迟;增温使出苗～返青期、拔节～抽穗期延长,返青～拔节、抽穗～成熟期缩短;随着冬小麦全生育期平均气温和地温的升高,全生育期以6.7 d/10a的速度缩短;小麦全生育期与5、10、15、20 cm平均地温均呈负相关。小麦产量有先降后升的变化趋势。天水市小麦适宜播期应在10月1日左右。     

喷灌条件下冬小麦冠层温度的试验研究

研究了喷灌条件下冬小麦冠层温度在不同土壤水分条件下的变化规律及其随作物生长发育期的变化状况。结果表明．在喷灌条件下,冠层温度的变化规律同普通灌溉的变化规律基本相同。当灌水量达一定程度后,冠层温度不再下降,反而呈现上升趋势;土壤水分对冠层温度的影响程度相对减小,不为主要决定因子;对于冬小麦．．当灌溉量增加到一定程度时,反而不利于冬小麦的生长,水分利用效率也下降,在灌足底墒水和返青、拔节期均灌溉的情况下,小麦生长期间每次灌水量不宜过大,以每次灌水量不超过300m^3／hm^3为宜。     

污水灌溉对冬小麦产量及其品质的影响

通过测桶试验,研究了污水、稀释污水、再生水和清水灌溉条件下,冬小麦籽粒中淀粉、蛋白质、氮、磷、钾含量的变化,以及不同水质灌溉对小麦籽粒产量和籽粒中重金属残留的影响.结果表明:当灌水定额相同时,4种不同水质处理,小麦籽粒中粗蛋白质的含量为污水＞稀释污水＞再生水＞清水,且污水中粗蛋白质的含量要明显高于其他水质处理;低灌水定额时,污水、稀释污水和再生水处理与对照相比分别增产12.71%,9.57%和1.14%;高灌水定额时,污水、稀释污水和再生水处理与对照相比分别增产12.22%、5.05%和2.12%.污水、稀释污水和再生水与清水相比,小麦籽粒中的重金属含量无显著差异,其单项污染指数和综合污染指教远小于1.未形成污染.     

气候变化对山西省冬小麦种植的影响

以1961-2005年地面气象观测资料和冬小麦生长发育资料为基础,分析了山西省气候要素及关键界限温度等变化趋势和特征。结果表明:山西省年平均气温增温明显,最冷月平均气温稳定上升,其倾向率为0.42℃/10 a;冬、春两季增温明显,其中冬季气温上升尤为显著;年平均气温和极端最低气温等值线北移较明显;降水量总的趋势在减少,秋、夏两季节降水量下降趋势以及阶段性都较明显,冬、春季总降水趋势不太明显,但阶段性起伏比较大;年平均日照时数也呈下降趋势。≥0℃积温、降水量和日照时数较1960年代在区域分布上东南部地区则较正常,其余地区呈增加、减少趋势。经M-K检验可知,自上世纪70年代末、90年代初开始温度升高、降水减少趋势开始明显,并在1998年通过U0.05显著性检验,从1990年代开始的气候暖干旱化趋势明显。气候变化使冬小麦播种和越冬期推迟,从返青开始各发育期均有提前,冬小麦种植北界较1960年代北移约15km左右。     

北方强冬性区白菜型冬油菜临界安全越冬率及产量补偿效应分析

以3个不同抗寒性的白菜型冬油菜品种为材料,在模拟不同越冬条件下,探讨越冬率对强抗寒性白菜型冬油菜产量、株型性状、角粒性状、生育期等的影响。结果表明:当越冬率在30%～100%范围内,随越冬率的增加,白菜型冬油菜产量呈先增加后降低的趋势,陇油7号、冬油2号越冬率为85%时产量分别为4 462.2 kg·hm~(-2)和4 057.0 kg·hm~(-2),达到最高值;天油4号越冬率为90%时产量最高,为3 591.8 kg·hm~(-2)。方差分析表明,陇油7号和天油4号越冬率大于75%,冬油2号越冬率大于70%时,越冬率变化对其产量水平无显著影响,而越冬率低于这一阈值时,其产量显著降低。回归分析表明,白菜型冬油菜越冬率与其产量的关系符合线性模型;相关性分析表明,白菜型冬油菜越冬率变化与植株分枝部位呈显著正相关(P0.05),与单株分枝数、角果长度和数量、粒数和粒重、单株重量等呈显著负相关(P0.05),种子、角果和侧枝的干鲜质量及蔗糖含量与越冬率变化呈显著或极显著负相关(P0.01或P0.05)。因此,冬前播种密度保持在65万株·hm~(-2)时,我国北方强冬性区白菜型冬油菜安全越冬临界值范围为70%～75%,不同品种的安全临界越冬率存在差异;在一定范围内,增加白菜型冬油菜的分枝和结实性能,对返青群体不足导致的产量损失具有补偿效应。     

不同品种冬小麦的抗旱性鉴定与分析

以13个抗旱等级不同的冬小麦品种为材料,设旱地和水地两种处理,在冬小麦起身期、拔节期、挑旗期、抽穗开花期、灌浆期、乳熟期测定了叶片相对含水量、叶绿素含量、叶片渗透调节能力、脯氨酸含量、丙二醛含量、SOD活性、POD活性等7个与抗旱相关的生理指标。计算各指标旱、水地差值绝对值,并与抗旱指数分别进行相关、逐步回归、通径、灰色关联分析。结果表明,挑旗期叶绿素含量差值、拔节期叶片渗透调节能力、起身期脯氨酸含量差值、拔节期丙二醛含量差值、灌浆期SOD活性差值等5个生理指标与冬小麦抗旱性显著相关,可作为抗旱鉴定指标。     

陇东黄土高原冬小麦生长量与气象要素相关分析

对陇东黄土高原半湿润半干旱气候区冬小麦生长量、灌浆速度等指标与气象要素、水分因子、生长势、产量以及产量构成要素进行了相关分析,结果显示春季营养生长阶段,发育期降水对生长量正效应显著,光照、积温等光、热要素对生长量负效应显著。进入生殖生长阶段以后,发育期降水对生长量、产量和灌浆速度的影响逐步减弱,光、热要素由前期的负效应转变为正效应,光照对陇东冬小麦后期生长和产量形成尤为重要。而进入生殖生长期以后,由于降水对光照的影响,前期土壤水库蓄水成为冬小麦有效耗水的主要来源。     

河南省冬小麦气候干旱风险评估

冬小麦生育期内降水亏缺,不能满足作物的需要,是形成冬小麦气候干旱的首要条件.本文从自然降水角度,分析了河南省干旱发生的强度、概率和对冬小麦产量的影响,构建了冬小麦气候干旱风险模型.在此基础上,对河南冬小麦干旱风险进行了评估、分区.