干旱胁迫下春小麦需水关键期叶水势的变化及其影响因素研究

揭示春小麦叶水势对水分胁迫的响应规律,在甘肃省定西干旱气象与生态环境试验站对春小麦在拔节~抽穗期进行水分胁迫试验,研究不同水分胁迫下春小麦叶水势的变化特征及其与环境因子的关系。结果表明: 随着水分胁迫程度的增强,春小麦叶水势呈逐渐减小的趋势,且不同水分胁迫下叶水势均表现为拔节期>孕穗期>抽穗期。春小麦叶水势对土壤体积含水率存在阈值反应,当土壤体积含水率＞11.5%时,叶水势随土壤体积含水率发生正相关变化;当土壤体积含水率＜11.5%则发生负相关变化。在众多环境因子中,大气相对湿度、大气水势与春小麦叶水势呈现出良好的线性关系。通径分析表明,影响轻旱处理下叶水势最强的因子是大气相对湿度,且大气相对湿度为51.87±0.03%时可作为轻旱处理下叶水势发生变化的临界阈值;中旱和重旱处理下影响叶水势的最强因子是大气水势,大气水势为-99.22±8.63 MPa时可作为中旱和重旱处理下叶水势发生变化的临界阈值。该研究为减轻春小麦受旱程度、维持春小麦正常生长及时补充水分提供理论依据。     

有机质对黄土善土持水性与水肥效应的影响

黄土高原南部台塬地区有机质对土壤含水量的影响试验研究表明土壤水势相等时,随着土壤有机质含量提高,土壤水分含量增加。土壤水分能量(土壤水势)水平不同,有机质对土壤水分含量的效应值不同,在土壤水势为-40～-50kPa时,有机质对土壤水分含量的效应值最大,土壤水势大于-40kPa小于-50kPa,有机质对土壤水分含量的效应值逐渐变小;在不同土壤含水量条件下,土壤肥力(土壤有机质含量)与水势呈显著负相关,其直线斜率值能更好反映土壤水肥效应状况,并随着土壤含水量的降低,土壤水肥效应值增大,在低肥力土壤中,增施有机肥土壤水肥效应值增加最为显著。     

玛纳斯河流域绿洲农田土壤盐分反演及空间分布特征

土壤盐分的准确监测是干旱、半干旱地区农业可持续发展的前提,气候变化、不合理灌溉等因素使土壤盐渍化问题逐渐显现。文中以新疆玛纳斯河流域为例,采用多光谱遥感影像和野外实测土壤盐分数据相结合的方法,选取对土壤盐渍化影响较大的归一化差异水体指数及其它具有代表性的多光谱遥感指数与土壤盐分构建反演模型,探讨研究区内土壤盐渍化的空间分布特征。结果表明:与土壤盐分相关性最高且具有代表性的多光谱遥感指数是NDWI、NDVI和DVI,相关系数分别为0.841、-0.787、-0.768,达到极显著水平(P<0.01),均可以用于构建土壤盐分反演模型。最优光谱参数与土壤盐分构建的模型建模精度均在80%以上,达到极显著水平,可以较为准确的预测出研究区内盐渍化状况。在玛纳斯河流域绿洲区土壤盐渍化以中度、重度盐渍化为主,其中石河子灌区盐渍化程度最为严重,莫索湾灌区盐渍化程度较轻,与实地调查结果一致。基于多光谱影像提取的土壤归一化差异水体指数作为构建土壤盐分反演模型的基础,可以获得较好的土壤盐分空间分布。土壤盐渍化遥感反演为新疆玛纳斯河流域土壤盐渍化治理和土地资源可持续利用提供理论依据。     

无压灌溉日光温室番茄作物-皿系数研究

以-25 kPa作为土壤水势临界值,将作物-皿系数(Kcp)设为0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2六个处理, 研究了不同灌溉水量时的番茄产量、品质和灌溉水利用效率.通过经济效益评价,研究了杨凌地区无压灌溉温室番茄获得最高经济效益时的作物-皿系数.通过张力计读数变化规律,研究了利用张力计测量无压灌溉湿润体内土壤水势的特点.研究结果表明,Kcp为0.2～0.8时, 灌溉水量的增加对番茄产量影响不大;Kcp为1.0～1.2时,灌溉水量的增加能显著提高番茄产量和果实大小;Kcp为0.2时的灌溉水量能极显著提高番茄的灌溉水利用效率.在综合考虑了杨凌地区水价、番茄使用目的和市场价格波动规律后,Kcp取值1.2能获得最高的经济效益.作物-皿系数法计算灌溉水量时的滞后性特点和张力计埋设位置,是判断利用张力计监测土壤水势临界值方法有效性的两个重要因素.     

土地利用方式对盐渍化农田土壤理化特性的影响

在甘肃河西地区选择种植大麦和苜蓿的不同程度盐渍化农田为研究对象,研究了土地利用方式对干旱区盐渍化农田土壤理化特性的影响。结果表明:(1)在0-10 cm耕作层土壤有机质和碱解氮含量,在大麦地的大小顺序为非盐渍化农田(S0)轻度盐渍化农田(S1)中度盐渍化农田(S2)重度盐渍化农田(S3)严重盐渍化农田(S4),在苜蓿地为S1S0S2S3S4,且两种利用方式各梯度农田间的差异不同;(2)在生长季,大麦农田土壤水分的剧烈变化层只在0-20cm土壤层,苜蓿农田土壤剖面水分剧烈变化层在0-80cm;虽然沿盐渍化梯度的降低,两种农田土壤剖面含水量随时间的变异均增加,但大麦地各梯度农田增加的幅度小于苜蓿地各梯度农田;(3)两种利用方式下不同程度盐渍化农田的土壤含盐量的垂直分布和峰值出现的位置不同。在可溶性盐离子的组成和比例上,两种利用方式下相同程度盐渍化农田之间近似,但大麦地中S0和S1的Cl-、Na++K+浓度明显高于苜蓿地中对应盐渍化农田,且沿盐渍化梯度各离子的浓度变化幅度小于苜蓿农田。     

绿洲区域土壤盐渍化主要参数的空间异质性分析

通过研究土壤盐渍化主要参数的空间异质性,反映绿洲不同程度盐渍化的空间分布.借助传统统计学、地统计学与野外实测数据相结合的方法,以渭库绿洲为例,分析土壤三个剖面层(0-10cm,10-30cm,30-50cm)盐渍化主要参数(电导率、含水量、含盐量、pH)的空间异质性.对研究区域各层土壤盐渍化的监测采样控制在95％置信水平、15％相对误差的可接受范围.研究表明:土壤盐分表聚强烈,呈现出东南高,西北低的盐渍化空间格局.土壤盐渍化严重威胁绿洲的生态安全,因此了解盐渍化空间分布,有利于土壤盐渍化的快速诊断,对进行合理的水资源灌溉利用,防治和改良土壤盐渍化具有科学指导意义.     

气象因子对黄土高原间套作豌豆和春小麦叶片水势的影响

在甘肃省农业科学院会宁农业试验站,对春小麦和豌豆间套作模式下,不同气象因子对春小麦和豌豆叶水势的影响进行了田间对比观测。结果表明:在半干旱地区,春小麦和豌豆的叶水势与气象因子的关系在不同生育期的表达式不同,与大气温度呈线性关系,与太阳辐射、大气相对湿度、大气水势均呈二次方程模型,与综合气象因子也呈良好的线性关系。不同气象因子对作物叶水势影响的通径分析表明,影响春小麦叶水势日变化作用最强的气象因子是大气水势,其次是大气相对湿度、大气温度和太阳辐射。大气相对湿度、大气温度和太阳辐射对春小麦叶水势日变化的直接影响小于它们通过大气水势的间接影响。对豌豆叶水势日变化直接影响最大的气象因子是大气温度,其次是大气水势、太阳辐射和大气相对湿度。大气水势、太阳辐射和大气相对湿度的直接通径系数均小于各自通过大气温度的间接通径系数,这三者对豌豆叶水势日变化的直接影响小于它们通过大气温度的间接影响。     

灌溉对心底土积盐层的溶解作用

1.心底土积盐层是引起土壤次生盐渍化不可忽略的原因土壤次生盐渍化是干旱、半干旱地区作物正常生长和发展农业生产的一个重要限制因素,综合目前的研究资料,人们对土壤次生盐渍化的发生和防治作了大量的研究工作,但对心底土积盐层与土壤次生盐渍化研究得较少,忽略了这个问题。正如罗赞诺夫指出:“人们往往忽略了土壤以及底土的原始含盐量在灌区土壤次生盐渍化中的作用,因此,我们愿意再一次强调指出,必须重视自然条件特别是土壤的原生盐渍化在次生盐渍化中的重大意义和作     

艾比湖区域土壤盐渍化时空演变研究

采用1990年、2001年、2007年3期TM和ETM＋影像为数据源提取土壤盐渍化现状信息,对艾比湖地区近20年来土壤盐渍化时空动态变化进行统计与分析,通过时间动态变化、转移矩阵、空间动态监测、盐渍化驱动力因素分析等综合分析研究区土壤盐渍化时空演变过程。研究结果表明：（1）盐渍地总面积整体上经历了先增加后减少的趋势,2...     

焉耆盆地土壤盐渍化的光谱特征分析

土壤盐渍化是干旱区/半干旱区常见的一种土地退化现象,加强对土壤的盐渍化遥感调查和监测有利于盐渍土壤的改良和利用。高光谱波段众多、光谱信息丰富,在识别和定量演算盐渍土壤盐分含量上具有较大的优势。为了推进高光谱遥感数据在土壤盐渍化监测中的应用,本文以焉耆盆地部分地区为研究区域,通过野外调查以及实地测点,利用便携式光谱仪测量研究区域内不同盐渍程度的土壤光谱,分析土壤光谱曲线与土壤盐渍程度之间的关系,从而为今后的高光谱遥感的盐渍化监测打下基础。     

不同灌溉方式对渭北果园土壤水分及水分利用的影响

为了筛选适合渭北黄土高原苹果园的节水灌溉方式,以陕富6号苹果为试材,研究了不同灌溉方式下0～1 m土壤含水率的动态变化规律、土壤储水量和水分利用效率.结果表明:(1)3～10月份,不同层次土壤含水率由高到低为:膜下滴灌＞膜下沟溉≈滴灌＞沟灌＞不灌溉,覆膜与不覆膜之间比较,膜下沟灌＞沟灌,膜下滴灌＞滴灌.(2)6月15日...     

不同灌溉量下春小麦土壤水分变化规律

研究了不同灌水量处理条件下春小麦土壤水分变化规律。结果表明:不同灌水量处理下土壤含水率在垂直方向上的变化规律一致,随着深度的增加,土壤含水率变异系数逐渐变小;在春小麦整个发育期,不同灌水量处理在拔节期耗水强度均达最大值,为其需水高峰期;从节水效益看,全生育期灌水量为428.6 mm的处理水分利用效率和灌溉水利用效率较好,灌溉效果最佳,达到节水灌溉效果。     

干旱区农户灌溉方式选择的影响因素--以河北省张北县为例

对于干旱缺水的华北地区,推动节水灌溉被认为是可以有效减少农业用水的措施,近年来我国政府也加大了对该地区农业节水技术的投资力度。但由于缺乏对采用农业节水技术影响因素的深入了解,在很大程度上阻碍了节水技术的大面积推广。本文基于河北省张北县的实际调研数据,从地块特征、农户自身特征以及社会环境因素三个方面,采用多项Logit和决策树两种模型对比研究了干旱区农户选择灌溉方式的影响因素;同时构建了一般线性模型,分析了农户采用现代社区型节水技术程度的影响因素。结果表明:政府扶持是农户选择现代社区型节水技术的关键因素,其次是地块面积和家庭水浇地经营规模,但这三个因素对采用该技术程度的影响并不显著。此外,农户的年龄、受教育程度以及土壤类型对灌溉方式选择及其采用程度都具有重要影响,但农户所感知的水资源供求状况没有显著影响。     

不同灌排模式下土壤盐分动态模拟与评价

利用HYDRUS-1 D模型对不同灌排模式下土壤水盐运移进行一维数值模拟,分析比较了节水灌溉和常规灌溉、暗管排水和无排水对盐碱地的改良效果.结果表明,节水灌溉模式下耕作层含盐量的年内变化规律与常规灌溉相似,在节水14.36%的情况下不会明显降低耕作层的洗盐效率;在连续常规灌溉和节水灌溉条件下耕作层的土壤盐分呈逐年减少的...     

零通量面法用于农田蒸发蒸腾量的研究

应用土壤水分零通量面的原理方法,对北京房山节水灌溉区进行了研究。通过土壤水势监测分析,显示了灌区在研究时段内零通量面的性质及其出现的空间位置。用数值方法处理了零通量面随时间变化的情况,计算了监测时段的蒸发蒸腾量,并与大田水量平衡模型法、作物系数-参考作物需水量法进行了比较。     

策勒县农作物节水灌溉模式初步研究

农业节水技术的实质在于提高水分利用效率,通过对冬小麦,棉花,玉米三种作物的管灌试验,结合土壤水分,作物生长状况以及气象等诸要素的系统监测,初步确定了当地通常年份下的作物灌溉期和灌溉量,为建立适于当地条件的灌溉模式提供了理论依据。     

咸水非充分灌溉下土壤水盐动态及对制种玉米生长的影响

为了探究石羊河流域地下水资源的利用方式,在甘肃省石羊河流域开展了为期2年的制种玉米咸水非充分灌溉田间试验,试验设置3种灌水水平即w1(1ETc)、w2(2/3ETc)、w3(1/2ETc),3种盐分水平即s1(矿化度0.71 g·L~(-1),淡水)、s2(矿化度3 g·L~(-1))、s3(矿化度6 g·L~(-1)),共9个试验处理,研究咸水非充分灌溉对土壤水盐动态及制种玉米生长的影响。研究结果表明:咸水非充分灌溉条件下,由于灌溉水量和灌水矿化度不同,土壤水盐动态表现出不同的特征,非充分灌溉处理土壤含水量低于充分灌溉处理,咸水灌溉处理土壤含水量高于淡水灌溉处理;充分灌溉处理盐分累积较深,非充分灌溉处理盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤。灌溉水量采用2/3 ETc的非充分灌溉方式进行灌溉,土壤盐分随着水分运移,盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤,短时期采用灌水矿化度为3 g·L~(-1)的微咸水灌溉,盐分不会在土壤产生大量累积。因此,在研究区灌溉水量控制在2/3 ETc左右,灌水矿化度不超过3 g·L~(-1),对制种玉米生长的影响较小,减产幅度在11%以下,能够达到合理利用地下咸水资源和节水灌溉的目的。     

灌溉方式对梨园土壤水分及产量品质的影响

采用沟灌、畦灌、滴灌、微喷灌和不灌水(CK)5种灌溉方式,通过对比试验研究不同灌溉方式对梨园土壤水分含量、叶片光合参数及果实产量与品质的影响,筛选适宜的节水抗旱灌溉技术。结果表明:(1)果树根层(0～60 cm)土壤含水量表现为微喷灌>滴灌>畦灌>沟灌>CK,微喷灌的蓄水能力显著高于其它灌溉方式;(2)叶片净光合速率表现为微喷灌≥滴灌≥畦灌>沟灌>CK,微喷灌处理的梨树叶片光合作用能力最强,其次是滴灌;(3)增产效果最好的是微喷灌,其次是滴灌,单株产量分别比CK提高了54.98%和44.18%;(4)在果实品质方面,微喷灌和滴灌显著提高了果实的单果质量、可溶性固形物含量及可溶性总糖含量,并且显著降低了果实硬度、含酸量及石细胞含量,两者对果实品质的改善效果明显好于沟灌和畦灌。综合分析表明,微喷灌能够明显改善梨园土壤水分条件和梨树光合能力,显著提高果实产量与品质,是较为理想的节水灌溉技术。     

直插式根灌的土壤水分时空分布与节水效率

在塔里木河下游枣树生态经济林进行根灌试验,研究了直插式根灌条件下的土壤水分时空分布和节水效率。结果表明:(1)灌水过程中直插式根灌的土壤水分分布在0~100 cm土壤层,随灌溉时间增加,土壤含水量,0~20 cm土层呈波动变化,80~100 cm土层基本稳定,其余各土层呈S型增加;(2)不同时期1 m深土层平均土壤体积含水量最大值及达到最大值的时间,枣树生长初期为44.62%、7.5 h,花期为43.26%、12.5 h,幼果期为46.3%、15 h;(3)根灌过程中,各土层土壤含水量变异系数大小次序为80 cm20 cm40 cm60 cm100 cm;灌后土壤平均含水量,80、100 cm土层与其余各层之间差异显著,20、40、60 cm土层之间差异不显著,80 cm土层土壤含水量空间异质性最高;(4)三次试验后20 d内,0~100 cm土层的平均土壤体积含水量消退速率分别为0.21%·d~(-1)、0.19%·d~(-1)和0.17%·d~(-1),土壤体积含水量60 cm和100 cm土层消退速率稳定,40 cm土层呈先消退后增加的趋势,20 cm土层0~10 d迅速消退,80 cm土层11~20 d迅速消退;(5)直插式根灌的节水效率比地表滴灌高27.78%,水分利用效率分别比地表滴灌和漫灌高8.12%、52.46%。     

田间节水灌溉工程最优规划模型及其应用——以新疆和田地区为例

在充分考虑了区域水源类型、农田灌溉可利用水量、作物种植结构、节水灌溉工程现状、各种节水灌溉技术适应性等条件基础上,为满足区域内各种作物灌溉用水的需求,以区域内田间节水灌溉工程增量年费用最小为目标函数,建立了田间节水灌溉工程最优规划模型。应用这一模型,制定了新疆和田地区2020年田间节水灌溉工程最优规划方案。这一模型为合理制定节水灌溉规划,实现水土资源优化配置提供了依据。