半干旱退化山区坡改梯地土壤养分变异特征研究——以宁夏彭阳县为例

本文通过对半干旱退化山区经过坡改梯不同年限土壤资料分析,土壤有机质和氮素随与坡改梯时间呈正相关,在作物根系活动层0-60cm土壤有机质、氮素增量高于对照,土壤速效磷增幅较小;土壤速效钾有少量增加。在该地区的生态建设中,大力开展平田整地,能逐步改善土壤的理化性质,提高土壤肥力质量。     

滴灌条件下加气灌溉对云南冬马铃薯根区生境因子和产量的影响

为了研究加气灌溉对云南冬马铃薯根区生境因子（土壤呼吸、土壤水分、土壤温度、土壤氧气摩尔分数）和产量的影响,采用水气分离方法进行加气灌溉,试验设置加气（Y）和不加气(N）2种处理以及高水（100%ET_c,W1）和低水（60%ET_c,W2）2个灌溉水平,共计4个处理。结果表明：加气处理和灌水量均对土壤呼吸速率影响显著（P<0.05）。加气灌溉对土壤含水率的影响较小,除块茎膨大期外,其他生育期加气灌溉对土壤含水率的影响均不显著,影响土壤含水率的主要因素是灌水量。加气处理和灌水量对根区土壤温度均有一定影响,W1Y处理下的土壤平均温度较W1N处理高1.68℃,W2Y处理较W2N处理高0.52℃,且在高水灌溉条件下,加气处理对土壤温度有显著影响（P<0.05）。在马铃薯生育期内土壤氧气摩尔分数的变化呈先增大后降低的特征,4种处理下土壤氧气摩尔分数的大小关系为W1Y>W2Y>W2N>W1N。同一灌溉水平下,加气处理的土壤氧气摩尔分数显著高于不加气处理（P<0.05）。同一加气条件下,高水处理的土壤氧气摩尔分数显著高于低水处理。加气处理和灌水量都对冬马铃薯产量和水分利用效率有显著影响,W1Y处理下冬马铃薯的产量和水分利用效率均最大。综合分析表明,W1Y（高水加气）处理有利于冬马铃薯根区形成良好的水气平衡状态。     

利用HYDRUS-2D模拟膜下滴灌玉米农田深层土壤水分动态与根系吸水

河套灌区农田地下水埋深普遍较浅且年内波动较大,明确不同膜下滴灌条件下深层土壤水分对根区的补给作用及作物根系吸水的响应差异有利于膜下滴灌技术的完善和推广。本研究开展了连续2 a(2017—2018年)的春玉米田间试验,设置3个膜下滴灌灌溉水平,分别控制土壤基质势下限为-10 kPa(S1)、-30 kPa(S3)和-50 kPa(S5)。利用HYDRUS-2D模型模拟0～120 cm深度土壤含水量、根层下边界(100 cm深度处)水分通量和作物根系吸水速率。结果表明,经过率定后的HYDRUS-2D模型对0～120 cm深度土壤含水量模拟结果的根均方差(RMSE)和决定系数(R~2)分别为0.039～0.042 cm~3·cm~(-3)和0.78～0.73,模拟结果可靠。膜下滴灌农田100 cm和120 cm深度处土壤含水量较高且处理间差异不大,说明不同滴灌条件对于100 cm以下深层土壤含水量影响较小;但不同处理显著影响根区下边界的水分通量和根系吸水速率。基质势下限控制水平越低,深层土壤水分对于根区的补给量(毛管上升)越大,S1、S3、S5生育期内累积补给量在31.9～49.6 mm之间。S5处理根系吸水速率较低,根系吸水受到显著抑制,从而造成作物生长指标和产量显著低于S1和S3处理(P0.05);而S1和S3之间籽粒产量差异不显著。综上,在本研究所设置的3个滴灌处理中,S3生育期内灌溉定额为240～300 mm,既较S1显著减少灌水量、提高水分利用效率,又具有较好的根系活力,有效利用深层土壤水分,因此建议该地区春玉米膜下滴灌的灌水下限为-30 kPa。     

微咸水灌溉方式对设施番茄根区土壤矿质元素及离子含量的影响

采用单因素完全随机区组试验,以EC=3 mS·cm~(-1)的微咸水直接灌溉为对照,共设5个处理,分别为:CK:微咸水直接灌溉,T1:淡水灌溉(即试验温室井水)、T2:混合水灌溉(微咸水∶淡水=1∶1)、T3:微咸水和淡水按次轮灌、T4:微咸水和淡水按生育期轮灌(苗期、开花期用淡水处理,果实发育期微咸水处理),每个处理3次重,研究了微咸水不同灌溉方式对沙土槽培下"京番301"番茄坐果期、盛果期、盛果后期番茄根区土壤矿质元素含量的影响,为微咸水的合理、安全利用提供理论参考。结果表明:微咸水参与下的4种灌溉方式均可以提高番茄三个生育时期土壤全盐、速效钾及HCO_3~-、SO_4~(2-)、Mg~(2+)、Na~+等离子的含量;CK处理可以提高坐果期、盛果后期土壤全氮、速效氮含量,显著降低盛果期土壤全氮、速效氮含量及各时期土壤全磷、速效磷含量;T1处理下,番茄三个生育期土壤全磷、速效磷含量最高,盛果期土壤全氮含量最高,T2处理可以显著提高三个生育期番茄根区土壤中铁、锰、锌、铜4种微量元素的含量。T3处理下三个生育期番茄根区土壤中全量养分、速效养分含量居中,盐分离子含量与T2及T4处理差异不显著,但整体以T4处理土壤盐分离子积累最少。相比T1而言,T4处理也可一定程度提高土壤中全量养分和速效养分含量。综上,微咸水、淡水按次轮灌(T4处理)为微咸水较为合理、安全的利用方式。     

微纳米气泡水地下滴灌对紫花苜蓿土壤酶活性与根系脯氨酸的影响

为了探究微纳米气泡水地下滴灌条件下不同溶解氧质量浓度对紫花苜蓿土壤酶活性与根系脯氨酸的影响，采用田间试验方法，在地下滴灌灌溉定额相同的条件下设低（WA-1,1.8 mg·L^-1）、中（WA-2,5.0 mg·L^-1）、高（WA-3,8.2 mg·L^-1）3个微纳米气泡水溶氧量质量浓度水平和不加气常规灌溉处理（CK），研究了不同试验处理下紫花苜蓿根际土壤过氧化氢酶、脲酶活性以及根系特征和游离脯氨酸含量的变化。结果表明：微纳米气泡水地下滴灌能明显增加紫花苜蓿根区土壤过氧化氢酶和脲酶活性；在紫花苜蓿不同的生长期，随着微纳米气泡水溶解氧质量浓度的增加，土壤过氧化氢酶和脲酶活性呈增大的趋势；相同试验处理条件下，土壤过氧化氢酶和脲酶活性随着微纳米气泡水地下滴灌次数的增加呈先升后降的趋势；处理WA-3、WA-2、WA-1的土壤过氧化氢酶活性和脲酶活性最大分别为20.28、19.19、16.92 ml·g^-1和13.98、13.17、12.07 mg·g^-1·d^-1，分别比处理CK（13.82 ml·g^-1和9.63 mg·g^-1·d^-1）增加46.74%、38.86%、22.43%和45.17%、36.76%和25.34%；微纳米气泡水地下滴灌能降低根系游离脯氨酸含量，处理WA-2根系游离脯氨酸含量最低（51.01μmol·g^-1），相较于处理CK(92 μmol·g^-1)，减少44.55%。说明微纳米气泡水地下滴灌能够缓解因长时间地下滴灌导致的土壤通透性减弱的现象，提高土壤氧气扩散率，增强土壤酶活性，促进根系的正常生长发育。     

冬小麦节水灌溉的生理生态基础研究进展

从作物生理生化、农田生态环境等方面详细论述了冬小麦节水灌溉生理生态基础的研究进展．其研究主要集中在作物本身生物学特性、土壤水分与根系关系、农田生态环境3个方面。每个方面研究已较深入，但对这3个方面的综合性研究及边缘学科问的协作研究还比较薄弱。今后应从土壤一作物一大气连续体(SPAC)出发。着重研究在冬小麦高产优质栽培条件下，节水灌溉对冬小麦与水分关系的影响及其生理生态机制。     

江淮丘陵季节性干旱区灌溉与施氮量对土壤肥力和水稻水分利用效率的影响

采用防雨棚池栽试验,研究灌溉模式和施氮量对水稻土壤肥力和水分利用效率的影响.结果表明,灌溉模式与施氮量对土壤化学特性、土壤微生物学特性、产量及水分利用效率有着显著影响.与常规灌溉相比,控制灌溉条件土壤有机质含量、全氮含量、全钾含量、速效磷含量、速效钾含量、细菌数量、真菌数量和水分利用效率增加,碱解氮含量和放线菌数量降低.随着施氮量增加,土壤有机质含量、全氮含量、碱解氮含量、放线菌和真菌数量增加,而全磷含量、全钾含量、速效磷和速效钾含量降低,产量和水分利用效率呈现先增加后降低的趋势.在本研究条件下,以控制灌溉模式,施氮量180 kg·hm-2,产量达到11 495 kg·hm-2,节本增效效应最佳.     

增氧灌溉对盆栽冬小麦生长及土壤通气性的影响

以冬小麦为供试作物，以普通地下滴灌为对照（CK），设置循环曝气（VAI）、双氧水（HP30、HP3K）三种增氧灌溉处理，系统监测土壤通气性、作物根系生长和养分吸收利用状况，研究土壤通气性与冬小麦生长的响应规律。结果表明，增氧灌溉可显著改善土壤通气性，与对照相比，灌溉后2 d内土壤通气性指标有显著改善，其中，VAI和HP30处理拔节期20 cm土层氧气扩散速率增大了43.99%和21.37%，VAI处理土壤呼吸增大了106.62%。增氧灌溉促进了作物根系生长，VAI处理0~10 cm土层根系总表面积和根长密度增加了44.18%和37.21%，HP30处理0~10 cm土层根长密度和根系总体积提高了21.13%和32.69%；增氧灌溉下作物的生理指标较对照有显著提高，其中，VAI、HP3K和HP30处理灌浆期光合速率提高了43.41%、26.37%和20.37%，VAI和HP30处理灌浆期气孔导度增大了23.53%和17.65%，蒸腾速率提高了11.61%和15.83%；同时，VAI处理和HP30处理产量提高了36.27%和23.37%，VAI处理水分利用效率增大了38.98%，均存在显著性差异。综上，增氧灌溉改善了作物根区的土壤通气性，促进了作物根系生长，提高了作物产量和水分利用效率，其中，VAI处理的改善效果最佳。     

冬小麦节水灌溉的生理生态基础研究进展

从作物生理生化、农田生态环境等方面详细论述了冬小麦节水灌溉生理生态基础的研究进展。其研究主要集中在作物本身生物学特性、土壤水分与根系关系、农田生态环境3个方面,每个方面研究已较深入,但对这3个方面的综合性研究及边缘学科间的协作研究还比较薄弱。今后应从土壤-作物-大气连续体(SPAC)出发,着重研究在冬小麦高产优质栽培条件下,节水灌溉对冬小麦与水分关系的影响及其生理生态机制。     

局部灌水施肥条件下玉米根区土壤水分动态变化特征

采用分根装置,对传统均匀灌水和根系分区交替灌水2种方式,在作物根区均匀施氮和部分根区施氮2种方式下,对0,0.2,0.4,0.6 g/kg干土4个施氮水平玉米根系不同区域灌水前后的土壤水分动态进行了研究.结果表明:均匀施氮条件下,均匀灌水时玉米两个根区的土壤含水量始终相近,而交替灌水则表现为,两根区呈交错变化,总是灌水...     

生物炭配施沼液对番茄根区土壤养分环境的影响及评价

为探明施用生物炭对沼液灌溉时作物根区养分滞留量的影响，将生物炭的强吸附特性与沼液绿色有机的特点相结合，在2019年和2020年开展两季大田试验，设置1个当地常规化肥处理(CF)和4个沼液-生物炭处理(沼液浓度20%,T₀、T_0.5、T_1.0、T_2.0处理生物炭施用量分别为0%、0.5%、1.0%、2.0%,质量比),探求不同生物炭施加量配施沼液对番茄根区土壤养分环境的影响，并采用层次分析法(AHP)进行了评价。结果表明：灌溉沼液浓度为20%时，番茄根区0～60 cm土层土壤全氮、硝态氮、铵态氮、有机质含量以及0～40 cm土层土壤pH值随生物炭施加量的增加而逐渐增大，T_2.0处理土壤全氮、硝态氮、铵态氮和有机质含量均高于其他处理；层次分析法对生物炭配施沼液处理下番茄根区土壤养分环境质量评价的结果表明，各处理对根区土壤养分环境质量的影响表现为：T_2.0>T_1.0>T_0.5>T₀     

盐碱棉田地表-地下接力式滴灌下水盐分布及棉花生长特征

地表-地下接力滴灌是集膜下滴灌和地下滴灌优点于一体的新型节水控盐技术,但目前针对该技术应用效果的研究尚少。针对如何对地表-地下接力式滴灌中的地表滴灌和地下滴灌进行水量分配效果最优这一问题,设置100%地表滴灌(W1)、75%地表滴灌+25%地下滴灌(W2)、50%地表滴灌+50%地下滴灌(W3)、25%地表滴灌+75%地下滴灌(W4)、100%地下滴灌(W5)共计5个处理,比较了不同水量分配下的地表-地下接力式滴灌与单一地表滴灌、单一地下滴灌对盐碱棉田土壤水盐分布和棉花产量的影响。结果表明：(1)W3处理根区土壤含水量分布最均匀,干燥区域面积最小。(2)W4处理窄行区域淋洗范围最大,脱盐效果最显著。(3)W3处理棉花吐絮期总干物质量和籽棉产量最大,分别为112.66 g和9 147 kg·hm^-2;吐絮期总干物质量比W1和W5处理分别提高11.3%和19.1%,籽棉产量比W1和W5处理分别提高14.1%和11.9%。地表-地下接力式滴灌处理下土壤含水量得以显著改善,在对土壤盐分进行淋洗的过程中表现出接力效应,淋洗面积和淋洗效果均有所增大。相比于单一地表滴灌和单一地...     

旱区间作水分高效利用机制探讨

间作系统充分利用光热水肥资源具有高产高效特征，在旱区得到了广泛应用。综合国内外间作群体水分利用的研究成果，论述了间作具有水分优势的高效利用机制。间作系统减少土壤蒸发、提高作物蒸腾、降低棵间蒸发与耗水量的比值，增加土壤水分的有效性，提高作物根系对土壤水分的吸收利用，进而提高水分利用效率。间作系统的水分利用机制包括生态位分离减少竞争以促进资源的充分利用、水力再分配调节作物及邻体作物土壤的水分条件缓解旱区作物的水分胁迫。间作系统水分利用的影响因素包括作物种类、种植密度和空间布局、水肥管理和耕作措施。针对研究中的不足，指出未来间作系统水分高效利用研究应关注以下方面：不同区域间作群体增产和节水的规律；水分与源库关系及对种间关系的响应；量化水分与根系生长的关系，建立间作作物对水分吸收的模型；地下部对间作水分优势的响应。     

Efficiency of Subsurface Drip Irrigation for Potato Production Under Different Dry Stress Conditions

Efficient water delivery systems such as drip irrigation can contribute towards increasing crop yield potential, improving crop water and fertilizer use efficiency. However, critical management considerations such as subsurface drip irrigation are necessary to attain improved irrigation efficiencies and production benefits particularly under arid regions. The objective of this study was to determine the effect of two irrigation methods, surface and subsurface drip irrigation combined with four irrigation levels, 100, 80, 60 and 40% of crop evapotranspiration on yield and yield components of potato grown on sandy soil. The field experiments were conducted in the years 2008 and 2009. In terms of soil water availability to plants, subsurface drip provided more favorable growth conditions for plant growth and maintained higher soil water content at the root zone, which resulted in a significant higher potato yield compared to surface drip irrigation. The difference between the two irrigation methods on yield components was concentrated on the mean tuber weight per plant, while no significant difference was found on the tuber number per plant. Reducing the amounts of applied water significantly decreased total potato yield and its components. Under subsurface drip irrigation, reducing amounts of applied water to 80% ETc gave comparable yield and yield components to surface drip at full irrigation supply, indicating that 20% irrigation water can be saved without affecting the potato yield. At all irrigation levels, subsurface drip recorded higher water use efficiency (WUE) over surface drip. Maximum value was observed at 40% ETc. Fertilizer use efficiency (FUE) was also higher under subsurface drip and reduced significantly under both irrigation methods with increasing water deficit. These results suggested that subsurface drip offers the potential of better water management with respect to saving and distribution of water in the root zone and to obtain maximum yield accompanied by highest water and FUE.     

Quantifying the impacts of soil water stress on the winter wheat growth in an arid region, Xinjiang

Wheat growth in response to soil water deficit play an important role in yield stability. A field experiment was conducted for winter wheat (Triticum aestivum L.) during the period of 2002-2005 to evaluate the effects of limited irrigation on winter wheat growth. 80%, 70%, 60%, 50% and 40% of field capacity was applied at different stages of crop growth. Photosynthetic characteristics of winter wheat, such as photosynthesis rate, transpiration rate, stomatal conductance, photosynthetically active radiation, and soil water content, root and shoot dry mass accumulation were measured, and the root water uptake and water balance in different layer were calculated. Based on the theory of unsaturated dynamic, a one-dimensional numerical model was developed to simulate the effect of soil water movement on winter wheat growth using Hydrus-1 D. The soil water content of stratified soil in the experimental plot was calculated under deficit irrigation. The results showed that, in different growing periods, evapotranspiration, grain yield, biomass, root water up- take, water use efficiency, and photosynthetic characteristics depended on the controlled ranges of soil water content. Grain yield response to irrigation varied considerably due to differences in soil moisture contents and irrigation scheduling between seasons. Evapotranspiration was largest in the high soil moisture treatment, and so was the biomass, but this treatment did not produce the highest grain yield and root water uptake was relatively low. Maximum depth of root water uptake is from the upper 80 cm in soil profile in jointing stage and dropped rapidly upper 40 cm after heading stage, and the velocity of root water uptake in latter stage was less than that in middle stage. The effect of limited irrigation treatment on photosynthesis was complex owing to microclimate. But root water uptake increased linearly with harvest yield and improvement in the latter gave better root water uptake under limited irrigation conditions. Appropriately controlled soil wate     

腐植酸在旱地农业土壤改良和水肥增效中的作用研究

腐植酸是农田土壤有机质的重要组成成分，是土壤生命最具活力的核心物质。针对旱地农业发展中土壤结构退化、水肥利用效率低和作物低产低效等核心问题，总结了我国生物腐植酸和煤基腐植酸等腐植酸资源及其行业发展进展，分析了腐植酸组成特点及其在改良土壤结构和维持土壤酸碱平衡、提高肥料利用效率、刺激作物生长、增强作物抗逆、改善作物品质和降低重金属污染等方面的作用原理，开展了腐植酸在酸化地、盐碱地土壤改良和在废弃地土壤结构改良以及水肥保持中应用的研究，对研发的腐植酸保水肥剂、腐植酸土壤改良剂和重金属污染地治理的材料及其应用效果进行介绍。针对我国旱地农业发展态势和腐植酸在旱区土壤改良应用中存在的问题，指出腐植酸产品研发和应用技术在旱地农业中的发展方向。     

改良剂对熏蒸处理后土壤环境改善和促进作物生长的研究进展

土壤熏蒸是目前防治土传病、虫、草害有效且快速的方法,但随着作物的种植,一些病原物可能会再次繁殖,导致病害持续发展,并且土壤经熏蒸处理后,会导致土壤微环境处于一种失衡状态,而土壤改良剂可以有效改善土壤环境、减少作物根部疾病、减少土壤养分流失并可提高农产品的品质。将熏蒸剂与改良剂联合使用在一定程度上可以修复或改良土壤,使受熏蒸剂影响的微生物群落得到恢复或有益微生物的相对丰度增加,防止土壤病原菌再次侵染,更有利于作物的生长。本文简单概述了常用熏蒸剂和土壤改良剂的分类信息,重点综述了土壤改良剂与熏蒸剂联合使用,对熏蒸后土壤的理化性质、酶活性、微生物群落及作物生长方面的影响,可为土传病害的防治、熏蒸剂与土壤改良剂的联合使用及相关机制研究提供参考。     

滴灌湿润比对成龄库尔勒香梨生长及耗水规律的影响

田间试验采用3种滴灌湿润比(20%、40%、60%),并以传统漫灌(土壤湿润比为100%)为对照,利用负压计和石膏块监测果树根区土壤水势,观测不同生育阶段内果树的生长指标;用水量平衡法计算不同处理梨树不同生育期的日均耗水量、作物系数与蒸发皿系数.试验结果表明,充分灌溉条件下,滴灌湿润比为20%、40%、60%的成龄香梨...     

作物水分亏缺诊断研究进展

水分胁迫是影响作物生产最为普遍的环境威胁,水分亏缺的诊断对农田灌溉和精确农业的发展具有重要意义。植物本身具有一种适应土壤水分胁迫的生理生态调节机制,以度过不良的生长环境,这为水分亏缺诊断提供了信号和依据。本文从土壤指标、气象指标和作物指标角度综述了作物水分亏缺诊断的研究进展,讨论了各种方法指标的利弊,并从应用研究角度分析了应用尺度存在的问题。