微型蒸发器口径影响土壤蒸发测量值的试验研究

研究使用70、104、152和193 mm四种口径的微型蒸发器测定了室外裸土和室内裸土的土壤蒸发量.目的是考查蒸发器口径对土壤蒸发量测定值的影响.试验结果显示,在供水条件相同的情况下,70 mm口径微型蒸发器的测量值大于其他口径微型蒸发器的测量值,但在遮阴(室内)条件下,口径的影响会降低.原因可能是70 mm口径微型蒸...     

呼伦贝尔地区不同土地利用下土壤蒸发野外试验研究

土壤蒸发是水文过程的关键环节之一,控制着水分由土壤环境向大气环境的扩散。通过在呼伦贝尔地区典型草地与林地设置相同口径不同深度微型蒸发仪(Micro-Lysimeter,简称ML)的对比,寻求适合林地草地使用的微型蒸发仪,并研究不同土地利用方式对土壤蒸发的影响,探讨环境因素对土壤蒸发结果的影响。结果表明:土壤蒸发量随ML长度的增加先增大后减小,相同直径长度不同ML的蒸发量在0.05水平下显著相关,测定林地的蒸发量小于草地蒸发量,不封底ML所测定结果比封底ML大,其结果更接近真实情况,测量呼伦贝尔地区土壤蒸发时,亦采用15cm的不封底ML,结果较好。     

不同类型微型蒸发器测定土壤蒸发的田间试验研究

利用微型蒸发器(Micro-Lysimeter，简称ML)测定土壤蒸发是一种简单、有效的方法，在中国西北旱区有很大的利用价值，但目前还没有统一的ML设计标准，所以寻求适合西北旱区使用的ML类型具有重要的现实意义。该文利用不同直径、不同长度、不同材料以及不同封底情况的ML在西北旱区进行了砂土和壤土的蒸发测量试验。研究结果表明：测得的土壤蒸发量随ML直径的增大而减小，不同直径ML测得的蒸发量在0.05的水平下有显著差异，测量砂土蒸发采用直径为15 cm的ML效果较好，壤土采用10 cm的较为理想。直径较小的情况下，ML的长度对蒸发量的影响显著，直径较大时则不显著，ML的长度以20c m为宜。ML的制作材料和是否封底对蒸发测量也有显著影响，在西北旱区，采用PVC不封底的ML较好。     

微型蒸发器长度影响土壤蒸发测量值的试验研究

研究使用了不同长度的不锈钢微型蒸发器测定裸土和冬小麦冠层下的土壤蒸发量。目标是考查不同长度蒸发器测定土壤蒸发量的差异性及原因。试验结果显示,在蒸发强度较低的情况下,不同长度的微型蒸发器测定值之间有很好的相关关系,但数值上存在显著的差异,原因可能是不锈钢导热性高所致;在蒸发率较高的情况下,不同长度微型蒸发器的观测值之间有明显差异,主要原因是不同长度引起的供水差异所致。研究认为,50 mm长度的微型蒸发器在蒸发强度不高的情况下,可以适合裸土和植物冠层下土壤蒸发的日观测。但金属材料可能不是制作微型蒸发器的理想材料。     

A proposed surface resistance model for the Penman-Monteith formula to estimate evapotranspiration in a solar greenhouse

Greenhousing is a technique to bridge season gap in vegetable production and has been widely used worldwide. Calculation of water requirement of crops grown in greenhouse and determination of their irrigation schedules in arid and semi-arid regions are essential for greenhouse maintenance and have thus attracted increased attention over the past decades. The most common method used in the literature to estimate crop evapotranspiration(ET) is the Penman-Monteith(PM) formula. When applied to greenhouse, however, it often uses canopy resistance instead of surface resistance. It is understood that the surface resistance in greenhouse is the result of a combined effect of canopy restriction and soil-surface restriction to water vapor flow, and the relative dominance of one restriction over another depends on crop canopy. In this paper, we developed a surface resistance model in a way similar to two parallel resistances in an electrical circuit to account for both restrictions. Also, considering that wind speed in greenhouse is normally rather small, we compared three methods available in the literature to calculate the aerodynamic resistance, which are the r_a~1 method proposed by Perrier(1975a, b), the r_a~2 method proposed by Thom and Oliver(1977), and the r_a~3 method proposed by Zhang and Lemeu(1992). We validated the model against ET of tomatoes in a greenhouse measured from sap flow system combined with micro-lysimeter in 2015 and with weighing lysimeter in 2016. The results showed that the proposed surface resistance model improved the accuracy of the PM model, especially when the leaf area index was low and the greenhouse was being irrigated. We also found that the aerodynamic resistance calculated from the r_a~1 and r_a~3 methods is applicable to the greenhouse although the latter is slightly more accurate than the former. The proposed surface resistance model, together with the r_a~3 method for aerodynamic resistance, offers an improved approach to estimate ET in greenhouse using the PM formula.     

封底与不封底微型蒸发器测定东北典型黑土区土壤蒸发量差异性研究

土壤水分蒸发既是水循环的一个重要过程,又是水量平衡计算中的重要组成部分。在中国东北典型黑土区分别测定了封底与不封底的微型蒸发器的土壤蒸发量,比较了二者蒸发量差异。结果表明,(1)4—9月封底蒸发器的土壤蒸发量比不封底蒸发器平均高出0.51 mm/d,不封底蒸发器测定的土壤蒸发量更接近真实值;(2)出苗前、生长季和收获后的封底蒸发器的土壤蒸发量均值均大于不封底蒸发器,差异极显著,且封底蒸发器逐月的土壤蒸发量均值大于不封底蒸发器;(3)降雨量对测试结果有重要影响,在降雨量较大的月份,二者蒸发量测定值无显著差异,在其他降雨量小的月份,二者差异显著。因此,在一般条件下建议使用不封底的微型蒸发器测定土壤蒸发会更准确,若研究区域雨水较多,可以使用封底的微型蒸发器测定土壤蒸发。     

毛乌素沙地典型沙生灌木对土壤蒸发的影响

为了探求半干旱沙区植被恢复后沙生灌木对土壤蒸发的影响,本文利用微型蒸渗仪对盐池沙区的流动沙地、油蒿群落和沙柳群落的土壤蒸发进行了测定,并分析了2014年盐池降雨、风速、太阳辐射、相对湿度、空气温度、土壤机械组成分别与土壤蒸发的关系。结果表明:1) 植被恢复区油蒿群落和沙柳群落土壤蒸发总量比流动沙地分别高出27.91%和40.23%;2) 油蒿和沙柳样地黏粒含量比流动沙地分别高出220.59%和173.53%,油蒿样地和沙柳样地黏粒和粉粒的总含量比流动沙地分别高出63%和98%;3) 油蒿和沙柳样地土壤蒸发与风速、太阳辐射、温度等气象因子相关性不显著,流动沙地土壤蒸发与太阳辐射相关性显著。因此,在半干旱沙区植被恢复后,土壤蒸发有增大的趋势,这很可能与植被恢复后土壤中黏粒和粉粒含量的增加有关。      

砂土混合覆盖下的土壤水分蒸发特性及其因子分析

为明确不同砂土混合物覆盖对土壤蒸发过程的影响,基于土壤蒸发分阶段理论及微型蒸渗仪田间试验,深入探析了6种砂土混合覆盖模式(1.0,0.8,0.6,0.4,0.2,0,分别为M1～M6)下的土壤蒸发动态变化及其作用机制。结果表明：土壤蒸发分阶段理论能够真实刻画砂土混合覆盖下的土壤水分蒸发状况,其累计蒸发量可用砂土混合比与蒸发时间进行定量表征。当砂土混合比≥0.8时,土壤蒸发过程仅存在2个明显阶段,抑蒸效果显著;当砂土混合比<0.5时,M3～M6处理的土壤蒸发稳定高峰期明显,且集中于前2.53～2.66天,水分主要散失历时则分别较M1增加6.49,6.49,6.49,7.09天;而当砂土混合比介于0.5～0.8时,覆盖层易诱发且能够更早地形成结构致密的覆盖干层,整体保墒效果反而凸显。受土壤蒸发阶段特性及覆盖模式的影响,蒸发第1阶段主要受下垫面净辐射通量供应的限制;而在蒸发第2,3阶段,砂层结构的作用凸显,土壤水力特性调控效应逐渐占优。总之,砂层结构恶化将加快土壤失水过程,增加农田水分的无效损失,当砂土混合比<0.5时,其抑蒸保墒功效将逐渐丧失,这对西北旱区砂田退化机理的揭示及压...     

节水灌溉稻田蒸发蒸腾过程及其比例变化特征研究

为探究节水灌溉稻田蒸发蒸腾过程及其比例变化特征,建立能准确反映水稻蒸腾与棵间土壤蒸发分摊关系的计算公式,采用自制的微型蒸渗仪系统观测2015年和2016年水稻生育期稻田蒸散量（ETCML）和蒸发量（E）,分析了典型天气和各生育期ETCML、E和蒸腾量（T）的日/稻季变化特征及E与T的比例变化。结果表明：晴天ETCML、T和E变化趋势相同,但E易受生长阶段与环境的影响;阴天ETCML和T呈多峰变化;雨天测量值有明显误差,微型蒸渗仪会因降雨、灌水、强风、水汽凝结、边界效应、水稻生长等因素而影响数据的可靠性。节水灌溉稻田T决定了ETCML的大小和变化规律,E仅在初期呈倒“U”形。ETCML和T逐日变化随净辐射（Rn）先增后减,在分蘖中后期达到峰值,存在明显的物候特征。蒸发量与蒸散量的比值(E/ETCML)由水稻生长初期的0.95逐渐减小,全生育期平均为0.37。 E/ETCML可用其与水稻移栽时间和叶面积指数(LAI)的对数关系进行描述,决定系数均大于0.88。研究蒸发蒸腾比例特征对田间水分管理及指导灌溉具有重要意义,可为双源蒸散模型的改进与拟合提供重要的数据支撑。     

采用微型渗漏计原位测定设施菜田有机肥氮素矿化特征

采用微型渗漏计进行设施菜田原位培养,分别在培养前期不种作物和后期种植作物研究不同鸡粪用量、鸡粪加秸秆混施和堆肥处理的氮素矿化特征。结果表明：不同处理的氮素矿化量和矿化系数存在明显差异。种植作物前,氮素矿化系数在-1.17%～2.67%之间,高量鸡粪处理的无机氮淋洗量、氮素矿化量和矿化系数显著高于堆肥处理|种植作物明显刺激氮素矿化,其矿化系数在3.45%～53.22%之间|添加鸡粪处理的氮素矿化量随鸡粪用量的增加而增加,高量鸡粪处理显著高于高量鸡粪加秸秆、低量鸡粪和堆肥处理,添加秸秆有明显的固氮作用。种植普通白菜后,高量鸡粪处理的氮素矿化系数比种植普通白菜前增加了50.55个百分点。