基于文献计量的农业节水领域研究现状及热点分析

农业节水是农业可持续发展的研究热点.为了能够在总体上把握国际有关农业节水技术领域的研究现状、热点和发展趋势,以Web of Science核心合集数据库为数据源,对1992-2019年发表的农业节水技术相关的文献进行计量分析,结果表明:①农业节水技术研究发展迅速,国际尤其是中国在该领域发文量均呈现快速增加趋势.②农业节水技术研究是一个多学科交叉领域,但其载文期刊分布相对集中.③西班牙在农业节水技术研究领域居世界领先地位,论文数量和质量均较高.中国和美国发文量分居第一和第二位,但论文篇均被引频次较低.西班牙高等科研理事会(CSIC)在该领域表现突出,论文数量和质量均最高.中国4所机构发文量进入世界前10位,分别是中国农业大学、中国科学院、西北农林科技大学和河海大学,但4所机构发文质量均有待进一步提升.④灌溉方式是近年来的研究热点,主要包括滴灌、喷灌、分根交替灌溉和加肥灌溉等.关于农业节水技术增产、增效机制方面的研究也是研究的热点,包括对碳氮代谢、水氮互作、植物激素等方面的研究.环境温度、温室气体排放等也是研究的热点.由此可以看出,有关农业节水的研究在国内外都属于研究热点方向,中国在该领域的整体表现突出,但是需进一步加强国际合作,提高在该领域的影响力.     

不同管理措施下土壤含水量和渗透阻力的时间变异性

分析了8种土壤管理措施下渗透阻力(Pr)和土壤含水量(W)的变化。在2014—2015年的4个时期(12月、2月、4月和6月),对4种耕作制度和4种土壤管理措施在废弃地上进行了W和Pr的试验测定。试验共采集64份土壤样品,分析了在4个时间内W的时间变化。研究表明,Pr和W受土壤管理措施和耕作制度的影响,此外,Pr和W随着时间的变化而变化。在不同处理下,Pr与土层深度之间具有相关性。在压实土壤上的耕作导致在所有测量时间和两种土层深度的Pr降低。一般情况下,在所调查的各处理中,给定的测量时间内,各处理间W的变化较低。研究发现,土壤管理措施和土层深度对W具有显著影响,但在所测的各时段内,土壤管理措施和土层深度的交互作用均不显著。土壤管理措施和土层深度之间的交互作用对Pr的影响极显著(P<0.01)。此外,土壤管理措施和时间以及它们之间的相互作用对Pr和W均有显著的影响(P<0.01)。     

不同植被措施下排土场边坡细沟发育时空特征

为明确不同恢复年限植被措施对煤矿排土场边坡水土流失的防治效应,采用样方调查法,以内蒙古准格尔旗永利煤矿矿区排土场边坡为研究对象,以裸露边坡(CK)为对照,研究不同恢复年限(1a、3a、5 a)的沙柳方格+沙棘+沙打旺(SHA)和沙柳方格+沙打旺(SA)2种措施对细沟发育的影响。结果表明:(1)1a时CK、SHA与SA措施细沟宽度均集中分布在4～8 cm,细沟深度均集中分布在2～4 cm;3 a时CK、SHA与SA措施细沟宽度则集中分布在4～8 cm、8～12 cm、4～8 cm,细沟深度均集中分布在4～6 cm;5 a时CK与SHA措施细沟宽度均集中分布在8～12 cm,而细沟深度则集中分布在4～6 cm和8～14 cm;(2)CK(1～5 a)、SHA措施(1～5 a)和SA措施(1～3 a)的细沟平均宽分别为7.57～11.35 cm、7.58～13.31 cm和5.57～6.14 cm,细沟平均深分别为3.38～6.23 cm、4.19～10.34 cm、2.59～4.24 cm,三者的细沟平均宽深比分别为2.39、2.12和2.05,平均细沟密度分别为1.52～5.25 m·m–2、1.42～1.68 m·m–2和1.88～2.25 m·m–2;(3)1 a时CK、SHA和SA措施的细沟宽深比随坡长变化幅度较大,随着恢复年限增加,宽深比则呈下降趋势,CK、SHA措施和SA措施的细沟密度和细沟侵蚀量均随坡长增加呈增大趋势;(4)与CK相比,1 a时SHA和SA措施边坡细沟侵蚀模数分别减小25.0%和25.86%,两种措施减蚀效果差别不大,而3 a时则分别减小了61.73%和35.31%,SHA措施减蚀效果显著增强。研究结果可以为矿区排土场边坡的植被合理布设提供科学依据与理论指导。     

长武塬区苹果园和农田相互转换的深层土壤水环境效应

研究长武塬区苹果园和农田相互转换后0~1 000 cm土壤含水量特征，分析了苹果园土壤干燥化和苹果园转换为农田后土壤水分的恢复效应。结果表明：2、7、17、23、29 a苹果园200~1 000 cm的平均土壤含水量分别为22.8%、21.4%、16.8%、15.4%、14.9%。500~1 000 cm土层中，29 a苹果园平均土壤含水量（14.5%）高于23 a的果园（13.3%）；17~29 a的苹果园均表现为轻度干燥化；基于苹果园和农田转换后土壤水分变化情况估算，苹果园最大种植年限为21 a。苹果园转换为农田1、5、10 a后，农田200~1 000 cm土层土壤含水量分别为：15.3%、15.7%和16.2%，恢复到土壤稳定湿度以上的土层厚度分别为140 cm（1 a）、220 cm（5 a）和400 cm（10 a）。     

紫穗槐幼苗不同生长阶段叶水势对干旱胁迫与复水的响应特征

为揭示紫穗槐（Amorpha fruticosa）幼苗叶水势对土壤干旱与复水环境的响应特征，本研究通过盆栽试验，研究了土壤干旱胁迫及复水对紫穗槐幼苗不同生长阶段叶水势的影响。结果表明：土壤水分、干旱历时和生长阶段3个因素以及各因素间的相互作用对紫穗槐幼苗叶水势均有极显著影响（P<0.01）；随着干旱程度加剧，幼苗叶水势呈下降趋势，水分胁迫指数呈上升趋势；40.00%土壤相对含水量下的幼苗叶水势下降幅度达到最大，其中干旱15 d的生长初期和生长中期以及干旱30 d的生长后期的叶水势分别比对照下降了0.71 MPa，1.12 MPa和0.58 MPa；复水后，叶水势出现补偿效应，随着复水后时间的延长，幼苗3个生长阶段叶水势逐渐恢复，恢复速率与干旱程度、干旱历时和生长阶段密切相关，但均在复水72小时后恢复到接近对照水平。     

不同保水剂对土壤特性及烤烟生长的影响

为提高秦巴山区黄棕壤烟田的土壤性能,减少季节性干旱对烤烟生长的影响,以不施保水剂为对照,在烟田整地起垄前分别施入聚丙烯酸钾(K-PAM)、聚丙烯酰胺(PAM)和腐殖酸钾(KHm)3种保水剂,测定施用不同保水剂后的土壤容重、土壤水分和烤烟生长状况、常规化学成分及经济性状。结果表明,聚丙烯酸钾和聚丙烯酰胺保水剂均降低0～40cm土层土壤容重,在烤烟旺长期提高0～40cm土层土壤水分。不同保水剂均可提高烤烟常规化学成分含量,其中腐殖酸钾保水剂显著降低烤烟的糖碱比和氮碱比。聚丙烯酸钾保水剂提高烤烟的产量、产值、上等烟比例及净增产值,而聚丙烯酰胺和腐殖酸钾保水剂处理组则降低烤烟的净增产值。因此,建议秦巴山区黄棕壤烟田选用聚丙烯酸钾类保水剂。     

火烧和刈割对关中地区紫花苜蓿生长特性及土壤水分变化的影响

为了探究紫花苜蓿生育期内植株动态生长规律及对土壤0~300 cm深度水分变化的影响,试验以2年生的紫花苜蓿为研究对象,在返青前对前茬分别进行火烧和刈割处理,记录整个生育期内植株株高的动态变化,并在开花期植株生长基本停滞阶段采集0~300 cm深度土层土壤测定含水量。结果表明:火烧和刈割处理后的紫花苜蓿生长轨迹一致;火烧处理后的紫花苜蓿相比刈割处理返青期提前、最大生长速率出现时间提早,在返青期到现蕾期火烧处理后的紫花苜蓿株高显著高于刈割处理,但在结荚成熟期两者株高无显著差异;火烧处理后的紫花苜蓿土壤含水量分布曲线呈""字型,刈割处理后呈"3"字型;火烧处理后的紫花苜蓿相比刈割处理土壤含水量更低,相对土壤干层厚度更厚,在0~200 cm土层深度两者土壤含水量差异显著,在200~300 cm土层深度两者无显著差异;紫花苜蓿生长对土壤水分是消耗过程,株高动态变化与土壤垂直层面含水量变化呈显著负相关,尤以火烧处理后0~200 cm土层负相关性更强。说明根据植株生长轨迹和土壤水分分布规律,在保证土壤水分充足的情况下火烧处理相比刈割处理有利于紫花苜蓿提早、提快生长。