灌水量对膜孔灌农田水分运移分布和动态变化影响研究

通过室外测坑灌溉试验,分析了灌水量对膜孔灌玉米不同生育时期的土壤水分运移分布和动态变化的影响。研究表明,灌水后第1天,土壤含水率以膜孔为中心呈等值线分布,土壤水分在再分布过程中出现交汇情况,交汇后土壤水分向更深度方向运移;随着生育时期的递进,膜孔中心附近的土壤含水率逐渐减小,土壤含水率在膜孔中心处最小,随着距离膜孔中心距离的增大而增大;不同灌水量对作物吸收水分后水分分布影响明显,相同深度处,灌水量越大,土壤含水率越大;玉米耗水量随灌水量增大而增大,耗水量和灌水量之间存在显著的幂函数关系。     

注射灌土壤水分运移分布特性试验研究

通过室内注射灌水分入渗试验,研究了注射灌土壤水分运移分布特性。研究表明:注射灌的累积入渗量随时间延长而增大,与时间呈幂函数关系;注射灌土壤湿润锋为圆心在出水口下方的半圆形,湿润锋运移速度随时间延长变缓,过两出水口中心连线中点竖直切面的运移速度在初期小于过两出水口中心的竖直切面,随着时间延长运移速度相接近;在出水口下方,土壤水分向下运移范围较大,土壤含水量较大,变化较小,而在出水口上方,土壤水分向下运移范围较小,土壤含水量较小,变化较大。以上研究可以为进一步补充注射灌理论技术提供基础。     

不同灌溉施肥方式的土壤硝态氮分布特性试验研究

通过大田测坑玉米种植试验研究,分析了常规畦灌和膜孔灌条件下农田土壤硝态氮的分布特性。结果表明:膜孔灌溉0~60 cm土层的硝态氮在作物的整个生育期变化较大,60 cm以下变化平缓,上下土层硝态氮含量差异相对较小。而常规畦灌在0~40 cm内变化较大,上下土层间硝态氮含量差异较大。两种灌溉方式,表层土壤的硝态氮含量在整个玉米生育期为双峰形式,以三叶期和抽穗期为最高。与常规畦灌相比,膜孔灌溉消除了硝态氮的表聚现象,土壤剖面硝态氮分布更趋合理,更加有利于作物的吸收利用。膜孔灌溉由于其覆膜作用,减轻了硝态氮的淋洗,提高了氮素的利用率。     

膜孔灌灌施条件下硝态氮迁移分布规律研究

利用自行研制的膜孔点源入渗装置,测试膜孔灌灌施条件下硝态氮的迁移和分布规律。结果表明:在肥液连续入渗过程中,硝态氮浓度锋运移与水分湿润锋是一致的;随着距离膜孔中心距离的增加,NO3-N含量减小,在湿润锋位置处土壤NO3-N含量急剧减小到本底值;进入再分布过程后,土壤水分运移速度减慢,整个湿润土体内的含水量分布更加均匀;再分布1~7天内,硝态氮含量略有下降,再分布10天后,硝态氮反硝化作用增强,径向处的反硝化作用弱于垂向处,硝态氮含量明显降低。     

应用LM算法的神经网络模型研究灌区退水问题

在一些引黄灌区中，灌溉引水的相当大部分要转化为退水回归黄河，灌区退水研究对这部分水量的重新利用有着重要的意义。该文采用相关分析的方法确定了灌区退水的主要影响因素，应用LM算法的神经网络模型对灌区退水的量化分析方法进行了探讨。实例研究表明，模型能够较准确的对灌区退水量进行模拟和预测，对灌区退水问题研究具有较好的应用价值。     

高寒半干旱地区马铃薯覆膜集肥生态环境效应研究

针对高寒半干旱地区降水少、蒸发量大和养分低的状况,进行了马铃薯覆膜集肥试验。试验结果表明,覆膜集肥可明显加大土壤养分消耗和活化,在马铃薯生育前期和后期可提高土壤温度,在降水少时表现较好的保墒效果,从而显著地提高马铃薯产量。     

不同硝酸钾溶液浓度对垂直一维入渗特性影响研究

通过室内不同浓度溶液的垂直一维入渗试验,分析了不同浓度碳酸钾溶液影响下的湿润锋和累积入渗量的变化规律以及土壤含水量和硝态氮浓度的分布规律,由不同浓度溶液累积入渗量,依据GREEN-AMPT入渗模型,反推出湿润锋面平均吸力和饱和导水率,结果表明增大溶液浓度提高了垂直一维入渗的饱和导水率,但减小了湿润锋面的平均吸力,溶液浓度通过影响湿润体的饱和导水率和湿润锋面的平均吸力来影响入渗量,二者的综合作用是增大了入渗量。     

肥液浓度对膜孔入渗水分运移特性的影响

通过清水与不同肥液浓度的膜孔单点源室内入渗试验,研究了不同浓度的肥液膜孔入渗量、湿润锋运移距离及土壤含水量分布。揭示了土壤膜孔入渗量和湿润锋运移距离随肥液浓度的增加而增大的规律;建立了不同肥液浓度膜孔入渗量和湿润锋运移经验模型;提出了由清水入渗参数、湿润锋运移参数和肥液浓度分别推求膜孔入渗量和湿润锋运移距离的理论模型,经实测资料验证表明,模型精度较高;随肥液浓度的增大,湿润锋运移距离越大,相同深度处的土壤含水量也增大。研究成果为进一步进行膜孔灌溉技术研究奠定了科学基础。     

有机硅复合肥对滨海盐碱土水盐运移及玉米生长的影响

为探究有机硅复合肥对渤海湾西岸中度滨海盐碱土改良效果的影响,在河北省沧州市海兴县中国科学院海兴实验站进行大田玉米小区试验。试验设置为:CK(未施肥)、C1(600 kg·hm-2磷酸二铵)、C2(375 kg·hm-2有机硅复合肥)、C3(750 kg·hm-2有机硅复合肥)、C4(1125 kg·hm-2有机硅复合肥)5个处理。通过测定0～40 cm土层不同生育期土壤理化特性指标及玉米产量,分析有机硅复合肥对滨海盐碱土水盐运移影响及土壤理化特性指标与玉米产量之间的相关性。结果表明:随着有机硅复合肥施用量的增加,土壤含水量、地上干重、穗粒数和产量呈增加趋势,土壤pH值、土壤含盐量、土壤Na+和Cl-含量呈降低趋势,而地下干重在C3处理时达到最大;在不同生育期,不同土层,有机硅复合肥施用量对水盐运移影响程度有差别,上层土(0～20 cm)的差异性大于下层土(20～40 cm),对生育初期的影响大于生育末期,不同处理对滨海中度盐碱土改良和增产效果表现为C4>C3>C2>C1;玉米产量与土壤pH值、水溶性盐含量、Na+及Cl-含量呈显著负相关关系,与土壤含水量呈正相关,在不同土层,不同生育期,相关程度有差异,上层土(0～20 cm)的相关系数普遍高于下层土(20～40 cm),在苗期达到最大,与水溶性盐含量的相关性最强。以上结果为渤海湾西岸滨海中度盐碱土壤的改良增产提供理论依据与技术支撑。     

秸秆施入深度对土壤水分运移和水吸力变化的影响

为了研究秸秆还田下秸秆施入深度对土壤水分运移和水吸力变化的影响,通过室内模拟试验,对不同秸秆施入深度条件下土壤水分运移分布特性进行了模拟。玉米秸秆粉碎成<5 mm的小段且干燥放置,在秸秆施入深度内按干土重的1%配比均匀混施。设置无秸秆还田(CK)、秸秆施入深度15 cm(S15)、秸秆施入深度20 cm(S20)、秸秆施入深度25 cm(S25)、秸秆施入深度30 cm(S30)5个处理,并用微型张力计(T5)测定土壤水吸力值。结果表明:秸秆施入深度对土壤水分入渗特性有影响。随着秸秆施入深度的增加,土壤湿润锋运移距离和累积入渗量减小;秸秆施入深度对湿润锋运移影响较明显;相同入渗深度下,含有秸秆土层的含水量比不含有秸秆土层的含水量明显增加。秸秆施入深度对土壤水吸力有重要影响,土壤水吸力的变化反映了土层中水分的变化,不同土层深度下,土壤水吸力的变化趋势大致相同。不同秸秆施入深度,导致各处理在同一土层深度下,土壤水吸力峰值和达到峰值的时间出现差异,秸秆施入深度越深,土壤水吸力的峰值相对较大,达到峰值的时间相对较长。