微咸和淡水灌溉对秸秆复合基质养分特性的影响

为探究以玉米秸秆为主要成分的栽培基质在微咸水和淡水灌溉下对基质养分的影响,以单一玉米秸秆为对照(S),设置玉米秸秆添加生物炭(SB)、蚯蚓粪(SE)、生物炭+蚯蚓粪(SBE)3个处理,分别进行微咸水(b)和淡水(f)灌溉,共8个处理。采用两个栽培茬口进行田间试验,结果表明,冬春茬基质通气孔隙度和容重较夏秋茬呈升高趋势。夏秋茬,微咸水相对淡水灌溉增加了基质容重。冬春和夏秋两茬不同灌溉水下,添加蚯蚓粪和生物炭可显著提高基质持水孔隙度和含水量,且添加生物炭增加容重、降低通气孔隙度。相同基质下,不同灌溉水对基质全氮、全磷、pH无显著影响;微咸水相对淡水灌溉,夏秋茬显著降低了Sb和SEb基质有机质含量,两茬均增加其有效磷和速效钾含量,淡水灌溉下,添加蚯蚓粪和生物炭不同程度增加了基质速效养分含量,SBEf降低了有机质含量、EC,增加了pH。相同基质下,不同灌溉水对基质微量元素无显著影响,但对大量元素有显著影响,冬春茬,微咸水相对淡水灌溉下SBb和SBEb显著增加了基质磷和钾含量,且SBEf显著增加了钙含量,添加蚯蚓粪显著增加了基质磷含量,降低钾含量,SBE处理降低钙和钾含量,增加磷含量。夏秋茬,微咸水灌溉降低了SEb和SBb处理的钙含量,且降低SBEb处理磷含量、SBb处理钾含量。通过主成分分析表明,冬春和夏秋两茬不同灌溉水下显著影响了基质养分含量,两茬试验均表明,微咸水灌溉显著增加基质速效养分,SBEb显著降低基质EC,增加pH。     

土壤特性对保水剂持水性能的影响

为研究土壤特性对保水剂持水性能的影响,测试了4种保水剂分别与砂壤土、壤砂土、砂粘壤土1和砂粘壤土2共4种土壤混合后的保水率,混合时土壤为风干土,保水剂与土壤混合的质量百分比为0.5%。结果表明:与单纯保水剂或者保水剂与砂子混合相比,保水剂与土壤混合后可明显降低保水剂的释水速度,提高保水剂的持水能力。土壤特性对保水剂释水速度有明显影响,土壤粘粒含量高,保水剂的释水速度慢,反之,则快。土壤粘粒含量高,土壤含水量高,保水剂表面水势梯度变低,使释水速度变慢;粘粒含量低,水势梯度变大,保水剂释水速率加快。经过7 h的恒温蒸发后,4种保水剂在粘粒含量较高的砂粘壤土(粘粒含量25%)中的保水率比在粘粒含量低的壤砂土(12.5%)中的保水率高43.7%~71.3%,且具有明显的差异。     

黄土高原不同土壤类型对桃树水分运转影响的模拟

根据不同土壤的水分特征曲线、气孔导度模型、冠层蒸腾模型和RC模型模拟出黄土高原不同土壤类型下桃树(Prunus persicavar.nectarina Maxim)的水分运转动态。在逐步干旱过程中各类土壤维持桃树蒸腾的时间和桃树散失的水分总量均依次为中壤土>轻壤土>紧砂土>重壤土,中壤土的保水能力最好,重壤土的可利用水最少,中壤土维持蒸腾的时间最长,但中壤土、轻壤土和紧砂土之间的保水能力与维持蒸腾的时间无显著差异。在整个干旱周期过程中气孔导度、叶片水势和组织贮存水均呈波动式减小,其总体趋势与土壤水势相一致。     

保水剂特性测定及其在农业中的应用

高分子化学材料的保水剂,具有高倍吸水和保水能力,种类较多。该研究测定了钠类保水剂主要化学特性改土保土效应。通过田间试验,分析其对作物产量和肥料利用率的影响。研究表明,保水剂溶液钠离子和电导度随其浓度增加而增加,但增幅较小,对pH值影响不大。钙、镁等二价离子对聚丙稀酸钠保水剂的吸水力拮抗作用明显,与尿素混用无不良效果。土壤加入保水剂后,其保水能力增加,改善结构,沙壤土较重壤土更显著。当土壤中保水剂含量在0.005%～0.01%范围时,土壤团聚体增加量明显。在-0.5MPa土壤水势压内,含保水剂0.5%的土壤中90%水分可为植物根系利用。研究认为,保水剂保水作用主要表现4方面:自身保水、改良土壤结构增加土壤保水、促进植物生长提高肥料利用率、缓慢释水减少蒸发。田间试验发现,穴施15kg/hm²的保水剂的玉米和马铃薯分别增产22%和16%,投产比为1∶3.5和1∶4.2。保水剂与尿素或尿素磷肥混合使用于玉米,可分别提高尿素和磷肥利用效率18.72%和27.06%。     

滴灌调控土壤水分对马铃薯生长的影响

研究了滴灌灌溉频率和土壤水势对马铃薯生长和水分利用效率的影响。研究结果表明，滴灌灌溉频率和土壤水势对土壤水分的分布有很大影响，灌水频率越低，灌水前的表层土壤干燥的范围越大，灌水后的土壤湿润范围越大；控制滴头下面20 cm处土壤水势明显影响到50 cm深度以上的土壤水势，20 cm深度处土壤水势越高，50 cm深度范围内的平均土壤水势越高；土壤表面土壤水势越低，以滴头为中心形成的干燥范围越大。当土壤基质势低于-45 kPa时，马铃薯的块茎膨大率会迅速下降，总产量、商品薯产量和水分利用效率高低顺序为：-25 kPa>-35 kPa>-15 kPa>-45 kPa>-55 kPa。不同灌溉频率下马铃薯的总产量、商品薯产量和水分利用效率的高低顺序为：1天1次>2天1次>3天1次>4天1次>6天1次>8天1次。就华北地区而言，采用滴灌对马铃薯进行灌溉，土壤基质势以-25 kPa左右为好，灌水频率以每天1次最优。     

再生水灌溉对土壤斥水性的影响

深入探求再生水灌溉条件下不同土壤中水分和溶质的分布及斥水性变化规律,能为再生水灌溉条件下土壤斥水性产生原因及其影响因素的研究提供一定的参考。选用砂土、砂姜黑土、塿土和盐碱土进行土柱再生水灌溉试验,取样测定不同灌水量条件下剖面土壤的潜在斥水性、含水率、Cl-、有机质(organicmatter,OM)含量及电导率(electrical conductivity,EC)等。结果表明:再生水灌溉后,塿土及盐碱土分别出现0～2,1～3级斥水性,砂土及砂姜黑土为0级斥水性,4种土表层表现出较强的斥水性。土壤斥水性随再生水灌水量和灌溉时间的增加而显著增强,并且灌水量越大,斥水性差异性越显著。4种土有机质含量OM与土壤斥水持续时间变化值TR呈正相关关系,Cl-含量、EC值与土壤斥水持续时间变化值TR呈负相关关系。相比较其他3种土而言,砂土更适合再生水灌溉。     

斥水程度对脱水土壤水分特征曲线的影响

为研究斥水程度对土壤水分特征曲线的影响,该文基于滴水穿透时间法,人工配置7种斥水程度的黏壤土(L0~L6)和6种斥水程度的砂土(S0~S5),用高速离心机测定其土壤水分特征曲线,应用van Genuchten-Mualem(VG)模型进行拟合,得出VG模型水力参数。结果表明:在同一吸力条件下,斥水黏壤土的含水率比斥水砂土的高;随着斥水程度增加,在相同吸力情况下,土壤含水率随斥水程度增大而减小;斥水黏壤土的残余含水率随着斥水程度增加而减小,斥水砂土S0~S3的残余含水率没有差异,S4、S5的残余含水率显著减小;斥水黏壤土和砂土进气值的对数与斥水剂添加量呈负线性相关;随着斥水程度增加,田间持水率减小,凋萎系数没有明显差异,重力水增加,有效水和易有效水减小,易利用水比例随着斥水程度增加而减小;对于斥水黏壤土,微孔隙(0.3~5μm)和小孔隙(5~30μm)含量随着斥水程度的增加明显减小,土壤空隙(≥100μm)随着斥水程度的增加急剧增加;对于斥水砂土,中等孔隙(30~75μm)的含量随斥水程度的增加明显增加。该研究成果可为斥水土壤的入渗、蒸发和数值模拟提供理论支持。     

再生水水质对斥水和亲水土壤水分特征曲线的影响

为探求再生水灌溉对斥水和亲水土壤水力特性的影响,该文选用有代表性的斥水黏壤土和亲水黏壤土、斥水砂土和亲水砂土,测定其在自来水、再生水和其他4种生活污水条件下的土壤水分特征曲线,采用主成分分析法得到不同水质综合指标,分析水质综合指标对不同土壤水分特征曲线的影响,采用van Genuchten-Mualem模型对黏壤土土-水曲线的参数进行拟合,并分析水质综合指标对黏壤土累积当量孔径分布、比水容量和水分常数的影响。结果表明:在相同基质吸力情况下,黏壤土含水率随水质综合指标增加(水质变差)而减小,砂土的含水率随水质变化不大;在低吸力段,斥水和亲水黏壤土的比水容量随水质综合指标的增加而增加;土壤进气值与水质综合指标呈显著负线性相关关系(R~2分别为0.94和0.78);相同水质条件下,斥水土壤的进气值比亲水土壤小;随着水质综合指标的增加,斥水和亲水黏壤土的极微孔隙降低,而中等孔隙和大孔隙增加,小于某当量孔径的累积百分比增加;随着水质综合指标的增加,斥水和亲水黏壤土的田间持水率、凋萎系数、有效水和易利用水比例均减小,但再生水对田间持水率和易利用水比例降低作用不显著。研究结果可为大面积再生水灌溉及其管理提供一定的理论依据。     

小麦秸秆混配基质对甜椒幼苗生长和光合参数的影响

将小麦秸秆、草炭和蛭石按不同比例混配成小麦秸秆混配基质,研究其理化性状及其在甜椒育苗中的应用效果.结果表明,随着混配基质中秸秆基质含量的增加,复合基质的容重、总孔隙度、持水孔隙度均呈上升趋势,而其通气孔隙度却呈下降趋势;添加小麦秸秆基质,提高了混配基质的pH值、电导率、阳离子交换量以及氮、钙、镁元素含量,降低了基质的磷元素含量;当小麦秸秆基质含量为36％时,T3处理(秸秆∶草炭∶蛭石为36∶54∶ 10)中甜椒幼苗的单株干重、壮苗指数、叶绿素总量均高于对照,分别比对照提高10.6％、8.4％、2.1％,其净光合速率则显著高于对照,比对照提高7.8％.因此,小麦秸秆∶草炭∶蛭石=36∶ 54∶10的混配基质适合于甜椒幼苗的生长发育,可作为甜椒育苗基质使用.     

化学节水制剂对不同灌溉条件下冬小麦水分关系的影响

试验通过比较保水剂、抗旱剂（FA旱地龙）和钙赤霉素3种化学制剂对半湿润灌区不同灌溉条件下冬小麦生育后期耕层土壤水分状况和冬小麦水分关系影响的差异，结果表明，保水剂和旱地龙处理对提高花后生育期内耕层土壤水分含量、冬小麦的旗叶水势以及叶片WUE的效果更明显，尤其是保水剂处理，在灌2水条件下，花后生育期内耕层土壤水分含量和叶水势的平均值比对照CK2提高9．7％和10．8％；灌。水条件下，则比CK0提高5．3％和7．4％。钙赤霉素处理则显著减小了叶水势和WUE的日变化幅度。回归分析显示，土壤水势决定叶片水势的高低，而叶片水势与叶片WUE显著正相关。试验结果还表明，3种化学制剂均不同程度的提高了冬小麦的产量，但是在本试验条件下，水分条件是产量的决定因素。同一灌溉水平下，4个处理的产量和穗数差异均不显著；不同灌水处理下，产量差异均达到极显著水平。     

不同微咸水灌水量条件下覆砂措施对土壤水盐运移的影响

采用室内土柱模拟试验,对比研究了不同微咸水灌水量条件下覆砂与不覆砂对土壤水盐分布和运移的影响,以期为压砂地合理利用微咸水提供理论支持。结果表明,与不覆砂相比,覆砂增加了土壤水分下渗深度,最大增加深度可达8 cm;减少了试验期间土壤水分累计蒸发量,低、中、高3个灌水量分别减少了74%、54%和21%,减少幅度随灌水量增加有降低的趋势。在土壤水分再分布过程中,土壤剖面出现明显分界点,覆砂提高了分界点处土壤水分含量,增加量为2%~5%;保蓄了上层土壤水分含量,尤其是低灌水量时,不覆砂处理0~20 cm土壤水分含量在试验期间减少幅度达到34%,而覆砂处理仅减少了16.9%;增加了下层土壤水分含量。同时,覆砂明显抑制了表层土壤盐分累积,抑制幅度达到92.4%~95.2%;提高了土壤剖面盐分峰值处盐分含量,提高幅度在11.02%~37.55%;盐分峰值的位置随着试验时间延长不断向下运移。表明,微咸水灌溉条件下,覆砂措施通过减少土壤水分蒸发和增加土壤水分入渗而抑制表层土壤盐分累积,促进土壤盐分向下层运动。     

蒸发和灌水频率对土壤水分分布影响的研究

通过室内均质土柱试验，对不同灌水频率下有无蒸发土壤中的水分分布规律进行了分析。结果表明，灌水频率可改变土壤水分的空间分布和土壤蓄水量。在相同灌水量条件下，灌水频率加大，上部土层水分含量在一定范围内增高，且湿润锋深度变浅，上部土层蓄水量增加；适宜的灌水频率可增加土壤蓄水量。有无蒸发条件下土壤水分差异在灌水初期主要体现在上部土层，随灌水次数增多，上部土层水分差异减少，且灌水频率越高，这种差异减少得越快，而下部土层水分差异增加。     

河流故道区砂质土壤水分运移规律及灌溉制度初探

对河流故道区砂质土壤水分运移规律及灌溉制度研究结果表明,不同灌水量处理灌水后7d内土壤蒸发量差异较小。7年生梨树地灌溉试验表明,增大灌水定额,减少灌水次数可达到节水增效的目的。土壤水分入渗深度在灌水定额为1200m3/hm2时,仍未突破梨树的主要根系范围;而目前群众普遍采用的灌水定额600m3/hm2,生育期内灌水6次的灌溉制度尚不能满足梨树根系对水分的要求。并提出采用梨树地灌水定额为900m3/hm2,生育期内灌水4次的定额足灌制度进行灌溉。     

Agricultural Polymers Revisited: Salinity Interactions and Soil-Water Conservation

A synthetic superabsorbent polymer used to improve water-holding capacity of soils was investigated. Two water qualities, two irrigation intervals, and two application rates were administered to 24 treated soil columns. Polymer absorbance of water was proportional with time but inversely proportional to salinity levels. After a threshold period, which was longer for the lower water application rate, cumulative evaporation (E = √ct) increased with decrease in irrigation interval and the type of amendments added in order of control > peat moss > the absorbent copolymer. The value of c was largely determined by the water application rate and the type of the soil amendment. Salt and moisture distributions were governed by the amount of water conserved. Peat moss was more effective in leaching salts. The quantity of water applied per irrigation, rather than cumulative amount, seemed to affect water conservation, whereas the cumulative amount of water affected electrical conductivity–sodium absorption ratio (EC-SAR) distributions.     

不同剂型聚丙烯酰胺对冷沙黄泥土壤持水性能的影响

为筛选用于提高沙质土壤保水能力的最佳保水剂型,以重庆市分布面积较大的冷沙黄泥为研究对象,采用模拟试验,研究了不同水解度和不同相对分子质量的聚丙烯酰胺（PAM）对沙质土壤的持水效应。结果表明,不同剂型的PAM均能在一定程度上抑制沙质土壤水分的蒸发,提高土壤的保水能力。施用质量分数为0.02%,相同相对分子质量 （800万）,不同水解度（10%、20%、30%、40%）PAM的处理,冷沙黄泥累计蒸发量分别较对照减小7.76%～20.17%,平均含水率分别较对照增加2.65%～5.96%,以水解度为40%（高水解度）的PAM持水效果最好。相同水解度（40%）,不同相对分子质量（400万、600万、800万、1 000万）PAM的处理,冷沙黄泥累计蒸发量分别较对照减小14.37%～ 20.74%,平均含水率分别较对照增加4.85%～6.11%,以相对分子质量为1 000万的PAM持水效果最好。可见施用质量分数为0.02%,水解度为40%,相对分子质量为1 000万的PAM对冷沙黄泥持水效果最好, 是有效提高冷沙黄泥吸水和保水能力最佳PAM剂型。     

不同水分条件对东北风沙土花生生长发育及水分利用率的影响

研究不同水分条件对东北风沙土花生各生长期植株形态、生理指标、产量及水分利用率的影响。采用盆栽的方式对花生各生长期的土壤水分进行调控,对上述指标进行测定。结果表明,风沙土栽培花生苗期适当干旱对花生生长发育没有显著影响;花针期对水分要求明显增高,土壤含水量为田间持水量的60%为宜;结荚期必须提供充足的水分,否则严重影响荚果生长,导致减产。在各组处理中全生育期土壤含水量下限控制在田间持水量60%时,水分利用率最高,达到1.53 g/kg,产量92.9 g/盆也达到了较高的水平,该指标可用来指导东北风沙土花生补水灌溉。     

若尔盖高原湿地土壤性质对硒有效性的影响

用等温吸附的方法研究了若尔盖高原广泛分布的泥炭土、沼泽土和风沙土对硒的吸附与解吸,以探讨湿地土壤因素对硒有效性的影响。结果表明,3种土壤还原状态下硒的吸附量均大于氧化态,水溶性硒和交换态硒的解吸量均为氧化态高于还原态,潜在有效硒与此相反,氧化状态有助于提高土壤硒的有效性。土壤pH升高,泥炭土对SeO_3~(2-)-Se的吸附量降低,水溶态硒增加,交换态硒降低,潜在有效硒变化不明显。土壤有机质能大量吸持硒降低其有效性,泥炭土去有机质后对硒的吸附量大幅度下降,水溶性硒和交换态硒量增加,潜在有效性硒量则明显降低。     

覆土浅埋滴灌玉米田双作物系数模型参数全局敏感性分析

为深刻了解双作物系数模型参数对覆土浅埋滴灌玉米田蒸散发耗水结构及水分传输过程的影响,采用拓展傅里叶幅度敏感性检验法对模型参数进行全局敏感性分析,筛选出敏感参数,提高调参校准的效率和精准度。结果表明:参数±10%变化时,全生育期土壤蒸发量、作物蒸腾量、蒸散发耗水量最大值较最小值分别高18.72%、25.37%、19.9%。土壤蒸发是表土水分的消耗过程,总量在最大、最小值条件下1 m土层日贮水量动态接近,而作物蒸腾是消耗整个根系层内土壤水,总量变化对1 m土层水分消耗的影响较大。土壤蒸发总量的敏感参数为土壤表层可蒸发水量、生长中期基础作物系数,其全局敏感性指数为0.662、0.321,是不敏感参数均值的33.6~69.4倍。作物蒸腾总量的敏感参数为根系不受水分胁迫的临界土壤贮水量、生长中期基础作物系数、田间持水量,其敏感性指数为0.569、0.485、0.455,是不敏感参数均值的34.5~43倍。敏感参数与蒸发蒸腾的关系为:表土完全湿润后,其可蒸发水量决定干燥过程土壤蒸发量,二者正相关。中期基础作物系数影响蒸发系数,总蒸发量与其负相关。根系不受水分胁迫的临界土壤贮水量越高,玉米根区易利用的水量区间越窄,根系越早发生水分胁迫,作物蒸腾受限,总蒸腾量与其负相关。中期基础作物系数与总蒸腾量正相关,对其影响程度远高于初期、后期基础作物系数。田间持水量高的土壤能在灌溉、降雨量较大时存贮更多水分用于作物蒸腾,总蒸腾量与其正相关。     

基于HYDRUS-2D模型的玉米高出苗率地下滴灌开沟播种参数优选

开沟播种是一种可显著提高地下滴灌春玉米出苗率的新型播种方式,为了优化该技术模式,该文通过两年田间试验分析了地下滴灌玉米出苗率与灌水后种子处土壤有效饱和度(effective saturation)的关系,并基于HYDRUS-2D构建了地下滴灌开沟播种土壤水分运动模型,以90%玉米出苗率为前提,研究了不同土质和土壤初始含水率条件下3个技术参数——开沟深度、滴灌带埋深和灌水量对种子处土壤有效饱和度的影响.结果表明:1)出苗率随土壤有效饱和度线性递增,土壤有效饱和度不小于0.77时,出苗率超过90%;2)地下滴灌开沟播种HYDRUS-2D模型模拟精度较高,模拟得到的土壤有效饱和度随开沟深度增大而增大,随滴灌带埋深增大而减小;3)满足土壤有效饱和度为0.77所需的出苗水灌水量随土壤黏粒含量、土壤初始含水率和开沟深度增大而减小,随滴灌带埋深增大而增大.当表层土壤初始含水率为40%田持~60%田持时,开沟深度每增加5cm,砂壤土的出苗水灌水量减小15~20mm,粉壤和粉黏土的出苗水灌水量减小6~18mm;滴灌带埋深由30cm增大到35cm时,砂壤土的出苗水灌水量增大16~21mm,粉壤和粉黏土的出苗水灌水量增大4~14mm.不同埋深和开沟深度下,当表层土壤初始含水率由40%田持增大到60%田持时,砂壤土的出苗水灌水量减小9~14mm,粉壤和粉黏土的出苗水灌水量减小9~19mm;4)综合考虑土壤质地、玉米根系分布、机械作业、耗能、耕作深度和土壤水深层渗漏以及土壤初始含水率,玉米地下滴灌适宜的滴灌带埋深为30~35cm,开沟深度为10~15cm,灌水量范围为25~67mm.农业生产者可以根据当地实际情况对以上3个技术参数进行合理配置.     

喷灌强度对滨海盐碱地土壤水盐运移特征的影响

为研究一维条件下喷灌强度对滨海盐碱地土壤湿润峰运移、水分再分布特征及盐分淋洗的影响,选用滨海盐碱地黏质重度盐碱土和砂质重度盐碱土2种土壤,设置5个喷灌强度(分别是1.72、3.13、5.27、8.75、10.11mm/h),进行室内喷灌条件下土柱模拟试验。结果表明,喷灌强度与土壤黏粒含量显著影响湿润锋运移。湿润锋推进速度随着喷灌强度增加而增大,而湿润深度随之减小,且土壤黏粒含量越高,越不利于湿润锋运移;随着土壤水分再分布过程的推进,黏质重度盐碱土在3.13mm/h喷灌强度下同一深度体积含水率较其他处理大,砂质重度盐碱土在1.72mm/h喷灌强度条件下土柱具有较高的保水性;采用喷灌淋洗,可使上层土壤脱盐,盐分均累积至下层土壤,并使其急剧增加且达到最大值。对于黏质重度盐碱土,3.13mm/h喷灌强度下,盐分淋洗效果较好,而对于砂质重度盐碱土,8.75mm/h喷灌强度淋洗效果优于其他处理。该研究可为喷灌技术合理和可持续开发利用滨海盐碱地提供参考。