土壤棵间蒸发的测定及其影响因素

作物的耗水量包括土壤棵间蒸发、植株蒸腾及组成作物自身组织所需的水量。其中,棵间蒸发在作物整个生育期占总耗水的比例较大,且是无效耗水。研究棵间蒸发对于农业节水有着重要的意义。本文在以往相关研究的基础上,详细论述了国内外棵间蒸发测定研究状况,分析了当前棵间蒸发的观测方法(主要是器测法)及其应用情况,探讨了影响棵间蒸发大小的若干因素。     

地膜覆盖和秸秆覆盖春小麦棵间蒸发影响因素分析

对比分析了地膜覆盖和秸秆覆盖条件下春小麦棵间蒸发过程,以土壤热通量为大气因素,土壤温度、土壤水分为土壤因素,作物株高为作物因素,采用通径分析方法,研究了石羊河流域春小麦地膜覆盖和秸秆覆盖措施下影响棵间蒸发的因素。研究认为,土壤是影响春小麦棵间蒸发的主要因素。其中地膜覆盖条件下,土壤温度是影响棵间蒸发的重要因素和限制因素,秸秆覆盖条件下,减小土壤含水率将显著降低春小麦棵间蒸发量。     

日光温室滴灌条件下茄子棵间土壤蒸发变化规律研究

对滴灌条件下新乡青茄全生育期的棵间蒸发规律进行了试验研究,结果表明,茄子在整个生育期相对土壤蒸发的变化曲线均呈脉冲状。相对土壤蒸发强度与表层土壤含水率和作物叶面积指数之间均呈现良好的指数函数关系,灌溉后3 d内相对土壤蒸发强度较大,受大气蒸发力影响明显。综合考虑气象因子的影响程度,太阳辐射是棵间土壤蒸发的主要影响因素。     

不同沟灌方式下夏玉米棵间蒸发试验

采用常规沟灌和交替隔沟灌技术,研究了不同水分处理(水分控制下限为田间持水率的80%、70%、60%)夏玉米的棵间蒸发。结果表明:常规沟灌的灌后蒸发和全生育期棵间蒸发量均大于交替隔沟灌,灌水后短期内由于表层土壤含水率较高,土壤蒸发较大;在满足作物蒸腾耗水的基础上,交替隔沟灌减小了灌溉湿润面积而减小无效蒸发耗水;不同沟灌方式下土壤蒸发与表层土壤含水率呈明显的脉冲波动变化,而深层土壤含水率波动较弱;表层土壤含水率和叶面积指数对棵间蒸发影响明显,二者与相对土面蒸发强度均有良好的指数函数关系。水分下限控制合适,交替隔沟灌棵间蒸发与蒸腾耗水明显降低,是夏玉米适宜的灌水方式。     

交替隔沟灌条件下夏玉米棵间蒸发研究

利用微型蒸发器观测了交替隔沟灌和常规沟灌条件下夏玉米的棵间蒸发量,分析了棵间蒸发、降雨量和参照腾发量的变化趋势以及不同土壤水分处理下隔沟灌和常规沟灌夏玉米棵间蒸发的日变化规律;探讨了相对蒸发强度与叶面积指数之间的关系,并拟合了棵间蒸发与叶面积指数之间的回归方程;最后指明了在充分供水条件下,相对蒸发强度与表层土壤含水量有极其敏感的关系.试验结果表明,交替隔沟灌条件下的棵间蒸发量小于相同水分处理的常规沟灌的棵间蒸发量,随着土壤水分下限值的增加,交替隔沟灌和常规沟灌间棵间蒸发量的差值越来越小;相对蒸发强度随着叶面积指数的增加而下降,随着表层土壤含水量的增加而增加.     

蓄水坑灌条件下灌水量对棵间蒸发强度的影响研究

采用蓄水坑灌技术,研究了不同灌水量处理下(W90,W150,W210)的果园棵间蒸发。在田间采用微型蒸渗仪,观测了距树干不同距离处棵间地表蒸发强度、距坑口不同深度处坑壁蒸发强度的逐日变化过程,并利用微型气象站和nk3500手持气象仪,同步观测了地表棵间以及蓄水坑内的气象因素。结果表明:不同灌水量处理下的棵间地表蒸发逐日变化特征基本一致,呈现随时间先逐渐递减,然后稳定的变化规律;不同灌水量处理下的棵间坑壁蒸发、棵间总蒸发逐日变化特征基本一致,呈现单峰性,随时间先逐渐增大、后逐渐减小、最后稳定的变化规律;不同灌水量下的棵间坑壁、棵间地表蒸发强度存在显著差异;W90、W150,W210处理下的棵间总蒸发量分别为41 920、45 045、45 447mm3,W210比W90处理下的棵间总蒸发量大1.08倍,棵间总蒸发量随着灌水量的增加而呈现逐渐增加趋势。蓄水坑灌条件下,灌水量大小对果园棵间蒸发影响显著,研究成果将更进一步揭示蓄水坑灌节水机理,并为蓄水坑灌理论的完善提供重要的科学依据。     

风沙区春小麦棵间蒸发规律的试验研究

2001～2002年在内蒙风沙区对春小麦全生育期正常供水条件下的棵间蒸发规律进行了试验研究,确定了不同生育阶段棵间蒸发量占同期耗水量的比例关系,分析了棵间蒸发量的日变化规律及其与表层土壤含水量的关系,建立了棵间蒸发量占耗水量的比值(E/ET)与叶面积指数LAI的函数关系式。     

垄植沟灌夏玉米棵间蒸发试验研究

为了探明沟灌夏玉米农田棵间蒸发规律,采用自制不同直径的棵间蒸发皿在夏玉米全生育期内分别于每天早上8点加以观测,对不同水分下限条件下沟灌夏玉米大田总蒸发量及垄面、沟面蒸发量进行了试验研究.结果表明沟灌夏玉米棵间蒸发量随着土壤水分下限降低呈减少的趋势,在全生育期内棵间蒸发在拔节前占很大比例,苗期和拔节期农田棵间蒸发量各占蒸腾量的90%和40%左右;拟合不同水分处理沟面和垄面蒸发的线性方程,相关系数在0.8以上;最后对比苗期和抽雄后期垄沟蒸发过程,两者都随着时间推移呈减小的趋势.垄面蒸发和沟面蒸发的比例约为20∶13,这为以后沟灌夏玉米农田土壤水分循环模拟提供了数据参考,在沟灌夏玉米农田蒸发中,应在拔节期前控制棵间蒸发量达到节水的目的.     

小麦/玉米套作及其相应单作群体棵间土壤蒸发规律

通过大田实验,对比分析河套灌区小麦/玉米套作与单作小麦、单作玉米棵间土壤蒸发的差异及其规律。结果表明,单作小麦、小麦/玉米套作和单作玉米的棵间土壤蒸发量占总耗水量的比例分别为28.8%、38.6%和29.9%;套作群体全生育期的棵间土壤蒸发量显著高于单作,且日均棵间土壤蒸发量为1.06 mm/d,高于单作小麦0.85 mm/d和单作玉米0.90 mm/d。不同生育期棵间土壤蒸发的日变化规律基本一致,峰值出现在中午12:00~14:00之间,不同种植模式下棵间蒸发占蒸散发的比例与叶面积指数均呈良好的指数关系,同时棵间土壤蒸发与表层土壤含水率均呈脉冲波动变化,且灌溉后波动幅度增大。     

风沙区春玉米棵间蒸发变化规律的研究

棵间土壤蒸发是农田水平衡计算的重要参数，利用微型蒸渗仪测定了春玉米生长期间棵间蒸发的逐日变化过程，确定了春玉米生长期间棵间蒸发占总蒸散量的比例关系，并对相对土面蒸发强度E／ET0随表怪土壤含水量的变化趋势以及相对土面蒸发强度与作物叶面积指数LAI的关系作了详细分析。     

不同质地条件下土壤表层温度与土壤蒸发量的关系研究

土壤表层温度与土壤蒸发量有着紧密联系,土壤质地对二者均有着重要影响。【目的】探究不同质地土壤表层温度变化对土壤蒸发的影响。【方法】选取2种质地原状土(粉壤土与砂土),进行配比混合,得到5种不同质地土壤。测量1次性供水与充分供水条件下不同土壤的蒸发量、土壤表层温度数据、土壤砂粒量,探究不同质地条件下土壤相对蒸发量(RE)和土壤表层相对温度差(RT)的关系。【结果】①1次供水和充分供水条件下RT随着蒸发过程的进行逐渐增大,当蒸发过程至水汽扩散阶段时,RT趋于稳定;②随着土壤砂粒量增大,蒸发至水汽扩散阶段时对应的RT逐渐减小;③土壤质地相同情况下,RT越大,其RE越小,回归建立了二者的二次函数关系;④RT相同情况下,土壤中砂粒量越高,其RE越小。【结论】土壤中砂粒量的不同,使土壤孔隙、热容量等性质产生差异,导致蒸发过程中土壤温度及蒸发量变化出现规律性特点,RE与RT呈与含砂率有关的二次函数关系。     

黄河三角洲盐渍土蒸发对土壤盐分变化的响应特征

为了探明黄河三角洲盐渍土蒸发对土壤盐分变化的响应特征,采用矿化度分别为5,10,30,50,70,90 g/L的咸水灌溉黄河三角洲0~40 cm土壤,获得不同盐分梯度的盐渍土处理,依次标记为处理T1—T6,并测定各处理的土壤含水率和电导率、蒸发强度和累积蒸发量等指标.结果表明,蒸发过程中表层土壤含水率和电导率均随土壤含盐量增加呈逐渐增加趋势;蒸发结束时,处理T1—T6的土壤表层平均含水率比试验初期降低了80.0%~95.8%,表层含水率的降低幅度随着含盐量增加而逐渐降低;土壤表层电导率分别增加135%~330%,且蒸发前期表层电导率增加幅度明显高于蒸发后期.土壤含盐量对土壤剖面含水率及电导率分布影响差异具有统计学意义,蒸发结束时,处理T1—T6表层0~2 cm比3~6 cm土壤含水率低了8.3%~30.5%,土壤电导率则高了82%~196%,且随着土壤含盐量增加,盐分对土壤剖面盐分分布的影响逐渐增强,表层与深层土壤含盐量差异逐渐增大.蒸发过程中,土壤平均蒸发强度和累积蒸发量随土壤含盐量增加呈降低趋势,处理T1—T6的平均蒸发强度为3.5×10^-4,3.5×10^-4,3.4×10^-4,3.2×10^-4,3.0×10^-4和2.7×10^-4 mm/d,土壤累积蒸发量分别为26.13,26.20,25.50,24.26,22.50和20.58 mm,且蒸发前期各处理的土壤平均蒸发强度及累积蒸发量均高于蒸发后期,土壤含盐量对土壤蒸发的抑制作用主要在蒸发前期.研究表明土壤含盐量可影响土壤剖面含水率与电导率分布以及土壤蒸发强度和累积蒸发量.     

杂草叶片表面结构对雾滴铺展和蒸发的影响

为了揭示不同表面结构的杂草叶片上雾滴的铺展和蒸发情况差异,设计试验研究了0.5%草甘膦在含有系列体积分数有机硅助剂的情况下,选择228,288μm两种粒径雾滴,分别沉积于毛刺、蜡质、粗糙等3种结构叶片表面时的铺展与蒸发情况.试验过程由数码摄像机记录,以获取雾滴完全蒸发所需的时间.并使用Matlab图形处理工具箱对视频中表征雾滴最大铺展面积的数字图像作分割处理,计算雾滴最大铺展面积.结果显示,粒径相同的情况下,在同一结构的叶片表面,雾滴所含有的有机硅助剂体积分数与雾滴的铺展面积呈正相关,而与雾滴的蒸发时间呈负相关.粒径大小相同、含有机硅助剂体积分数相同的雾滴在毛刺叶片表面的铺展效果最好,而蒸发最快;雾滴在蜡质叶片表面铺展面积与蒸发时间受有机硅体积分数变化的影响最为明显;在粗糙结构叶片表面,粒径较小的雾滴受其＂沟壑＂结构影响较难铺展,而粒径较大雾滴的铺展受＂沟壑＂结构影响不明显.     

The influence of early sowing of wheat and lupin crops on evapotranspiration and evaporation from the soil surface in a Mediterranean climate

The losses of water by evapotranspiration and evaporation from soil were investigated during two seasons from wheat and lupin crops sown at two times. Evapotranspiration was measured using ventilated chambers and microlysimeters were used within the chambers to measure evaporation from the soil surface. These techniques allowed the partitioning of evapotranspiration into its two components. In the early part of the season, evaporation from the soil surface was greatest beneath late-sown crops. Larger canopies, associated with early sowing, reduced evaporation during the energy-dependent first stage. The greater losses beneath late-sown crops were not sustained as surface soil water contents declined, decreasing the influence of canopy area on evaporation. Early sowing may increase evapotranspiration early in the season and thereby decrease the risk of drainage losses contributing to groundwater recharge. However, the magnitude of the hydrological advantages from early sowing is likely to vary each year according to seasonal climatic conditions.     

淮北平原气象因素对裸地潜水蒸发的影响

【目的】理清气象因素对潜水蒸发的影响。【方法】采用五道沟水文实验站62套原状土蒸渗仪及气象场1991─2015年长系列实验资料,分析了潜水蒸发与水面蒸发、气温、降雨及地温的关系,并比较了气象因素对砂姜黑土与黄潮土潜水蒸发量影响的差异。【结果】砂姜黑土与黄潮土地下水埋深为0时的潜水蒸发均比水面蒸发小,且都与水面蒸发呈线性相关关系(R~2>0.9)。潜水蒸发与气温年内变化趋势基本一致,气温对砂姜黑土在地下水埋深小于0.2 m影响较大,大于0.4 m影响较小;对黄潮土在地下水埋深小于1.0 m影响较大,大于2.0 m影响较小。地温是潜水蒸发的能量来源之一,5—8月,潜水蒸发随地温的增加而增大;11月—次年2月,潜水蒸发随地温的增加而减小,而3、4月和9、10月处于转折阶段,规律性不明显。对多年平均月潜水蒸发与地温进行曲线拟合,采用高斯曲线拟合最好(R~2均大于0.9)。【结论】气象因素对地下水埋深浅的潜水蒸发影响明显,且对黄潮土的影响大于砂姜黑土,可用地温计算潜水蒸发。     

电场强化基面液滴蒸发的研究进展

为深入研究静电场对基面液滴蒸发的作用,结合有关国内外研究现状,通过分析电场对基面液滴的变形作用和对液滴内部流动模式和速率的影响,以及电场对液滴在上述两方面的影响与液滴蒸发的关系,分析了电场对基面上液滴蒸发过程的强化作用,对有关基面液滴在电场下蒸发的研究进展进行了介绍,根据前人的理论和试验研究结果探讨了电场对基面液滴蒸发强化作用的基本机制:电场能够使基面液滴的表面电荷分布和形貌特征发生变化,发生电润湿现象,同时改变液滴的内部流动形态,提高液滴的内部流动速率,从而从两方面强化液滴界面处的热交换,促进液滴的蒸发传质.同时,简要评析了目前的研究进展情况,并指出关于电场强化基面液滴蒸发值得进一步研究的方向.研究结果为高热流密度表面的静电雾化冷却技术研究提供了思路.