变化地下水埋深与灌水量对土壤水与地下水交换的影响

【目的】探究不同地下水埋深和灌水量对土壤水与地下水交换的影响,提高灌溉水利用效率。【方法】在河套灌区开展了不同地下水埋深与灌水量对土壤含水率、地下水埋深及土壤水与地下水交换影响的田间试验,分析变化地下水埋深与灌水量对土壤水与地下水交换的影响。【结果】不同灌水量下,灌水前后0～60 cm土壤含水率变化明显,灌水主要补充耕作层,生育期第3次灌水入渗量约占灌水总量25%,灌水量越大,土壤水对地下水入渗补给量越大。地下水埋深随灌水量增加而显著减小(P0.05),地下水补给量与灌溉量的比值依次为L1处理L2处理L3处理L4处理L5处理L6处理L7处理L8处理L9处理。【结论】在河套灌区年均地下水埋深为1.8 m的区域,生育期单次灌水量110 mm,秋浇300 mm,可显著减少灌溉水下渗,以达到充分利用潜水蒸发,提高水资源利用效率,实现节水增产的目的。     

犁底层对土壤剖面盐分淋洗的影响及优化洗盐模拟

干旱区淡水滴灌洗盐对微地形适应性强,具有较好的应用潜力。但长期耕作过程中形成的犁底层对水盐有明显的阻滞作用,为探讨犁底层对盐分淋洗效果的影响及其调控,采用HYDRUS-2D建立典型干旱绿洲区棉田二维滴灌水盐运移模型,开展数值试验模拟不同犁底层改良情景下的土壤水盐运移特性。考虑间隔破坏犁底层、打薄犁底层及生物耕作等部分破坏犁底层方案,分析对盐分淋洗的优化效果。结果表明,利用水盐运移模型能较好地刻画犁底层的阻水滞盐效应,通过部分破环犁底层可改善其控盐保熵能力,提高洗盐效率;盐分淋洗效果整体表现为：膜间<宽行<窄行,窄行因处于滴头正下方,洗盐效果最优,膜间则受蒸发作用的影响,出现一定程度的返盐;间隔滴灌4次总灌水量为3 600 m³/hm²时,所有犁底层改良方案的土壤水矿化度均满足棉田出苗对土壤水矿化度适宜值(17.92 mg/cm³)的要求,犁底层破坏宽度为60 cm的改良方案效果最优,耕作层和犁底层的脱盐率分别达到80%与65%,较未改良犁底层的对照方案脱盐率分别提升8%与12%,剖面储水量较未破坏犁底层的对照...     

不同灌水量和灌水器埋深下单坑渗灌红壤水分入渗特性及其模拟

[目的]探究灌水量和灌水器埋深对单坑渗灌红壤水分入渗特性的影响.[方法]通过室内土箱试验模拟大田单坑渗灌过程,研究了单坑渗灌红壤在不同灌水量(1、2L和3L)和不同灌水器埋深(10、15cm和20cm)条件下湿润锋运移距离、累积入渗量和土壤含水率的分布规律,并采用交替方向隐式差分法对土壤水分空间分布进行了模拟.[结果]...     

盐胁迫下水氮处理对小桐子生理特性的影响

为研究盐胁迫条件下不同水氮处理对小桐子幼树生理特性的影响,采用3个灌水水平(灌水处理的每次灌水量分别为T1:3.2 L/株,T2:5.4 L/株,T3:9.6 L/株),4个施氮水平(NZ:0 g,NL:10 g,NM:30 g,NH:50 g),共12个处理,6次重复,进行温室小区试验.结果表明:盐胁迫下适当增加灌水量可以有效提高小桐子的净光合速率;在盐胁迫且不施氮条件下,与T1相比T2和T3能促进小桐子的光合特性、叶水势增加;适宜的土壤水氮调控有助于增加小桐子的光合作用;在盐胁迫与灌水量相同处理条件下,与NZ相比,NL,NM,NH下的小桐子的光合作用显著,且叶水势减小.与T3NH比,T3NM的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶水势分别显著提高4.98%,6.01%,9.14%,22.97%.在盐胁迫下,有利于小桐子生理特性的最优处理是T3NM.     

渗灌用黏土基微孔陶瓷灌水器入渗性能研究

针对3种孔径相同开口孔隙率和渗流面积不同的黏土基微孔陶瓷灌水器,进行了水力性能和土壤入渗试验研究。结果表明,相同条件下微孔陶瓷开口孔隙率和渗流面积越大,灌水器渗流量越大;灌水器入渗性能受灌水时间、土壤类型和进口压力的影响。随着灌水时间延长土壤含水率增加,入渗速率减小;在无压条件下,黄绵土入渗速率较砂土大,随着进口压力增大,砂土入渗速率大于黄绵土入渗速率;同时随着进口压力增大灌水器入渗速率增大且稳定时间缩短。     

犁底层容重对微咸水膜下滴灌土壤水盐运移分布的影响

犁底层对土壤水盐运移分布有重要影响.为探究犁底层容重对微咸水膜下滴灌土壤水盐运移分布的影响,利用HYDRUS-2D软件构建不同犁底层容重情景,对剖面土壤水盐变化、统计特征值及排水排盐情况进行分析.结果表明,犁底层容重越大,其饱和含水量越低,耕作层及犁底层保水能力越强,滴头下方土壤水矿化度越小,2滴头中间土壤水矿化度越大...     

秸秆深埋下灌水量对土壤水盐分布与夏玉米产量的影响

为探究秸秆深埋下土壤水盐分布与夏玉米产量对灌水量的响应,于2017年和2018年在河套灌区进行了秸秆深埋下单次灌水定额60 mm(W1)、90mm(W2)、120mm(W3)3个处理及常规135 mm为对照(CK)处理的大田试验.结果表明:秸秆深埋下耕作层含水率随灌水量的增加先增后减,成熟期W1处理的两年平均含水率较C...     

间歇供水对点源入渗土壤湿润体及水分分布的影响

对间歇供水和连续供水方式下的地表点源入渗进行了室内对比研究,得到以下初步的结果:2种供水方式下水平和垂向湿润锋与入渗时间均存在显著的幂函数关系;在灌水定额相同的条件下,采用大滴头流量(2L/h)间歇滴灌同采用小滴头流量(1L/h)连续滴灌相比较,间歇供水能有效增加水平与垂向湿润距离的比值;在连续供水条件下,土壤湿润体内平均含水率保持为一常量,而间歇供水处理的湿润体内平均含水率有一周期性的动态变化,供水期持续增大,在停水期降低接近于连续供水处理。     

无压地下灌溉条件下土壤水分入渗特性研究

通过室内土箱试验,研究了不同供水压力(-3、0、3cm)和灌水器孔径(4、6、8mm)对无压灌溉下累积入渗量、湿润峰动态变化以及土壤含水率分布的影响。结果表明,不同供水压力和灌水器孔径下累积入渗量、土壤湿润体水平向和垂直向最大湿润距离均随入渗时间的增加以幂函数形式增大,湿润体内土壤含水率沿湿润球体半径方向以二次抛物线形式逐渐减小。随着供水压力的增大,相同时段内的土壤入渗量增大,湿润锋的迁移速度也随之变快;在供水压力相同的条件下,大孔径灌水器在相同时段内的土壤入渗量、水平向和垂直向最大湿润距离均比小孔径灌水器情况下的数值要大。在中大灌水器孔径条件下,土壤含水率随供水压力增大而增大,而小孔径情况下差异显著。     

灌水量对压砂地欧李光合作用及产量的影响

在田间试验条件下,选用农大5号为试供材料,以当地不灌水栽培的欧李为对照,研究了不同灌水量对压砂地欧李光合作用和产量的影响。结果表明:在不同灌水量处理条件下,欧李叶片气孔导度、蒸腾速率、光合速率和水分利用效率日变化均呈现典型的"双峰曲线"趋势,存在"午休"现象。欧李的光合作用和产量均随灌水量的增加而增加,处理1(450 m3/hm2)和处理2(225 m3/hm2)的净光合速率峰值比对照(不灌水)分别增加9.77%和3.50%;叶片水分生产效率峰值分别比对照增加5.28%和2.13%;产量分别比对照增加19.83%和6.96%。因此,在2015年现有降雨量和给定的灌水条件下,处理1(450 m3/hm2)为压砂地欧李较佳的灌溉定额。     

亚表层有机培肥调控盐渍土孔隙结构与水盐运移机制

为探明亚表层有机培肥结合地膜覆盖对土壤孔隙结构及其水盐运移的调控机制,以内蒙古河套灌区典型盐渍土为研究对象,设置了地表不覆膜(CK)、地膜每年覆盖(PM)和亚表层单次有机培肥+地膜每年覆盖(OMP)3个处理,3年后采用X射线CT扫描和图像处理技术获取了部分亚表层(15 ～21 cm)与深层(35 ～41 cm)土壤孔隙...     

不同覆盖模式对土壤水分蒸发的影响

为了揭示不同覆盖模式抑制土壤水分蒸发的效果,通过模拟试验,对不同覆盖模式抑制土壤水分蒸发的效果进行了分析.试验设置无覆盖(CK)、覆砂(S)、覆砂+覆膜(SM)、覆秸秆+覆膜(JM)和覆秸秆+覆砂(JS)5种模式.结果表明:土壤表层不同覆盖处理的土壤日蒸发量不同,在蒸发初期,土壤水分蒸发量从大到小依次为CK,JS,JM,S,SM,之后基本保持CK,JS,S,SM,JM的变化趋势.当有降雨发生时,土壤水分蒸发量从大到小由CK,JM,SM,JS,S变为CK,JS,S,SM,JM的趋势;土壤表层的不同覆盖处理可有效减少土壤水分的蒸发,CK,JS,JM,S,SM处理的土壤水分累积蒸发量分别为1823.6,712.2,473.3,450.6,375.1 g,与对照相比,CK,JS,JM,S,SM处理的土壤水分累积蒸发量分别减少了60.9%,74.0%,75.3%,79.4%;在整个蒸发过程中,不同覆盖模式下土壤水分累积蒸发量与时间的关系符合W=at^b,综合分析可知,覆砂(S)处理是最符合试验区域的覆盖模式.     

储水灌溉及覆膜对土壤水分及小麦出苗的影响

对不同储水灌溉定额和覆膜时期的研究结果表明,储水灌溉可增加0～120cm土层土壤贮水量,适度降低储水灌溉定额,对播种期和出苗期0～10cm土层土壤含水率影响不明显,头水期0～40cm土层土壤含水率与对照之间的差异不显著,春小麦出苗率提高;及早覆膜,有利于提高播种期和出苗期0～10cm土层、头水期0～40cm土层土壤含水率,以及播种至三叶期0～25cm土层地温。春小麦全膜覆土穴播栽培的适宜储水灌溉定额为600m3/hm2,覆膜时期为储水灌溉前覆膜,与对照相比,播种期及出苗期0～10cm土层土壤含水率分别提高7.36%和8.29%,头水期0～40cm土层土壤含水率提高2.78%,基本苗及出苗率分别增加26.34万株/hm2和5.44%,节水900m3/hm2。     

秸秆深埋结合地膜覆盖土壤水盐运移模拟试验研究

[目的]探究滨海地区盐渍土在春秋季节强烈返盐问题的治理方法。[方法]通过室内土柱模拟实验,研究了覆膜和秸秆深埋对盐碱土水分入渗、蒸发及水盐运移特性的影响。[结果]淋洗入渗阶段,秸秆深埋可减缓水分入渗速度,优化耕层水盐分布,在提高耕层土壤含水率的同时增强了淋盐效果。潜水蒸发阶段,各处理均能抑制潜水蒸发,秸秆深埋整体抑蒸效果和控盐效果均优于土表覆膜,但蒸发结束后,覆膜处理浅层0~30cm土层土壤的含水率较其他未覆膜处理提高了11.74%~59.91%。[结论]秸秆深埋与覆膜相结合的处理体现了较优的保水控盐效果,可在滨海区农业生产中进行推广应用。     

可降解膜覆盖对一维土柱水分蒸发的影响

为解决残膜污染问题、探讨降解膜覆盖对土壤水分蒸发过程的影响规律,开展室内土柱蒸发试验,研究了在2种辐射方式(连续、间断)下5种覆盖层(CK:无膜;PE:普通地膜厚0.008 mm;BD1:A型降解地膜厚0.010 mm,诱导期45 d;BD2:B型降解地膜厚0.010 mm,诱导期60 d;BD3:C型降解地膜厚0.012 mm,诱导期60 d)对土壤水分蒸发特性的影响.结果表明:地膜覆盖对土壤蒸发影响显著,连续辐射蒸发下,处理CK的累积蒸发量为34.2 mm,与 CK 相比处理PE,BD1,BD2,BD3的抑蒸率分别为31.22%,15.61%,15.94%和15.35%;间断辐射蒸发下,处理CK的累积蒸发量为32.5 mm,与 CK 相比处理PE,BD1,BD2,BD3的抑蒸率分别为25.84%,15.69%,16.74%和12.15%,抑制作用从大到小依次为PE,BD2,BD1,BD3,CK.在相同的辐射方式下,降解膜处理累积蒸发量的Rose模型拟合效果优于其他处理.从2种辐射方式下降解膜的蒸发特性和其拟合效果得出,B型完全生物降解地膜相对于A,C型完全生物降解地膜,能更有效地抑制水分的蒸发散失,其模型拟合效果更好.     

秸秆覆盖条件下滨海盐渍土水盐分布及蒸发特征

为了揭示秸秆覆盖滨海盐渍土水盐调控机理,通过室内模拟实验研究了不同秸秆覆盖量(0、0.3、0.6、0.9和1.2 kg/m²分别由CK、秸秆A、秸秆B、秸秆C和秸秆D表示)对土壤水盐运移和蒸发强度的影响。结果表明,秸秆覆盖可有效提高表层及土壤剖面含水率,且增墒效果随秸秆覆盖量的增加而增加:试验期间秸秆A、秸秆B、秸秆C和秸秆D剖面平均含水率比CK依次高了41.2%、52.3%、65.7%和58.5%;秸秆覆盖可抑制表层土壤盐分积聚并有效调控土壤剖面盐分分布,秸秆覆盖量越大表层积盐量越低,土壤剖面盐分分布越趋于均衡:试验结束时,CK、秸秆A、秸秆B、秸秆C和秸秆D表层0~2 cm土壤电导率比3~5 cm电导率分别高了246.3%、242.8%、138.4%、40.5%和47.6%;土壤蒸发强度和累积蒸发量随着秸秆覆盖量的增加而降低:试验期间CK、秸秆A、秸秆B、秸秆C和秸秆D处理平均蒸发强度依次为1.79×10^-3、1.64×10^-3、0.93×10^-3、1.35×10^-3和0.76×10^-3mm/min,累积蒸发量分别为17.79、20.30、14.20、14.57和10.27 mm,且蒸发初期秸秆覆盖对蒸发强度和累积蒸发量的抑制作用更明显。     

变温度-风速模拟条件下微润灌工况自适应调节机理

通过模拟光照、吹风改变蒸发强度,对比分析了4种蒸发条件(CK、光照(L)、吹风(W)、光照+吹风(LW))下微润灌入渗速率以及湿润体变化特征。结果表明,常温下微润灌累积入渗量与时间呈显著线性相关关系(决定系数R²>0.99),符合Philip入渗模型水平吸渗项入渗规律;微润管出流速率因多孔介质管壁穿透入渗、管周土壤水分入渗分别随时间呈现出初期骤增、线性减小的演变规律;改变上边界条件后各处理蒸发均显著增大,然而入渗速率只随温度增加而提高,吹风带走土表热量,入渗速率反而减小;光照期间,L、LW处理入渗速率分别增长56.56%、29.51%;撤去光照2 h后,LW处理蒸发强度不变,入渗速率骤降5.90%,揭示了微润灌对温度响应的敏感性远高于上边界蒸发。湿润锋运移距离与时间呈显著幂函数关系,温度提高后入渗速率增加促进了湿润锋运移,温差和重力势共同驱动下水分向背离热源方向移动,光照处理中湿润锋水平运移距离D_horiz、垂直向下运移距离D_down较预测值分别增长75.81%、99.30%。该研究揭示了源于辐射的地温变化在微润灌...     

优化井渠轮灌下秸秆覆盖对夏玉米根系分布与产量影响

为探究夏玉米根系分布及产量对优化井渠轮灌模式下秸秆覆盖的动态响应,设置“渠井渠”灌溉模式下常规覆膜（FM）、秸秆表覆（BF）和秸秆深埋（SM）,全渠水灌溉的常规覆膜为对照（CK）4种处理,于2018年和2019年在河套灌区开展了不同耕作模式田间试验。结果表明,CK处理夏玉米根系分布呈浅宽型,根长密度随土层加深而降低,根长密度集中点在表层0~20cm;优化井渠轮灌模式下,常规覆膜（FM）根长密度集中点在10~30cm,提高深层根长密度不显著;秸秆覆盖显著提高根长密度（P<0.05）,BF处理根系呈宽浅型分布,根长密度集中点在0~20cm,较CK处理的0~20cm土层根长密度提高19.6%（P<0.05）;SM处理根系呈深扎型分布,根长密度集中点下移至20~40cm,显著提高大于40cm土层根长密度,较CK提高91.7%（P<0.05）;各处理水平方向根长密度近似呈以植株为中心的标准正态分布,分布半径约15cm;优化井渠轮灌模式显著降低夏玉米生育期耗水和提高水分利用效率（P<0.05）,但FM和BF较CK平均减产10.1%和1.3%;SM综合效果较佳,较CK平均增产8.9%,水分利用效率平均提高41.4%。该研究可为河套灌区合理安全利用地下微咸水资源、丰富井渠轮灌理论体系及节水增产提供借鉴。     

Sugarcane response to irrigation and straw mulch in a subtropical region

In Northern India, insufficient soil moisture and excessively high soil temperatures are reported to restrict growth of crops during the hot, dry months of April–June. A 3-year field experiment was conducted to evaluate the effects of three irrigation schedules based on ratios of 0.50, 0.75 and 1.00 times pan evaporation, and two levels of paddy straw mulch of 0 and 6 tons/ha on yield and quality of sugarcane for a sandy loam. The differential irrigations were restricted to 10–12 weeks before the monsoon season.Both irrigation and straw mulching had favourable effects on plant height and yield. Cane yield increased by an average of 13.8% for the 1.00 over the 0.50 times pan evaporation. Similarly, yield averaged 13.8% higher with mulch than without it. Interestingly, the pan evaporation ratio of 0.50 with mulch gave a higher yield than the ratio 1.00 without mulch. For the same yield, irrigation under mulching averaged 34 cm less than under no mulch. These beneficial effects were attributed to better soil moisture and temperature regimes with mulching. Irrigation and mulching had no effect on the quality of cane juice. These results indicate that straw mulching and early season irrigation to sugarcane based on 1.00 times pan evaporation is a promising practice for increasing sugarcane production in subtropical areas.     

液态地膜覆盖下种植方式对土壤水分和玉米生长的影响

于2013—2014年间采用大田试验方法,探讨了平地无覆盖种植(CK)、平地全液态地膜覆盖种植(YM1)、垄覆液态地膜沟种植(YM2)及连垄全液态地膜覆盖种植(YM3)4种种植方式对土壤水分变化和夏玉米产量的影响。结果表明,不同覆盖种植方式下,2 a土壤储水量变化趋势基本一致,随着播种后天数的增加呈现"先升高再降低,再升高再降低"的波浪起伏状态;前期降水16.1 mm后,YM1、YM2、YM3处理雨后土壤储水量分别比CK对照高出1.23%、4.29%、4.79%,且差异显著(P0.05),后期雨后储水量均与CK无显著差异;对土壤0~200 cm总储水量和耗水量研究发现,YM1、YM2、YM3处理收获后2 a平均储水量分别较CK增加了2.74%、2.87%、9.79%,2 a平均耗水量均比CK对照减少了1.26%、2.03%、8.17%,其中覆盖YM3处理与CK对照差异显著(P0.05)。与CK对照相比,覆盖YM1、YM2和YM3处理2 a平均增产1.88%、11.32%、21.96%,2 a平均水分利用效率较CK对照提高3.17%、13.51%、32.67%,其中,覆盖处理YM3增产保水效果显著(P0.05),处理YM1与CK无显著差异。研究认为,液态地膜与连垄全覆盖种植方式结合(YM3)更有利于发挥液态地膜的效果,促进产量的增加和水分利用效率的提高。