根层铺多孔膜对土壤水分的影响

在根系土壤不同深度铺设不同开孔度薄膜的条件下,以黑麦草为试材,通过盆栽试验研究了根层铺多孔膜对土壤水分的影响。结果表明：根层铺多孔膜改变了根系层土壤水分分布,铺设深度为15 cm时,土壤含水量随深度的增加先增大后减小,铺设深度为20 cm时,土壤含水量呈“3”形分布,同一铺设深度不同开孔度的土壤水分分布较为相似,且土壤含水量最大值出现在覆膜深度以下5 cm处;当土壤含水量降至灌溉下限时,根层铺多孔膜各处理表层（0～5 cm）及膜上土壤平均含水量较裸土处理分别减小了37.6%～51.1%和26.2%～37.0%,膜下土壤平均含水量较裸土处理增大了7.7%～25.0%;在观测时段内,根层铺多孔膜各处理中,除铺设深度15 cm、开孔度30%的处理0～30 cm深度土壤储水量变化值大于裸土处理15.2%外,其他处理均小于裸土处理,其中铺设深度15 cm、开孔度50%的处理较裸土处理减小了23.0%,表明根层铺多孔膜技术具有较好的节水效果。     

金沙江干热河谷银合欢人工林对土壤养分的影响

通过干热河谷银合欢人工林对土壤改良效应5年的研究,结果表明:银合欢林具有很好的土壤改良效应,土壤有机质明显高于CK,在0～20 cm,20～40cm和40～60cm的土层中,比CK分别高52.61%,51.09%和43.52%,土壤有机质随着土壤深度的增加而减少.pH在0～20cm,20～40cm和40～60cm的土层...     

科尔沁沙地坨甸交错区土壤水分的空间变异规律

科尔沁沙地沙丘-草甸相间地区,地貌形态多样、土地利用类型众多,从而导致土壤水分空间分布的复杂性。通过对科尔沁沙地典型沙丘-草甸相间地区的调查取样与试验分析,运用统计学理论和方法,研究土壤水分的空间变异性及其空间分布规律。结果表明：水平方向上,土壤水分总体表现为草甸地大于沙丘地,过渡带介于两者之间。就草甸地而言,植物生长越好,其土壤水分越高,保水持水性能也越好;沙丘地则与之相反,植被最稀疏的流动沙丘,其土壤含水量大于半流动半固定沙丘与固定沙丘,且有良好的储水条件。垂向上,高覆盖草甸、低覆盖草甸和农田（草甸）土壤含水量在地表下0～40 cm波动最大,40～160 cm随深度增加而递增;流动沙丘、半流动沙丘和固定沙丘土壤含水量随深度增加呈微弱加大趋势。林地、撂荒地、农田（沙丘）变化程度居中。从空间分布看,研究区中东部土壤水分偏大,且向南北两侧区域递减。     

玉米膜孔灌农田土壤水氮分布特性

通过大田玉米灌水试验,研究了畦灌和膜孔灌条件下农田土壤水氮运移特性。结果表明:在相同灌水定额条件下,膜孔灌土壤剖面含水率比畦灌土壤剖面含水率变化均匀,0~30 cm土层灌水后1天和灌水后5天膜孔灌土壤含水率比畦灌土壤含水率高19.2%和18.3%;在相同灌水定额条件下,土壤铵态氮含量受土壤水分运动的影响较小,主要分布在30 cm以上土壤层,膜孔灌条件下土壤铵态氮含量随时间分布比畦灌均匀,其含量最大值为41.6 mg/kg,同畦灌相比铵态氮含量增加了4.3%;硝态氮含量受灌水方式的影响较大,在相同灌水定额条件下,10~50 cm各土层硝态氮含量膜孔灌比畦灌分别增加了41.3%、96.3%、55.3%、50.7%和46.5%,膜孔灌土壤硝态氮含量随时间和垂直土壤剖面分布均匀,其硝态氮含量主要集中在0~50 cm土层,有利于作物对氮素的吸收,提高氮素利用率。     

杨凌区浅层土壤水分与深层土壤水分的关系研究

通过测定陕西杨凌区不同灌水条件下冬小麦的土壤水分变化,研究了浅层土壤水分与深层土壤水分的关系。结果表明:土壤含水量随土层深度的加深,呈先上升,后下降,又上升的变化趋势。在自然降水或灌溉条件下,土壤水分的变化程度随土层深度的增加,呈剧烈—缓和—剧烈—缓和的趋势。表层20、30、40、50 cm各土层含水量分别与0~150 cm各土层含水量的相关性较好,并且土层相邻越近,其相关性越好,说明由表层土壤含水量来推算深层土壤含水量是可行的。基于Biswas土壤水分估算模式,由表层30~40 cm的含水量来推算0~100 cm各土层含水量的精度较高,由表层20 cm的含水量来推算100~150 cm各土层含水量的精度较高。总灌水量及灌水次数对含水量的影响,直接影响到估算模式参数的取值及估算精度。     

高寒沙区典型人工林土壤水分空间分布特征研究

揭示生长阶段以及土壤深度对于中间锦鸡儿(Caragana intermedia)人工林土壤水分分布的影响,对于解决植被的经营与巩固、重建与恢复等方面都具有重要意义。利用ECH2O土壤含水量监测系统对不同深度(10cm、20cm、30cm、40cm、60cm、90cm、120cm、150cm)不同生长阶段(3a、5a、16a、30a)中间锦鸡儿人工林土壤水分进行连续监测,检验土壤层次之间的差异显著性和相关性并进行空间插值,分析不同深度的土壤水分的分布状况。测定期间,3a、5a、16a、30a不同深度的VWC均值分别在15. 50-38. 25%、16. 00-42. 38%、15. 15-38. 09%、18. 28-42. 05%之间。四个不同生长阶段的人工林中,10cm和20cm表现为中等变异性,60cm以下深层土壤的VWC表现为弱变异性。不同深度的土壤水分都具有显著差异性和相关性。垂直分布上,土壤水分表现为增大-减小-再增大的总体趋势,各层深度都具有显著的差异性和相关性,且相关性随着距离的增大而减小。土壤水分的变异性随着深度的增加而减小,表层土壤一般表现为中等变异,深层土壤一般表现为弱变异性。3a的土壤水分在垂直方向上波动性最大,30a最小。水平空间上,土壤表层水分随着林龄的增加而增加,而土壤深层深度随着深度的增加而减小。     

滴灌时长对伊犁河流域土壤理化性质及作物产量的影响

为阐明新疆伊犁河南岸灌区不同滴灌应用年限下新开垦耕地土壤水分分布和土壤全氮及有机质分布,进一步了解干旱区荒地引水灌溉开垦过程中土壤养分变化,本文以伊犁河流域连续新开垦地区——伊犁河南岸灌区管理处为研究区,以冬小麦(Triticum aestivum L.)为研究对象,通过监测不同滴灌应用年限(1 a,2 a,3 a,4 a)以及未开垦荒地(CK) 0～60 cm剖面土壤水分、全氮含量和土壤有机质含量,揭示滴灌应用年限对滴灌条件下土壤理化性质以及冬小麦产量的影响。结果表明:新垦土地土壤含水率会随滴灌应用年限延长而增加,种植和灌溉会改善新开荒地的土壤水入渗条件,有利于耕作层水分调蓄;新垦土地各层土壤全氮会随滴灌应用年限增加而增加,且随深度增加分布趋势由开垦前先减少后增加变化为先增加后减少,在0～30 cm土层出现表聚现象;不同滴灌应用年限0～60 cm土壤有机质含量随年限增加而增加,开垦种植增加了0～40 cm土壤有机质含量,并在0～20 cm土层明显富集;根据全国第二次土壤普查养分分级相关标准,研究区荒地开垦后土壤养分全氮及有机质均提高了一级;新开垦耕地灌溉1～4 a,冬小麦产量随滴灌应用年限的增加而增加。养分及产量增加的主要原因在于当地现行的灌溉制度及作物秸秆残留。     

不同残膜量对土壤水分运移的影响及模拟

为解决绿洲区残膜污染,结合已有研究,根据农田残膜量与覆膜年限的关系,设计了9种残膜量处理(0、50、80、132、160、264、396、792、1 320 kg·hm~(-2)),利用室内土柱模拟试验,对不同处理的土壤水分湿润锋运移距离、运移速率、累积蒸发量、蒸发速率、土壤含水率进行监测分析并进行模型模拟,探究残膜量对土壤入渗和蒸发的影响以及模型模拟精度。结果表明:随着残膜量增加,湿润峰运移距离呈减小趋势,较CK减少2.76%～8.66%(P0.05),0～5 h内的平均运移速率较CK减少0.4%～19.5%(P0.05),总体呈幂函数降低趋势;随残膜量增加,累积蒸发量逐渐减小,较CK减少5.04%～38.92%(P0.05),蒸发速率呈降低趋势,而随着蒸发时间增长,蒸发速率也呈幂函数降低趋势;各残膜处理0～10 cm土层土壤平均含水率比10～20 cm土层降低1.51%～3.08%(P0.05),残膜破坏了土壤水分分布的均衡性。通过评价模型的结果显示,各处理拟合结果的决定系数R~2均大于0.988。随着残膜量的增加,RRMSE值出现差异,CRM值趋近0,CE值出现波动变化,模型拟合的结果呈现先变好后变差。     

南疆棉花苗期覆膜地温变化分析

通过对新疆巴州灌溉试验站棉花苗期覆膜(膜下)与不覆膜(膜间)条件下土壤温度的监测,分析了两种条件下土壤温度的变化趋势。结果表明:5 cm土层在8∶00~16∶00地温处于升温阶段,膜下达到最高温度44℃,比相应膜间地温高8.5℃,随后逐渐降低;不同深度土壤达到最高温度出现的时间随土层深度的增加而滞后;表层5cm土层地温日变化过程可以利用正弦函数曲线进行较好的描述;膜下和膜间地温差值随时间的变化趋势是先增后减,峰值出现的时间随土层深度的增加而延迟,且变化幅度随土层深度的增加而趋于平缓;膜下5 cm土层深度的地温在8∶00~12∶00时间段增量最大,为13℃,而相应时间段膜间地温增量为8.5℃,说明覆膜对提高地温具有较好的效果。通过分析苗期内地温变化趋势,覆膜具有提高地温,减小地温变化幅度,避免因地温降幅过大而造成棉苗受灾。     

基于HYDRUS-2D的滨海地区膜下滴灌土壤水盐运移模拟研究

以春玉米“郑单958”为供试作物,采用膜下滴灌灌水方式,设定2种不同灌水定额,分别是单次灌水定额20 mm和10 mm,测定试验区土壤水分、盐分含量,利用HYDRUS-2D模型对土壤水盐运移进行模拟,将模拟值与实测值进行对比分析,探究滨海地区盐碱化土壤水盐运移规律。结果表明：滴灌过程中,水平方向土壤盐分由膜下向膜边运移,膜下土壤淋洗效果好于膜边;竖直方向0~20 cm土壤水分、盐分变化幅度最大,土壤含盐量降低16.1%,淋洗效果明显;下层土壤盐分淋洗效果一般,土壤含盐量降低值仅为9.6%。土壤水分重分布过程中,0~20 cm土层土壤含水率和含盐量变化幅度比20~60 cm土层大。0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土层高灌水定额（20 mm）处理对土壤盐分的抑制作用分别比低灌水定额（10 mm）处理高26%、11%、19%,并且高灌水定额滴灌将土壤盐分淋洗到60 cm土层以下,而低灌水定额滴灌未能将土壤盐分淋洗到60cm土层以下。HYDRUS-2D模拟得到的土壤含水率与含盐量和实测值基本吻合,模型可靠。     

膜下滴灌条件下盐荒地土壤盐分变化规律研究

基于对下野地灌区、金沟河灌区的试验监测,从土壤盐分年内、年际变化及其与地下水埋深的关系两个方面,研究膜下滴灌条件下盐荒地土壤盐分变化规律。研究结果表明:在年际间,下野地灌区、金沟河灌区实施膜下滴灌6～8 a的盐荒地块,深度在60～100 cm的土层土壤含盐率分别保持在0.5%、0.8%上下,形成稳定积盐层,在60cm以上土层土壤盐分基本处于动态平衡;在年内,盐荒地土壤盐分整体上呈现随生育期的推后而降低的趋势,0～60cm土层脱盐效果较为明显,春秋季是两个积盐的高峰期;下野地灌区、金沟河灌区地下水埋深年际均值为3.60、2.26 m,土壤含盐率年际均值为0.49%、0.77%,土壤盐分随地下水埋深的减小而增加,说明石河子垦区土壤含盐量受地下水埋深影响较为明显。     

不同覆盖措施对塿土碳氮及水分的影响

通过田间试验,研究了陕西关中塿土区地膜覆盖和秸秆覆盖对表层土壤有机碳、全氮和微生物量碳氮,以及0~200 cm土壤剖面水分及硝态氮分布的影响。结果表明:与不覆盖(NM)相比,白色全膜覆盖(WF)、黑色全膜覆盖(BF)和秸秆覆盖(SM)的表层土壤有机碳分别降低了19.8%、26.3%和20.9%,土壤全氮也分别降低了4.8%、9.6%和10.6%。与NM相比,覆盖处理(WF、BF和SM)可以提高表层(0~20 cm)土壤硝态氮的含量,增加0~40 cm土层的硝态氮累积量(BF的差异不显著),降低40~120 cm土层的硝态氮累积量,但120~200 cm土层的硝态氮累积量差异不显著。SM和BF显著降低0~200 cm土层的硝态氮总累积量,而WF没有显著差异。与NM相比,地膜覆盖(WF和BF)和秸秆覆盖(SM)均可以提高表层0~40 cm土壤水分含量和储水量,但SM的效果低于地膜覆盖;WF可以降低深层土壤水分含量和储水量,而SM和BF与NM无显著差异。0~200 cm土层的总储水量,SM显著高于NM,而地膜覆盖则与NM无显著差异。各覆盖处理均显著降低了表层土壤微生物碳(MBC)和微生物氮(MBN)的含量,与NM相比,MBC分别降低了27.4%、55.4%和66.5%,MBN分别降低了4.6%、4.8%和6.8%。地膜覆盖(WF和BF)和秸秆覆盖(SM)均能够加速土壤有机碳的矿化分解,降低土壤微生物,减少土壤硝态氮的深层淋溶,其对塿土碳氮和水分的长期影响值得进一步研究关注。     

辽西易旱区不同耕作方式对土壤物理性能的影响

比较了不同耕作方式对土壤水分、温度、容重、孔隙性状和养分的影响。结果表明,保护性耕作有抑制蒸发保墒作用,分别表现在苗期0-20cm土层以及作物生长发育后期40cm以下土层,提高了水分利用率,其中留茬覆盖可以比传统耕作提高16.53%,增产幅度可达13.56%;保护性耕作的土壤温度低于传统耕作,尤其留茬覆盖表现最为明显,其降低土壤温度的效应主要发生在苗期和土壤表层;保护性耕作方式提高了毛管孔隙度,提高了涵养水分的作用,但土壤容重的增加影响作物的播种和出苗;保护性耕作对土壤有机质和速效养分的变化有着一定的影响,但各种方式间差异不显著;在辽宁省西部干旱和半干旱地区建议采用以留茬覆盖为主的保护性耕作方式。     

黄土高原苹果园不同集水阻渗技术调控下土壤水分、矿质氮含量变化

以黄土高原苹果园果树为研究对象,分析不同集水阻渗技术调控下土壤水分、矿质氮含量的变化,探索适宜旱区果园可持续发展的防渗聚水技术。结果表明:起垄覆膜处理(Ⅰ)、防渗层处理(Ⅱ)和起垄覆膜加防渗层处理(Ⅲ)均能增加0～300 cm土层土壤含水量,减少土壤硝态氮含量。处理Ⅲ总体效果最好,能够增加9.60%土壤含水量,减少57.15%土壤硝态氮含量;处理Ⅰ使0～200 cm土层土壤含水量均匀增加7.73%,硝态氮含量均匀减少60.08%;处理Ⅱ能够增加0～40 cm表层土壤7.37%的土壤含水量,减少40～200 cm中层土壤74.38%的硝态氮含量。研究表明,不同集水阻渗技术通过改变水分的时空分布、减少硝铵态氮的淋溶从而提高水肥利用效率,其中起垄覆膜加防渗层处理结合了起垄覆膜与人工防渗层两种技术的优点,能够有效调控土壤水分运动,减少硝态氮深层淋溶,是黄土高原改善土壤水肥状况、增加果园产量、使果业可持续发展的可行技术措施。     

黄土旱塬垄作覆膜栽培土壤水分及温度变化研究

黄土高原雨养农业区水分缺乏是制约农业生产的关键因子。本研究在黄土高原长武塬进行小区试验,通过垄作覆膜(RP)与平作不覆膜(FP)两种处理的对比研究,分析垄作覆膜下玉米生长时期土壤水分与温度的变化,以及降雨事件对于土壤水分的动态影响。结果表明,垄作覆膜在30~60 cm土层土壤水分显著高于平作不覆膜约8%,而平作不覆膜在深层(100~160 cm)土壤水分明显高于垄作覆膜,玉米生长季土体储水量变化垄作覆膜垄与沟在30~60 cm处均高出平作不覆膜20 mm,而在100~160 cm处垄作覆膜比平作不覆膜低25 mm。垄沟覆膜-垄(RPR)土壤表层10 cm处温度较垄沟覆膜-沟(RPF)与平作不覆膜分别高2.01℃和1.91℃。中雨情况下,垄作覆膜降雨土壤入渗深度可达30 cm,平作不覆膜下可以到10 cm,但强降雨事件中垄作覆膜土壤深层入渗受到抑制。降雨强度越大,土壤前期含水量越高,土壤水分峰值产生的时间越短;垄作覆膜由于土壤水分条件的改善使得土壤水分峰值出现时间较平作不覆膜早。垄作覆膜由于垄沟微地形改变使沟内具有集水效应,同时沟内集水对垄上水分存在侧向补充,但时间上存在滞后效应,滞后时间与降雨量和降雨前土壤含水量相关。垄作覆膜能够保水保墒,增加降雨入渗,抑制强降雨事件的深层入渗,抑制"自覆盖"现象的发生,从而对玉米生长具有重要的意义。     

膜缝沟灌对夏玉米生态环境及作物效应研究

通过田间试验,研究了膜缝沟灌对夏玉米生育期内土壤含水率、土壤温度以及生长发育状况的影响.结果表明:覆膜后可以提高土壤含水率,0 ～40 cm土壤含水率覆膜平均高于露地5.5%,40～80 cm覆膜平均高于露地2.9%,80～120 cm 覆膜平均高于露地1.3%;覆膜后在耕作层内土壤温度高于露地,且8∶00、14∶00、20∶00三个时刻,土壤温度变化幅度分别为1.13℃、0.57℃和0.34℃,均低于露地对应的2.06℃、1.38℃和1.01℃;在相同灌水量条件下,夏玉米株高高于露地49 cm,干物质最大相差126 g/株. 研究表明覆膜后有利于夏玉米的生长发育.     

覆盖处理苹果细根分布与土壤物理性状响应关系研究

以12年生红富士苹果树为试材,研究黄土高原旱塬区不同覆盖措施(覆膜、覆草、覆沙)对苹果细根(直径≤2 mm)及土壤性状的影响。结果表明:地表覆盖可有效降低土壤容重,增大土壤含水量及孔隙度,增加细根数量,增大根系吸收水肥效率。覆膜处理细根水平分布范围与清耕(CK)相似,在距干0~90 cm范围内,垂直密集分布最大深度由CK的60 cm提升至40 cm,36.05%的细根分布在0~20 cm土壤表层。与CK相比,覆草、覆沙处理的细根水平分布范围由90 cm扩展至120 cm,垂直均匀分布整个土壤剖面,利于树体对深层土壤水肥的吸收利用。土壤物理性状与细根根长、表面积、根长密度呈极显著相关,覆膜处理中根径与比根长也与土壤物理性状表现出相关性。综合分析根系分布与土壤物理性状,覆草处理是陇东旱塬区苹果园较为适宜的地表覆盖模式。     

不同覆盖方式对旱作农田土壤碳氮含量及玉米产量的影响

设置垄膜沟播(R)、平作全覆膜(P)和平作秸秆覆盖(S)3种不同覆盖栽培模式,以传统平作(CK)为对照,通过3 a大田定位试验,研究不同覆盖方式对农田土壤碳氮及其组分变化、玉米干物质积累和籽粒产量的影响。结果表明:连续覆盖3 a后,R和P处理土壤有机碳和全氮含量及储量均呈逐渐下降趋势,而S处理则呈上升趋势且每年的增幅逐渐增大;各处理0～40 cm土层土壤有机碳储量均表现为S>R>P>CK,全氮储量表现为S>CK>R>P,S处理有机碳和全氮储量分别较CK提高3.4%和7.5%;与CK相比,R和P处理可提高土壤碳氮比,在0～20 cm土层平均分别提高7.9%和9.6%(P<0.05),而S处理0～20 cm土层土壤碳氮比平均降低了9.9%(P<0.05);各覆膜处理(R和P)均较CK显著降低了0～40 cm土层土壤可溶性有机碳(DOC)和土壤可溶性有机氮(DON)含量,而S处理较CK处理0～60 cm土层DOC和DON含量2 a平均均提高6.2%;各处理收获期硝态氮含量在0～100 cm剖面中的垂直分布与CK无明显差异;各处理土壤铵态氮含量均...     

不同覆膜连作年限对玛纳斯县棉田土壤质量的影响

为研究不同覆膜连作年限对玛纳斯县棉田土壤质量的影响,以新疆玛纳斯县覆膜连作0、5、10、20、30 a的棉田为研究对象,分别采集0~10、10~20、20~30 cm土层土壤,测定其土壤理化性质、土壤酶活性、土壤微生物量碳、氮含量等指标,并对不同覆膜连作年限玛纳斯县棉田的土壤质量进行综合评价。结果表明：（1）随覆膜连作年限的增加,土壤含水率和有机质含量逐渐增加,以覆膜连作30 a时最高,分别为11.52%和21.60 g·kg^-1,土壤速效磷呈先升高后降低趋势,在覆膜连作10 a时含量最高（49.60 mg·kg^-1）,土壤电导率、总盐、速效钾和碱解氮总体呈降低趋势,在覆膜连作年限30 a时含量最低,分别为0.50 mS·cm^-1、0.69 g·kg^-1、148.28 mg·kg^-1和25.27 mg·kg^-1;同一覆膜连作年限下,随着土层深度的增加,土壤含水率、电导率和总盐逐渐增加,pH值、有机质、速效磷、速效钾和碱解氮含量逐渐降低。（2）在不同覆膜连作年限下,土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性随覆膜连作年限的增加呈先升高后降低趋势,在覆膜连作10 a时活性最高,分别为10.57 mg·g^-1·d^-1、0.86 mg·g^-1·d^-1、0.40 mg·g^-1·d^-1,土壤过氧化氢酶活性随不同覆膜连作年限并无显著变化,为1.80~2.20 mL·g^-1;在同一覆膜连作年限下,土壤脲酶、碱性磷酸酶活性均表现为表层>深层,且差异显著。随覆膜连作年限的增加,土壤微生物量碳含量呈现先增加后减少的趋势,最高为205.26 mg·kg^-1,微生物量氮含量逐渐降低,最低在覆膜连作30 a时为11.40 mg·kg^-1,且不同土层土壤微生物量碳、氮表现为表层>深层。（3）土壤速效磷与过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性和微生物量碳呈极显著正相关关系,与蔗糖酶活性呈显著正相关关系,表明土壤速效磷是影响土壤酶活性和微生物量碳、氮的主要因素。土壤质量综合评价表明,以覆膜连作10 a的土壤质量最佳,0 a和30 a的土壤质量相对较低。