土壤水分有效性及其影响因素定量分析

为探讨土壤水分有效性及其与大气、土壤和作物因素的定量关系,将作物实际腾发量作为土壤水分有效性的评价指标,采用土壤水分概率模型建立土壤水分有效性系数的计算模型,分析大气、土壤和作物因素对土壤水分有效性的影响效应。研究结果表明:降水量和降水分布均对土壤水分有效性产生显著影响,土壤质地对土壤水分有效性的影响并不明显;在总降水量小于150mm的干旱条件下,凋萎系数小于0.3的土壤质地更有利于作物对土壤水分的吸收;在总降水量小于50mm的极端干旱和总降水量大于750mm的极端湿润条件下,由于降水影响强烈,弱化了潜在蒸发蒸腾量对土壤水分有效性的作用;当总降水量接近300mm时,潜在蒸发蒸腾量对土壤水分有效性的影响明显。在不同的环境中,土壤水分有效性对降水和作物参数的敏感度不一致。以作物实际腾发量为指标评价土壤水分有效性比较全面地反映了土壤水分对作物的有效性与大气条件、土壤质地和作物类型的动态关系,与动力学方法相比,建立在土壤水分概率模型基础上的土壤水分有效性系数解析模型便于分析输入参数与模型结果的响应关系。     

砖窑沟流域旱地农田土壤水分平衡研究初报

本研究于降水充沛的1988年,在两种土地类型、两种土壤肥力和两种作物条件下,探讨了砖窑沟流域旱地农田土壤水分动态与作物生长的关系,土壤水分收支及利用状况。研究结果表明,土壤水分季节性变化可划分为稳定期、增加期和消耗期。作物收获时0—2m土层贮水量较播前增加了28.9—66.9mm,土壤水分利用率为0.77—1.40。文中提出了培肥地力,调整作物种植结构与布局是提高旱地农田土壤水分利用率的有效途径。     

土壤水分对水稻土和菜园土有机碳分解的影响

采用培养法研究在不同水分条件下水稻土和菜园土有机碳的分解变化特征。结果表明,不同的土壤类型和不同的水分条件下CO2释放速率的变化趋势都是前期分解速率快,后期分解速率减慢并趋于稳定。低土壤水分含量不利于水稻土和菜园土的有机碳分解,中等土壤水分含量有利于菜园土的有机碳分解,高土壤水分含量有利于水稻土的有机碳分解。对有机碳分解累计量曲线的拟合,幂函数(y=b0*xb1)可以很好的反映这种变化趋势,并且b0和b1与土壤水分含量都有很好的相关性。     

全国土壤水分及作物长势地面监测体系的初步构想

土壤水分和作物长势监测是农情监测系统中不可缺少的重要组成部分。土壤水分含量直接影响着作物生长,作物长势的好坏与作物产量有着密不可分的关系。该文从应用角度出发,通过分析自然环境及作物布局等区域特征,进行监测样点布设,明确了监测内容及评价指标,并构建网络信息化平台,建立大尺度的地面土壤水分及作物长势监测系统,实现数据网络化管理,同时结合遥感信息进行综合应用,及时为政府提供决策支持。     

半干旱区不同作物与苜蓿轮作对土壤水分恢复与肥力消耗的影响

苜蓿-作物轮作是我国西北半干旱区常见的耕作方式。由于苜蓿的强蒸散特征，苜蓿生长多年后常导致土壤水分匮缺，形成土壤干层，对后茬作物的生长产生不利影响。根据当地轮作习惯，苜蓿种植后通常种植一种浅根系的作物草谷子（Setaria itallca Beauv）来恢复土壤水分并获取饲料，但是这种耕种模式对土壤水分恢复的效果如何还不得知，苜蓿草地轮作为农田后的土壤水分恢复过程需要加以明晰。由于苜蓿的生物固氮作用，由农田轮作为苜蓿草地一般不会存在土壤肥力障碍，并会不断提高土壤肥力水平。由苜蓿草地轮作为农田，土壤肥力一般是下降的，但对苜蓿草地轮作为农田后土壤肥力的消耗动态，以及不同作物对土壤肥力消耗有何影响目前还很少了解。本文研究了苜蓿一作物轮作过程中的土壤水分、氮素和有机质的变化，旨在阐明苜蓿草地轮作为农田后的土壤水分恢复和肥力消耗过程，探讨合理的轮作模式。     

农田黑土水分调节能力分析

农田黑土区土壤水分对作物生育期间水分需求起到调节作用,农田黑水分调节能力的大小取决于大气降水和作物生育阶段对水分的需求,土壤水分调节主要在作物生育前期。土壤水分调节量占作物耗水量的70%,而0-100cm土层占总土壤水分调节量的80%,春小麦、大豆耗水高峰期在生育中期和后期,其生育后期水分来源主要靠大气降水;玉米耗水高峰期在生育中期,其水分来源也主要靠大气降水。     

作物生长指标与土壤水分状况及地温关系研究

作物生长指标与土壤水分、地温的关系是制定灌溉制度的重要依据,对于提高水分利用效率、改善作物生长状态具有重要的意义。根据试验资料重点分析土壤水分、土壤温度以及采用覆膜、保水剂等农艺措施对青贮玉米株高、茎粗和产量的影响,结果表明:对于喜热、喜水的青贮玉米使用覆膜技术最好,覆膜能同时提高地温和保持土壤水分,其次是使用保水剂浸种比使用沟施保水剂效果好;影响地温变化的主要因素是气温和土壤水分,充分灌溉在提供作物生长所需足够水分的同时,降低了地温,不利于作物生长,因此对于水资源相对紧缺的北方寒冷地区,可适当采用非充分灌溉。     

土壤墒情实时监测与精准灌溉系统的设计

为了及时、准确地给作物提供适宜的土壤水分条件,该研究利用拥有自主知识产权的土壤水分传感器、数据采集控制模块、数据传输模块、管道流量计等硬件以及自己编制的土壤墒情监测与精准灌溉控制软件,以灌溉小区为管理单元,布置土壤水分传感器与灌溉设备,实现了自动获取土壤含水量信息,根据作物不同生育期的适宜土壤水分上下限确定自动或手动启动、关闭灌溉系统;通过固定式喷灌、滴灌和渗灌方式,将水直接输送到作物根部,满足作物各生育期对水的需求,从而达到节约用水,提高产量,改善作物品质的功效。运行结果表明,该系统运行稳定、可扩展性强、低成本维护,其相对偏差与传统方法相比不到5%,是有效和适用的工具。     

黄土高原沟壑区农田土壤水分动态变化分析

以黄土高原沟壑区径流小区为研究对象，分析了雨季，旱季缓坡农田土壤水分动态变化以及坡位对农田土壤水分动态变化的影响，结果表明：雨季，旱季农田土壤水分动态变化趋势相同，但浅层（10－30cm）土壤水分变化幅度较大，尤其是降雨产流时；土壤水分的补偿和恢复主要取决于雨强适中，历时长且雨量大的降雨过程，与土壤前期水分剖面特征，作物覆盖度以及作物耗水特性密切相关，而坡度几乎没有影响，坡位对农田土壤水分动态变化也有一定的影响，观测期末雨季，旱季土壤蓄水增量为坡上＜坡中＜坡下，坡的中下部土壤储水量也较坡上部大。     

长期施肥条件下旱作农田土壤水分剖面分布特征

利用黄土高原旱地长期定位施肥试验,通过比较不同施肥方式和施肥量对土壤剖面水分分布的影响,研究了施肥与土壤水分的关系,并对深层土壤水分消耗引起的水分生态效应进行了分析。试验期间,0300.cm土壤水分虽在雨季得到降水补充,但是播种期的土壤贮水量仍处于亏缺状态。结果表明,不同施肥方式和施肥量的试验处理中,100300.cm土层作物耗水剧烈,土壤水分含量均较低。与对照相比,单施磷肥对作物利用土壤水分没有显著影响;单施氮肥和氮磷配施均促进了作物对下层土壤水分的利用。在相同的施氮量下,施用磷肥加大了作物对深层土壤水分的利用,100300.cm土层的土壤含水率在磷肥用量达到45.kg/hm2后不再随施磷量的增加而降低;在同样的施磷条件下,作物对下层土壤水分的利用随施氮量的增加而增加,当施氮量增加到90.kg/hm2后,100300cm土层的土壤含水率达到一个稳定的值。在同样的氮磷用量情况下,施钾对土壤水分没有显著影响。     

甘肃黄土高原土壤水分演变特征

分析了近30年甘肃黄土高原区域土壤湿度变化,结果表明:土壤湿度垂直分布变化阶段性明显,土壤水分变化存在突变;不同作物对土壤水分的垂直分布影响显著;土壤水分由表层向深层(1m)渗透一般需要4旬;时间演变规律上,生长期土壤水分有减少的趋势,蓄水期土壤水分存在增加的趋势;小波分析还发现作物生长期间土壤湿度存在2年、4年、6~9年振荡,蓄水期存在2年、4年~9年振荡,年均土壤湿度存在2年、4~9年和14年左右的振荡。     

甘肃半干旱区农田土壤水分动态及贮水效率分析

本文通过定位观测结果分析指出:甘肃半干旱地区农田土壤水分特点是,贮水容量大,有效水多,但土壤水分损耗期和休闲期无效蒸发多,水分相对稳定期保水能力强,作物利用土层浅,为可利用有效水的低含量区。在本地区进行豆、麦合理轮作及寻找防止无效蒸发措施,对提高有限土壤水分利用有重要意义。     

覆盖作物对土壤水的影响

覆盖作物有助于防治土壤侵蚀 ,阻止土壤养分淋溶 ,固定大气中的氮 ,改善土壤状况和保护幼苗。但是它也会耗用土壤水 ,因此而影响下茬作物的土壤水状况。这种土壤水的耗用 ,在降雨充足的地方 ,也许不会引起下茬作物水短缺 ,但在半干旱地区会导致减产。当覆盖作物是用来增加入渗和减少蒸发、或是排除湿地中过多水分以使下茬作物及时成苗时 ,它的影响是积极的。而当覆盖作物限制了下茬作物土壤水分或恶化了湿地状况时 ,它的影响是消极的。覆盖作物更适合于降雨较可靠的湿润、半湿润地区而非降雨有限的半干旱地区。没有利用覆盖作物的地方 ,利用保土耕作有助于保持土壤水分和弥补许多失去的覆盖作物的作用。     

宁南山区不同种植体系土壤水分变化规律

了解旱地土壤水分变化状况,可为半干旱地区旱作农业水资源合理利用提供科学依据。该文通过田间试验,研究了宁南山区胡麻、冬小麦、马铃薯、草地和苜蓿等5类旱地在主要生长季节的土壤水分变化规律。结果表明,不同旱作农田土壤水分随时间的变化趋势基本一致,均出现失墒期和增墒期,其分界点多在7月中下旬;冬小麦、胡麻和马铃薯等1 a生作物整个生长期内的土壤含水率要高于草地和苜蓿等多年生作物（植物）;胡麻地、冬小麦地和马铃薯地的土壤水分垂直分布为上层低、下层高,而草地和苜蓿地相反。研究结果显示,各类旱地表层土壤水分变化剧烈,中下层变化相对较小,且生长期内的降水量均不能满足作物生长需求,秋季继续蓄墒是保障来年旱地获得良好收成的关键。     

认识土埌改造土埌

“万物土中生”,有了土壤,才能种植作物。农业“八字宪法”中的八个字,是相互联系和相互制约的,但总的说来土壤是基础。作物种在好的土壤上,其他七个字发挥的作用就更大。     

作物水分胁迫监测的国内外研究进展

介绍了计算蒸散的方法和作物蒸腾估算的方法。通过气象资料和土壤水分资料，监测土壤水分和作物体内水分状况的动态模型进行水分亏缺诊断的动态化管理，并与系统科学和计算机的应用相配合，形成了实用的农田水分管理系统。     

不同草粮轮作方式对退化苜蓿草地水分恢复的影响

2003－2005年在黄土高原宁南旱区10年生退化苜蓿草地上进行了连续3 a不同作物组合方式的轮作试验,轮作作物为春小麦、马铃薯和谷子,为研究比较不同轮作方式对退化苜蓿土壤水分的恢复状况和作物产量效益,优化出较为合理的草粮轮作模式。试验结果表明,轮作地0～60 cm土层土壤易受降水和地面蒸发影响,60～120 cm土层土壤水分主要被轮作作物利用,而120～200 cm土层土壤水分相对较为稳定,受降水和地面蒸发影响很小,并随轮作年限的增加,基本上表现出不断恢复趋势。通过草粮轮作可以增加苜蓿地120～200 cm土层土壤水分,且显著高于撂荒地和对照苜蓿地,同时可获得一定作物产量。相对于其他轮作方式而言,马铃薯-马铃薯-春小麦（PPW）轮作处理能够充分利用有限的降水资源,对土壤水分具有较好的恢复作用,其作物总产量和水分利用效率均较高,分别为5214.5 kg/hm2和9.38 kg/(hm2·mm-1),与轮作前苜蓿地相比,120～200 cm土层土壤水分净恢复量为24.73 mm。     

土壤水分的中子测量法

土壤水分是土壤的重要组成部分,它不仅是作物生长需水的主要给源,而且是土壤中有机无机物质的积累、转化和迁移以及土壤中生物和微生物生命活动的必需条件,因此土壤水分的研究在土壤改良和农业生产实践中具有重要的实际意义。     

春小麦与玉米、向日葵间作套种对土壤水分的影响

在河套灌区以春小麦、玉米、向日葵单作为对照,测定并分析了春小麦/玉米、春小麦/向日葵间作套种作物生长季0—120cm土层土壤水分及作物产量。结果表明,春小麦/玉米、春小麦/向日葵间作套种生长季的土壤水分蒸散强度为双峰曲线,春小麦、玉米、向日葵单作为单峰曲线。春小麦/玉米、春小麦/向日葵间作套种的土壤水分蒸散量高于春小麦、玉米、向日葵单作。春小麦/玉米、春小麦/向日葵间作套种提高了作物产量,提高了土地当量比,但降低了作物生长期、作物生长季及灌溉水的水分利用效率和水分当量比。建议河套灌区减少间作套种面积,或间作套种时在不同作物之间修建土埂隔挡,根据不同作物对水分的需求分别灌溉。     

东北玉米生长模型中土壤水分参数的敏感性分析

为进一步改进和提高东北玉米生长模型评估干旱的能力,并使之更好的在区域尺度上应用,以吉林省为例,对该模型的土壤水分参数进行敏感度分析。通过对榆树(半湿润)和白城(半干旱)两个站点典型干旱年份(2000、2001年)和雨水较丰年份及平年(1998、2002年)的分析,得到以下初步结论:土壤含水量对凋萎湿度、田间持水量、作物系数最敏感,整个根区初始土壤有效含水量等次之;凋萎湿度、田间持水量、整个根区初始土壤有效含水量对土壤水分影响为正效应;上述结果在不同气候区、不同降水年份相对稳定,具有一定的普适性。作物生长模型在区域尺度应用时,上述敏感参数的不当估算所产生的误差将导致土壤水分模拟失真,并进一步影响整个作物生长过程的模拟和模型的区域应用;根据敏感性分析结果,有针对性地改进敏感参数,有望进一步提高土壤水分乃至作物生长的模拟精度。