滴灌灌水均匀系数与灌水量对土壤水分分布及温室番茄产量的影响

为探索灌水均匀系数与灌水量对温室番茄产量和土壤水分变化的影响,确定合理的滴灌灌水均匀系数,本研究设置65%、75%和85%3个灌水均匀度水平, 190 mm、220 mm和250 mm 3个灌水量水平,测量番茄生育期内土壤含水率及番茄产量,计算土壤含水率均匀系数和番茄灌溉水利用效率。结果表明,当灌水均匀系数为65%～85%时,土壤水分均匀系数均值(82.57%～93.76%)接近或高于设置的滴灌灌水均匀系数的最大值(85%)。滴灌灌水均匀系数对土壤含水率均匀系数影响权重最大,灌水量、灌水均匀系数、土壤初始含水率均值3个影响因素与土壤含水率均匀系数均值之间呈线性关系(P0.05),决定系数为0.918。当土壤初始含水率占田间持水量比重60%,灌水量低于15mm时,灌水均匀系数与灌水量二者的交互作用与土壤含水率均匀系数为显著线性关系(P0.05),其他情况下均无显著性关系。灌水量对产量为显著影响(P0.05),灌水均匀系数及二者的交互作用对番茄产量无显著影响,考虑产量及灌溉水分利用效率,灌水量220 mm、灌水均匀系数75%组合为最优组合。因此在西北地区,综合考虑经济性和系统的可靠性,建议下调现行滴灌灌水均匀系数标准。     

番茄种植地土壤水分传感器最佳埋设深度试验

土壤水分传感器测定土壤含水率从而指导灌溉,对于提高作物水分利用效率和产量都具有十分重要的意义。对番茄种植中产量与水分利用效率最佳的水分条件以及土壤水分传感器的最佳埋设位置进行了试验研究。结果表明,在开花坐果期土壤含水率下限控制在60%的田间持水率,结果盛期土壤含水率下限控制在75%的田间持水率是番茄生长的最优水分条件;同时,10-20cm土层土壤含水率能很好地代表计划湿润层内的平均土壤含水率(开花坐果期和盛果期R²分别达到0.95和0.85以上),把土壤水分传感器埋设于此土层深度比较合理。     

土壤含水率监测位置对温室滴灌番茄耗水量估算的影响

土壤水分传感器埋设位置的选择是局部灌溉条件下获得作物根区代表性土壤含水率数据,从而制定滴灌灌溉制度的关键。本文以日光温室滴灌番茄为对象,研究滴灌线源土壤湿润体内含水率分布状况,通过对比距滴灌带不同位置处土壤含水率监测结果估算番茄耗水量的差异,探讨土壤含水率监测的合理位置。结果表明,番茄生育期内14~25 mm的灌水定额主要用于增加0~40 cm土层的土壤含水率,湿润体内日平均土壤含水率分布在75%~100%田间持水率。作物生育期内连续多次滴灌条件下,沿滴灌带单个灌水器形成的湿润土体会充分叠加,形成近似均匀的土壤含水率带状分布,且作物生育期内沿深度方向0~40 cm土层土壤含水率均值无显著性差异,距滴灌带不同水平距离的土壤含水率随时间的变化趋势具有同步特点,无明显的滞后性。以集中80%总根量的土壤深度作为滴灌番茄水分渗漏下界面时,14~25 mm的灌水定额会导致深层渗漏,且深层渗漏量表现出一定的空间变异性。番茄生育期内深层渗漏量约占灌水量的13%。距滴灌带不同位置处的番茄耗水量除在番茄苗期和开花座果期有较大差异外,其余生育阶段的差异均在10%以内。对温室滴灌番茄来说,滴灌高频少量的灌溉特征有利于维持作物根系层适宜的土壤水分状态,监测1个含水率剖面即可满足估算作物耗水量的要求。     

黄土高原肥水坑施技术下苹果树根系及土壤水分布

为了解黄土丘陵区雨养条件下山地老果园布设肥水坑(water-wertilizer pit,WFP)技术对红富士老果树(Malus pumila Mill)根系及土壤水分空间分布特征的影响,以无肥水坑处理为对照(CK),利用管式TDR系统监测0~300 cm土层土壤含水率,利用根钻法获得21a生旱地果园0~300 cm土层的根系干质量密度。结果表明:WFP能够显著增加果园含水率低值区间(≥40~80 cm土层)土壤含水率,WFP60(60 cm坑深)处理土壤平均含水率增量(145.4%)最显著。WFP40(40 cm坑深)根际土壤湿润区主要集中在≥40~100cm土层,WFP60在≥20~140 cm土层,WFP80(80 cm坑深)主要集中在深层土壤≥140 cm土层。在0~200cm试验土层,WFP60处理土壤多次平均含水率值都最高,为11.02%,依次为WFP40(10.67%)和WFP80(9.80%)。总根系质量密度WFP60处理最大(594.76 g/m3),WFP40(579.08 g/m3)和WFP80(491.82 g/m3)次之,CK最小(372.12 g/m3)。根系在0~100、≥100~200和≥200~300 cm土层中的分配比例为:CK(69.88%、13.74%和16.38)、WFP40(66.04%、14.26%和19.70%)、WFP60(70.35%、24.08%和5.58%)和WFP80(46.54%、15.04%和38.42%),其根系分布与水分分布正相关。该研究表明WFP能够显著改变土壤水分在不同土层深度的分布,坑深越大向下湿润的土体范围也越深;从而显著促进果树根系的生长和根系在不同湿润土层的分配比例关系。总体而言,WFP60处理效果显著好于WFP40和WFP80处理。研究结果将对黄土高原旱地果园集雨和灌溉制度的制定和肥水坑技术的推广提供参考。     

不同供铵水平对番茄根系生长的影响

植物根系对各种养分供应高度敏感。本文以番茄为研究材料,采用整株和根部琼脂培养方法,研究不同浓度NH4+对根系生长的影响。结果表明：当整体供NH4+ 浓度大于0.5 mmol/L,主根长、侧根数和株高均随着NH4+ 的增加而变小,10 mmol/L NH4+ 几乎完全抑制了侧根形成。整体供NH4+ 对番茄生长的抑制效应大于相等浓度的NH4+ 仅供应于根部。而低浓度的NH4+ （10 ~ 100 mmol/L）供应于根部,在基本不影响主根长度的情况下,能显著增加侧根数量。依据所使用的NH4+ 浓度及不同的供NH4+方式,NH4+对番茄生长特别是侧根形成具有显著的抑制作用或促进效应。     

低温寡照影响番茄幼苗根系有机酸代谢和养分吸收

低温寡照气象灾害严重制约设施番茄产量和品质,本研究拟从番茄根系有机酸代谢和养分吸收的角度,探究低温寡照影响番茄生长的潜在机制。通过人工控制试验,设置不同低温（最高温/最低温：12℃/2℃、14℃/4℃、16℃/6℃、18℃/8℃）和弱光（200、400μmol·m-2·s-1）的交互处理,研究低温寡照处理2、4、6、8、10d后苗期番茄根系活力、氮磷钾含量、植株干重以及根系分泌低分子量有机酸（LMWOAs）的动态变化。结果表明：低温寡照显著抑制番茄根系活力和氮、磷、钾吸收,抑制根、茎叶干重增加,温度越低抑制作用越强;最低温（12℃/2℃）和最弱光（200μmol·m-2·s-1）处理下,番茄根系活力仅为对照的7.70%～22.1%,根系氮、磷、钾的净吸收量分别为对照的3.75%～18.1%、1.28%～27.1%和19.1%～35.5%,根系、茎叶干重分别为对照的23.4%～55.9%和42.6%～66.5%。低温寡照胁迫下番茄根系分泌低分子量有机酸的总量显著降低,土壤pH值升高,其中草酸的分泌量最大,下降幅度最明显。表明低温寡照对番茄生长的抑制作用可能与根系活力下降,草酸分泌减少和养分吸收降低有关,推测在低温寡照胁迫初期施加适量草酸或氮、磷、钾复合肥料或许可提高番茄的抗灾能力。     

不同连作年限番茄根系淀积物的变化及其与根结线虫的关系

了解蔬菜连作与土传病虫害的关系有助于发展绿色农业。基于根系淀积物在植物-土壤之间功能反馈中的重要地位,选择野外定位试验中番茄第2、第6和第8茬的不同连作年限处理,研究根结线虫的变化及其与土壤性质特别是根系淀积物组成的关系。结果显示:与第2茬相比,连作茬数增加导致土壤pH显著降低(P<0.05),而土壤有机碳和硝态氮含量显著升高;同时,根系淀积物的组分类别及其相对含量也有显著变化,其主要组分中有机酸类物质的数量和相对含量随连作茬数的增加而增加。土壤化学性质、根系淀积物和根结指数三者的网络结构分析表明,根结指数与网络中其他节点之间的联系伴随连作年限而增强。在第8茬中,根结指数与月桂酸含量呈负相关,与土壤NO₃^--N含量以及颠茄碱、麦角甾醇的含量呈正相关,说明连作番茄根结线虫病害加重与土壤化学性质尤其是根系淀积物的变化有密切联系。     

不同物料组合施用对温室番茄根系活力及土壤生物学特性的影响

利用温室内微区试验,研究不同施肥处理鸡粪(M)、鸡粪+K2SO4(MK)、鸡粪+稻草(MR)、鸡粪+稻草+K2SO4(MRK)对番茄产量、根系活力及土壤生物学特性的影响。结果表明:多种物料混合施用的MRK、MR、MK处理的产量、根系活力、生物学特性[微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、中性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶]显著高于施用单一物料M,其中MRK效果最明显,与M处理相比,其产量增加了31.59%,MBC增加了36.04%,MBN增加了31.25%,中性磷酸酶增加了59.46%,蔗糖酶增加了49.76%,脲酶增加了48.81%,过氧化氢酶增加了11.76%;而且根系活力与MBC、MBN、脲酶、蔗糖酶及过氧化氢酶活性呈显著正相关;MBC、MBN、中性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性与产量关系密切(相关系数分别为0.963、0.953、0.836、0.973、0.975、0.925)。因此,对于设施番茄,添加鸡粪、稻草并配施钾肥对保持土壤健康具有重要意义。同时设施番茄土壤微生物量碳氮与土壤酶活性、根系活力及作物产量具有很好的一致性,可以表征土壤肥力状况、植株吸收营养能力与生产力水平。     

不同连作年限番茄根系淀积物的变化及其与根结线虫的关系

了解蔬菜连作与土传病虫害的关系有助于发展绿色农业。基于根系淀积物在植物-土壤之间功能反馈中的重要地位,选择野外定位试验中番茄第2、第6和第8茬的不同连作年限处理,研究根结线虫的变化及其与土壤性质特别是根系淀积物组成的关系。结果显示：与第2茬相比,连作茬数增加导致土壤pH显著降低（P< 0.05）,而土壤有机碳和硝态氮含量显著升高;同时,根系淀积物的组分类别及其相对含量也有显著变化,其主要组分中有机酸类物质的数量和相对含量随连作茬数的增加而增加。土壤化学性质、根系淀积物和根结指数三者的网络结构分析表明,根结指数与网络中其他节点之间的联系伴随连作年限而增强。在第8茬中,根结指数与月桂酸含量呈负相关,与土壤NO₃^--N含量以及颠茄碱、麦角甾醇的含量呈正相关,说明连作番茄根结线虫病害加重与土壤化学性质尤其是根系淀积物的变化有密切联系。     

柠条锦鸡儿细根表面积密度对土壤水分空间分布的响应

为研究柠条锦鸡儿(Caragana microphylla)细根与土壤水分的空间关系,以内蒙古农牧交错带10 a生柠条锦鸡儿细根为研究对象,对细根表面积密度与土壤含水率之间的关系进行了初步探讨。分别对柠条锦鸡儿细根和土壤水分的空间分布情况进行研究发现,垂直和水平土层方向各标准地柠条锦鸡儿细根表面积密度与土壤含水率均呈极显著相关,相关系数均大于0.65(P0.01)。经回归分析建立柠条锦鸡儿细根表面积密度与土壤含水率之间的关系模型并对模型进行验证,验证结果发现该模型可以很好地描述两者之间的关系(R~2=0.84,P0.01)。撂荒地土壤含水率比柠条地高71%,研究区柠条地出现至少200 cm的土壤干层,部分土层接近凋萎湿度,柠条生长受阻。研究结果对于干旱区人工柠条林的栽植管理具有重要意义,可为北方农牧交错带生态环境建设及植被恢复提供理论依据。     

农田墒情动态二区模拟模型

为准确模拟土壤计划湿润层内墒情动态变化,基于土壤-植物-大气连续体物质能量运动及土壤水动力学的基本理论,考虑作物根系伸展和吸水特性,把土壤水分变化土层划分为随作物根系伸展而改变深度的包含主要根系的动态根区和无根系的储水区,构建了变根区墒情动态二区模型。模型根区深度随着作物根系伸展改变,以此准确表达土壤计划湿润层内墒情的动态变化;将储水区的土壤水分作为模型变量,计算根区下界面水分通量,由此间接地考虑了深层土壤水分对作物蒸发蒸腾量的影响。将模型拟合误差作为目标函数,采用自由搜索算法率定模型参数。应用建立的模型进行墒情模拟,模拟相对误差小于±5%和±10%所占的比例分别为49.09%和94.55%;经t检验和回归分析表明预测值和实测值相差不大,具有较好的一致性,决定系数为0.779,模型具有较高的模拟精度,能准确反映计划湿润层内墒情的变化。     

延安研究区主要自然植被类型土壤水分特征初探

系统地研究延安研究区的天然植被土壤水分对于认识植被建设的环境具有重要意义,研究结果表明水分条件可以保证植被的正向演替和群落的稳定,虽然在天然植被中也存在土壤低含水层(土壤干层) ,但这是一种正常的自然现象,而且,对植被的自然更新、演替和形成稳定群落没有根本性的影响。文中给出了延安研究区主要植物群落类型土壤水分的适宜范围     

桑粮间作田条桑根系分布格局及其对土壤水分、养分的影响

条桑在河北省东部平原沙地和丘陵梯田广泛种植,与农作物间作是其主要栽培模式。2006年在河北省迁安市进行了桑粮间作田条桑根系断面积、根量、根系直径分布特征及其对土壤水分、养分影响的研究。结果表明：根系分布主要集中在20～40 cm土层内,此范围内的根系重量占总根量的60%～80%。根系以直径小于3 mm的细根居多,占总根量的30%～40%,大于7 mm的粗根数量很少,占总根数的5%～15%。平原沙地条桑根系主要分布在距桑丛中心100 cm范围内,桑丛外缘100 cm处的根量仅为总根量的6.52%,水平延伸幅度较窄,根系垂直分布明显;丘陵梯田条桑根系水平延伸可达桑丛外250 cm处,只有少量根系垂直深入岩石中,水平分布趋势明显。条桑根量、根系直径、根系断面积分布依立地条件及土层深度的不同而异。桑丛中心外1 m处深层土壤含水量增加,桑丛附近2.5 m内没有存在严重的土壤水分亏缺。平原沙地和丘陵梯田桑丛附近条桑富集土壤养分作用明显。     

不同水分条件下水稻根解剖结构的比较分析

在旱作和淹水两种培养方式下,研究了5种基因型水稻(Oryza.sativa.L.)(常规粳稻、杂交粳稻、常规籼稻、杂交籼稻和旱稻)幼苗根系解剖结构的差异。结果表明,两种水分条件下,水稻根通气组织的形成和皮层厚壁细胞的形态均存在基因型差异。5种基因型间,淹水条件下杂交粳稻根形成通气组织的时间最晚,根皮层厚壁细胞形态上的差异在常规粳稻和常规籼稻之间表现得更为明显;旱作条件下旱稻的根通气组织形成较其他基因型晚,常规粳稻根皮层厚壁细胞排列疏松,细胞壁加厚程度小。与淹水条件相比,旱作条件下杂交稻根通气组织形成较迟,常规粳稻根皮层厚壁细胞排列较疏松。     

聚水阻渗措施对矮砧密植苹果园土壤水分、硝态氮及果树细根的影响

为提高土壤水肥利用效率,探索适宜渭北地区苹果园发展的聚水阻渗措施。通过大田试验,以矮砧密植苹果园为研究对象,分析不同聚水阻渗措施对土壤水分、硝态氮和果树细根的影响。结果表明：在垂直方向,防渗层、起垄+防渗层、起垄+覆膜+防渗层处理均可有效提高0—40 cm土层土壤含水量、硝态氮含量和细根根长密度,其中,起垄+防渗层和起垄+覆膜+防渗层处理土壤含水量和细根根长密度高于防渗层处理,硝态氮含量则低于防渗层处理。在50—100 cm土层,3种处理措施均降低土壤硝态氮含量,有效缓解硝态氮淋溶累积。在水平方向上,起垄+防渗层和起垄+覆膜+防渗层处理使定植带内(树下、株间)土壤含水量与根长密度平均分别提高15.1%,5.0%,硝态氮含量降低8.6%,防渗层与清耕处理相比无显著差异。在施肥沟内(中间点),3种处理措施使土壤水分含量和细根根长密度增加,土壤硝态氮含量降低,以起垄+覆膜+防渗层处理效果最好,使土壤含水量和细根根长密度分别增加48.6%,48.3%,硝态氮含量降低17.4%。在所有处理措施中,起垄+覆膜+加防渗层处理对果园土壤环境和果树根系的调控效果最佳,研究结果为渭北地区矮砧密植苹果园聚水...     

夏闲期玉米压青对旱地麦田土壤水分周年变化的影响

[目的]揭示旱地麦田土壤水分对夏闲期玉米压青的周年适应变化规律,阐明压青模式对小麦产量提高及优化的水分驱动机制,为旱作压青蓄水技术提供理论参考。[方法]通过晋南旱地麦田夏闲期玉米压青还田试验,采用大区对比方法,以夏闲期免耕处理为对照,研究夏闲期玉米压青模式下麦田土壤周年贮水耗水变化规律,分析了其对后茬小麦产量的影响及水分利用效率。[结果]与免耕模式相比,夏闲期玉米压青处理可显著提高0—200 cm土壤周年贮水量,且对100—200 cm较深层土壤的蓄水能力更强; 玉米压青处理0—200 cm土壤周年耗水量及耗水百分比均显著低于免耕处理; 与免耕相比,压青处理可提高夏闲期0—200 cm土层盈水量,减少小麦季0—100 cm浅土层的水分耗散量; 压青处理小麦穗数、穗粒数显著高于免耕,而千粒重差异较小; 压青处理夏闲期0—200 cm土壤对降雨的蓄水效率显著高于免耕; 在夏闲期玉米压青还田生物量显著高于免耕处理条件下,小麦季和周年阶段,压青处理生物产量及籽粒产量的降水、水分利用效率均显著高于免耕处理。[结论]在旱地麦田丰水年份,夏闲期玉米压青可显著提高旱地麦田土壤贮水,降低作物周年耗水量,优化小麦产量三要素,蓄水增产。     

吴旗县不同植被类型土壤干层特征分析

吴旗县位于黄土高原暖温带半干旱地区,由于降雨量较少以及地表的蒸发和植物的蒸腾,使土壤水亏损严重,部分植被下的土壤中出现了土壤干层。为了系统比较不同植被类型下土壤干层特点,通过对吴旗不同植被0～9.0m土壤水分的实地测量和分析,得出以下结论:除农地外,其它植被类型下都不同程度的存在着土壤干层,干层严重程度,林地大于灌木林地,灌木林地大于草地;草地存在临时干层和永久干层,永久干层深度可以达到4.0m。测量当时,灌木林没有临时干层,存在永久干层,深度3.0～8.4m;杏树林不存在临时干层,油松林临时干层则很严重,杏树林和油松林永久干层深度分别在8.0m和9.0m以上。临时干层的出现取决于降水的补充,因此可能与采样时间有关。通过对吴旗县土壤干层的分析可以为进一步研究土壤干层和植被建设提供借鉴。     

土壤冻结期湿度特征研究及其表层模拟

利用EM50数据采集系统,在新疆天山北坡呼图壁县军塘湖河流域采集冻结期和融雪期土壤湿度、土壤温度数据,利用SPSS 19.0,Excel,Surfer 8等软件处理采集到的数据,并对其进行分析、制图。另外利用表层土壤温度模拟土壤湿度变化。结果表明,土壤湿度存在垂直分布规律:冻结期,在土壤层的10,32,48cm处存在极小值;冻结期,土壤湿度日变化较小,融雪期,土壤湿度有显著变化,17:00—19:00时达到土壤湿度变化的峰值;利用表层土壤温度可以很好地模拟土壤湿度,在温度上升和下降阶段均有较好的模拟效果。     

山西省天龙山弃耕地的根系呼吸及其影响因素

用去除根系法对山西省天龙山自然保护区弃耕地的根系呼吸进行了为期2a的研究。结果表明,弃耕地的根系呼吸速率具有明显的季节变化,与土壤温度的变化趋势相一致,夏季高冬春季低。2007和2008年3—12月的根系呼吸总量(以C计)分别为329.5和392.5g/m2。土壤温度是影响根系呼吸速率的主导因子,可以解释根系呼吸速率季节变化的79%~88%,土壤水分对根系呼吸的影响较小。包括土壤温度和土壤水分两个变量的双因素模型可以解释根系呼吸季节变化的81%~89%;根系呼吸占土壤总呼吸的比例具有明显的季节变化,为24%~54%;2007和2008年3—12月根系呼吸比例的平均值分别为24.9%和30.9%。