模拟降雨条件下覆盖方式对冬小麦降水利用的影响

人工模拟降雨条件下,在大田设置地膜覆盖(PM)、4种秸秆覆盖量(覆盖量分别为1 500,4 500,7 500,10 500 kg/hm2,即SM15、SM45、SM75和SM105),同时设置无疆盖处理作为对照(CK),研究不同覆盖方式对雨后冬小麦棵间蒸发量、土壤剖面水分和降雨土壤蓄积量的影响.结果表明:各处理雨后冬小麦逐日棵间土壤蒸发累积量和日变化有相同变化趋势;同一时间段内不同覆盖处理的土壤蒸发差异明显,各生育阶段土壤累积蒸发量和日蒸发量均表现为SM105sM75>SM45>SM15>CK>PM;受植株冠层降雨截留量增大的影响,冬小麦拔节期后各处理的土壤含水量和降雨土壤蓄积量明显低于拔节期前的.研究结果可为提高冬小麦农田自然降水的利用率,促进节水农业的发展提供基础理论依据.     

蚯蚓粪覆盖对降雨后黄土区土壤水分影响的室内模拟研究

通过室内模拟试验研究蚯蚓粪覆盖对降雨后黄土区土壤水分的影响,以蚯蚓粪覆盖厚度和雨强为试验变量,试验处理设置如下:降雨强度设置为大雨、中雨、小雨;蚯蚓粪覆盖厚度分别为1 cm、2.5 cm、4 cm,覆盖面积为土柱表面积的90%,以裸土作为对照。分别测定降雨完成后10 h内的湿润锋迁移过程和48 h内0～5 cm(上层),5～10 cm(中层)和10～15 cm(下层)的土壤含水率变化情况。结果表明:蚯蚓粪覆盖对降雨后黄土区土壤水分分布具有一定影响,降雨入渗结束后,覆盖蚯蚓粪处理的土壤含水率在较短时间内低于裸土,但5～15 cm土层含水率不断增加,并逐渐高于裸土,表明蚯蚓粪覆盖能够延缓降雨入渗,并影响黄土区土壤水分再分配过程,对降雨后表层以下的水分增加具有促进作用,有利于提高黄土区降水的利用率。     

不同覆盖和耕作方式对紫色土著人坡耕地降雨土壤蓄积量的影响

利用模拟径流小区随机区组试验,在自然降雨条件下定量研究了覆盖和耕作方式对玉米全生育期雨水蓄积量的影响.结果表明:在不采取覆盖措施的条件下,雨水土壤蓄积量的顺序为:横坡分带耕作>横坡垄作>顺坡垄作>平作,横坡分带耕作是适用于四川盆地紫色土旱坡地的高效节水农耕措施,平作不利于该区域玉米抗旱稳产.秸秆覆益能够显著提高雨水的土壤蓄积量,提高降雨有效性,是适用于该区域的节水抗旱农艺措施.地膜覆盖增加雨水土壤蓄积量的效果不如秸秆覆盖显著,但地膜覆盖能够减少土壤水的无效的蒸发,在玉米生育前期还能提高地温,促进玉米生长,其增产效果较秸秆覆盖好.     

模拟降雨条件下保水剂对沙质土壤水分的影响

为了探究保水剂对沙质土壤水分的影响,采用室内重建土柱,在人工模拟降雨条件下研究不同用量保水剂对沙质土壤(0~30 cm)含水率的影响。结果表明:土壤含水率随着保水剂用量的增加而增加,保水剂用量为0.2%时不但省时省力,而且0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm 3个土层土壤含水率分别为45.42%、48.48%、46.16%,既能满足植物的生长需要,又能节省经济成本,可为干旱、半干旱区节水造林及保水剂的合理使用提供理论依据。     

麦田降雨产流过程的影响因素

为探讨多种因素对麦田降雨产流的影响及其相应的定量关系,通过人工模拟降雨试验,研究麦田降雨强度(RI)、冠层覆盖度(用叶面积指数表示,LAI)及0-40cm土壤初始含水量(θ40)对降雨产流特征的影响。结果表明:在其他影响因素一定条件下,径流强度和累积径流量与降雨历时分别具有显著的负指数函数和幂函数关系(P<0.01);产流时间随RI增大而提前,径流强度、累积径流量和径流系数随RI增大而增大;产流时间随LAI的减少而提前,径流强度、径流量及径流系数随LAI减小而增大;当降雨强度增大时,LAI对麦田产流过程的影响减弱。在RI和LAI不变时,产流时间随θ40增大而提前,径流强度、径流量及径流系数随θ40增大而增大,但稳定径流强度基本相同。通过对模拟降雨实测数据统计分析,径流强度、累积径流量可最终表示为t、RI、LAI和θ40的4因素函数关系,并建立了径流系数回归计算模型(P<0.05)。     

模拟降雨条件下不同材料覆盖对水分入渗特征的影响

利用人工模拟降雨试验研究不同覆盖材料对降雨入渗能力的影响，重点研究渗水地膜覆盖、海绵薄膜覆盖情况下径流量和水分入渗速率的变化。结果表明，渗水薄膜覆盖、海绵薄膜覆盖均能明显降低径流量，增加水分入渗速率，海绵薄膜覆盖和渗水薄膜覆盖24min内的累积径流量分别减少63．94％和87．08％。     

秸秆覆盖对不同初始含水率土壤产沙过程的影响

秸秆覆盖是防治水土流失最有效的措施之一。该文通过模拟降雨（降雨强度为60 mm/h,降雨历时1 h）研究坡耕地在不同土壤初始含水率状态下秸秆覆盖变化对产沙过程的影响。试验地位于中国科学院红壤生态实验站,土壤类型为耕作铝质湿润淋溶土,试验小区为12 m×3 m,坡度为9%。处理分为5个水平的覆盖度（0、15%、30%、60%和90%）和2种土壤初始含水率（干态和湿态）。结果表明,在0、15%、30%、60%和90%覆盖度下,干态土壤平均产沙速率依次为24.5、15.8、10.4、11.2和1.0 g/(m2·h),同一覆盖度下产沙速率在模拟降雨时段内略微增大。湿态土壤条件下平均产沙速率依次为115.6、70.0、49.6、34.8和31.9 g/(m2·h),同一覆盖度下产沙速率在模拟降雨时段内下降明显。0、15%、30%、60%和90%覆盖度下平衡时产沙速率依次为52.5、30.5、22.8、19.8和15.4 g/(m2·h)。另外,5个水平的覆盖度中,30%的花生秸秆覆盖降低不同前期含水率下土壤产沙速率50%以上。因此,不同前期含水率情况下土壤产沙速率对秸秆覆盖度变化的响应非常明显,30%秸秆覆盖具有较为经济的水土保持效果。     

降雨和植被覆盖对土壤重金属流失的影响

采用室外水稻盆栽试验,研究不同降雨量和植被覆盖与土壤重金属流失的规律。收集降雨后的流失水样和泥沙,分析Pb、Zn、Cd、As这4种重金属的流失总量。结果表明:随着降雨量的增加,流失的水样和泥沙中各重金属的总量都明显增加;而在同一降雨量下,随着植物覆盖程度的增加,流失泥沙逐渐减少,流失各重金属总量也随之减少;4种重金属在水稻环境下的水溶性大小为:Zn>Cd>As>Pb,并且流失泥沙中的重金属含量与本底值相近且明显高于流失水样中的重金属含量。     

翻耕和覆盖对我国黄土区麦田土壤水分的影响

Effects of different methods of tillage and mulch on soil moisture at fallow stage were studied in rainy and rain-deficient years.Soil moisture content per 20 cm was measured vertically within 0-300 cm soil layers in an experiment with five treatments:deep-loosening tillage(DLT),traditional tillage(TT),plastic mulch(PM),straw mulch(SM) and plastic plus straw mulch(PSM),All mulch treatments were under no tillage conditions.Total storage of precipitation in soil from 0 to 300cm was determined before sowing,Results showed that the new methods of tillage and mulch were the basic ways to improve water condition in dryland wheat fields.In a rainy year,PM with no tillage played a significant role in storing and conserving precipitation.while in a rain-deficient year,the role was not significant,Due to evaporation.DLT did not promote the storage of soil moisture,SM was the best way to store and conserve soil moisture,In SM treatment the wheat yields increased by more than 20%.     

不同覆盖措施对褐土养分流失的影响

为探究不同覆盖措施对养分流失及其粒径分布的影响,采用人工模拟降雨试验的方法,模拟了不同雨强(30,60mm/h)和不同覆盖物(枯落物、砾石)下,不同覆盖度对褐土坡面养分流失的影响,并对侵蚀土壤的粒径分布、养分流失浓度进行了分析。研究表明:(1)不同覆盖措施均能有效减少土壤流失,250g/m~2的枯落物和盖度为50%的砾石覆盖可减少91%~98%和68%~91%的土壤流失。(2)褐土坡面下,被侵蚀土壤中有机质、速效氮、速效磷的浓度基本不随覆盖条件的变化而变化,而速效钾的浓度随坡面覆盖度的增加可增至裸地对照组的144%~325%。(3)土壤中养分流失随坡面覆盖度增加而减少,250g/m~2的枯落物和盖度为50%的砾石覆盖可减少64%~96%和43.29%~94.39%的养分流失。(4)被侵蚀土壤的粒径显著小于侵蚀前土壤,并且侵蚀模数越大,被侵蚀土壤的粒径组成越接近于原状土。     

土壤水变动对冬小麦生长产量及水分利用效率的影响

采用盆栽和管栽试验,研究土壤水变动对冬小麦地上部生长、产量及水分利用效率的影响。结果表明：株高对水分胁迫的发生时期较敏感,叶面积对水分胁迫的持续时间更敏感,与其他水分胁迫处理相比,分蘖至拔节阶段水分胁迫处理的株高最小,分蘖至孕穗阶段水分胁迫处理的叶面积最小。冠重主要受胁迫持续时间的影响,分蘖至孕穗阶段水分胁迫处理的冠重最小。水分胁迫对冬小麦穗数和WUE的影响基本上表现为正效应,而对每穗粒数、千粒重及产量的影响则全部为负效应。在各水分胁迫处理中,拔节至孕穗阶段经中度水分胁迫后抽穗期复水的处理,产量最高,达到充分供水对照的62%;分蘖至拔节阶段经中度水分胁迫后孕穗期复水的处理,WUE最大。试验结果表明,冬小麦株高、叶面积及各产量要素对土壤水变动的响应存在差异。     

微咸水非充分灌溉对土壤水盐分布与冬小麦产量的影响

为了实现高效用水,缓解北方地区水资源紧缺的状况,根据河北省中科院南皮生态农业试验站2003－2005年的冬小麦微咸水非充分灌溉田间试验资料,研究了微咸水非充分灌溉对土壤含盐量、冬小麦产量和产量构成因素以及水分利用效率的影响。结果表明,从拔节前到麦收后的冬小麦主根区土壤含盐量随着生育期的发展呈明显升高趋势;随着缺水阶段的后移,0～100 cm深度土壤积盐程度逐渐增大;穗粒数对缺拔节水敏感程度最高,缺抽穗水对单位面积穗数的影响最大,缺灌浆水对千粒重的负效应最大;总的来说产量随着缺水阶段的后移,水分胁迫的负效应逐渐减小,水分利用效率随着缺水阶段的后移有所提高,微咸水非充分灌溉的灌水优先顺序应为拔节水、抽穗水和灌浆水。该研究为黄淮海地区冬小麦在微咸水非充分灌溉下的适宜灌溉次数和灌溉水量的确定提供了科学依据,有利于合理开发利用当地微咸水资源。     

灌水量对半干旱区土壤水盐分布特征及冬小麦产量的影响

通过冬小麦小区灌溉试验，研究了灌水量对水分利用效率、土壤水盐分布及冬小麦产量的影响。结果表明灌溉水量决定土壤水分含量高低，随着灌水量的增加，边际土壤含水率先增大后减小，水分利用效率递减，土壤表层含盐量先减小后增加。当表层土壤的含盐量在0.07%~0.09%范围内，产量随着表土含盐量的增加先增大后减小。综合节水、抑盐、高产等因素得出当地淡水灌溉的最优灌水量。     

保水剂对冬小麦不同生育阶段土壤水分及利用的影响

为探明保水剂施用后对冬小麦不同生育阶段水分利用的作用机理,在豫西丘陵旱作区,通过大田试验,研究了保水剂对冬小麦不同生育阶段的保水、作物的耗水特征、水分利用效率等的影响。结果表明：保水剂提高了冬小麦不同生育阶段0～100 cm土层的土壤含水量、促进了生物量的积累、降低了小麦耗水量、提高了小麦产量和水分利用效率。各处理中,60和90 kg/hm2处理的土壤含水量及储水量均较其他处理高,而耗水量最低。播种-拔节期,保水剂用量越高干物质积累越显著;拔节-孕穗期及灌浆-收获期,60 kg/hm2处理较对照增加的干物质量最高;而孕穗-灌浆期,30 kg/hm2干物质量增加最为显著。各生育阶段,除孕穗-灌浆期外,60 kg/hm2处理的水分利用效率均较高。最终,60 kg/hm2处理的产量和水分利用效率均最高,较对照增产47.4%,水分利用效率增加10.6 kg/(mm·hm2)。     

低锌旱地土壤水分对小麦产量和锌利用的影响

【目的】西北旱地土壤有机质含量低,pH和碳酸钙含量高,导致土壤有效锌含量低,加之水分缺乏,不仅制约冬小麦生长和产量,还严重影响小麦锌的吸收利用。本研究选取西北旱地典型缺锌区,在土施锌肥的基础上,设置了2年的补充灌水田间试验,进一步研究水分对土壤锌有效性、 小麦生长、 产量以及锌和相关元素吸收利用的影响。【方法】田间试验于2010~2012年在陕西永寿县进行,采用裂区设计,锌肥为主处理,在不施锌与施锌(ZnSO4·7H2O)50 kg/hm2的基础上,设置在冬小麦关键生长期补充和不补充灌水2个副处理。在成熟期采集植株样品,测定了小麦产量、 生物量,各器官部位的锌及氮、 磷、 钾、 铁的含量; 采集0—40 cm土层土壤,测定了土壤有效性锌含量。【结果】在返青期、 孕穗期补灌20~30 mm水分对小麦产量、 土壤有效锌含量无显著影响,却有提高小麦各部位锌含量、 锌肥利用率的趋势,不施锌和施锌条件下,灌水比不灌水处理小麦籽粒锌含量分别提高3.8%~16.3%、 3.8%~13.1%,灌水使锌肥利用率提高21.2%~177.8%。灌水量和灌水时期的不同也影响锌在小麦各器官部位的分配与累积,第一季施锌和不施锌条件下,灌水比不灌水处理锌收获指数分别降低5.1%和2.0%,而第二季锌收获指数分别提高2.1%和2.7%。两季灌水对小麦籽粒中铁及大量元素氮磷钾含量的影响亦各不相同。【结论】在旱地缺锌土壤上,小麦生长关键期灌水对小麦产量、 土壤有效锌含量无显著影响,却有提高小麦各部分锌含量、 锌肥利用率的趋势,说明水肥结合对旱地石灰性土壤锌和锌肥有效性的影响应引起进一步重视,这对提高旱地缺锌地区作物和人体锌营养水平具有潜在意义。     

麦棉套种共生期不同土壤水分对冬小麦生理特性及产量与品质的影响

冬小麦、棉花套种共生期包括小麦灌浆期和棉花的苗期,这一时期对冬小麦生长及产量和品质形成具有重要意义。该文在3-1式和4-2式两种麦棉套种配置方式条件下,研究了麦棉共生期土壤水分条件对小麦生理特性以及产量和品质的影响。试验结果表明,土壤水分显著影响了小麦的光合蒸腾日变化动态。共生期较高的土壤水分不利于干物质向籽粒的运输和分配,其产量以70%土壤含水率处理最高。较低的土壤水分有利于小麦籽粒蛋白质和湿面筋含量以及沉降值的提高。3-1式小麦更容易受到土壤水分亏缺的抑制。     

室内模拟降雨条件下土壤水分入渗及再分布试验

降雨入渗对城市绿化、防洪排涝、农业生产等方面有着重要的意义。采用室内模拟降雨,使用时域反射仪采集相关数据,从土壤含水率变化特征和湿润锋运移特点等方面,研究了在垂向一维条件下不同雨强降雨对水分入渗的影响,探讨在降雨条件下土壤水分的再分布情况,从而确定试验所用砂壤土保水性最优土层范围。结果表明：降雨结束后,土壤水分的再分布主要受土水势控制,随着时间的延长,蒸发作用逐渐占据主导地位;试验所用砂壤土的最佳保水性土层深度为20～35 cm,可为植物的选栽提供参考。     

冬小麦土壤电导率与其产量的相关性

以冬小麦品种京冬12为试验对象,采用1：5土水浸提液的方法在整个冬小麦生长周期测量了土壤电导率。冬小麦产量由带有全球定位系统的联合收割机获得,定位系统可以记录小区位置。使用统计方法对冬小麦在不同生长期的土壤电导率和产量进行了相关分析,线性分析结果表明冬小麦在抽穗期以后两者间有一定线性关系。建立了冬小麦在抽穗期、乳熟期和灌浆期土壤电导率值和产量的关系模型,模型的决定系数R2均大于0.630,其中灌浆期模型的决定系数最高达到0.678,表明应用土壤电导率建立产量预测模型可以得到较好的结果。试验结果表明,土壤电导率作为一种复杂的土壤理化参数,可以作为土壤生产潜力的评价指标,可以用来评估作物产量、定义管理区和为精细农业提供变量处方管理。     

覆膜集雨与限量补灌对土壤水分及冬小麦产量的影响

依据北京昌平2005－2006年冬小麦田间试验,探讨覆膜集雨和限量补灌措施对土壤水分及产量影响。结果表明：限量补灌明显的增加了田间土壤水分和耗水量,1.6 m土层耗水量比对照增加45.8%,比覆膜增加29%～39%,产量是对照的1.63～1.95倍,比单纯覆膜增产32%～58%,结合覆膜比单纯补灌略增加上层土壤水分,但产量效应不明显;在覆膜面积占种植面积40%,降雨是常年水平一半的条件下,覆膜集雨提升上层土壤水分,降低深层土壤水分,1.6 m土层耗水量较对照增加3.68%～12.23%,且对深层水的利用是对照的1.55～1.69倍,小麦抗旱能力增强,增产63%～95%, 1 m土层水分生产效率提高55.8%～73.8%;在都有覆膜的前提下,追肥比早秋施肥和一次基肥更好地保持了苗期土层水分。总体来看,覆膜结合补灌追肥和限量补灌措施抗旱增产效果显著,值得在华北地区旱地农田推广应用。     

不同氮素水平下孕穗开花期土壤水分对冬小麦产量效应的研究

为了探讨冬小麦水肥交互效应,于2004～2005年在南方雨水较多地区开展了不同施氮量条件下孕穗开花期控水对冬小麦产量效应的盆栽试验研究。结果表明：在该试验条件下氮肥对产量的作用最大,土壤水分次之;水氮配合的产量效应是：适宜土壤水分高施氮量效应最高,高土壤水分高施氮量次之,低土壤水分低施氮量最低;水氮交互效应大小顺序是：水氮耦合＞施氮量＞土壤水分。获得最高籽粒产量86.6 g/盆的土壤含水量为占干土重的19.0%、施氮量为2.6 g/盆。