不同可降解膜覆盖对一维土柱土壤水分入渗和蒸发的影响

为了探索可降解膜覆盖对农田灌溉的影响机理,通过室内土柱试验,对普通地膜和三种不同可降解膜以及无膜覆盖条件下蒸发前后水分分布、不同时段蒸发量、不同土层温度进行了对比研究。结果表明:入渗结束后覆膜,经48 h的重分布,各处理组均可以对水分起保水作用,有效提高地下15～25 cm土壤水分含量,BD2处理(B型完全生物降解地膜,厚0.010 mm,主要成分PBAT设计降解诱导期60 d)的效果优于其他两种可降解膜,覆膜对5～15 cm土壤温度的保温作用明显。覆膜能抑制土壤水分蒸发,经过192 h各处理的累积蒸发量呈规律性增长,三种可降解膜对比可知:BD2处理对水分蒸发作用抑制明显,其保水保温作用与普通地膜差异不大,但可降解膜BD2处理最优。该研究可探明可降解膜覆盖对一维土柱土壤水分运动规律,并为建立相关模型提供参考。     

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.     

农膜残留对砂壤土和砂土水分入渗和蒸发的影响

通过室内试验设置5个不同残膜量(0、50、100、200、400 kg/hm~2)处理,研究不同残膜量对砂壤土和砂土水分入渗湿润锋、入渗速率、累积入渗量、土壤累积蒸发量和蒸发速率的影响,并评价了主要土壤入渗、蒸发模型在农膜残留土壤的适用性。结果表明:随着土壤中残膜量增多,砂壤土和砂土入渗速率变慢,土壤湿润锋运移相同距离所需时间均显著增加,其中运移30 cm时,砂壤土残膜量400 kg/hm~2处理(SL5)比无残膜处理(SL1)运移时间增加了27.56%;相同入渗时间内累积入渗量随残膜量增加均显著减小(P0.05),入渗结束后SL5处理比SL1处理累积入渗量减小了52.01 m L(23.12%);残膜量增加导致蒸发速率、累积蒸发量都显著减小(P0.05),蒸发结束后SL5处理比SL1处理累积蒸发量减小了30.63%,且不同残膜量对砂壤土的影响大于砂土。对4个土壤水分入渗及蒸发模型进行拟合,结果显示Kostiakov和Philip入渗模型均能较好模拟残膜条件下土壤水分入渗,其中Philip入渗模型拟合精度高于Kostiakov入渗模型,且对砂土中农膜残留下的土壤水分入渗模拟效果更好;Black蒸发模型随着残膜量增加拟合精度下降,而Rose蒸发模型受残膜量的影响较小,更适合于农膜残留土壤累积蒸发量估算。     

生物可降解地膜对棉花产量及水分利用效率的影响

为了探求华北平原棉花可降解地膜覆盖替代普通膜覆盖的可行性,解决白色污染问题,试验设置4种处理:6 μm PE普通地膜(PE)、8 μm生物可降解地膜(M1)、6 μm生物可降解地膜(M2)及不覆盖地膜(CK),分析比较各处理对棉花出苗率、叶面积指数(LAI)、农田耗水速率、产量及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明,与处理CK相比,覆盖地膜显著提高了棉花出苗率,但3种覆膜处理间差异不具有统计学意义;在棉花生育前期,2种生物可降解地膜处理的LAI显著低于PE处理的.3种覆膜处理之间的籽棉产量和霜前花率的差异均不具有统计学意义.3种覆膜处理间WUE的差异不具有统计学意义,但均显著高于CK的.2种生物可降解地膜处理相较于PE,对棉花的出苗率、霜前花率、籽棉产量及WUE的差异均不具有统计学意义.相较于PE,使用6 μm生物可降解膜不会造成棉花耗水量升高,而8 μm可降解膜则显著增加了棉花的耗水量.因此6 μm生物降解膜取代PE膜较好.     

不同覆盖条件对土壤水分蒸发的影响

通过对景泰县兰州理工大学大规模荒漠改良工化试验基地土壤在不同覆盖条件下的水分蒸发量进行了对比试验研究。试验结果表明:土壤表面增加覆盖物可以有效的降低土壤蒸发;随覆盖物厚度的增加,土壤水分蒸发量逐渐降低;1、3、57、cm麦秸覆盖条件下土壤水分蒸发量比纯土分别降低20.9%、51.5%、67.5%、74.5%;1、3、5、7cm沙石覆盖条件下土壤水分蒸发量分别比纯土降低25.9%、48.9%、60.6%、70.8%;同时,连续17天测定结果表明,相同厚度情况下,麦秸覆盖下土壤蒸发量明显小于砂石覆盖的土壤水分蒸发量,5 cm厚覆盖物时,砂石是纯土的60.6%,麦秸是纯土的67.5%。试验表明同一时间段内不同覆盖条件下的土壤水分蒸发差异明显。     

降解膜覆盖对油菜根系、产量和水分利用效率的影响

通过2 a田间试验设置普通地膜覆盖(PM)、生物降解膜覆盖(JM)和露地对照(CK)3个处理,系统分析和比较了不同类型地膜覆盖对地下5 cm和25 cm深度处的土壤温度、0~100 cm土壤储水量、冬油菜生长状况、根系形态特征、产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明,在播种后150 d前,PM和JM处理的增温保墒效果相当,均显著大于CK(P0.05),在播种后150 d后,生物地膜逐渐降解,其增温保墒效果显著低于PM(P0.05);JM处理冬油菜不同生育期的株高、叶面积指数、地上部干物质量和成熟期不同深度处的主根直径与PM处理均无显著差异(P0.05),但都显著大于CK(P0.05),冬油菜分枝数、主花序和分枝花序的角果数、籽粒数也表现出相同的特点。与PM处理相比,JM处理更能促进冬油菜主根下扎,有效增加20~30 cm土壤深度的侧根质量密度。JM处理的节水增产效果与PM无显著差异(P0.05),2种地膜覆盖下冬油菜的产量和水分利用效率均显著大于CK(P0.05),PM和JM处理2 a冬油菜的平均产量和平均水分利用效率分别比CK增加45.91%、37.02%和81.68%、53.86%;与PM处理相比,JM处理还能有效降低油菜籽粒中对人体健康不利的芥酸和硫苷含量。从应用效果来看,JM可以代替PM应用于冬油菜的种植栽培。     

预处理秸秆对土壤蒸发及秸秆分解率的影响

通过室内土柱模拟培养试验,对比研究了秸秆粉碎、氨化及与无机土壤改良剂混合配施后对土壤蒸发特性及秸秆分解速率的影响.结果表明:秸秆施入土壤后明显提高了土壤的累积蒸发量,粉碎氨化秸秆具有降低累积蒸发量的作用,其与无机土壤改良剂混合配施后,降低土壤蒸发强度作用显著,提高了土壤的耐旱性.长秸秆和粉碎秸秆单独施入土壤后明显提高了土壤的蒸发失水比,粉碎氨化秸秆能持续降低土壤的蒸发失水比,当其与土壤改良剂混合后抑制土壤无效蒸发作用周期延长.秸秆施入土壤后的分解高峰主要发生在30 d内.短期内秸秆粉碎程度对其分解速率作用不明显,粉碎氨化秸秆提高秸秆分解率效果显著.土壤耗水特征各指标累积蒸发量E_c、蒸发速率a·b、蒸发失水比p_wl各指标之间相关关系具有统计学意义,能较好地表征土壤蒸发特性.     

针对可降解膜鸭嘴式穴播器的结构设计与试验

针对目前新疆市场上农民普遍使用的2MB系列棉花铺膜播种机在可降解膜上打孔成穴时存在严重的连筋现象,设计了一种动嘴带切膜刃的新型鸭嘴。介绍了该鸭嘴式穴播器的结构及工作原理,结合农艺要求设计了穴播器的主要结构参数,并运用ANSYS软件对关键部件进行了应力分析。性能试验表明:新的鸭嘴结构不仅针对可降解地膜能够有效破膜、降低连筋率,而且满足播种农艺要求。     

双层秸秆不同层位覆盖对土壤水分蒸发影响

为揭示不同秸秆覆盖模式抑制土壤水分蒸发的效果,通过室内模拟试验,对双层秸秆不同层位覆盖下土壤水分蒸发过程进行了研究。试验设置秸秆单层覆盖埋深80 mm (CK)、上层埋深0 mm下层埋深300 mm秸秆双层覆盖(C1)、上层埋深80 mm下层埋深220 mm秸秆双层覆盖(C2)、上层埋深80 mm下层埋深300 mm秸秆双层覆盖(C3)、上层埋深80 mm下层埋深380 mm秸秆双层覆盖(C4) 5种模式,结果表明:不同覆盖模式下,蒸发量显著不同,实验数据显示蒸发过程可分为3段,1～10、11～18、19～24 d的规律分别为CKC4C2C1C3、CKC1C4C3C2、C2C1CKC4C3。CK的累积蒸发量为3.154 2 kg,与CK相比C1、C2、C3、C4处理的抑蒸率分别为2%、3.97%、8.6%、2.3%。综合分析来看,双层秸秆覆盖较单层秸秆可有效减小土壤水分蒸发。可得不同层位秸秆埋深对土壤累计蒸发的抑制作用由大到小排列为:C3C2C4C1CK。在整个蒸发过程中,不同秸秆覆盖下土壤水分累积蒸发量与时间的关系符合Y=a x~b。     

膜下滴灌对温室甜瓜水分利用效率及品质影响

以"一品天下208"甜瓜为试验品种,在日光温室内进行了灌溉试验研究,采用φ20蒸发皿的日水面蒸发量为灌溉水量控制指标,设置了不同蒸发量系数(0.45;0.6;0.75;0.9)的供水处理,研究表明:不同水分处理条件下,单株产量T3最大,T1最小;不同处理各阶段灌水量及耗水量,采用T3处理适宜植株生长需求;T3处理水分利...     

干旱沙区降解膜覆盖的玉米生长与耗水规律

针对干旱沙区水资源短缺、水分利用效率较低、“白色污染”等问题,在内蒙古乌兰布和沙区开展了2 a的可降解地膜膜下滴灌田间试验.试验设置2种类型的地膜覆盖(可降解地膜和普通地膜)与3个灌溉定额(低水、中水和高水)共6个处理,研究了可降解地膜覆盖下不同灌水处理对干旱沙区玉米生长、产量、土壤含水率、耗水量及水分利用效率WUE的影响.结果表明:可降解地膜覆盖下的玉米生长和产量与普通地膜覆盖的差异不具有统计学意义,抽雄期后耗水量较大,而WUE显著降低;可降解地膜覆盖下灌水量对玉米生长、产量、土壤含水率、耗水量及WUE有显著的影响,灌水量增加会促进玉米生长,延缓后期玉米衰老,增加玉米产量,2 a均为高水处理的产量最大,分别为13 614.97,13 726.68 kg/hm²,且与中水处理的差异不具有统计学意义;耗水量随灌水量增加呈上升趋势,而WUE随灌水量增加呈抛物线趋势,2 a中水处理的WUE均为最大,平均分别比高水、低水处理的高2.77%,19.56%.     

粉碎秸秆对冬小麦棵间蒸发的影响

利用秸秆粉碎还田配施化肥(S)和常规施肥(R)2种措施下的大田试验数据,对比分析了2种措施下冬小麦全生育期内棵间蒸发量的变化,棵间蒸发量占蒸发蒸腾量的比例与叶面积指数的关系以及土壤含水量与叶片含水量的关系.结果表明:S,R 2种措施下冬小麦全生育内的棵间蒸发量变化均呈现为"大—小—大—小—大"的"W"型变化规律,相比较R措施,S措施可有效抑制冬小麦棵间蒸发,全生育期内平均抑制蒸发率为9.96%,抑制蒸发率随着生育期变化,呈现出"高—低—高—低"的趋势.同时冬小麦全生育期内S措施下的叶面积指数均高于R措施下的,棵间蒸发量占蒸发蒸腾量的比例均小于R措施下的,可见,S措施有利于叶片生长,并可减小棵间蒸发量占蒸发蒸腾量的比例.冬小麦封行后,通过监测40~60 cm和60~80 cm土层的土壤含水量可反映S,R 2种措施下冬小麦的水分状况.     

不同斥水程度黏壤土一维入渗特性试验研究

采用人工配置的5种斥水程度等级的黏壤土,通过室内一维积水入渗试验,探究了斥水程度对黏壤土湿润锋运移、累积入渗量、入渗率、土壤剖面含水率以及水分再分布的影响,分析了不同斥水程度土壤入渗条件下入渗模型的适用性.结果表明:随着斥水程度增大,土壤入渗率变慢,湿润锋运移相同距离所需要的时间显著增加,其中运移到40 cm时,强斥水土壤比亲水土壤的运移时间增加了63%;随着斥水程度增大,累积入渗量减小,入渗结束时强斥水土壤比亲水土壤的累积入渗量减小了27%;土壤的入渗率也随着斥水程度增大而逐渐减小,强斥水土壤的稳定入渗率为亲水土壤的37%;随着斥水程度增大,土壤剖面含水率减小,且经过相同时间的水分再分布,土壤剖面含水率的变化量也随之减小;幂函数可以很好地模拟湿润锋运移距离和累积入渗量随时间的变化过程;对弱斥水土壤而言,Philip模型和Kostiakov模型对入渗率与时间的关系有较高的拟合度,而强斥水土壤则Kostiakov模型更为适用.研究可为斥水土壤的入渗提供理论基础.     

降解地膜对河西干旱区土壤水热及制种玉米产量的影响

以制种玉米为供试材料,研究了诱导期分别为2,3,4个月的白色(WD1,WD2,WD3)和黑色(BD1,BD2,BD3)降解膜以及普通白膜覆盖(CK)对制种玉米土壤水热及产量的影响.结果表明:相同诱导期下,黑色降解膜的降解等级高于白色降解膜;土壤贮水量在灌浆期和成熟期,降解膜覆盖处理比CK低2.2%~7.5%和2.3%~7.0%,吐丝期BD2的土壤贮水量比CK高8.0%;可降解地膜覆盖在拔节期、吐丝期、灌浆期和成熟期,土壤日最高温度比CK低0.1~1.5,0~1.2,0.1~1.3和0.9~1.9 ℃,并且降解地膜诱导期越早,对地温影响越大;BD3成熟期的冠部湿基含水率比CK高3.2%;不同降解膜覆盖作物的产量和水分利用效率与CK相比较,BD3具有增产效应,产量和水分利用效率分别比CK高6.8%和4.7%.     

自动补水蒸发皿装置的原理及应用

为了更好地利用蒸发皿的蒸发量指导农田灌溉,根据马氏瓶工作原理设计了一种简单、实用,价格低廉而且操控性强的恒水位蒸发皿装置,此装置在20 cm标准蒸发皿的基础上附加了一个自动补水装置.以20 cm标准蒸发皿的蒸发量为标准,对可进行自动补水的恒水位蒸发皿的水面蒸发过程进行了验证.通过大田冬小麦试验建立了水面蒸发过程与冬小麦同阶段耗水过程的关系.结果表明,设计开发的蒸发皿装置,具有较好的稳定性,组间测量值相对平均误差小于5%,超过5 d相对平均误差小于2%;其水面蒸发过程与20 cm标准蒸发皿的蒸发量具有显著的相关关系,相关系数高达0.99;华北地区优质高产冬小麦在拔节期、抽穗扬花期和灌浆成熟期的田间耗水量,与自动补水蒸发皿同阶段累计水面蒸发量的比值分别为1.09,1.31和1.16.因此,可以用该装置的水面蒸发量来指导农田灌溉,达到农作物优质、高效、高产的目的.     

盐渍土壤覆膜种植条件潜水蒸发的探讨与分析

盐渍土区潜水蒸发机理、特性及其计算方法的研究,对防治土壤盐碱化、地下水资源评价及农田水分管理具有重要意义.基于潜水蒸发的最新国内外研究成果,提出了当前在潜水蒸发研究方面的薄弱之处:即以往有关潜水蒸发的研究较多集中于其常规影响因素,且大多是对裸土条件下潜水蒸发特性及其计算进行研究,而对种植作物、土表覆膜和特殊土壤等条件下潜水蒸发问题的认识和研究较为不足.根据我国干旱地区土壤特性和种植模式,分别对有无作物种植、土表覆膜和盐渍土壤等3种条件下的潜水蒸发特性及计算方法进行了较为详细地阐述和评价,并就目前研究中存在的不足和未来亟待深入研究的问题进行了探讨,认为在今后的研究工作中,应把潜水蒸发对作物耗水的补给比例、不同地区适宜潜水埋深和生态地下水位、潜水蒸发昼夜变化特性,以及盐碱地潜水蒸发与土壤积盐的数值模拟等内容,作为研究重点.     

掺沙对盐渍化土壤水盐分布及其蒸发特性的影响

为了探明盐渍土水盐分布和土壤蒸发特性对掺沙的响应特征,以山东省滨州市无棣县"渤海粮仓"科技示范区土壤为研究对象,分析了不同掺沙量(沙-土质量比为0,10％,30％,50％和70％,分别以处理CK,T1,T2,T3和T4表示)对盐渍土水盐运移特征和土壤蒸发的影响.结果表明,0～5000 min,处理T1和T2表层0～1 ...     

残膜对土壤水分渗吸过程中湿润锋的影响

采用室内水分渗吸试验,通过设置6个残膜面积水平,分别为0.25,0.50,1.00,2.00,4.00,8.00 cm²,和4个残膜密度水平,分别为60,180,300,420 kg/hm²,以无膜作对照,共25组试验处理,分析了不同残膜密度及尺寸对湿润锋的运移的影响.分析结果显示,在容重为1.53 g/cm³的黏壤土中混入残膜加快了土壤入渗过程,起到了促渗作用;且随着残膜密度的增大,入渗历时的最大值和最小值对应的单片残膜面积随之增大,促渗效应逐渐减弱;土壤中残膜密度较低时,残膜面积对湿润锋运移深度的影响程度大于残膜密度,残膜密度较高时,残膜密度的影响力增强;单片残膜面积为0.25 cm²时,随着残膜密度的增加,入渗历时先减小后增大,在180 kg/hm²处达到最小值;在土壤中均匀混入单片面积小于等于0.25 cm²的残膜后,形成了新构土壤,具有独特的物理性质.