深蓄灌溉对夏玉米农田水分动态的影响

为探究深蓄灌溉利用汛期雨洪资源补充土壤水和地下水的可行性,于2020年6—10月在玉米田间小区开展试验研究,监测不同计划储水深度(T1:H_p=60 cm; T2:H_p=90 cm; T3:H_p=120 cm; T4:H_p=150 cm; T5:H_p=180 cm)且以饱和含水率为灌水上限的一次深蓄灌溉条件下土壤水分动态变化特征,研究量化补充土壤水的农田水分动态,为制定有效补给土壤储水的深蓄灌溉制度提供依据。结果表明：深蓄灌溉可有效补充农田土壤水分,灌溉10天后不同处理0—200 cm土层平均含水率增幅范围为11.90%～40.85%,T5处理含水率增幅最高;随着计划储水深度的增加,夏玉米农田蒸散量先增加后降低最后上升至最高水平,在计划储水深度为90 cm的处理达到最大;计划储水深度为60,90 cm时,补充水量主要用于补给浅层土壤和农田蒸散,不利于进行土壤储水;计划储水深度为120 cm以上时,灌水及降雨对深层土壤水分补给量达243.39 mm以上,占总供水比重27.29%以上...     

石羊河流域农田休闲期耗水规律研究

通过微型蒸渗器和diviner2000土壤水分测定仪测定了不同耕作及储水灌溉条件下农田休闲期土壤水分动态变化规律,并结合气象数据比较不同耕作方式和灌水处理的优越性,分析了休闲期不同耕作方式及储水灌溉措施对土壤水分及降水利用的影响。研究结果表明,春耕可减少农田表层土壤蒸发,保水效果较好;低定额储水灌溉既没有造成深层渗漏,且蒸发损失小;冬季大定额储水灌溉产生43.86 mm的深层渗漏和121.11mm的土壤水分蒸发,形成了水资源的无效流失;而春耕+免储水灌溉只产生54.41 mm水分损失,节水效果显著。土壤蒸发和深层渗漏产生的土壤水分损失大小顺序为:传统冬季储水灌溉>低定额储水灌溉>秋耕+免储水灌溉>春耕+免储水灌溉,低定额储水灌、秋耕+免储水灌溉、春耕+免储水灌溉处理土壤水分损失较对照分别减少53.44 mm、97.52 mm和110.56 mm(土面蒸发+深层渗漏)。石羊河流域春耕+免储水灌溉处理可有效减少休闲期水分损失,提高休闲期水分利用效率。     

垄沟耕作条件下滴灌冬小麦田间土壤水分的动态变化

试验在池栽条件下研究了滴灌与垄沟耕作条件下冬小麦田间土壤水分的动态变化。结果表明：滴灌对0～60cm土壤水分含量影响比较明显，由于受土壤蒸发和作物根系吸收水分的影响，0～30cm土壤水分含量在整个生育时期内变化最为剧烈，其次是30～60cm层次的土壤，90～120cm层次的土壤整个生育时期水分含量最为稳定。灌溉后土壤水分0～120cm土层中呈现“Z”型分布，且与垄作相比，灌溉对沟播处理各层次的影响更大。另外，通过对不同生育时期各个层次土壤水分含量的分析可以看出，冬小麦的灌浆期是其活跃的耗水期，其次是抽穗期。不灌溉处理的耗水深度主要集中在土壤下层，灌溉处理的耗水程度变化较复杂。与畦播处理相比较（见讨论部分），灌溉后沟播处理土壤水分上升最明显，垄作处理次之，畦播最小。灌溉一周后畦播土壤水分下降最快，垄作次之，沟播最小。而就灌溉后土壤水分运动而言，垄作与沟播处理快于畦播处理。     

民勤沙井子典型固沙植被区土壤水分动态与降水再分配研究

利用智能中子水分仪定时测定土壤水分的方法,在2006-2007年测定并分析了不同固沙灌木林地0-200cm深土壤共10个层次的水分时空变化特征和降水人渗再分配,结果表明:(1)民勤沙井子不同固沙灌木林地土壤水分季节变化表现为消耗期(6-7月);积累期(8-9月和4-5月),消退期(10月)-稳定期(11月-翌年3月).(2)土壤水分垂直变化为20cm土层含水量最低,60cm土层最高; 120-200 cm土层含水量随林地的不同而呈现减少、增加或保持稳定,(3)生长季节,土壤有效储水量0-40cm土层变化最频繁; 5种灌木林地0-200cm土层有效储水量.固定白刺沙包最高,97.9 mm.固定柽柳沙包最低,66.8mm.(4)降水在土壤中人渗深度和入渗历时不但取决于降水量,而且取决于降水强度,1.7 mm/h雨强平均湿润锋深度是0.7 mm/h的1.8倍,说明降水量相近,强度较大的降雨有利于水分向深层渗透.(5)降雨后水分在林地表层土壤中入渗增加,同时较深层的水分却表现为消耗,土壤水分的储存与消耗随着降水量和林地的不同而有差异.     

砒砂岩对毛乌素沙地风沙土储水能力影响的研究

为探析砒砂岩对于风沙土储水能力的影响,在毛乌素沙地设置不同比例砒砂岩与沙复配成土试验小区(砒砂岩与沙的体积比分别为1∶1,1∶2,1∶5),进行单季玉米种植,并分别于2013—2015年连续3年对0—120cm深度内土壤水分进行动态监测。结果表明:从2013—2015年,适量砒砂岩的加入将风沙土储水量从100mm左右提升至200mm以上,并可逐步调节土壤水分至不亏缺状态,显著提升土壤的保水蓄水能力,有利于作物生长需求;土壤储水以40cm以下中深层土壤储水能力改善作用最为明显,且经多年种植,0—40cm和80—120cm土层逐步成为土壤水分较为稳定的土层,利于作物根系对水分的吸收利用;砒砂岩与沙1∶1~1∶5范围内,随砒砂岩所占比例提高,复配土储水特征的改善作用有增强趋势,但趋势不显著。     

深耕对黑土水分特征及动态变化影响

水分特征曲线是反映土壤持水性、供水性和水分有效性的重要参数。为明确深耕对黑土土壤水分特征及有效性的影响,通过田间多点取样,比较研究了深耕与常规耕作对土壤水分特征曲线、孔隙组成及水分动态变化影响。研究结果显示:深耕提高土壤饱和含水量和田间持水量,土壤水分特征曲线符合Van Genuchten模型,相关显著;深耕提高土壤有效孔隙比例,有效孔隙增加5.48%~82.00%;深耕提高了0~40 cm土层有效水储量,其中速效储水量和迟效储水量分别比对照增加1.54和1.21倍;深耕改变了作物整个生育期间土壤水分动态变化,5 cm土层土壤受降雨影响波动性大,对照、深耕无差异,15 cm、25 cm土层对照水分高于深耕,60 cm土层土壤水分含量对照低于深耕;对照0~30 cm土层土壤耗水量高于深耕7.8 mm,30~60 cm土层低于深耕7.2 mm,深耕深层土壤水分利用率高,是对照的1.74倍。黑土深耕可提高土壤水分有效性和总储量。     

巴丹吉林沙漠高大沙山柽柳地土壤水分时空动态

为探索柽柳地土壤水分特征及其对降水事件的响应,采用EM50土壤水分检测系统及MAWS301自动气象站,监测了柽柳地及相似立地裸露沙山10—210cm土壤体积含水量动态和区域降水量,并分析了两者的土壤水分基本特征、时空动态及其对降水事件的响应。结果表明:(1)柽柳地10—210cm土壤含水量平均值为1.88%,稍高于裸露沙山(1.74%)水分;(2)柽柳地土壤水分呈浅层(10—70cm)高、中层(70—150cm)低、深层(150—210cm)高的特点,且浅层稍低于裸露沙山水分(p0.05),中层相近,深层明显高于裸露沙山(p0.01);(3)柽柳地各层次水分变异大,对极端降水事件敏感,平均变异率58.67%,是裸露沙山的4.26倍,降水入渗可达200cm,而沙山不超60cm。柽柳林地水分主要受降水影响,且柽柳的存在改变了降水再分配过程,促进了降水入渗的深度,使林地维持较高的含水量。     

黄土丘陵沟壑区杏树-黄芪复合系统土壤水分效应研究

以山西中阳县黄土丘陵沟壑区梯田杏树-黄芪复合系统为例,采用由烘干法测定得到的2004和2005年的土壤剖面含水率数据,结合土壤贮水量,研究果树与豆科中草药间作土壤水分效应,旨在为该地区果药复合系统优化结构配置及林业生态建设提供一定的理论依据。研究结果表明：复合系统与清耕杏园（CK）0～150 cm深土层内贮水量的年际变化趋势基本一致,且均与降雨年际变化趋势一致。2004年与2005年复合系统内0～150 cm土壤贮水量比CK的2530 mm和2494 mm分别提高387 mm和393 mm,提高了15.3%和15.8%;这种提高效应在雨季中及雨季后期尤为显著,2004年和2005年分别提高152 mm和163 mm。复合系统行间0～150 cm深土层剖面水分等值线图总体变化趋势与CK一致,但复合系统的变化梯度相对较小,剖面水分变化相对稳定。复合系统树盘内0～150 cm深土层的水分状况亦好于CK,雨季中距树干30、60 cm处平均含水率比CK分别提高2.13%～3.51%、2.08%～3.18%。杏树-黄芪复合系统有利于杏园土壤水分状况的改善。     

黄土丘陵沟壑区不同水保措施条件下土壤水分状况

黄土高原土壤水资源对植物的生长发育意义重大。水土保持措施会影响土壤水分的静态分布和动态过程。该文通过定位监测并引入土壤水分亏缺补偿度指标,旨在明确黄土丘陵沟壑区不同水土保持措施下土壤水分动态特征和雨季前后土壤水分的亏缺与补偿情况。结果表明：不同水土保持措施雨季前后土壤储水均处于亏缺状态,7月份土壤储水亏缺得到缓解;8月份表层土壤储水亏缺加剧;雨季后的10月份土壤储水均得到恢复。降雨对退耕坡地和梯田土壤水分均有正补偿作用。水平阶90 cm处和160 cm以下出现负补偿现象。鱼鳞坑在30 cm处出现负补偿。在0～200 cm土壤剖面上,土壤储水亏缺补偿度依次为退耕坡地＞梯田＞鱼鳞坑＞水平阶。由此可见,不同水土保持措施对土壤水分季节变化和垂直变化,以及降雨对土壤水分的补偿作用均产生不同影响。     

干旱河谷区坡耕地等高植物篱种植系统土壤水分动态研究

金沙江干旱河谷区坡耕地固氮植物篱种植模式的研究结果表明 ,植物篱与农作物利用土壤水分的深度不同 ,植物篱在旱季主要利用 5 0 cm以下深层土壤水分来度过严酷的旱季 ,在雨季促进水分向深层土壤渗透 ,提高 0～ 15 0 cm土层贮水量 ;据剖面含水量的变异程度可将剖面分为 4个层次 :水分剧变层、水分渐变层、水分弱变层和水分稳定层 ,其中植物篱模式下剧变层为 0～ 30 cm,渐变层为 30～ 10 0 cm ,弱变层为 10 0～ 15 0 cm,稳定层在15 0 cm以下 ,而传统耕作坡地和裸坡地 (梯地 )分别为剧变层 0～ 30 cm,渐变层为 30～ 5 0 cm,弱变层为 5 0～ 12 0cm ,稳定层在 12 0 cm以下 ,渐变层厚度显著小于植物篱种植模式。植物篱模式提高系统中土壤水分周转库容 ,不仅有利于雨季调节地表径流 ,而且有利于旱季改善土壤水分条件。在时间上 ,一个旱季 -雨季周期内干热河谷坡耕地土壤水分动态可分为 3个时期 :水分消耗期、水分补给期和水分平稳期     

非充分灌溉条件下农田水分转化SWAP模拟

非充分灌溉改变了农田水分转化过程,以往的研究较少讨论作物根系层以下的土壤水分转化动态及其对作物耗水的影响。该文在北京市典型农田开展了冬小麦-夏玉米非充分灌溉试验,在对SWAP模型率定与验证基础上,模拟分析了非充分灌溉农田耗水规律与水分转化过程,并应用模型得到了研究区不同降水年型的最优非充分灌溉模式。结果表明:非充分灌溉的实施促使作物消耗大量土壤贮水,当降雨或灌溉量较小时,土壤水可占作物耗水量的46.1%;根区和储水区之间土壤水分交换明显,转化通量变化范围为-2.67～0.45mm/d,而储水区底部水分通量较小且无明显变化,根区土壤水分渗漏出现在灌溉或较大的降雨之后,储水区水分向上补给主要发生在作物需水关键期;与常规灌溉相比,最优非充分灌溉模式在丰水年、平水年和枯水年分别节水375、225和225mm,储水区底部深层水分渗漏量分别减少了89%、17%和2%。     

生物炭添加对黄绵土水分补给和消退的影响

[目的]明确雨季生物炭添加对黄绵土储水、保水能力的影响,为科学利用生物炭改良黄土高原地区土壤以及确定合理的生物炭施用量提供基本理论支持。[方法]采用多层一体式土壤水分温度测量系统(JDTS-01)对黄土高原地区土壤水分进行野外定点观测,并使用烘干法对监测数据进行校正,研究黄绵土0—40 cm土层水分动态变化与补给、消退情况。基于双变量相关分析探讨了不同生物炭添加量下土壤水分补给和消退变化的影响因素及其相对重要性。[结果](1)整体上生物炭添加能在一定程度上增加土壤水分含量,低生物炭添加量增加了深层土壤水分,而高生物炭添加量增加了表层土壤水分,2.5%左右的生物炭添加量可能是影响土壤水分入渗和蒸发的拐点。(2)添加生物炭后,0—20 cm土层水分补给量增大,20—40 cm土层水分补给量减小。降雨带来的水分补给能够很大程度上滞留在土壤耕层,添加生物炭量较大时土壤水分补给效果更好;0—20 cm土层中添加生物炭处理的水分消退更快,而不添加生物炭的土壤水分入渗土层更深。(3)生物炭添加可以促进黄绵土土壤水分补给,减弱土壤水分消退,有利于降雨后土壤储水。[结论]生物炭添加能够改善黄土高原地区土...     

黄土丘陵区深层干化土壤中节水型修剪枣树生长及耗水

黄土丘陵区人工林地深层土壤干层是否影响后续植物的生长是众多学者关心的热点。该文在砍伐23 a生旱作山地苹果园地后休闲4 a又栽植枣树,连续3 a观测干化土壤中枣树的生长及土壤水分变化,研究采用节水型修剪的再植枣林的生长及耗水情况。结果表明,前期23 a生苹果园地已使0~1 000 cm深土壤干化,休闲4 a后0~300 cm土层水分得到恢复,300~500 cm范围为中度偏重亏缺,500~700 cm为中度亏缺,700~1 000 cm为轻度亏缺;3龄枣树时开始采取节水型修剪,0~300 cm土层有效水分被消耗34.97%,至4龄时0~300 cm范围内前期恢复的土壤水分已消耗殆尽;在此情况下采取节水型修剪的枣树仍可保持良好生长,产量及其水分利用效率均高于相同水分条件下的常规修剪枣树,产量可达正常水分条件下枣树的1.39倍以上,产量水分利用效率可达1.52倍以上。研究结果证明节水型修剪是半干旱区深层干化土壤中枣树克服雨量不足和土壤水分亏缺的一条有效途径。     

不同利用方式下红壤坡地土壤水分时空动态变化规律研究

利用连续3年土壤水分定位观测数据，研究了红壤坡地不同利用方式下土壤水分的时空动态变化规律。结果表明：土壤水分时空动态变化主要受降雨和植被类型的影响。土壤水分季节变化分为相对稳定期、消耗期和补给期三个时段；土壤剖面（0～90cm）水分含量从表层到深层表现为增长型，依据2003年土壤水分标准差和变异系数。将土壤剖面划分为活跃层、次活跃层和相对稳定层3个层次；土壤剖面水分变异系数随降雨量和土层深度的增加而减小，随植被根系的增长而变大。平水年，深根系区与浅根系区土壤水分变化差异表现在30cm深度以下，而丰水年其差异主要表现在土壤表层（0～30cm）；无论平水年还是丰水年，深根系区土壤水分变幅均比浅根系区大。     

坡地土壤水分动态及耗水规律研究

8年长期坡耕地土壤水分研究表明:裸地2m土层水分季节性变化呈倒S型;40～100cm内土层水分对作物供水极为重要;在降水量为500mm左右的黄土丘陵沟壑区,降水能完全满足坡耕地作物生长发育;在降雨因素不成为限制作物生长发育主要因素时,水平沟耕作可以有效地控制地表蒸发,降低作物耗水量;人工草地耗水强度趋势为:沙打旺>草木樨>紫花苜蓿>红豆草>柠条（二年生）;3年生人工草地主要利用50～200cm土层水分,8年生人工草地利用150～400cm土层水分,且8年生人工草地土壤水分恢复维艰。     

内蒙古西部黄土丘陵区土壤水分动态初探

通过对内蒙古西部黄土丘陵区土壤水分的初步研究,表明:该区土壤水分的垂直动态分布分为三个不同层次,即:水分不稳定层(0～40cm);中间过渡层(40～100cm);水分相对稳定层(100～200cm);旱作土壤水分的动态变化与降雨的变化基本一致;作物对土壤水分的消耗主要是当年降雨。     

几种典型覆盖下的土壤水分恢复研究

为了探索半干旱黄土丘陵区典型覆盖措施下土壤水分恢复的特征,采用野外大型土柱定位观测了几种覆盖下土壤水分的变化,结果表明:(1)与裸地相比,薄膜覆盖下土壤水分增加最显著,其次为树枝覆盖;(2)从土壤水分的含量来看,裸地在当地有利于土壤水分的恢复;(3)从逐月累计土壤储水增量来看,经过一个生育期,不同处理下土壤储水增量均有不同程度的增加,到9月份时,薄膜覆盖树枝覆盖裸地早熟禾。三种无植物处理下土壤储水增量随着时间的变化呈直线上升的关系,其中薄膜覆盖与逐月累计降雨量关系最紧密。有植物种植的处理中(早熟禾),土壤储水增量与时间呈非线性关系;(4)随着土层的增加,变异系数逐渐减小,早熟禾和裸地在200cm以下,基本达到稳定,树枝覆盖在240cm以下达到稳定,薄膜覆盖大概在340cm以下达到稳定。     

空心村整治不同还田材料对冬小麦越冬前土壤水分的影响

在进行空心村整治复垦的同时,需添加适当的材料来提高其可耕性,通过研究不同还田材料在冬小麦越冬前的土壤水分含量及剖面储水状况,来选择保水性较好的材料进行空心村整治还田。采用烘干法,分别在无还田材料,有机肥（鸡粪）还田,粉煤灰还田,有机肥+粉煤灰还田四种处理下,在冬小麦的出苗期、三叶期和分蘖期测定土壤剖面105 cm内水分含量,每15 cm测定一次,并计算各个生育期的土壤储水量。结果表明:用不同材料进行空心村整治还田的土壤水分含量不同,在冬小麦越冬前,用有机肥加粉煤灰还田后土壤0—105 cm剖面各土层平均含水量为18.69%,比单独用有机肥还田高出1.72%,比单独用粉煤灰还田高出1.07%,比无还田材料高出2.84%。土壤剖面储水量也以使用有机肥加粉煤灰还田后的为最大,为239.01 mm,高于单独用有机肥的18.17 mm,高于单独用粉煤灰还田处理的18.92 mm,高于无还田材料的26.05 mm。因此,在对空心村进行整治复垦为耕地时,就水分利用及储水保水性而言,用有机肥加粉煤灰进行空心村整治还田处理时土壤水分状况最佳。     

黄土高原半干旱偏旱区苜蓿-粮食轮作土壤水分恢复效应

该文测定和分析了黄土高原半干旱偏旱区不同生长年限苜蓿草地以及轮作不同年限粮食作物后0～1000 cm深层土壤水分变化规律.结果表明:随着苜蓿生长年限的延长,苜蓿草地土壤干层厚度逐渐增加,3年生苜蓿草地土壤干层深度达到760 cm,6、7、10年生苜蓿草地土壤干层深度均超过1000 cm,6年生苜蓿地1000～1500 cm土层仍为干燥层,土壤平均湿度为9.68%;采用草粮轮作能明显减小苜蓿草地干层的厚度和范围,0～1000 cm土壤水分较10年生苜蓿草地都有不同程度的恢复,轮作2、6、8、12和18 a粮田平均土壤水分恢复速率25.2 mm/a,年均累积恢复土层厚度123.1 cm,0～300 cm土层水分恢复程度较高,且轮作年限愈长,土壤水分恢复效果越好,轮作18 a粮食作物后0～660 cm土层土壤水分恢复量达到了531.1 mm;苜蓿草地适宜翻耕年限为5～6 a,且6年生苜蓿草地0～1000 cm土壤水分恢复到当地土壤稳定湿度值需要23.8 a,该地区适宜的苜蓿-粮食轮作模式为"5～6年生苜蓿→24年粮食作物".     

吴旗沙打旺草地土壤水分及生产力特征的研究

本研究主要在吴旗飞播沙打旺草地,由播种第2年到完全衰败后3、4年的十三四年间,土壤水分和产草量实测资料的基础上,论述了在黄土高原半干旱区沙打旺草地土壤水分和生产力特征。沙打旺草地2～9年的产草量是同期封禁天然草地的7.6倍,而总耗水量仅为1.1倍。可见沙打旺草地使大量降水和土壤储水变为有效水用于干物质生产。沙打旺草地在生长旺盛的3～7年,根系不断下伸,使5～8m深层储水降至4%～5%,加剧了深土层水分亏缺,第8～9年后随着沙打旺衰败,土壤水分呈逐渐恢复趋势。衰败3～4年2～3m土层水分可以得到恢复,加之土壤肥力提高,所以衰败沙打旺草地中天然草类繁茂,产草量为对照荒山草地的1.6～3.2倍。文章最后提出了沙打旺合理的种植、利用方式。