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。     

休闲期不同耕作方式对洛阳冬小麦农田土壤水分的影响

采用连续5a的田间定位试验资料，研究了洛阳地区休闲期4种不同耕作方式对冬小麦农田土壤水分变化、水分利用效率及作物产量的影响。结果表明：休闲期不同耕作方式对冬小麦播种前底墒具有明显的影响，与传统耕作方式相比，免耕和深松覆盖处理可以显著增加土壤含水率，具有良好的保墒作用；各处理以深松覆盖作物产量和水分利用效率最高，其次为免耕处理，深翻处理效果较差。因此，洛阳地区采用深松覆盖保护性耕作方式比较有利。     

北方旱区保护性耕作对农田土壤水分的影响

土壤水分是中国北方旱区农业生产的主要限制因子,研究保护性耕作技术体系下土壤水分的动态变化,明确不同耕作模式下的水分平衡规律,对于选择适宜的保护性耕作技术,提高北方旱区土壤水分的利用效率具有重要的指导意义。该文在2a田间试验的基础上采用DSSAT模型对4个不同保护性耕作处理的土壤体积含水量、水分平衡以及水分利用效率进行了模拟和检验。结果表明干旱年份保护性耕作处理土壤体积含水量较传统耕作高,RMSE误差在0.025～0.063;干旱年份传统耕作土壤储水量减少最多,为144.6mm,降水较多年份减少也最多,为46.1mm;干旱年份水分利用效率1.52～1.78kg/m3,免耕覆盖水分利用效率最高,降水较多年份水分利用效率1.70～1.71kg/m3,各处理间差异并不显著。研究结果为保护性耕作技术对农田土壤水分的影响研究提供了理论依据。     

宁南山区马铃薯连作田土壤水分变化规律及其对产量的影响

采用定位观测的方法,探讨了宁南山区马铃薯连作田土壤水分变化规律及其对产量的影响。试验结果表明,试验区内土壤贮水量的年际变化呈正抛物线形变化,春秋高,春末夏初达到谷值。土壤含水量的动态变化主要取决于全年降雨分配和蒸发的平衡过程,整个生育期土壤含水量变化在9.95%～21.6%之间。0—100cm层土壤贮水量与产量之间具有显著的相关性,土壤贮水量与马铃薯产量相关关系最显著的时期为发棵期和结薯期,此时也是马铃薯生长耗水的高峰期,在此期间0—100cm土壤贮水量每增加10mm,产量平均可增加135～270kg/hm2。     

冬小麦期覆盖秸秆对夏玉米土壤水分动态变化及产量的影响

以不覆盖的处理为对照,研究了冬小麦期覆盖秸秆对夏玉米土壤水分动态变化及产量的影响。结果表明,秸秆覆盖有明显的增产效果。受充足的降雨影响,秸秆覆盖的保墒效果不太明显,但夏玉米的水分利用效率(WUE)有较大的提高。秸秆覆盖对表土层(0～30cm)具有明显的保墒效果,尤其是夏玉米生长前期。在深土层(100～110cm)秸秆覆盖处理的土壤含水率低于不覆盖处理,形成一个缺水带。一年两熟条件下,夏玉米可以充分利用夏季多雨的特性,结合秸秆覆盖措施,可提高对降雨的利用效率。     

秸秆还田对宁南旱作农田土壤水分及作物生产力的影响

在宁南旱区通过研究秸秆还田对土壤水分及作物生产力的影响,为该区土壤扩蓄增容及作物水分利用效率的提高提供理论依据。在3年秸秆还田定位试验中,设置了不同秸秆还田量处理（谷子秸秆按3000、6000、9000kg·hm-2粉碎还田;玉米秸秆按4500、9000、13500kg·hm-2粉碎还田,对照为秸秆不还田）,对不同处理条件下的土壤含水量、作物水分利用效率和作物产量等指标进行了分析。结果表明,随秸秆还田量由高到低,在试验第3年（2009年）玉米播种期0～200cm土层的土壤贮水量分别较CK提高8.8%、9.9%和6.8%;成熟期0～200cm土层的土壤贮水量分别较CK提高14.8%、13.9%和12.8%;产量分别较CK显著提高30.7%、29.2%和12.5%（P〈0.05）;作物水分利用效率分别较CK显著提高41.1%、35.9%和21.3%（P〈0.01）。在宁南半干旱区采用秸秆还田能较好地保蓄土壤水分,利于土壤水库的扩蓄增容,且对提高作物产量和作物水分利用效率有显著效果。     

旱地小麦休闲期深翻覆盖对土壤水分及其利用效率的影响

为充分利用休闲期降水, 提高旱地麦田土壤蓄水保墒能力, 达到"伏雨春用"的目的, 本文将耕作蓄水技术与覆盖保水技术相结合, 采用大田试验研究了从前茬小麦收获后15 d或45 d进行深翻及深翻后采取渗水地膜、液态地膜覆盖对旱地小麦土壤水分及水分利用效率的影响。结果表明: 前茬小麦收获后45 d深翻较15 d深翻可显著提高小麦收获后65 d(休闲期)至316 d(孕穗期)土壤蓄水量、播前120~300 cm各土层土壤蓄水量和小麦水分利用效率。休闲期深翻覆盖可显著提高65 d(休闲期)至316 d(孕穗期)土壤蓄水量及播前0~ 300 cm各土层土壤蓄水量, 显著提高小麦水分利用效率, 且均以渗水地膜覆盖效果最好。此外, 前茬小麦收获后45 d深翻较15 d深翻可显著减小播种至拔节期60~300 cm, 拔节至开花期0~60 cm、120~240 cm, 开花至成熟期180~300 cm土壤水分减少率, 且深翻后采用渗水地膜覆盖对拔节至开花期土壤水分减少率调控效应较大。 总之, 旱地小麦休闲期等雨后深翻有利于提高土壤蓄水量与水分利用效率, 深翻后覆盖有较大的调控效应, 且采用渗水地膜覆盖效果更好。因此, 休闲期等雨后(约7月底或8月初)深翻并立即采用渗水地膜覆盖的技术是旱地麦田休闲期蓄水保墒的新途径, 且此技术可为旱地小麦高产、稳产、高效提供保障。     

保护性耕作冬小麦产量及土壤水分变化研究

利用长期定位试验(1999~2009年),在豫西旱区坡度为8°的黄土坡耕地上,研究了连续10年来免耕覆盖、深松覆盖和传统耕作不同耕作措施对冬小麦产量及土壤水分变化的影响。结果表明:(1)保护性耕作的实施随着年份的增加表现出增产效果,欠水年增产显著,丰水年增产较少,免耕覆盖和深松覆盖增产效应不同。其中免耕覆盖在5年以后表现稳定增产,产量幅度为3857~5547 kg hm-2,10年间平均增产4.42%。深松覆盖在所有年份均表现增产,10年间有9年较传统显著增产,增产幅度为5.2%~20.9%,产量幅度为4593~5844 kg hm-2,10年间平均增产8.67%。(2)在半湿润的豫西北旱区年降水量总体呈下降趋势的情况下,夏休闲期和小麦生育期免耕覆盖和深松覆盖下土壤含水量均高于传统耕作,在干旱年份差异更明显。(3)免耕覆盖和深松覆盖下土壤水分垂直变化的变异系数高于传统耕作,且有随着土层深度的增加而增加的趋势,说明二者有利于降水的入渗和蓄水保墒。(4)深松覆盖和免耕覆盖可有效提高土壤水分利用效率,干旱年份其水分利用效率提高的幅度也较大。10年免耕覆盖水分利用效率平均提高0.02 kg m-3,深松覆盖水分利用效率平均提高0.05 kg m-3。     

民勤绿洲农田休闲期土壤水分调控技术

通过TRIME-IPH土壤水分测定仪和微型蒸渗器,测定了农田休闲期不同耕作及覆盖条件下土壤水分动态变化规律,并结合气象数据比较了不同耕作和覆盖处理的优越性,分析了休闲期不同耕作覆盖措施对土壤水分及降水利用状况的影响,提出了农田休闲期水分调控措施。结果表明,传统耕作模式与覆盖措施相结合减少了土面蒸发,提高了降水的转化利用率,适宜的田面处理方式(深翻+起垄+覆全膜,深翻+起垄+覆草和深翻+平整+覆全膜)封冻前20 cm处含水率较常规处理(深翻)提高40.8%,31.3%和29.7%,整个休闲期日均蒸发量分别降低0.36,0.20和0.27 mm/d,累计蒸发量分别下降23.3%,15.0%和24.1%,其中深翻+平整+覆全膜处理的抑制蒸发效果最为显著。考虑到覆盖材料的收集、采购费用等因素,采用深翻+平整+覆全膜和深翻+起垄+覆全膜处理是适宜在民勤绿洲推广的农田休闲期水分调控措施之一。     

休闲制对保持土壤水分和冬小麦产量的影响

在怀俄明州的最近10年中,热衷于对运用药剂或药剂再加整地的休闲方式,但在这种休闲方式下,有效的土壤水分和冬小麦产量如何,则报道不多.本研究的目的在于通过两个不同的土壤类型试验区,3种休闲方式条件下,以取得关于保持土壤水分和作物产量等方面的数据.     

豫西旱地麦田夏闲期耕作保墒技术研究

在总结豫西传统耕作保墒经验的基础上，通过多年的田间定位试验，改晚耕为早耕，改浅耕为深耕，改多耕为少耕，改晚施肥为早施肥，研究提出了豫西旱地麦田夏闲期一次早深耕、早施肥耕作法，经大面积生产性示范，其蓄水保墒、增产效果明显。     

宁南黄土丘陵区典型水保工程措施对土壤入渗性能的影响

土壤入渗性能是降水向土壤水转化的关键环节.利用双环法对宁南黄土丘陵区实施的88542水平沟整地、鱼鳞坑整地和机修水平梯田3种典型水土保持工程措施后土壤的入渗性能进行了试验研究.结果表明,实施水保工程措施后,土壤的入渗性能得到了明显改善,对土壤入渗性能改善程度表现为88542水平沟＞鱼鳞坑＞水平梯田,三者的入渗模型以Philip入渗公式精度最高,Horton人渗经验公式精度相对 较低.土壤入渗性质的变化主要由于在实施不同水土保持措施后土壤容重和孔隙性发生了显著变化引起的.三种工程措施对土壤容重和孔隙度的改善程度和土壤入渗性能各项指标的变化高度一致.     

黄土旱塬区麦田休闲期降水与土壤贮水的变化特征

为提高休闲期降水资源利用效率和确保区域粮食安全,利用1981—2020年陇东黄土高原旱作麦田定位土壤水分和气象观测资料,分析了冬小麦田休闲期间降水与土壤水分的变化特征及其影响因素。结果表明:(1)近40年陇东黄土高原休闲期降水以14 mm/10 a的速率增加,降雨总日数和小雨日数呈减少趋势,中雨、大雨日数呈弱增加趋势;(2)近40年休闲期1 m土层平均以9.5 mm/10 d的速率充水,贮水量平均增加97 mm,21世纪以来贮水量增加明显;(3)休闲期降水与1 m土层贮水增量符合二次函数关系,1 m土层开始贮存水分的降水阈值为175 mm,贮水增量与中、大雨总日数相关性最高,前期降水主要以土壤蒸发消耗为主,后期降水则大部贮存于土壤中;(4)休闲期1 m土层平均贮水效率为0.27,贮水效率随着麦收时的土壤墒情增加而线性递减,当麦收时1 m土层贮水量小于田间持水量的45%～48%时,贮水效率较高,1 m土层水分得到充分补充的降水阈值为388 mm。该研究成果揭示了近40年陇东黄土高原休闲期降水和土壤贮水的转化规律,同时为指导区域水资源高效利用提供科学依据。     

宁夏引黄灌区近50年北移冬小麦越冬期温度变化特征分析

利用宁夏引黄灌区所辖市（县）的11个气象站点1961-2009年的逐日温度数据,分析了当地北移冬小麦种植区各项温度指标的变化特征。结果表明：近50a来,宁夏引黄灌区1月极端最低气温的平均值为-19.8℃,冬小麦北移后比北移前升高了3.9%;1月的平均温度为-7.4℃,冬小麦北移后比北移前升高了12.8%,1月平均气温低于-9℃的年数减少了75%,说明宁夏引黄灌区北移冬小麦已经处于冬小麦种植北界内的适宜种植区;北移冬小麦生育期≥0℃积温平均值为1969.6℃.d,冬小麦北移后比北移前增加了11.1%,但无论冬小麦北移之前还是之后,宁夏引黄灌区冬小麦生育期≥0℃积温都能保证冬小麦正常生长;北移冬小麦越冬前≥0℃积温平均值为363℃.d,北移后比北移前增加了10.3%,接近华北冬小麦生长所需冬前≥0℃积温400℃.d的下限;越冬期负积温平均值为-586℃.d,北移后比北移前增加了22.3%,但仍然达不到华北冬性和强冬性品种安全越冬的越冬期负积温的下限。因此,适时早播和加强水肥管理以增加冬前≥0℃积温、培育壮苗和提高冬小麦的越冬存活率是保证北移冬小麦高产的关键技术措施。     

渭北旱地夏闲期秸秆还田和种植绿肥对土壤水分、养分和冬小麦产量的影响

研究渭北旱地秸秆和绿肥还田土壤水分、养分的变化,对黄土高原旱区作物高产稳产有重要意义。以夏季裸地休闲为对照,研究免耕小麦秸秆还田和种植豆科绿肥及二者混合对渭北旱地冬小麦产量,播前、开花期和收获后土壤水分、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾数量的影响。试验结果表明,秸秆还田和种植绿肥对冬小麦籽粒产量和生物量无影响;夏闲期种植绿肥和秸秆＋绿肥处理使播前和开花期60—160cm土壤贮水减少;种植绿肥处理表层0-20cm土壤硝态氮在播前显著增加10．7kg·hm-2,收获期增加18．4kg·hm-2;开花期种植绿肥土壤有效磷提高43．4kg·hm-2,收获期有效磷数量仍较对照高24．4kg·hm-2;秸秆还田和种植绿肥对土壤铵态氮和速效钾没有显著影响。可见,一年秸秆还田和种植绿肥对冬小麦产量没有产生显著影响,种植绿肥降低了土壤贮水,但提高了表层土壤硝态氮和有效磷数量,不同栽培方式对土壤铵态氮和速效钾含量没有影响。     

宁南山区生态环境与社会经济的耦合协调发展

[目的] 研究宁南山区生态环境与经济系统的协调发展状况,为该区可持续发展提供科学依据。[方法] 以宁南山区为研究区,基于该区9个县的各项生态与经济基本指标,构建自然生态系统与社会经济系统指标体系,使用熵值法确定各指标权重,计算自然生态系统和社会经济系统综合指数。在此基础上,利用耦合度模型和耦合协调度模型分析社会经济系统与生态环境系统的耦合协调状态以及演变趋势。[结果] ①在2000—2017年,宁南山区各县社会经济发展水平逐步上升,自然生态系统综合指数整体呈波动下降趋势。②宁南山区各县耦合度呈现先上升后稍有下降的趋势,但整体范围保持在[0.89,1] ,处于较高水平。③宁南山区耦合协调度类型属于协调发展类。2015—2017年盐池县的协调度有所下降,同心县的协调度上升程度较低,其余县均保持上升趋势。[结论] 近些年,随着经济水平的提高,宁南山区生态环境承载力逐渐不能适配其快速发展的社会经济,生态与经济之间的矛盾逐渐显露。耦合协调度模型较好地反映了宁南山区生态环境与社会经济之间交互胁迫的发展过程,为正确认识宁南山区生态与经济系统耦合发展规律提供了依据。     

宁南黄土区植被恢复方式对土壤粒度特征的影响

[目的] 研究宁南黄土区不同植被恢复方式下的土壤粒度特征,旨在为更有效地指导该区域土壤资源的可持续发展和生态环境保护提供科学依据。[方法] 采用野外标准化方法采集0—100 cm土壤样品,利用Mastersizer 3000型激光粒度仪测定了小流域9种不同植被恢复方式（山杏林、山桃林、沙棘林、柠条林、山杏柠条林、山杏沙棘林、坝地、苜蓿地、撂荒地）216件样品,通过福克和沃德公式计算出平均粒径、标准偏差、偏度、峰度等土壤粒度参数。[结果] ①不同植被恢复方式下的粒度组成均以粉粒和极细砂为主,以粉粒含量在各粒度分级中所占比例最大。黏粒、粗砂、极粗沙和中砂含量分层整体趋于稳定,随土层深度的增加变化不大。粉粒、极细砂和细砂含量均随土层深度增加变化起伏较大,各层段表现出不同的变化趋势。②不同植被恢复方式下各粒级变异系数的变化规律基本一致,黏粒的变异系数最高,其次为砂粒,粉粒最小。③土壤平均粒径表现为：山杏×柠条林>沙棘林>山桃林>柠条林>山杏林>苜蓿地>山杏×沙棘林>撂荒地>坝地。撂荒地、山桃林和柠条林的分选性明显优于其他立地,沙棘林的分选性最差。[结论] 不同植被恢复方式的土壤粒度分布主要受到植被类型及人类活动扰动等主要因素的影响。     

宁南旱区不同草粮轮作方式中前茬对春小麦产量和土壤性状的影响

2003-2005年在宁南旱区将10年生苜蓿耕翻后进行了9种轮作方式的试验,研究不同轮作方式中前茬对第三年春小麦产量、土壤养分、pH值和酶活性的影响。结果表明,不同轮作方式下的第三年春小麦产量及土壤养分、pH值、酶活性各指标间差异性达到显著水平。0-60 cm土层有机质、全氮、碱解氮和速效钾平均含量均下降,降幅分别为0.05~2.24 g/kg,0.019~0.325 g/kg,0.118~12.280 mg/kg和8.87~166.88 mg/kg,pH值下降0.03~0.31。前一二年轮作作物对水肥料的消耗有叠加效应,且随耕作年限递减。轮作第一年作物对养分的消耗是主要的,而且作物种类不同,消耗量不同。第一年为春小麦的轮作方式对土壤氮素和磷素消耗最少,为谷子时次之,为马铃薯时最多。谷子是喜钾作物,前茬有谷子参与时对土壤速效钾消耗最多,有马铃薯时次之,有春小麦时最少。3种类型作物搭配组合的轮作方式,土壤有机质和速效磷含量降低最多。轮作方式中马铃薯和谷子产量高,耗水量大,导致土壤盐碱性保持较高水平。作物连作导致土壤脲酶活性降幅较大,马铃薯连作使碱性磷酸酶活性降低,禾本科作物连作的土壤蔗糖酶活性较高。     

宁夏水土保持的产业结构影响评价

探讨不同生态环境基础和产业条件下的水土流失原因,可为宁夏水土流失分区治理提供理论支持。运用空间叠置、专家集成和系统聚类等定性和定量方法,从水源涵养、防治土壤水力侵蚀和风力侵蚀3个方面分析宁夏水土保持生态系统服务功能,同时评价产业结构对宁夏水土保持生态系统服务功能的影响,在此基础上将全区分为水土保持重要地区、中等重要地区和不重要地区。结果表明:水土保持重要地区应注意改变不合理的耕作和工矿开发方式;中等重要地区则应协调好绿洲开发与生态环境的关系,积极开展水土保持生态工程建设;不重要地区产业结构对水土保持的综合影响不显著,但是由于生态环境基础较差,应当注意控制人口增长、积极实施产业转型和加强生态环境恢复治理。