宁夏长城塬黄土土壤剖面光释光测年研究

通过光释光断代仪对宁夏长城塬黄土土壤剖面7个样品进行年代测定,获得7个确切的地层年代值。结果表明：约12 580 a BP,剖面处于气候干旱时期,形成马兰黄土（L₁）;约11 498 a BP,剖面处于全新世升温过渡期,形成过渡层（L_t）;6 731～2 827 a BP,剖面处于全新世大暖期,形成古土壤(S₁);约1 394 a BP,剖面处于相对干旱时期,形成全新世黄土（L₀）。     

长武塬区苹果园和农田相互转换的深层土壤水环境效应

研究长武塬区苹果园和农田相互转换后0～1 000 cm土壤含水量特征,分析了苹果园土壤干燥化和苹果园转换为农田后土壤水分的恢复效应。结果表明:2、7、17、23、29 a苹果园200～1 000 cm的平均土壤含水量分别为22.8%、21.4%、16.8%、15.4%、14.9%。500～1 000 cm土层中,29 a苹果园平均土壤含水量(14.5%)高于23 a的果园(13.3%);17～29 a的苹果园均表现为轻度干燥化;基于苹果园和农田转换后土壤水分变化情况估算,苹果园最大种植年限为21 a。苹果园转换为农田1、5、10 a后,农田200～1 000 cm土层土壤含水量分别为:15.3%、15.7%和16.2%,恢复到土壤稳定湿度以上的土层厚度分别为140 cm(1 a)、220 cm(5 a)和400 cm(10 a)。     

杨凌区浅层土壤水分与深层土壤水分的关系研究

通过测定陕西杨凌区不同灌水条件下冬小麦的土壤水分变化,研究了浅层土壤水分与深层土壤水分的关系。结果表明:土壤含水量随土层深度的加深,呈先上升,后下降,又上升的变化趋势。在自然降水或灌溉条件下,土壤水分的变化程度随土层深度的增加,呈剧烈—缓和—剧烈—缓和的趋势。表层20、30、40、50 cm各土层含水量分别与0~150 cm各土层含水量的相关性较好,并且土层相邻越近,其相关性越好,说明由表层土壤含水量来推算深层土壤含水量是可行的。基于Biswas土壤水分估算模式,由表层30~40 cm的含水量来推算0~100 cm各土层含水量的精度较高,由表层20 cm的含水量来推算100~150 cm各土层含水量的精度较高。总灌水量及灌水次数对含水量的影响,直接影响到估算模式参数的取值及估算精度。     

黄土高塬沟壑区砚瓦川流域近60年降水时空变化特征

采用气候趋势倾向率、小波变换、Mann-Kendall突变检验等方法,对黄土高原砚瓦川流域1951-2009年近60年的降水进行时空特征分析。结果表明：从时间过程上看,该流域春、秋季降水量明显趋于减少,而夏、冬季则稍有增加,年降水量在波动中呈下降趋势;年降水量最显著的振荡周期为32年,经历高-低-高3个循环交替,夏、秋季的周期变化对年降水量的影响较大;该流域50年一遇的年降水量和最大日降水量分别是815．3 mm和111．5 mm;降水年内分布主要集中在6-9月,占全年的68％。年降水量没有明显的突变现象,但在50年代有两次降水转折,80年代后期以来出现七次降水转折。从空间分布上看,流域年降水呈西高、东低的态势,其中东北部年降水量近60年来下降幅度较大,西部年降水量下降幅度较小。     

天水旱作区土壤水分变化规律及其与冬小麦产量关系研究

运用天水农业气象基本观测站试验田土壤湿度资料(1980~2005年)及冬小麦产量资料,分析了该地0~100 cm土壤水分运行、变化规律及土壤水分变化对冬小麦产量的影响,分时段对其影响程度进行了定量评述。结果显示:土壤贮水量的年变化呈二次曲线,贮水量最低值出现在6月中旬;累计耗水量的年际变化呈logister曲线;贮水量与冬小麦产量相关最显著的时段在起身到孕穗阶段,4~5月0~100 cm土壤含水量每增加10 mm,产量增加180 kg/hm2。     

平原区土壤水资源计算模型研究

依据小尺度水文学原理,提出了基于有效降水量的土壤水资源计算模型,利用水量平衡原理计算土壤水资源量。利用河北省冉庄实验站的资料,计算丰、枯水年的土壤水资源量分别为642.68 mm和415.34 mm,降水对土壤水资源的贡献率分别为85%和76%,凝结水对土壤水资源的贡献率分别为15%和24%,其计算结果与实际情况相符,凝结水在土壤水资源中占重要地位,在计算土壤水资源量时不可忽视。结果表明:基于有效降水量的土壤水资源求解模型,是计算小尺度水文学上土壤水资源量的另一种有效方法,具有良好的适用性。     

乌兰布和沙漠流动沙地土壤水分动态、土壤水势特征的研究

通过对乌兰布和沙漠流动沙地土壤水分动态的研究表明:沙土含水量的时空变化与降雨季节和降雨量有密切关系。100mm左右的降雨量对沙地和丘间地的影响深度主要在60cm左右,因此0-60cm土层为土壤水分受降雨影响的活跃层;通过对土壤含水量与土壤水势的关系研究表明:在相同土壤含水量下沙土水分对植物的有效性远大于粘土;通过降雨量对沙地贮水量影响的研究表明:只有38%左右的降雨量增加了土壤贮水量,其余62%被蒸散。     

近20年和田绿洲水资源变化及其驱动力分析

以和田绿洲20年遥感影像图、多年的野外实地调查资料和统计资料,分析了和田绿洲近20年以来水资源时空变化及其驱动力因子。应用RS/GIS进行空间分析,通过主成分分析、多元回归分析,最终定性的确定影响和田绿洲水资源变化的主要因素。遥感解释结果表明:在近20年过程中水资源各类型有明显的变化,其中湖泊和人工水库的变化最明显,水资源总体上表现减少的变化趋势,减少总水域面积为4317.313hm2。主成分析结果表明,人为社会因素、自然气候因素等两大类因索是影响和田绿洲水资源变化的两个主成分。主成分结果进一步表明对整个和田河净流量的时空变化而言,人为社会因素对水资源产生负作用,而自然气候因素呈现短期的积极作用。其主要原因:第一,和田绿洲是个典型的干旱地区,生态环境极为脆弱、水资源欠缺,人类盲目的生产活动更加剧了和田河净流量的大幅度减少;第二,和田河是冰川融水与降水混合补给的河流,冰川积雪融水是和田河径流重要补给来源,在气候变暖情况下,气温升高导致径流增加,但冰川积雪资源处于相对枯竭状况,河川径流量仅会呈现短时间增加,因此说气候变暖起着短期的积极作用。     

滴灌下秸秆覆盖与灌水量对华北冬小麦土壤水分的影响

试验于2014—2015年在北京市大兴区进行,以冬小麦为研究对象,以秸秆覆盖和灌水量为处理,对各小区棵间蒸发量(E)、土壤各层含水率(θ)、土壤表层温度(Tc)、叶面积指数及产量等指标进行实测与分析。结果表明:滴灌条件下湿润带E普遍高于干燥带,全观测期平均高出16.45 mm,较强降雨后干燥带E的波动更剧烈;秸秆覆盖可以有效减少各生育期E,低、中、高灌水量处理下秸秆覆盖比未覆盖处理分别减少20.45%、24.77%、19.14%,但在较强降雨后秸秆覆盖处理E波动更剧烈,不同灌水量对E影响不显著;低灌水量时,秸秆覆盖对灌溉水有明显的截留作用,中、高灌水量时则起到明显的保墒作用;整个观测期,E/ET先变小再变大,灌水量差异对E/ET影响显著,低、中、高灌水量下均值分别为29.71%、25.64%、21.38%;秸秆覆盖和未覆盖相比三种灌水处理E/ET分别减少8.93%、3.01%、0.44%。水分利用效率秸秆覆盖处理要普遍高于未覆盖处理,并与灌溉定额之间呈负相关。整体来看,中灌水量秸秆覆盖处理的产量和水分利用效率均较优,适合当地冬小麦滴灌种植。     

近20年来天津市降水资源的变化特征

应用1961-2009年天津地区10个气象站观测资料,分析了1991年以来天津地区年季降水量、降水日数、降水强度、蒸发量以及降雪日数等体现降水资源特征气候值的变化情况。结果表明：20世纪90年代以来天津市年降水量较前30年减少了12.7%,其中夏季降水减少幅度较大,春、秋季降水有所增加,秋季增加明显,市区受城市化影响,...     

仪器测墒按需补灌对冬小麦产量和水分利用效率的影响

利用频域反射法(FDR)、时域反射法(TDR)和驻波率法(SWR)三种便携式土壤水分快速测试仪,在田间条件下测定土壤田间持水量(FCv)和体积含水量(WCv),于冬小麦越冬前、拔节期和开花期设补灌的目标土壤相对含水量分别为80%、70%和70%,每一补灌时期设20 cm、40 cm和60 cm三个测墒土层深度,研究不同仪器法在冬小麦生育期间对土壤水分测定的准确度和稳定性,探索用不同仪器测定数据计算灌水定额进行冬小麦补灌的效果及其差异原因。结果表明,FDR和SWR仪器测得的FCv换算为以水土质量百分比表示的田间持水量FCv-m,与传统方法测得的田间持水量FCm之间的相对误差为0.4%~2.6%;TDR仪器测定计算得出的WCv-m值与烘干法测得的WCm值的相对误差与相应土层土壤温度呈极显著正相关,在冬小麦播种期、开花期和成熟期较高,在越冬前和拔节期较低;SWR仪器测定计算得出的WCv-m值与WCm值的相对误差与相应土层土壤含水量呈极显著负相关,在土壤含水量较高的条件下测量的准确度较高。FDR仪器在冬小麦生育期内测量的准确性受土壤温度和水分的影响较小,准确度和稳定性均较高,直接利用其测定的FCv和WCv值计算灌水定额补灌,获得了与传统烘干法测墒补灌一致的效果。     

冬小麦生产年土壤水分变化及其对农业生产影响分析

通过对黄土高原典型残塬"董志塬"麦田耗水量、不同时期土壤水分含量及其与降水量、耗水量和产量关系的研究,揭示了陇东黄土高原塬区麦田土壤水分变化及其对农业生产的影响特征。分析显示:麦田耗水主要来源于生产年自然降水,降水多,耗水量大,产量高,一个生产年土壤水分可以得到有效补充,否则耗水量小,产量低;降水量最多的年份并非冬小麦产量和水分利用率最高的年份,但降水量最少的年份肯定是冬小麦产量和水分利用率最低的年份;上年收墒期降水充沛,土壤水库贮水充足,可以有效防御和缓解来年春旱对冬小麦生产的影响,是冬小麦丰产的基础,同样,即使底墒不足,只要春季降水充足、适时,冬小麦也可以取得较好收成;如果上年秋旱和当年春旱同时出现,天旱地也旱,必然导致冬小麦大减产。     

半湿润气候区土壤水分对冬小麦叶绿素值的影响

利用天水地区2007～2010年的冬小麦叶绿素含量(SPAD值)和土壤含水量实际观测资料,分析了土壤水分含量和SPAD值在冬小麦生育期内的动态变化过程,研究了冬小麦叶片SPAD值与不同深度土层土壤水分含量的关系,以及SPAD值与冬小麦生长量、产量构成要素和地段实产的关系。结果表明:(1)在冬小麦生育期内土壤含水量呈现减小趋势,叶片SPAD值则经历了一个先升高后降低的过程,浅层土壤含水量更易受降水的影响而升高;(2)土壤水分含量对冬小麦叶片SPAD值的影响主要集中开花期至乳熟期,土壤水分含量高的年份叶片SPAD值较高,反之则较低;(3)中浅层土壤水分含量与10d后冬小麦叶片SPAD值有显著的正相关性;(4)冬小麦叶片SPAD值与部分生长量和产量构成要素存在相关关系,但是与地段实际产量关系较弱。     

冬小麦拔节期追肥与土壤湿度的生物效应

以冬小麦为试验材料,利用盆栽试验研究了拔节期不同土壤水分条件下不同施氮处理对其叶片光合速率、硝酸还原酶、根系长度及数目、根冠比、养分吸收及籽粒产量的影响。结果表明,在干旱条件下,不论施肥与否,适当增加土壤湿度均能改善小麦的生长状况,增加产量。在低水条件下,增加施肥量不能相应增加产量;在中、高水情况下,基肥结合拔节期追施氮肥可以促进冬小麦生长,使其籽粒产量显著提高;氮肥一次施用的效果不如基肥加拔节期追肥处理。在中水条件下,2/3氮肥基施,1/3氮肥拔节期追施是干旱地区冬小麦较佳的水肥耦合模式。     

西峰麦田土壤水分动态分布特征

利用西峰1989~2004年3~11月的土壤水分资料,分析0~200 cm土壤贮水量的旬月变化、垂直分布特征和年际变化规律,以及逐月土壤含水量与冬小麦产量间的相关关系。结果表明:西峰土壤贮水量年季变化振荡明显,呈多波动变化,与降水量相关关系显著;一年中含水量最高的时段是11月和3月,最低的是6月和7月;0~30 cm为多变层,30~110为缓变层,110~200 cm为稳定层;土壤水分含量对冬小麦千粒重影响有两个显著阶段,分别是3~5月与9月,均达到α=0.01的信度水平。     

半干旱区夏闲期不同耕作方式对土壤水分及小麦水分利用效率的影响

在宁南旱平地进行了夏闲期深松、免耕及传统翻耕(对照)对土壤水分及后作冬小麦水分利用效率影响的研究结果表明,夏闲期深松和传统翻耕能有效地蓄雨保墒,提高旱平地冬小麦播前的土壤贮水量,深松和翻耕土壤蓄墒率极显著高于免耕处理,深松处理较翻耕高0.79%;夏闲期末深松处理0～200 cm土壤贮水量(310.78 mm)分别较免耕、传统翻耕高8.23 mm、1.61 mm.深松和免耕较传统翻耕显著改善了冬小麦苗期的土壤水分状况,对越冬期0～60 cm耕层土壤水分状况的改善有利于冬小麦的越冬.苗期0～200 cm土壤贮水量深松、免耕分别较传统翻耕(351.05 mm)高35.9 mm、28.8mm,不同的耕作处理对后作冬小麦苗期的土壤水分影响差异主要在80 cm以上土层.冬小麦返青期降雨主要使0～80 cm土层土壤贮水量有所增加,处理间的差异减小.夏闲期深松处理能有效地增加对降雨的蓄保能力,提高旱地冬小麦播前及整个生长阶段0～200 cm的土壤贮水量.不同耕作方式的冬小麦产量以夏闲期翻耕处理最高(3 475.9 kg/hm2),与深松处理(3 322.0 kg/hm2)无显著差异,免耕显著低于其它2种耕作处理;水分利用效率以翻耕最高[14.12 kg/(hm2·mm)],深松次之[13.62 kg/(hm2·mm)],免耕处理显著低于前二者[10.64 kg/(hm2·mm)].     

不同秸秆还田模式冬麦田土壤水分特征比较

在陕西杨凌区布设田间试验,在冬小麦发育期间观测5种不同玉米秸秆覆盖与耕作方式相结合模式的土壤水分特征。结果表明5种覆盖耕作模式的土壤水分垂直变异系数大小排列为传统翻耕(0.1376)>浅旋覆盖(0.1360)>传统覆盖(0.1309)>深翻覆盖(0.1265)>免耕留茬(0.1167);免耕覆盖土壤水分贮存量(342 mm)最高,以浅旋覆盖(289 mm)、传统翻耕(287 mm)土壤水分贮存量相对为低,深翻覆盖(307 mm)、传统覆盖(300 mm)土壤水分贮存量相对居中。     

沟垄二元覆盖对旱地土壤水分及作物水分利用效率的影响

于2007年9月~2009年6月在渭北旱塬进行了冬小麦沟垄二元覆盖栽培模式的田间试验,研究了沟垄二元覆盖对旱地土壤水分及作物水分利用效率的影响。结果表明:垄覆地膜沟覆秸秆能显著提高产量,较对照(沟垄均不覆盖)产量最高增幅达39.62%(P0.05),垄覆地膜沟覆液膜处理两年平均产量较对照高32.16%,垄覆地膜沟不覆较对照高29.99%。垄覆地膜沟覆秸秆对小麦全生育时期0~40 cm土层的保墒作用明显,能有效提高土壤含水量,抽穗期0~40 cm土层含水量较对照高15.81%,沟覆液膜在小麦生育前期有良好的保水效果,返青期0~40 cm土层含水量较对照高11.01%。沟覆秸秆和沟覆液膜的水分利用效率较对照分别高31.11%(P0.05)和26.20%(P0.05)。