季节性冻融期南疆棉田土壤温度变化研究

为了研究南疆棉田冬季冻融期土壤温度时空变化特征,设置了裸地、棉杆留田和玉米秸秆覆盖3个处理。结果表明:地表覆盖可以平抑土壤温度的变幅,在降温阶段具有保温效应,在升温阶段具有降温效应。气温对土壤温度的影响随土壤深度的增加而减弱。     

不同覆膜方式对旱地大豆农田土壤水热特征及产量的影响

为探求不同覆膜方式对旱地农田土壤水温变化规律、降水利用特征和作物产量的影响。在甘肃中部半干旱地区,通过田间小区试验,研究全膜微垄沟播(PMRF)、全膜双垄沟播(PDRF)、全膜覆土穴播(PSH)、全膜平铺穴播(PH)和传统露地条播(CK)对大豆农田土壤水热特征及产量的影响。结果表明,与CK相比,PMRF'、PSH使播前至苗期0~100cm土壤含水量分别提高5.2%、12.2%;分枝期分别高13.6%、21.8%;PMRF'、PH提高开花至结荚期的土壤含水量分别为12.5%、7.7%。4种地膜覆盖处理有效提高大豆农田全生育期的土壤温度,其中,PMRF‘、PDRF处理大豆分枝期之前增温幅度较大、开花期之后温度变化幅度较小。与CK相比,地膜覆盖使籽粒增产36.9%~77.2%,其中PMRF籽粒产量达到2 500kg·hm~(-2),较PDRF、PSH、PH分别高7.2%、23.1%、29.4%。PMRF、PDRF'较CK耗水量分别降低5.2%和12.8%,水分利用效率分别提高86.8%、89.6%。全膜垄作沟播能够调控土壤的水温条件,提高大豆产量与水分利用效率,特别是全膜微垄沟播增产、增效效应较好,是旱作区进一步挖掘降水潜力和高产大豆创建的有效途径。     

不同覆盖方式对旱作马铃薯生长及土壤水热特征的影响

【目的】探讨不同覆盖方式对西北旱作区农田土壤水热和马铃薯生长的影响。【方法】2015—2016年连续2年设置沟垄地膜全覆盖(DD)、沟垄地膜半覆盖(DB)和沟垄二元覆盖(DJ)3种覆盖方式大田试验,以平作不覆盖为对照(CK),研究不同覆盖方式下土壤水温变异特征及对马铃薯生长及块茎形成的影响。【结果】覆盖处理全生育期0—200 cm土层土壤含水量均高于CK,DJ处理在播后70—90 d土壤保水效果最佳。覆盖能降低0—200 cm土层土壤水分变异系数,以DJ处理的土壤水分垂直稳定性最强。与CK相比,DD处理在播后30—50 d的0—15 cm土层土壤增温效果显著,而DJ处理在全生育期0—25 cm土层土壤温度表现"降温和增温双重效应"。各覆盖处理能降低0—25 cm土层土壤温度变异系数,以DJ处理最小,其土壤温度垂直稳定性最强。覆盖能提高马铃薯出苗率和影响出苗天数,其中DD处理平均出苗天数较CK提前4.5 d,而DJ处理推迟3.5 d。马铃薯生育期生物量累积动态变化符合Logistic生长模型,以DJ处理生物量理论值和生长速率最大,快速生长持续期最长。通过主成分分析发现,除马铃薯生物量、单...     

寒旱区双层膜日光温室南侧不同保温结构土壤水热试验与模拟

针对北方寒旱地区冬季期间温室南侧边际区域土壤温度较低的问题,采用试验和模拟的方法,在温室中部设置无保温区、挤塑聚苯乙烯泡沫板保温区（保温材料埋深30和60cm）和水泥砖保温区（保温材料埋深30cm）,对各试验区距地表5、15、25和55cm土壤的温度和含水率变化进行研究。结果表明：1）距地表5cm土壤温度主要受土壤含水率影响,并与含水率呈负相关;2）距地表15～55cm土壤温度受保温结构作用影响较大,无保温组的土壤温度始终低于有保温组的土壤温度,最大土壤温度相差1.2℃;3）相同埋深下,挤塑聚苯乙烯泡沫板保温性优于水泥砖,2种保温结构的温室南侧边际区域最大土壤温度差值为0.3℃;4）对模拟运用瞬态法求解,模拟值与实测值在y=x函数线上最小拟合度为0.961,最大均方误差为0.037,表明所建模型模拟精度较高。     

不同玉米秸秆覆盖对农田土壤水热及马铃薯产量的影响

通过不同模式玉米秸秆覆盖种植马铃薯,探讨不同覆盖模式种植对土壤水热和马铃薯生长的影响,筛选出定西旱作农业区玉米秸秆覆盖马铃薯种植的最佳模式。结果表明,秸秆覆盖在马铃薯生长过程中对土壤表层的温度和水分调控明显,能够降低土壤温度、增加土壤水分,有利于马铃薯的生长;与传统露地种植相比较,秸秆覆盖栽培平均增产15.6%,马铃薯商品属性提高。     

武威绿洲灌区冬小麦田土壤水热特征对耕作措施的响应

通过田间定位试验,研究了内陆河武威绿洲灌区不同耕作措施对冬小麦田土壤水热特性和产量的影响。结果表明:免耕秸秆覆盖(NTS)和免耕立茬(NTSS)处理较免耕秸秆不覆盖(NT)、传统耕作(T)和秸秆翻压(TIS)处理具有显著的保墒作用;冬小麦返青至收获期NTS和NTSS处理对土壤具有"降温作用",且气温越高"降温作用"越大;NTS和NTSS处理有利于提高冬小麦产量、穗粒数和千粒质量,分别较T处理显著提高产量15.65%~16.84%和6.98%~12.75%、穗粒数10.93%~12.34%和3.57%~23.41%、千粒质量7.85%~10.13%和5.57%~6.40%,分别较TIS处理提高产量8.01%~11.29%和2.94%~4.25%、穗粒数1.83%~9.50%和0.95%~13.28%、千粒质量1.77%~7.69%和0.40%~3.23%,分别较NT处理提高产量4.56%~9.23%和0.92%~1.04%。免耕秸杆覆盖和免耕秸杆立茬处理具有保水、降温、增产的作用,是适宜该区冬小麦生产的有效耕作措施。     

玉树隆宝湿地土壤水热变化特征及对地表反照率的影响

利用青海玉树隆宝湿地2011年10月～2012年11月的观测资料,分析了该地区土壤湿度、土壤温度、土壤热通量、感热通量和潜热通量的年变化特征,以及地表反照率的日变化特征和地表反照率随土壤湿度的变化关系.结果表明,玉树隆宝湿地土壤湿度和土壤温度均呈夏秋季（融化期）高、冬春季（冻结期）低的特点;土壤热通量在10月～次年2月为负值,3～9月为正值;感热通量的年变化幅度较小,潜热通量的值呈现夏秋季高、冬春季低的特点,地表反照率冬季高夏季低,在春季和秋季土壤冻结和融化期间地表反照率的值上午高下午低,12月份地表反照率日平均值最高,为0.44,6月份地表反照率日平均值最低,为0.24,地表反照率年平均值为0.32;冻结和融化期间,地表反照率随土壤湿度的增大而减小.     

辐射与低温水入渗对土壤水热变化规律的影响

【目的】研究辐射与低温水入渗条件下土壤水分和温度特性的变化规律,为进一步研究如何改善水库下游河岸带生态环境提供理论基础。【方法】以中细砂为代表性土样,利用自主研制的试验系统装置,设置3种辐射温度(无辐射、30和40℃),分析了在低温水入渗(水温10℃、入渗水头25cm)和不同辐射温度作用下土壤内部水分和温度的动态变化特性。【结果】砂土湿润锋的垂直距离和稳定入渗率随辐射温度的升高而增加。辐射热流增加,土壤表层温度升高,温度梯度增大,表面向内部的传热量增加,土壤内部温度升高;辐射温度为40℃时,土壤内部温度梯度大,且整体平均温度较无辐射时要高。有无辐射热流,低温水的入渗均会对土壤内部温度和水分分布产生影响,且土壤深层温度降幅较大。有辐射时,土壤表层温度明显高于无辐射。【结论】在低温水入渗条件下,辐射温度的变化对土壤水、热动态均会造成影响,其影响范围和强度因辐射温度的不同而存在差异。     

湘中丘陵区毛竹林土壤热水浸提有机碳的垂直分布与季节动态

以湘中丘陵区笋用（Ⅰ）、笋材兼用（Ⅱ）、材用（Ⅲ）3种不同经营类型的毛竹林为研究对象,考察土壤热水浸提有机碳（hot water-extractable carbon,HWC）含量和储量的垂直分布、季节动态及其与土壤温度、湿度的关系。结果表明：笋用、笋材兼用和材用毛竹林0～20、20～40、40～60 cm土层土壤平均HWC含量分别为21.59～84.54、21.41～58.95、24.70～61.58 mg/kg,储量分别为0.14～0.53、0.14～0.41、0.15～0.37 t/hm2;在垂直分布上,不同类型毛竹林碳含量、碳储量随土壤深度增加而下降,0～20 cm土层是HWC的主要分布区;在季节动态上,不同类型毛竹林碳含量、碳储量均以1月最高,10月最低;在一定范围内,土壤温度上升、湿度增加将加速HWC的分解和矿化进程,HWC含量与土壤温度、湿度均呈现显著负相关性。土壤温度对HWC的影响符合三次多项式,湿度与HWC的回归关系符合生长模型。     

不同耕作年限设施蔬菜土壤酶活性变化研究

土壤酶活性在土壤系统的物质和能量运转过程中起着不可忽视的作用,由于设施蔬菜土壤内部耕作环境与露天土壤存在差异,且随着种植年限延长,设施内土壤理化性质与养分平衡亦发生巨大变化,土壤酶活性也可能随之相应变化.针对宁夏银川市兴庆区不同耕种年限设施蔬菜土壤脲酶及过氧化氢酶活性进行研究,分析其变化规律.结果表明:不同耕种年限设施蔬菜土壤脲酶活性均高于对照土壤,但未达显著差异水平,脲酶活性与设施蔬菜土壤耕种年限呈显著正相关;过氧化氢酶活性均高于对照土壤,但差异不显著,过氧化氢酶活性与设施蔬菜土壤耕种年限未呈显著正相关;脲酶活性与土壤有机质质量比没有显著相关关系,但与土壤碱解氮、全氮质量比呈显著相关关系;过氧化氢酶活性与土壤有机质、碱解氮及全氮质量比均没有显著相关关系.     

不同有机质含量土壤CO_2排放季节变化规律及差异研究

为探究不同耕层土壤有机质含量条件下土壤CO2排放通量变化特征与有机质含量关系,设计耕层土壤6个不同有机质含量处理。通过对土壤CO2排放定位连续观测,研究耕层土壤不同有机质含量条件下土壤CO2排放季节变化规律,分析土壤CO2排放与耕层土壤有机质含量关系。结果表明,土壤CO2通量呈单峰曲线季节变化,与地温和气温变化一致;一次方程、二次方程和指数方程均可模拟土壤CO2通量与地温和气温关系,指数方程拟合效果优于一次方程和二次方程。土壤CO2排放最大通量、平均通量、排放总量与耕层土壤有机质呈单峰曲线变化关系,二次方程拟合效果良好;当耕层土壤有机质含量分别为64.50、54.32、59.80 g·kg-1时,土壤CO2排放最大通量、土壤CO2排放平均通量、土壤CO2排放总量达到最大值。     

保护性耕作条件下土壤物理性状的研究

设置留茬覆盖、留茬无覆盖、旋耕3种处理,研究大豆田的土壤温度、土壤水分、土壤容重的动态变化。结果表明,留茬覆盖处理保水、保土、保肥的效果越好,对地表温度影响也越大。留茬无覆盖处理在耕作层(15cm以上)温度要高于旋耕处理,对种子萌发和出苗有利,但是其土壤水分较留茬覆盖处理低。不同耕法条件下0～20cm土层容重:留茬无覆盖留茬覆盖旋耕,但在20～30cm土层3种处理容重差距不大。     

新疆阿勒泰地区1963—2012年最大冻土深度的时空分布及其对气温变化的响应

利用阿勒泰地区1963—2012年7个气象站的最大冻土深度、平均气温,极端最低气温资料,采用回归分析、相关性检验、Mann-Kendall突变检测、Hurst提出的R/S分析等方法,对阿勒泰地区最大冻土深度的时间演变、空间分布及与气温的关系进行了分析。结果表明:吉木乃站的均方差和变差系数最大;阿勒泰地区最大冻土深度以0.574 cm·a^-1的速度显著减少;年最大冻土深度几乎出现在2—3月;阿勒泰地区的最大冻土深度的突变时间是在1986—1987年,发生了下降趋势的突变,福海和富蕴站没有发生突变;阿勒泰地区年极端最大值、最大值的平均值、平均最大值均出现在青河站;年最大冻土深度与平均气温和极端最低气温呈显著负相关,其相关系数分别为-0.508和-0.293。     

城市不同地表覆盖类型对土壤呼吸的影响

采用Licor-6400-09的土壤呼吸测量系统对北京市区3种不同覆盖类型地表(全硬地表、半透砖地表、草坪覆盖地表)的土壤呼吸速率及其影响因子进行了测定和分析。结果表明:(1)不同地表覆盖类型的土壤呼吸速率年均值分别为7.928 μmol·m^-2·s^-1(全硬地表),5.592 μmol·m^-2·s^-1(部分硬化地表)、2.625 μmol·m^-2·s^-1(草坪覆盖地表);土壤呼吸日均值最高均出现在夏季(14.785,10.296,5.143 μmol·m^-2·s^-1),最低为冬季(0.490,0.319,0.239 μmol·m^-2·s^-1);(2)3种地表类型的土壤呼吸速率有显著差异(P<0.05),大小排序为:草坪覆盖地表<部分硬化地表<全硬地表;(3)3种地表类型土壤呼吸速率均与土壤温度呈显著的指数相关,Q₁₀值排序为:草坪覆盖地表<部分硬化地表<全硬地表;(4)土壤含水率和土壤电导率与土壤呼吸均有一定的相关性,但关系较为复杂,有待于进一步研究。     

不同灌溉梯度下冬小麦冠层温度与土壤水分关系研究

[目的]冠层温度是作物响应水分胁迫的重要指标,厘清小麦种植过程中冠层温度与土壤水分、周围环境因子之间的相互作用关系,对干旱监测、精准灌溉、智慧农业的发展有重要意义.[方法]文章采用温室试验,通过自动连续观测土壤含水量、作物冠层温度、环境因子,分析小麦拔节期在不同水分处理下冠层温度和土壤含水量的关系.[结果](1)小麦拔...     

土壤水分对越冬期间冬小麦叶绿素荧光参数的影响

采用两个抗寒性不同的冬小麦品种为试验材料,设置了土壤绝对含水量15%±2%、30%±2%、45%±2%和对照(35%～40%,CK)正常管理等4个水分处理,6个取样时期,对越冬期冬小麦叶片的叶绿素荧光参数,Fo(初始荧光)、Fm(最大荧光)、Fv/Fm(最大量子产量)、Yield(实际量子产量)进行了测定.结果表明.品...     

半干旱地区海水灌溉下滨海盐土水分特征的研究

在山东莱州进行海水与淡水混合灌溉田间小区试验，发现高海水比例灌溉在干旱，半干旱地区具有明显的保水作用，海水灌溉下土壤水分变化特征如下：（1）在半干旱地区，0-50cm土体土壤含水量主要受灌溉，降雨及蒸发等因素的影响，但从表层到下层，变化越来越小；随着灌溉水中海水比例的增加。0-50cm土体土壤水吸力逐渐降低，土壤含水量逐渐提高，土壤保水能力提高了40%-60%。（2）不同比例海淡水混灌（A.0:1;B.1:9;C.1:3;D.1:1)，使不同剖面的土壤水吸力产生明显的变化；除30cm土层土壤水吸力以处理B最大外，5，15和50cm土层土壤水吸力大小均依次为处理A、B、C、D。（3）各灌溉处理6-8h后土壤水吸力均下降到最低点；70-80h，在5-15cm土层A、B两处理土壤水吸力增幅变大；灌溉后48h处理A、B与C、D与5cm土层土壤水吸力开始产生显差异。随着时间的推移。差异加大，而15cm土层，这种差异始于灌溉后60h,30cm土层各处理间土壤水吸力在灌溉后7-8d内基本一致。     

模拟增温对高寒地区农田土壤呼吸日动态特征的影响

【目的】研究高原高寒农田生态系统土壤呼吸的温度、体积含水量响应特征,为科学评估西藏农田生态系统土壤碳周转和全球气候变暖背景下研究青藏高原高寒农田生态系统土壤呼吸提供理论支持。【方法】以西藏农牧学院试验农场幼苗期青稞农田为研究对象,设置增温（2.0±0.5） ℃和对照两个处理,采用LI-8100土壤呼吸监测系统,于2017年5月6日、5月8日-5月13日对农田土壤呼吸速率进行实时监测,分析土壤温度和土壤体积含水量对幼苗期青稞农田昼、夜间土壤呼吸速率特征动态变化的影响以及土壤呼吸作用对增温的响应特征。【结果】（1）增-温处理和对照的土壤温度、体积含水量及土壤呼吸速率均表现为单峰型日变化特征。就土壤温度而言,增温处理最高值出现在12:00-14:00,对照最高值出现在14:00-16:00;两者最低值均出现在00:00-07:00。就土壤体积含水量而言,增温处理和对照日最大值均出现在02:00-09:00;最小值出现时间存在差异,增温处理出现在14:00-17:00,对照出现在14:00-19:00。增温处理和对照的土壤呼吸速率日峰值分别出现在14:00-16:00和15:00-17:00;最小值均出现在07:00-09:00。（2）17:00-07:00两个处理土壤呼吸速率与土壤温度、体积含水量呈极显著线性关系,08:00-16:00两个处理速率变化滞后效应表现不同。（3）通过双变量回归模型拟合土壤呼吸与温度、体积含水量的复合关系可知,土壤温度、体积含水量的协同影响更能反映实际情况。【结论】增温能在短期内显著改变土壤水热条件,促进有机碳分解,加大土壤CO₂排放速率。