不同可降解地膜对土壤水热变化和玉米产量的影响

为解决长期地膜覆盖造成的"白色污染"问题,进行了生物降解地膜、液体地膜和普通地膜膜下滴灌种植试验,探讨不同地膜覆盖降解情况及对土壤水热变化及玉米产量的影响。结果表明,不同降解地膜间以EBP(氧化-生物双降解生态塑料)为主要成分的生物降解地膜增温保墒效果较好,虽低于普通地膜处理,但明显高于裸地处理。不同地膜覆盖处理间以EBP为主要成分的生物降解地膜产量最高,其次是液体地膜,以聚已酸丁二酯(PBSA)为主要成分的生物降解地膜产量最低。膜下滴灌玉米田使用以EBP为主要成分的生物降解地膜,可有效减少"白色污染",而且产量显著高于普通地膜覆盖处理,可在辽西地区推广应用。     

黄土塬区农田土壤温度变化特征研究

根据长武农业生态试验站深剖面土壤水热观测场2011年的观测资料,分析了农田土壤温度日变化、季节变化特征及其与休闲地土壤温度的差异。结果表明:农田0—20 cm（冬季0—10 cm）土层土壤温度呈正弦曲线趋势变化;垂直剖面上,土层越深,土壤温度的日振幅越小;土壤日最高和最低温度出现的时间越晚。土壤温度的日振幅,春季最大,夏秋次之,冬季最小;土壤日最高和最低温度出现的时间春、夏季较早,秋季次之,冬季较晚。典型晴天的土壤温度的日变化曲线较典型阴天的平滑且土壤温度的日振幅较大。就季节变化而言,农田与休闲地土壤温度的季节变化趋势一致,但是农田0—70 cm土层的月平均最高温度出现的时间较休闲地有所滞后;农田0—110 cm间各土层的月平均最高温度低于休闲地0.6~1.5℃,月平均最低温度低于休闲地0.2~1.1℃。7—8月农田土壤日平均温度显著低于休闲地,而降雨会明显降低农田与休闲地的土壤温度差异。     

黄土塬区10m深剖面土壤物理性质研究

土壤水分是影响黄土高原植被生长和生态环境建设的主要因素。已有对黄土高原土壤的持水性能、水分有效性能与移动性能、黄土高原环境的旱化与黄土中水分关系等方面的深入研究[1,2],也有小流域内土壤水分物理性状与地形和利用条件之间关系的具体分析[3,4]。但是这些工作所涉及的土壤剖面深度多为2 m或3 m,深层土壤水分物理参数研究还少有报道。而对于具有深厚土层的黄土塬区,高产农田与多年生林草地在土壤深层产生了不同程度的干燥化[5~7],土壤干燥化的深入探讨需要与剖面土壤物理性质相关联。为此,有必要对植物根系伸展范围以至更深层次的土壤质地、容重、水分特征曲线、饱和导水率、田间持水量以及萎蔫湿度等土壤物理性     

不同覆膜处理对土壤水热效应及春玉米产量的影响

为探讨生物地膜在农业生产中的适用性,采用田间试验的方法,设置了普通地膜覆盖、生物地膜覆盖及不覆盖3个处理进行对比研究,对3种覆盖方式下土壤温度、土壤水分变化规律及玉米生产性状指标进行了对比研究。研究结果表明:玉米生育前期,生物地膜保温、保墒效果显著,且与普通地膜处理差异不显著(p0.05),但均显著高于不覆膜处理(p0.05);玉米进入生育中后期阶段,生物地膜降解破损,保温、保墒效果减弱,玉米生育中期3种覆盖方式下各土层土壤平均温度差异性显著(p0.05),生育末期,生物地膜保温保墒效果几乎丧失,土壤水热状况与不覆膜处理无显著性差异,且显著低于普通地膜覆盖(p0.05);生物地膜与普通地膜相比玉米产量及生产性状指标差异不显著(p0.05),但均显著优于不覆膜处理(p0.05),平均较不覆膜增产19.48%和20.41%,水分利用效率高22.18%和22.56%。研究结果可为河套灌区可降解生物地膜在农业生产中的应用提供理论基础。     

黄土塬区不同玉米品种间作的竞争力表现

为探明不同玉米品种间作下植株对资源的竞争力变化, 以及竞争对植株生长和产量的影响, 本文利用紧凑型玉米品种"郑单958"和半紧凑型玉米品种"沈单16号", 在两个密度(低密度: 45 000株·hm^-2, 高密度: 75 000株·hm^-2)条件下进行隔行间作田间试验, 测定了不同玉米品种茎叶干物质积累量、株高、穗位高度和根系干物质量及收获期产量和产量构成因素的变化。研究结果表明: 随着生育期的延伸, 玉米茎叶比呈先增加而后逐渐稳定的变化趋势; 茎叶比在营养生长阶段呈明显增长, 灌浆期后间作竞争明显降低了茎叶比; 低密度间作茎叶比有所增加, 高密度间作茎叶比显著降低, "郑单958"表现突出。间作栽培下根冠比随间作密度的增加显著降低, 低密度间作处理之间根冠比差异显著。穗位比、收获指数随间作密度的增加而增加, 穗位比在低密度间作时显著低于单作, 高密度间作时显著增加, "沈单16号"变化较明显; 间作收获指数较单作明显增加, 且随间作密度的增加而增加, "郑单958"变化不稳定, 低密度间作时较单作显著增加, "沈单16号"具有稳定而明显的变化。品种间作竞争可以改变间作种群的产量构成, 穗长和穗粗明显减小, 秃尖长明显缩短。竞争系数具有品种差异, "郑单958"强于"沈单16号"。说明品种间作竞争具有提高玉米产量的能力, 有效利用竞争效应, 有可能实现高效利用资源和发掘玉米增产潜力。     

黄土塬区不同栽培模式下玉米蒸腾耗水规律的研究

采用基于热平衡法的茎流计对黄土塬区两种栽培模式下(传统模式Ⅰ和改进模式Ⅱ)玉米(Zea mays L.)的茎流变化进行连续监测,并结合试验区自动气象站同步测定的太阳辐射、气温、相对湿度和风速等气象因子,分析了黄土塬区不同栽培模式下玉米蒸腾耗水规律及其与气象因子的关系。结果表明:两种模式下玉米植株的茎流速率都表现出与太阳辐射同步的昼夜变化规律,且模式Ⅰ植株茎流速率大于模式Ⅱ植株茎流速率;玉米的日茎流量在抽雄期达到最大并且均随生育期的推移逐渐变小,这与植株叶面积指数的变化基本一致;从抽雄期到蜡熟期,模式Ⅰ和模式Ⅱ玉米群体叶面蒸腾量分别为115.18 mm和119.47 mm,棵间蒸发量模式Ⅱ(39.41 mm)较模式Ⅰ(64.81 mm)减少了39.2%,表明改进模式优化了玉米群体的蒸腾蒸发比率,有利于玉米水分利用效率的提高。除风速外,两种模式下植株的日茎流速率与太阳辐射、水汽压差、空气温度和相对湿度均存在较好的相关关系,达到极显著水平。     

重庆北碚区土壤水热耦合模型研究

以南方的土壤和气候条件为背景,在裸露土壤的非恒温模型一维非饱和水流运动方程后增加根系吸水函数项得到作物地的土壤一维非饱和水流运动方程,与土壤中非稳态热流方程构成作物地的土壤水热耦合运移模型,联合初始边界条件,采用隐式差分法进行数值求解.结果表明：该水热运移耦合模型模拟值与实测值基本吻合,其拟合精度随土层深度增加而提高.     

黄土塬区剌槐林地水分条件与生产力研究

本文主要研究了黄土塬区刺槐林蒸腾耗水规律,分析了林地水分收支状况和供水、耗水关系,阐明了林地水分生产力。结果表明:刺槐林蒸腾耗水量欠水年占同期降雨的52.33%,丰水年仅占18.3%,水分有效利用率平均为28.2%。林地水分收支盈亏各月分配不均。阳坡林地供水、耗水矛盾尖锐,阴坡林地丰水年水分供需关系协调,欠水年水分供应不足。林地水分条件是反映生产力高低的重要标志,阴坡林地生物量及材积水分生产效率分别是阳坡林地1.9倍和1.6倍,木材蓄积量是阳坡刺槐林的1.3倍。营造刺槐林不仅能大大地减少水土流失,而且每年每公顷可生产2～3.5m³木材,是对荒坡土壤水分资源的合理利用。     

不同覆盖方式对农田土壤水热状况及马铃薯产量的影响

用田间试验的方法研究了不同覆盖方式对马铃薯农田土壤水、热状况及作物增产的效应。试验设白色半膜垄作(BB)、白色半膜垄作+垄沟秸秆覆盖(BJ)、黑色半膜垄作(HB)、黑色半膜垄作+垄沟秸秆覆盖(HJ)、秸秆覆盖垄作(JL)、裸地垄作(CK)6个处理。结果表明:BB、BJ、HB、HJ4种覆膜处理与CK相比马铃薯生育期内0～5 cm土层土壤温度分别提高了2.54℃、1.91℃、1.52℃、1.10℃;而JL覆盖处理与CK相比土壤平均温度降低了0.96℃,且在马铃薯生育前期降温、生育后期则具有增温作用,但日温差缩小。BB、BJ、HB、HJ及JL覆盖处理与CK相比,马铃薯生育期内0～100 cm土层土壤平均含水量分别提高了13.28%、19.52%、19.47%、26.99%及11.40%,水分利用效率提高了84.64%、101.87%、68.16%、102.12%及28.51%,马铃薯产量提高了73.30%、87.87%、56.00%、81.53%及19.60%。即在6处理中以BJ和HJ处理效果最优。因此,应优先推广使用地膜(白色半膜或黑色半膜)垄作+垄沟秸秆覆盖方式,这两种覆盖方式栽培马铃薯可有效提高天然降水的利用效率,实现稳产高产。本研究结果为该区确立高效覆盖方式提供了理论依据。     

土壤系统分类中土壤水热状况的确定方法及应用研究——以山西省为例

土壤温度和水分状况作为表征土壤特性的重要参数,在土壤系统分类中是某些分类单元划分的重要依据。而现有的土壤水热状况估算方法存在数据不易获取、计算过程复杂等问题,在野外土壤调查及土壤系统分类工作中的适用性不强。本文提出一个基于气象数据的土壤水热状况快速估算方法,并结合山西省实地调查的75个剖面数据,对其在土壤系统分类中的应用进行探讨,以期为区域野外土壤调查及土壤系统分类工作提供借鉴和参考。结果表明:1基于气象数据的土壤温度估算方法在山西地区具有较好的适用性,其估算结果能代替土壤温度实测值来研究该区域的土壤温度状况;2基于气象数据的土壤水分状况估算结果仅适用于不受地下水影响的地带性土壤水分状况的确定,而对于受地下水影响的区域需根据土壤所处的实际水分环境状况进行分析和判定;3土壤水热状况在中国土壤系统分类中的分选性强,在野外土壤调查及土壤系统分类时,应特别注意区域土壤水热状况的差别。     

黄土区梯田不同覆膜条件下土壤的呼吸特征

[目的]研究黄土区梯田不同覆膜条件下的土壤呼吸特征,为探寻土壤碳循环的合理农业覆膜措施提供科学依据.[方法]设置裸地、白膜地和黑膜地3个处理进行试验.[结果]①不同覆膜方式玉米地的土壤呼吸速率日变化都呈单峰曲线变化趋势,日均值表现为:黑膜地＞白膜地＞裸地,且不同覆膜条件的土壤呼吸速率差异显著.②白膜地和黑膜地不同月份土...     

不同材料膜覆盖对土壤水分和花生产量的影响

为揭示可降解膜覆盖的保水增产效应,开展了旱棚微区控水条件下花生不同材料膜覆盖试验。结果表明:液态生物降解膜与聚乙烯膜覆盖后,0-30cm土层苗期贮水量分别较对照增加64%和91%,花针期降低蒸发19%和16%,保水性能较好。粉剂降解膜与纤维黑色纸膜在花针期的水分散失较多,与对照差异不显著。液态生物降解膜、聚乙烯膜与对照相比,生物产量分别提高22.5%和25.3%,经济产量提高40.6%和39.1%,水分利用效率提高45.1%和37.8%,增产效果显著。     

不同覆盖方式对小麦产量和土壤水热状况的影响

[目的]研究不同覆盖方式对土壤水热变化特征及春小麦产量的影响,为该地区选择蓄水保墒的覆盖材料及方法提供理论依据。[方法]试验以传统无覆盖平作为对照(CK),设置秸秆覆盖量SW1(1 500kg/hm2),SW2(3 000kg/hm2),SW3(4 500kg/hm2),全膜覆土穴播(FT),全膜垄作(RT),共6个处理。[结果]与CK相比,RT能提早小麦出苗时间,缩短生育期时间(103d),而SW3推迟小麦出苗,延缓了生殖生长(生育期124d);小麦苗期FT,RT处理对0—5cm土层增温效果显著,以RT处理增温显著,较CK增温3.97℃,拔节至成熟期FT,RT处理增温效果逐渐减弱,SW1,SW2及SW3处理在小麦苗期对0—5cm土层具有降温作用,拔节至成熟期表现为增温效应,SW3增温效果最好;小麦苗期FT,RT处理0—100cm土层土壤水分含量显著高于CK,SW1,SW2及SW3处理,小麦拔节至成熟期SW1,SW2及SW3处理0—100cm土层土壤含水分量高于其他处理,以SW3处理最高;FT,SW3处理增产效果最佳(FT,SW3SW2SW1RTCK),比CK增产46.23%,且SW3可以显著降低小麦生育期耗水量(18.53%),改善水分利用效率(67.67%)。[结论]秸秆覆盖SW3(4 500kg/hm2)可以改善土壤水热状况,减少小麦耗水量,增加水分利用效率,提高小麦产量,与全膜覆土穴播可能造成的白色污染相比,适宜在旱作小麦生产中应用和推广。     

黄土高原白草塬土壤水分特征及对土地利用变化的响应

[目的]对黄土高原白草塬土壤水分特征及对土地利用变化的响应进行分析,为该区水资源管理和生态建设提供重要的参考依据。[方法]测定并分析白草塬6种利用方式下0—10m的土壤水分,并基于土壤储水量、水分亏缺量及干燥化指数等指标评价土地利用变化的影响。[结果]6种土地利用方式0—10m平均含水量表现为:农地荒草地苜蓿地杏林地杏林柠条间作地杏林苜蓿间作地。土地利用变化对土壤水分的影响深度不同,苜蓿地与荒草地的影响集中在0—5m,而包含杏树的利用方式对土壤水分的影响向深层推进甚至可贯穿整个剖面。0—5m除农地外皆有重度土壤干燥化现象;5—10m包含杏树的利用方式干燥化程度较农地、荒草地和苜蓿地严重。[结论]农地转变为包含杏树的利用方式后对土壤深层水分有显著的影响,造成土壤水分储水量减少和干燥化现象严重。     

洛川塬土壤水分特征及其对土地利用变化的响应

[目的]揭示洛川塬土壤水分特征及其对土地利用变化的响应,为优化黄土高原土地利用结构和土壤水分管理提供科学依据。[方法]测定农地、荒草地以及8,13,15,24,28和30a果龄的苹果园0—10m剖面的土壤水分,对比分析各样地的土壤含水率、土壤储水量及土壤干燥化特征。[结果](1)0—10m平均土壤水分含量:荒草地农地≈8a果园13a果园≈15a果园24a果园≈30a果园28a果园;≥24a果园土壤水分随深度增加逐渐减小,而其他样地的土壤水分随深度增加逐渐接近田间持水量。(2)以农地为参照,不同果园4—10m土壤水分减少量明显高于0—4m减少量,与农地的差异性随果龄增大而越发显著。(3)农地和荒草地转化为不同年限果园后出现水分亏缺现象,亏缺量占田间持水量的12%~46%。(4)24,28和30a果园分别出现轻度、中度和轻度干燥化现象。[结论]农地和荒草地转变成不同年限果园后,出现不同程度水分亏缺,并导致一定厚度的干层存在。     

宁南黄土丘陵区不同轮作方式农田水分平衡研究

通过定位试验,对宁南黄土丘陵区几种轮作方式的农田水分平衡进行了研究。结果表明:粮豆轮作方式(春豌豆—→春小麦—→春小麦—→糜子)能较好地调节土壤水分,使其轮作周期内的农田水分基本保持平衡状态;苜蓿参与草田轮作是可行的。当苜蓿生长到5至6年时,1m以上土层含水量基本适于耐旱作物种植(如谷子),经过2至3年种植作物后,2m以上土层含水量可得到恢复;春小麦长期连作水分亏缺矛盾不太突出,但会导致土壤肥力减退,病虫害蔓延,杂草滋生,降低生产力。     

不同覆膜开孔率下土壤水分和潜水蒸发的模拟研究

为研究蒸发阶段不同覆膜开孔条件下土壤水分运动,在室内进行蒸发模拟试验的基础上,采用HYDRUS-1D模型对不同覆膜开孔率和大气蒸发能力条件下土壤剖面含水率和潜水蒸发量动态变化进行了模拟,并与实测资料进行比较。结果表明:土壤剖面含水率同时受大气蒸发能力和覆膜开孔率的共同作用,随覆膜开孔率和大气蒸发能力的增加,土壤剖面含水率减小,且上层土壤含水率差异比下层土壤明显;覆膜开孔率和大气蒸发能力一定时,土壤剖面含水率在蒸发初期有所增加,蒸发后期基本保持稳定;覆膜对潜水蒸发的阻滞作用明显,但开孔率增加到一定数值时,表层盐分的影响大于覆膜的影响,使土壤含水率增大,累积蒸发量减小。经实测数据验证,模型精度较好,表明HYDRUS-1D模型用于不同覆膜开孔率下的土壤水分运动模拟是可行的。     

黄土坡面不同植被覆盖度下产流产沙与养分流失规律

植被与降水是决定坡面产流产沙及养分流失的主要因素,为探求植被覆盖度对土壤侵蚀和养分流失的影响,采用野外黄土坡面放水冲刷试验,在30L/min冲刷流量条件下,对不同苜蓿覆盖度下黄土坡面的径流量、产沙量和养分流失量进行研究。结果表明:当植被覆盖度分别为0%,33.5%,43.2%和68.8%时,坡面径流量分别为693.35,362.51,324.65,266.64L;产沙量分别为16.3,5.9,0.16,0.091kg;溴离子流失量分别为5 852.07,1 274.51,397.29,178.56mg。利用幂函数对径流溶质浓度变化过程进行拟合,结果显示幂函数可以很好地反映田间坡面溶质随地表径流变化过程,为进一步描述径流溶质变化过程的数学模型提供指导。平均坡面糙率能够反映土壤侵蚀量的变化。植被覆盖度增加使得平均坡面糙率增大,从而减小了土壤侵蚀量和养分流失量。