内蒙古通辽膜下滴灌玉米棵间蒸发量SIMDual_Kc模型模拟

为明确内蒙古东北部地区玉米膜下滴灌棵间蒸发的变化规律,探索玉米膜下滴灌节水增产机制,在田间试验的基础上,采用经过参数率定与验证的双作物系数SIMDual_Kc模型,模拟分析了土壤含水率、土壤棵间蒸发及作物系数的变化规律,结果表明:1)双作物系数SIMDual_Kc模型模拟内蒙古东北部地区滴灌玉米土壤含水率与实测值具有很好的一致性;2)利用双作物系数SIMDual_Kc模型估算出该地区覆膜玉米生育初期、中期和后期作物系数分别为0.15、1.05、0.4,无膜滴灌玉米初期、中期和后期作物系数分别为0.15、1与0.4;3)根据双作物系数模型SIMDual_Kc模拟了2014和2015年滴灌玉米棵间蒸发量占作物蒸散发的比例,覆膜滴灌较无膜滴灌少,说明覆膜能有效降低作物棵间蒸发量,具有降低作物耗水量的潜在优势。研究结果可以为内蒙古东北部地区玉米滴灌生产实践提供科学依据。     

塔克拉玛干沙漠南缘不同植被区土壤水分状况研究

在新疆干旱气候条件下,2009年通过对棉花膜下滴灌进行试验研究,分析了不同灌溉定额和灌水周期对土壤水盐分布及棉花生长的影响。结果表明,灌水周期5d的处理能够达到棉花最适宜的土壤水分范围。在相同的灌水周期下,土壤剖面平均含水量随着灌溉定额的增加而增大。较高灌水频率对根区土壤盐分具有较好的淋洗作用,灌水周期10d的处理,土壤盐分波动变化较大,在生育期内土壤盐分出现累积现象。从节水增产和抑盐方面考虑,灌溉定额3 900m3/hm2,灌水周期为5～7d的灌溉制度适合北疆农业生产。     

基于大尺度水肥耦合模型估算新疆膜下滴灌棉花生产潜力

在中国棉花主产区新疆,灌溉是农业生产的重要措施,前人研究获得了丰富的试验数据。该研究综合现有田间试验数据,建立了大尺度水-氮耦合模型,估算新疆膜下滴灌棉花的产量潜力,并根据建立的模型,预测有限水资源供应下2020年新疆的棉花产量。从文献收集1998—2016年新疆地区共172组数据。考虑棉花品种、灌水量和施氮量是影响棉花产量的主要因素,首先根据数据可获性和气候条件,将新疆分为南疆和北疆,然后基于棉花品种,分别建立了南疆和北疆大尺度水氮耦合模型。模型验证表明模型是可靠的,北疆地区模型的R2为0.57,归一化均方根误差为11%,一致性指数0.85,南疆地区R2为0.83,归一化均方根误差为8.3%,一致性指数为0.95。根据模型,南疆最佳灌溉和氮肥施用量分别为604 mm和325 kg/hm~2,相应产量潜力为6 773 kg/hm~2;北疆最佳灌溉和氮肥施用量分别为552 mm和354 kg/hm~2,相应产量潜力为5 961 kg/hm~2;根据新疆未来规划(2020),2020年新疆单位面积棉花可获得灌溉水量为494mm,假设2020年肥力最优供应,根据建立的模型,2020年受水资源限制下,北疆和南疆棉籽单产分别为5 900和6 695 kg/hm~2,皮棉总产可达5.2×106 t。2014年皮棉总产约3.7×106 t,为2020年受水资源限制下皮棉产量潜力的71%。该研究可为新疆膜下滴灌的推广和农业水资源规划提供参考。     

间作种植模式下冬小麦棵间蒸发变化规律及估算模型研究

采用微型蒸渗仪(Micro-lysimeter)观测了单作和间作两种不同种植模式下冬小麦棵间土壤蒸发,分析了两种不同种植模式下棵间土壤蒸发的变化规律,探讨了影响麦田棵间土壤蒸发的主要因素,在此基础上对单作和间作麦田采用多元回归分析,建立了两种种植模式下估算棵间土壤蒸发的数学模型,所建模型模拟精度较高,模拟值与实测值吻合较好。     

膜下滴灌条件下不同土壤盐度和施氮量对棉花生长的影响

通过盆栽试验研究了膜下滴灌条件下不同土壤盐度水平和施氮量对棉花生长的影响。研究结果表明低盐度处理,随着施氮量的增加棉花株高显著增加;而在土壤盐度较高的条件下棉花株高则随着施氮量的增加显著降低。棉花籽棉和总干物质重随土壤盐度的增加显著降低,合理的施用氮肥可显著提高籽棉重和总干物质积累量。棉花的氮素吸收量受盐分、施氮量和盐氮交互作用影响显著。随着土壤盐度的增加,棉花氮素吸收量显著降低。在低盐度条件下,增加氮肥施用量可显著提高棉花的氮素吸收量;中量盐度下,适量的氮肥施用可显著提高棉花的氮素吸收量,但施用量过大并不能增加棉花的氮素吸收量;高盐度条件下,盐分是限制棉花生长和氮素吸收的主要因素,施用氮肥对棉花的氮素吸收量无显著影响。     

膜下滴灌棉花的土壤干旱诊断指标与灌水决策

通过利用烘干法和中子仪法对膜下滴灌棉花和常规沟灌棉花的土壤干旱情况进行诊断试验,该文对所选的两种干旱诊断指标—作物适宜土壤含水率和作物缺水指标CWSI的特点进行了研究。试验和分析表明,两种灌水方式下的棉花生长对土壤水分环境的要求是一致的。另外,两种指标所反映出的规律也基本相同。但是,因膜下滴灌棉花的耐旱性弱,受旱风险大,在生产中进行灌水决策时,其干旱诊断指标应比常规灌时灌水量稍大     

膜下滴灌条件下棉株温湿度微环境

通过对膜下滴灌棉花根区土壤温度、水分、冠层叶温、气温及冠层空气湿度的观测,分析了该灌水条件下棉花土壤水、热关系,冠层温、湿度关系,结果发现:棉花根区土壤水分与温度之比在深度方向上近似呈线性关系,冠层叶—气温差与空气饱和差也呈线性关系,说明膜下滴灌技术能够为棉花根系提供良好的吸水环境,有利于棉花生长。     

棉花膜下滴灌施用氮肥模型研究

在灌漠土上设置田间试验,结果表明:棉花膜下滴灌施用氮肥(尿素),按苗期1次(5%),蕾期2次(25%),花铃期4次(70%)施入,可满足棉花生长需要。本文建立了籽棉(y)与滴灌棉田N量(x)的肥料效应回归方程y=3271.82+14.46x-0.0312x2(R=0.9604*),Nm ax=231.4kg hm-2,Ym ax=4897.2 kg hm-2。     

新疆棉花膜下滴灌技术的应用与发展的思考

棉花膜下滴灌技术是将滴灌技术与覆膜植棉技术的集成，覆膜减少水分蒸发而滴灌控制灌溉可减少深层渗漏。该文重点对膜下滴灌技术的形成与发展及其在新疆棉花能够迅速推广应用的原因进行了详细探讨，最后提出了膜下滴灌在其它地区推广时应注意的问题，切不可生搬硬套新疆棉花膜下滴灌模式。为中国膜下滴灌技术的发展提供参考。     

棉花膜下滴灌土壤水盐运移规律数值模拟

通过棉花桶栽试验,获取棉花全生育期土壤蒸发蒸腾量以及土壤含水率、含盐量变化规律。以土壤水分运动基本方程和溶质运移对流-弥散方程为基础,在考虑棉花根系吸水和土壤蒸发蒸腾条件下,对膜下滴灌棉花全生育期时段内土壤中水盐运移规律进行了数值模拟,并与实测的土壤含水率和含盐量进行了对比分析。其结果显示:土壤表层和深层的土壤含水率和含盐量模拟值与实测值均存在不同程度的偏差,而中间层土壤含水率和含盐量的模拟值较接近实测值。因此,只要能够获得足够的精确的大田实测资料,就可以将该模型应用于棉花膜下滴灌土壤水盐运移规律的实际预测。     

秦巴山区土壤信息系统的建设研究

棵间土壤蒸发是塔克拉玛干沙漠公路防护林耗水的重要组成部分。应用Micro-Lysimeters测定了1个灌溉周期内咸水滴灌下距林木不同位置处的土壤蒸发量。分析了土壤蒸发与水面蒸发的关系,通过一维平差处理对防护林土壤蒸发量进行了估算。结果表明,塔里木沙漠公路防护林棵间土壤蒸发具有明显的季节变化特征。试验初期棵间土壤蒸发量:根基部>距根基50cm处>距根基100cm处;第5d以后,根基50cm处>根基部>距根基100cm处。林地土壤蒸发随土壤含水量的减低呈整体下降趋势。通过估算,咸水滴灌下整个防护林年土壤蒸发总量为2.63×106 m3,占总灌水量的21.43%,生长季蒸发量占全年蒸发量的92.28%。     

新疆膜下滴灌棉花早衰的根系生长发育特征

【目的】 膜下滴灌 (drip irrigation under mulch film, DI) 技术由于其高效节水的特点在新疆大面积推广使用,然而近期发现应用滴灌技术进行灌溉的作物根系出现了早衰,影响了地上部生长及产量的形成。本研究探讨了目前膜下滴灌技术体系棉花根系生长发育、空间分布的动态变化规律及地上部响应。 【方法】 采用田间试验方法,设置膜下滴灌、漫灌 (flood irrigation under mulch film, FI,对照) 两处理,采用 Monolith 法分 7 次采集根系,DT-Scan 软件测定根系长度,分析不同生育时期棉花根系在土壤空间中的变化特征,同时采集地上部样品并分器官测定干物质量。 【结果】 滴灌棉花根系表现出明显的浅层分布趋势:从播种后 96 d 开始,距地表 10 cm 范围内的根系长度明显大于漫灌处理,而 30—60 cm 土层则正好相反;在播种后 65～96 d 内,滴灌棉花根长增加速率明显低于漫灌;棉花生长发育后期 (播种后 125～160 d),滴灌处理棉花根系显著衰退,且主要集中在 0—40 cm 深度、距滴灌带 30—70 cm 土体范围内,播种后 160 d 与 125 d 相比,0—10 cm 土层下降了 13.8%,而 10—40 cm 衰退幅度更大 (22%),与此同时,漫灌处理除 0—10 cm 土层根长有所下降外 (7.7%),10 cm 以下依然保持增长状态 (10—40 cm 及 40—60 cm 层分别增加了 5.5% 与 10.2%);播种后 125 d,滴灌棉花地上部生长量明显高于漫灌,而根系正好相反,其冠根比较漫灌高,而在播种后 160 d 剧烈下降 (地上部叶片及蕾、铃的大量脱落所致 )。 【结论】 膜下滴灌棉花根系由于浅层分布,根系体积小,而地上部生物量过大,导致其在生长发育后期快速衰退。今后应研究适宜的水肥调控措施,以构建更早、更深的根系系统,控制生殖生长期内棉花的营养生长,实现膜下滴灌棉花的高产稳产。      

Soil Salinity Dynamics under Drip Irrigation and Mulch Film and Their Effects on Cotton Root Length

A field experiment based on a monolith method using flooding irrigation under mulch film (FI) as a control was conducted to investigate soil salinity dynamics under drip irrigation with mulch film (DI) and its effects on cotton root length. The average soil salinity increased with duration of irrigation, but salt distribution in the soil profile was uneven and showed strong accumulation in the soil between adjacent mulch films. With advancing growth of cotton plants, the area of salt accumulation gradually expanded, especially from 110 to 125 days after sowing (DAS), when salinity distinctly increased in the 0- to 40-cm soil depth and at distances 30–70 cm from drip lines; the electrical conductivity (EC) under DI in all soil samples was at least 3 mS cm^?1 and in some cases exceeded 5 mS cm^?1. Root length declined significantly by 18.1% from 110 to 125 DAS under DI. The soil area showing the greatest decline in root length under DI coincided with the main site of salt accumulation. Correlation analysis of soil EC and root length density indicated the root length declined when soil salt content exceeded 2.8 mS cm^?1. However, under FI salt accumulation barely exceeded 2.8 mS cm^?1 and no reduction in root length was observed. The results indicated that the main reason for decreased root length in cotton under DI was localized accumulation of salinity.     

棉花膜下滴灌土壤盐分运移规律分析

为探讨棉花滴灌方式下土壤水盐运移规律,在棉花不同生育期运用烘干法和电导法,从水平方向和垂直方向测定距离滴灌带不同距离的土壤含水量和土壤盐分,结果表明:膜下滴灌条件下棉花整个生育期土壤盐分含量的运移规律为:一水前土壤中的含盐量以垂直方向0-10 cm土层内最大,随生育期的推后各土层含盐量都有不同程度的增加,土壤产生积盐现象.滴头处各土层含盐量相对较低,主要因为滴头下水分不断下滴下渗,使该处各层土壤中的盐分亦随水移动而被淋洗到浸润体外缘,从而使主要根系层的土壤形成了一个低盐区.     

新疆棉花膜下滴灌条件下盐分变化及最优洗盐模式的确定

通过对棉花生育期的监测实验数据进行分析,研究了滴灌条件下不同灌溉定额土壤盐分的变化.结果表明,灌水量对棉花地土壤盐分的影响十分显著,灌后土壤含盐量明显低于初始土壤含盐量,随着灌水量的增加洗盐效果趋于明显.灌水周期为7 d的处理抑盐效果优于灌水周期为3.5 d的处理.土壤盐分含量呈现随距滴头距离的增加而增加的趋势.在滴头下方土壤含盐量减少幅度最明显,在水平方向距滴头50 cm以内基本无明显的盐分累积发生.通过对棉花主根区范围内土壤盐分的量化分析,得出最优的洗盐模式为灌水周期7 d,灌溉定额为3 900～4 500 m3/hm2的方案.     

膜下滴灌水源矿化度对棉花生长的影响及AquaCrop模拟

利用微咸水灌溉是缓解干旱区灌溉淡水资源短缺的有效途径。为探讨膜下滴灌水源矿化度对棉花植株体内盐分累积、生长及产量的影响,该研究开展了2 a(2020-2021年)测坑试验,共设置6个灌溉水矿化度,分别为1、2、3、4、5和6 g/L,分析了棉花生育期内不同土层盐分累积规律,构建了不同矿化度水源膜下滴灌棉花的AquaCrop作物生长模型。结果表明：1）不同矿化度水源膜下滴灌棉花土壤盐分在40～60 cm土层积累量达到峰值,80～100 cm土层盐分积累较少。不同矿化度水源膜下滴灌棉花2 a末40～60 cm土层盐分分别累积44.29%、42.68%、43.40%、34.92%、35.69%、39.32%。2）灌溉水源矿化度为3～4 g/L时棉花生长指标和产量优于其他处理,且不会造成盐分累积过高,灌溉水源矿化度为4 g/L与1 g/L相比棉花各生长指标和产量受到影响较小,综合考虑棉花适宜灌溉水源为3～4 g/L之间。3）通过构建AquaCrop作物生长模型模拟冠层覆盖度、地上干物质量模拟值与实测值的决定系数大于等于0.812,标准均方根误差不大于24.1,一致性指数不小于0.984,模拟效...     

塔里木沙漠公路防护林土壤微生物的生态分布特征

对不同立地类型、不同造林年限、不同树种、不同季节的防护林土壤微生物数量及区系组成进行研究 ,结果表明 :咸水灌溉条件下塔里木沙漠公路防护林和人工绿地建成后 ,风蚀作用减弱 ,流动沙丘逐渐固定 ,土壤结构和养分状况得到改善 ,微生物活性大幅度提高 ;在土壤微生物区系组成中 ,细菌占绝对优势 ,放线菌次之 ,真菌最少 ;表层微生物数量远多于下层土壤 ;林地外围距林缘近的土壤微生物活性较强 ,3m以外微生物数量已接近流沙微生物量 ;3类土壤微生物分布具不同的季节性规律 ,且不同立地类型土壤微生物分布差异明显 ;随造林年限的增加 ,防护林的改土作用更加显著。