不同质地条件下土壤表层温度与土壤蒸发量的关系研究

土壤表层温度与土壤蒸发量有着紧密联系,土壤质地对二者均有着重要影响。【目的】探究不同质地土壤表层温度变化对土壤蒸发的影响。【方法】选取2种质地原状土(粉壤土与砂土),进行配比混合,得到5种不同质地土壤。测量1次性供水与充分供水条件下不同土壤的蒸发量、土壤表层温度数据、土壤砂粒量,探究不同质地条件下土壤相对蒸发量(RE)和土壤表层相对温度差(RT)的关系。【结果】①1次供水和充分供水条件下RT随着蒸发过程的进行逐渐增大,当蒸发过程至水汽扩散阶段时,RT趋于稳定;②随着土壤砂粒量增大,蒸发至水汽扩散阶段时对应的RT逐渐减小;③土壤质地相同情况下,RT越大,其RE越小,回归建立了二者的二次函数关系;④RT相同情况下,土壤中砂粒量越高,其RE越小。【结论】土壤中砂粒量的不同,使土壤孔隙、热容量等性质产生差异,导致蒸发过程中土壤温度及蒸发量变化出现规律性特点,RE与RT呈与含砂率有关的二次函数关系。     

地表覆砂对季节性冻融土壤蒸发影响的试验研究

地表土壤的无效蒸发加剧了干旱半干旱地区农业用水短缺,为了揭示季节性冻融期地表覆砂对土壤蒸发的影响,进行了地表无覆盖(LD)、覆盖厚度均为1 cm覆砂粒径为0.5～1.5 mm(XS)和1.5～2 mm(CS) 3种地表处理条件下的大田土壤蒸发量、土壤温度和土壤含水率跟踪监测试验。结果表明:冻融期地表土壤覆砂可有效改变土壤蒸发的日变化幅度,不稳定冻结阶段覆砂处理抑制蒸发效果不明显,稳定冻结阶段地表覆砂可有效抑制土壤蒸发,消融解冻阶段地表覆砂加剧了表层土壤水分蒸发;冻融期LD、XS和CS累积土壤蒸发量分别为29.87、34.32和33.43mm,土壤累积蒸发量随时间较好地符合幂函数关系。研究成果可为冻融期制定科学合理的保墒措施和有效抑制土壤蒸发提供依据。     

压砂地不同砂土混合比下土壤水分蒸发动态研究

为了研究不同砂土混合比覆盖下对土壤蒸发的影响,通过田间土柱基础实验,采用微型蒸渗仪测定水分蒸发变化。试验采用完全试验,选取降雨量、砂土混合比两个因素,各五水平处理,即设置5个模拟降雨量(6、9、12、15、18mm)和5种砂土混合比例(0%、25%、50%、75%、100%)的土壤蒸发试验。研究结果表明:同一砂土混合比处理的土壤,随着模拟降雨量(试验灌水量)的增加土壤体积含水率略有增加,不同灌水量处理的土壤体积含水率随土层深度的变化趋势基本相同;与裸土相比,土壤覆砂能够大幅度减少土壤水分蒸发,砂土混合比25%、50%、75%、100%(全覆砂)处理的土壤比裸土(砂土混合比0%)的累积蒸发量分别减少5.4%、21.0%、36.2%、45.3%;砂土混合比越大,土壤日蒸发量和累积蒸发量越小,砂土混合比为100%的抑制蒸发效果最好。砂石覆盖可以有效抑制土壤水分蒸发,并且这种抑制作用强弱与砂土混合比密切相关。研究结论可为中国旱区农田砂石覆盖实践提供必要的指导,为提高压砂地水资源高效利用和可持续发展提供数据支撑。     

不同灌水方式对沙地枸杞土壤水分及产量的影响

【目的】确定根际环形多点源滴灌技术的应用效果。【方法】以陕北沙地枸杞为研究对象,采用小区灌水试验,将根际环形多点源滴灌与地表滴灌、涌泉根灌下对比,研究了不同灌水方式对土壤湿润锋垂直分布范围、土壤含水率、枸杞产量的影响。【结果】地表滴灌下69%的土壤湿润体位于地表0~20cm,涌泉根灌下72.2%的土壤湿润体位于根系主要分布层,根际滴灌下土壤湿润体100%位于枸杞主要根系层;地表滴灌和涌泉根灌、根际滴灌产量比不灌溉枸杞分别增产2 075、3 145、4 150 kg/m^2,水分利用率分别提高了22.4%、41.9%、60.2%;净收入高低排序为根际滴灌>涌泉根灌>地表滴灌,分别比不灌溉处理提高了193.1%、126.3%、81.2%,单位水产值达到了15.0、13.3、11.5元/m^3。【结论】根际环形多点源滴灌的水分湿润范围更适宜于沙质土壤的经济林,是减少地表蒸发损失和深层渗漏的有效技术措施,该技术在沙地经济林生产中有广阔的推广应用前景。     

春耕抗旱播种保全苗措施

1抗旱耕作法(1)垄作。垄作是一种行之有效并长期沿用的防旱防涝耕作法,具有提高地温、防止风蚀等作用。据测定,垄作比平作可增产14.2%,土壤风蚀量可减少90%以上。(2)砂田。砂田就是用砂覆盖农田地面,可减少土壤水分蒸发,提高土壤含水量。据调查测定,春旱时砂田土壤     

直插式地下滴灌土壤湿润体特征值变化规律及灌溉效果分析

【目的】了解2种典型干旱区土壤(砂土、砂黏土)中直插式地下滴灌的灌水效果。【方法】以实测的土壤湿润锋在垂直向上、向下和水平3个方向的运移距离为基础,建立了土壤湿润锋运移距离与直插式地下滴灌滴头流速和灌水时间之间的函数关系,依据此量化关系结合土壤含水率求得了直插式地下滴灌的微灌技术参数,并评价了直插式地下滴灌在干旱区砂土、砂黏土中的灌水效果。【结果】在2种土质条件下,湿润锋不同方向上的运移距离与滴头流速和灌水时间之间的量化关系式R2>0.95,验证方程R2>0.95,表明模型可行;在砂土中,灌溉水储存系数、灌水均匀系数及土壤湿润比均小于0.6,而在砂黏土中均高于0.8,表明直插式地下滴灌在砂土中灌水效果比砂黏土差。【结论】幂函数可准确描述砂土、砂黏土中直插式地下滴灌湿润峰运移距离、滴头出流速度和灌水时间之间的关系;垂直向上湿润距离与滴头流速负相关,与灌水时间正相关,水平与向下湿润距离与流速、灌水时间均正相关;在本试验条件下,流速为1.25 L/h灌水效果最好。     

微咸水补灌年限对压砂地水盐分布及西瓜产量和品质的影响

【目的】探讨微咸水补灌年限对压砂地土壤水盐分布特征及西瓜产量和品质的影响。【方法】采用田间定位调查方法,研究了微咸水补灌年限为2、4、7、10、14 a的压砂地0～60 cm土壤水盐动态分布及西瓜产量和品质。【结果】西瓜伸蔓期和收获期土壤饱和电导率随微咸水补灌年限增加而增加,荒地土壤20～40 cm土层饱和电导率最高,而压砂地在40～60 cm土层饱和电导率最高;微咸水补灌增加了开花坐瓜期土壤体积含水率,但随微咸水补灌年限增加呈先增加后减小的趋势;压砂地表层（0～10 cm）土壤体积含水率最高,而荒地10～20 cm土层的土壤体积含水率最高;与荒地相比,土表覆砂增加了0～40 cm土层土壤体积质量及0～8 cm土层的土壤紧实度,而8 cm以下土层土壤紧实度小于荒地;西瓜产量和瓜周可溶性固形物量随微咸水补灌年限增加分别呈降低和先增加后降低的趋势。【结论】长期微咸水补灌提高了压砂地上层土壤体积质量和紧实度,同时也增加了土壤含水率和土壤盐分,西瓜产量随微咸水补灌年限增加呈下降趋势,而西瓜品质则有先提高后降低的趋势。     

不同土壤水分条件下麦地蒸散日变化规律研究

利用蒸发桶研究了不同土壤水分条件下裸地蒸发和麦地蒸散的日变化规律;分析了裸地蒸发与麦地蒸散的关系;论述了蒸散日变化的一些特征;分析了蒸散与辐射、气温的关系,并对蒸散与土壤水分的关系进行了探索,建立了蒸散与土壤含水量的回归方程。     

日光温室长期施肥条件下耕层土壤计量化学变化特征

【目的】施肥是保持设施蔬菜地土地生产力的重要措施,但长期高量水肥条件下土壤中碳、氮和磷的化学计量特征并不清楚。【方法】本试验采用室外调查采样结合化验分析的方法,研究褐土区蔬菜保护地不同年限（5、15、20、30a）和大田土壤主要养分碳、氮和磷的化学计量特征。【结果】(1)不同种植年限随着年限增加土壤表层有机质量先增加后降低并趋于稳定,15 a时有机质量达到最大值,比大田增加99.4%;土壤全氮量和全磷量随年限增加整体变化趋势类似有机质量,各年限土壤全氮量和全磷量分别是大田的1.4～2.6倍和1.7～4.5倍,全氮量15 a达最高,而20 a种植年限的全磷量最高。(2)与大田相比,不同种植年限土壤C∶N、N∶P和C∶P化学计量比均随年限增加而递减并趋于稳定,变化分别在8.7～10.3、1.2～1.6和7.7～15.6范围内。土壤表层C、N、P量的增加速度排序为P>N>C,表现为化学计量比C∶P变异最大,N∶P次之,C∶N变异较小。【结论】尽管大棚内肥料投入较高,但目前该褐土区域土壤C∶N、C∶P和N∶P化学计量比在一定范围内维持相对稳定。从长远来看,针对本研究设施蔬菜地磷的持...     

土默特右旗ET0对气象因子和相关参数的响应

【目的】研究ET0与气象因子和相关参数的响应性。【方法】以内蒙古包头市土默特右旗为研究区,采用ENVI5.3软件,遥感反演相关参数,分析了参考作物腾发量(ET0)与气象因素和相关参数的相关性和主成分。【结果】(1)在年尺度上,气象因素对ET0的相关性排序为:净辐射日照时间最高温度相对湿度最低温度风速。在月尺度上,ET0在7月对最高温度和日照时间最敏感;4月ET0对相对湿度最敏感;5月对风速最敏感;净辐射与ET0相关性在4—10月都很显著;ET0与最低温度相关性不显著。在作物生长季,ET0主要受净辐射、日照时间、最高温度的影响。(2)3种相关参数NDVI、植被覆盖度、地表温度和ET0均显著正相关,NDVI的相关性最显著。(3)利用主成分分析得到主成分变量Z1、Z2代替了原始数据(最高温度、最低温度、相对湿度、日照时间、风速、NDVI、植被覆盖度、地表温度、净辐射),使复杂的研究变得简单。【结论】在作物生长季,ET0主要受净辐射、日照时间、最高温度的影响;在相关参数中,与NDVI的相关性最好。     

压砂地土壤盐分演替特征研究

针对西北旱区特有的压砂地,分析了不同种植年限压砂地土壤盐分演替特征,结果表明,裸地及新、中、老压砂地土壤盐分平均相对偏差介于-15.43%~28.14%之间,标准差介于4.44%~31.02%之间,变化范围较小,Spearman秩相关系数较大且显著相关,通过时间稳定性可初步确定研究区土壤盐分均值的代表性测点。盐分均值与代表测点值相关系数的变化范围为0.762~0.952,标准误差及平均偏差均较小,代表测点的土壤盐分与区域平均值相关性较高,差异性较小。对新砂地表层土壤盐分进行时空模拟,各时段土壤盐分累计分布曲线变化规律相似,模拟值与实测值略有差异,其空间分布基本趋势与实测数据相符。各时段土壤盐分均属于中等弱变异性,盐渍化程度表现为裸地老砂地新砂地中砂地,压砂地土壤盐分时刻都在发生着演替,中砂地土壤盐渍化程度最小,但伴随着种植时间的延长和覆盖砂石土砂比的增加,老砂地土壤盐渍化呈加剧趋势。     

膜上灌作物需水量和地膜覆盖效应试验研究

1998年和 1 999年在新疆自治区乌兰乌苏农业气象实验站内进行了膜上灌条件下的覆膜棉花和玉米的需水规律及地膜覆盖效应的试验研究。结果表明地膜覆盖具有明显的增温保墒效应 ,在苗期增温效应尤为显著 ,覆膜农田地表下 5 cm、1 0 cm、1 5 cm、2 0 cm和 2 5 cm在 8:0 0、1 4:0 0和 2 0 :0 0等 3个时刻 ,苗期平均地温比露地棉田分别高 5 .7℃、3 .3℃、3 .5℃、1 .5℃和 1 .2℃。同一灌水下限条件下 ,在整个生育期内覆膜棉花、玉米耗水较未覆膜棉花、玉米分别减少水分蒸发损失 73 .6mm和 60 .1 mm。在当地气候条件、土壤质地和作物栽培方式下覆膜棉花、玉米在全生育期内分别耗水 3 74.5 mm和 3 74.81 mm,平均耗水强度为 2 .2 6mm/d和 2 .97mm/d。     

Effects of gravel-sand mulch, plastic mulch and ridge and furrow rainfall harvesting system combinations on water use efficiency, soil temperature and watermelon yield in a semi-arid Loess Plateau of northwestern China

In the northwestern Loess Plateau of China, low precipitation results in poor crop yields, with a great fluctuation from year to year. The adoption of gravel-sand mulching has shown improvements in the growth of crops such as watermelon. The ridge and furrow rainwater harvest system (RFRHS) has been shown as an easy and efficient way to collect rainwater. A field experiment was conducted from 2007 to 2009 at Gaolan, Lanzhou, Gansu, China, to measure the effects of RFRHS, plastic mulch and gravel-sand mulch combinations on soil temperature, evapotranspiration (ET), water use efficiency (WUE) and watermelon yield. There were eight treatments: (1) flat gravel-sand mulched field, (2) RFRHS with a sand mulched furrow, entire plastic mulch and the ratio 1:1 of ridge and furrow, (3) RFRHS with a sand mulched furrow, entire plastic mulch and the ratio 4:3 of ridge and furrow, (4) RFRHS with a sand mulched furrow, entire plastic mulch and the ratio 5:3 of ridge and furrow, (5) RFRHS with a sand and plastic mulched furrow, bare ridge and the ratio 4:3 of ridge and furrow, (6) RFRHS with an entire plastic mulch and the ratio 4:3 of ridge and furrow, (7) conventional ridge planting with a plastic mulched ridge, and (8) flat gravel-sand mulched field plus 23 mm supplementary irrigation. Soil temperature for RFRHS with a gravel-sand plus plastic mulched furrow was slightly lower than that of flat gravel-sand mulch. The RFRHS caused a significant increase in watermelon yield and WUE. The increase in watermelon yield and WUE was greatly influenced by the ratio of ridge and furrow when RFRHS was combined with gravel-sand mulch. Watermelon yield was highest for the 1:1 ratio, and WUE was highest for the 5:3 and 1:1 ratios of ridge:furrow, and these were significantly greater than that of flat gravel-sand mulch, without or with irrigation. The use of ridge with plastic film mulch increased the beneficial effect of RFRHS on yield. The watermelon yield and WUE for non-plastic-mulched ridge were even lower than that of flat gravel-sand mulch. In summary, the findings suggest that RFRHS with gravel-sand mulched furrow plus plastic film mulch, and 1:1 ratio of ridge:furrow, would facilitate the use of limited rainfall most efficiently in improving watermelon yield, by reducing ET and increasing WUE in this semiarid region.     

不同种植年限对压砂地土壤盐分及西瓜产量的影响

通过大田试验,研究了宁夏环香山地区不同种植年限对压砂地土壤盐分以及西瓜产量的影响,以期为压砂地持续利用及西瓜生产力预估提供参考.结果表明:随着种植年限增加,压砂地0~80 cm土层内土壤盐分总值不断降低;在种植6,10,15 a后,盐碱性压砂地0~80 cm土层内盐分含量较3 a的分别降低了70.3%,21.4%和56.4%,非盐碱性压砂地0~80 cm土层内盐分分别降低了50.6%,62.4%和34.8%;随着土层深度增加,盐碱性与非盐碱性压砂地的土壤盐分含量均呈增大趋势;非盐碱性压砂地在0~80 cm土层内,pH值呈先减小后增大趋势;西瓜产量与盐分含量关系密切,盐碱性压砂地的西瓜产量随着盐分降低不断增大,西瓜产量随土壤盐分降低先增大后减小.     

冷凉地区膜下滴灌大白菜耗水规律及节水潜力

为探索冷凉地区露地大白菜在膜下滴灌条件下的耗水规律与节水潜力,在张家口市灌溉试验站内使用大型称重式蒸渗仪,采用灌水下限指标控制灌水的方法,研究了在膜下滴灌条件下大白菜生育期内蒸发蒸腾与棵间蒸发规律,并通过与常规滴灌和膜孔畦灌的耗水量、产量和水分利用效率等对比,揭示了膜下滴灌在该地区节水增产潜力.结果表明:膜下滴灌大白菜全生育期蒸发蒸腾量214.76 mm,其中:幼苗期、莲座期和结球期蒸腾耗水量分别为14.76,73.56和126.44 mm,日均蒸腾强度为3.64 mm/d;全生育期棵间土壤蒸发量41.10 mm,占总耗水量的19.14%.膜下滴灌相比常规滴灌、膜孔畦灌减少大白菜耗水量14.25,94.17 mm,棵间蒸发与膜孔畦灌相近,相比常规滴灌减少16.18 mm(28.25%),但产量、灌溉水利用效率和水分利用效率可以分别达到80 439.75 kg/hm²,350.24 kg/(hm²·mm),374.56 kg/(hm²·mm),相比常规滴灌提升11 152.65 kg/hm²,18.89 kg/(hm²·mm),72.54 kg/(hm²·mm),相比膜孔畦灌提升14.7 kg/hm²,134.11 kg/(hm²·mm),114.23 kg/(hm²·mm).     

覆膜与水分控制对宁夏设施滴灌番茄产量与品质的影响

【目的】探索宁夏设施滴灌番茄覆膜的效果和适宜的灌溉制度,为宁夏地区设施滴灌番茄节水高产种植提供理论依据。【方法】通过2 a试验,在覆膜(M)与不覆膜(NM)条件下,设定4种水分控制水平,灌水频率为7~10 d,W1、W2和W3处理的灌水上限分别为100%FC(田间持水率)、80%FC和70%FC,以当地灌水量为对照(CK,灌水上限为123%FC),研究了覆膜和水分控制对设施滴灌番茄生长、产量、品质与水分生产效率的影响。【结果】番茄株高和茎粗在苗期―开花坐果期生长迅速,受覆膜处理影响显著(P<0.01),受水分控制影响不显著(P>0.05)。随着灌水量的增加,番茄产量先增加后降低,W2M处理的产量和水分生产效率均为最大值,分别为89844.88 kg/hm2和502.5 kg/(hm²·mm),相比覆膜CK分别增加21.4%和63.7%。相比于不覆膜处理,覆膜番茄产量平均增加18.1%,差异达到显著水平(P<0.05),其还原性维生素C和可溶性固形物量分别提高28.9%和22.8%(P<0.05)。覆膜和水分控制均对番茄还原性维生素C量、可溶性固形物和可溶性总糖量的影响达到显著水平(P<0.01),覆膜处理还对可滴定酸量和糖酸比的影响达到显著水平(P<0.05)。【结论】对于宁夏设施滴灌番茄,采用覆膜栽培与80%FC的灌水上限可以获得较高产量和较好品质。     

秸秆深埋结合地膜覆盖土壤水盐运移模拟试验研究

[目的]探究滨海地区盐渍土在春秋季节强烈返盐问题的治理方法。[方法]通过室内土柱模拟实验,研究了覆膜和秸秆深埋对盐碱土水分入渗、蒸发及水盐运移特性的影响。[结果]淋洗入渗阶段,秸秆深埋可减缓水分入渗速度,优化耕层水盐分布,在提高耕层土壤含水率的同时增强了淋盐效果。潜水蒸发阶段,各处理均能抑制潜水蒸发,秸秆深埋整体抑蒸效果和控盐效果均优于土表覆膜,但蒸发结束后,覆膜处理浅层0~30cm土层土壤的含水率较其他未覆膜处理提高了11.74%~59.91%。[结论]秸秆深埋与覆膜相结合的处理体现了较优的保水控盐效果,可在滨海区农业生产中进行推广应用。     

Effects of gravel mulch on water vapor transfer above and below the soil surface

Laboratory experiments were conducted to investigate the effects of gravel mulch on evaporation with emphasis on resistance to water vapor transfer in a soil-mulch–atmosphere continuum. Based on measurements of evaporation rate using weighing soil columns with and without the surface mulch, the resistance to vapor flow by each of atmosphere, mulch and soil sections was determined. Comparison of experimental results of bare soil with mulched surface indicated that gravel mulch increases the resistance not only above the soil surface but also below the surface. The resistance of the mulch layer to water vapor flow above the soil surface increased exponentially with the thickness of the mulch layer, although so-called “aerodynamic resistance” (i.e. resistance above the mulch–atmosphere interface) slightly decreased compared to the bare soil because of large roughness of gravel mulch. The increase in the resistance below the soil surface, which is conventionally called “soil surface resistance”, is attributed to the development of a dry surface layer. Partial covering of the soil surface with gravel induced concentrated evaporation flux and increased depth of the drying front, even if the soil is relatively wet on spatial average. The nonhomogeneity in soil moisture movement may be reinforced when gravels are partially embedded into the soil.     

秸秆覆盖对冬小麦耗水特征及水分生产率的影响

2季冬小麦试验结果表明 ,秸秆覆盖具有减少土壤棵间无效蒸发的作用 ,冬小麦返青前 1 m土层贮水量在砂壤土条件下秸秆覆盖处理比无覆盖处理增加 2 %～ 2 5 .8% ,粘壤土条件下增加 2 %～ 1 4.5 %。返青前秸秆覆盖处理比无覆盖处理的日耗水量普遍小 ,返青后情况则相反。秸秆覆盖能够促进作物生长 ,与无覆盖相比 ,提高水分生产效率 4.6%～ 2 5 .2 %。