垄沟灌溉种植对玉米光合特性及产量的影响

通过田间试验,以传统种植模式平作为对照,研究了垄沟灌溉种植系统对玉米相对叶绿素质量浓度(SPAD)、光合特性和产量的影响。结果表明,垄沟种植系统能增加玉米的相对叶绿素质量浓度、光合速率和水分利用效率;垄沟系统种植玉米和对照组的光合速率日变化均呈"单峰型"曲线;60cm垄宽的垄沟种植系统的玉米叶片水分利用效率和产量最高。     

垄沟灌溉施氮土壤水氮分布特征试验研究

为了指导垄沟间(套)作种植田间灌水技术和灌溉系统合理设计,通过长方体土槽模拟垄沟灌溉施氮二维土壤入渗试验,探究4种土壤质地的入渗量随时间变化规律,分析肥液入渗湿润体特征,研究土壤水分、硝态氮和铵态氮空间分布特征.结果表明,随着土壤黏粒含量的增多,土壤比表面积增大,在相同灌水时间内入渗量则小;入渗量累积曲线上升趋势因土壤质地不同存在显著差异.含3参数的Horton入渗模型计算的肥液入渗量精度高,其稳定入渗率参数实用性强,对灌水流量设计有重要的参考价值.随着土壤砂粒含量的增多,同等入渗条件下,湿润锋运移距离越远,且垂向运移距离均大于水平侧渗距离.水平侧渗距离与入渗时间呈指数函数关系,垂向湿润锋运移距离与入渗时间的1/2次方呈线性函数关系.垄沟灌溉施氮方式下,硝态氮在湿润锋边缘累积,铵态氮峰值出现在灌水沟附近.在质地重的土壤下应用垄沟灌溉施肥技术好.     

投影寻踪分类模型在黑河流域农业用水方案健康性评价中的应用

针对黑河流域农业用水比重大的特点,从农业资源利用、用水协调性、用水效率及效益4个方面构建了农业用水健康指标评价体系;建立了基于加速遗传算法的农业用水健康性投影寻踪评价模型;对黑河流域11个县1999、2006、2020年,3个水平年不同来水频率(50%、75%、95%)实际和拟定共计10个农业用水方案进行综合评价,并对结果进行分级。结果表明,各水平年拟定方案健康等级均高于实际农业用水方案,流域农业用水随时间1999—2006—2020年趋于健康发展,反映了各评价指标的贡献率和方向性,农业健康用水方案优化配置水资源,评价结果与区域近年来的农业用水发展情况相符,符合干旱地区水资源匮缺及生态环境脆弱的实际。     

小麦/玉米套作及其相应单作群体棵间土壤蒸发规律

通过大田实验,对比分析河套灌区小麦/玉米套作与单作小麦、单作玉米棵间土壤蒸发的差异及其规律。结果表明,单作小麦、小麦/玉米套作和单作玉米的棵间土壤蒸发量占总耗水量的比例分别为28.8%、38.6%和29.9%;套作群体全生育期的棵间土壤蒸发量显著高于单作,且日均棵间土壤蒸发量为1.06 mm/d,高于单作小麦0.85 mm/d和单作玉米0.90 mm/d。不同生育期棵间土壤蒸发的日变化规律基本一致,峰值出现在中午12:00~14:00之间,不同种植模式下棵间蒸发占蒸散发的比例与叶面积指数均呈良好的指数关系,同时棵间土壤蒸发与表层土壤含水率均呈脉冲波动变化,且灌溉后波动幅度增大。     

不同地表覆盖对枣树树干液流特征的影响

为探究不同地表覆盖模式对枣树树干液流特征的影响,基于不同地表覆盖模拟试验,应用热扩散探针技术对枣树主要生长季(2013年6月—9月)树干液流进行定位监测,分析枣树枝全覆盖(WJBM)、枣树枝半覆盖+白三叶生草(JBM+SWC)、白三叶全生草覆盖(WCC)、清耕(CC)4种处理树干液流速率变化规律及其对环境因子的响应。结果表明:晴天各处理树干液流速率日变化均呈典型"几"字形宽峰曲线;阴天则均呈多峰波浪曲线,且变化趋势基本一致。阴天4种处理日均树干液流速率皆低于晴天,降低量分别为48.45%(WJBM)、41.94%(JBM+SWC)、45.59%(CC)、62.51%(WCC)。同一天气条件下,WJBM和JBM+SWC两处理树干液流速率均居于较高水平,WCC则较低。晴天,WCC与WJBM、JBM+SWC两处理均差异极显著(P0.01),与CC则差异显著(P0.05),WJBM与CC差异显著(P0.05);阴天,WCC与WJBM、JBM+SWC均存在显著差异(P0.05)。不同地表覆盖下枣树树干液流速率月变化规律基本相似,各处理均表现为8月份月平均树干液流速率最高,分别为0.0984 cm·min~(-1)(WJBM)、0.1032 cm·min~(-1)(JBM+SWC)、0.0723 cm·min~(-1)(CC)、0.0538 cm·min~(-1)(WCC),9月份则最低。4种处理月平均树干液流速率和0~70 cm土层平均土壤体积含水量整体表现为:WJBMJBM+SWCCCWCC。不同处理枣树蒸腾速率(Tr)均与空气相对湿度(RH)呈负相关,与光合有效辐射(PAR)、空气温度(Tair)、风速(Vwind)呈正相关,PAR是影响各处理枣树蒸腾最主要的环境因子。     

耦合干空气机制的黄土水热运移过程模拟 ——以山地苹果园为例

黄土疏松多孔,气相占比较高,但是土壤干空气过程如何影响黄土水热运移尚不清楚.采用考虑土壤水-汽-热-气耦合的STEMMUS(Simultaneous Transfer of Energy,Mass and Momentum in Unsaturated Soil)模型,以黄土丘陵区苹果园为例,探讨土壤干空气对黄土土壤水...     

保水剂对冬小麦不同生育阶段土壤水分及利用的影响

为探明保水剂施用后对冬小麦不同生育阶段水分利用的作用机理,在豫西丘陵旱作区,通过大田试验,研究了保水剂对冬小麦不同生育阶段的保水、作物的耗水特征、水分利用效率等的影响。结果表明：保水剂提高了冬小麦不同生育阶段0～100 cm土层的土壤含水量、促进了生物量的积累、降低了小麦耗水量、提高了小麦产量和水分利用效率。各处理中,60和90 kg/hm2处理的土壤含水量及储水量均较其他处理高,而耗水量最低。播种-拔节期,保水剂用量越高干物质积累越显著;拔节-孕穗期及灌浆-收获期,60 kg/hm2处理较对照增加的干物质量最高;而孕穗-灌浆期,30 kg/hm2干物质量增加最为显著。各生育阶段,除孕穗-灌浆期外,60 kg/hm2处理的水分利用效率均较高。最终,60 kg/hm2处理的产量和水分利用效率均最高,较对照增产47.4%,水分利用效率增加10.6 kg/(mm·hm2)。     

春小麦/春玉米间作模式光温环境特征研究

春小麦/春玉米间作是我国西北地区一种较为普遍的间作种植模式。于2013年在内蒙古河套灌区开展试验,分析了小麦/玉米间作在不同供肥水平下光合有效辐射和土壤表层温度的空间和时间变化特征,以及光温环境改变对小麦和玉米农艺性状的影响。结果表明:在麦玉共生前期,间作玉米接收的太阳辐射减少,透光率平均比单作玉米降低3.9%~6.3%,土壤表层温度降低2.42~2.63℃。在共生后期,间作玉米的光照条件改善,透光率比单作玉米平均升高19.3%,土壤表层温度降低1.51~1.73℃。小麦收获之后间作玉米接收的光强显著增加,土壤温度平均比单作玉米升高2.14~2.37℃。间作条件下小麦的生长得到促进,表现出明显的边行效应;而间作玉米的营养生长受到限制,叶面积在各生育期都显著低于单作玉米。综合分析表明,间作模式对各组分作物农艺性状的影响主要是由于光温环境的改变所致。     

内蒙古河套灌区粮食生产灰水足迹评价

随着面源污染和土壤盐渍化成为重要的环境污染源和粮食安全的制约要素,如何评价和量化农业生产的负面效应,成为亟需解决的问题。水足迹理论的出现使该负面效应的量化成为可能,水足迹包括蓝水、绿水和灰水足迹,灰水足迹可以表征不同类型负面效应的大小,粮食生产灰水足迹反映了单位粮食产量的负面效应。该文应用水足迹理论,以内蒙古河套灌区为研究区,给出粮食生产灰水足迹的计算方法,选取环境最大允许浓度Cmax和本底浓度Cnat,逐项计算各项灰水足迹,并根据短板原理得出总灰水足迹,计算分析河套灌区粮食生产灰水足迹。结果表明:2005-2008年面源污染的灰水足迹为0.55~0.58亿m3;积盐的灰水足迹从2005年的4.570亿m3减少到2008年的1.825亿m3。总灰水足迹从2006年的5.872亿m3,减少到2008年的1.825亿m3,总灰水足迹在总水足迹中比例小于10%,有逐年降低的趋势。2005-2008年粮食生产灰水足迹分别为0.129、0.159、0.062和0.043 m3/kg,粮食生产灰水足迹有逐年降低的趋势,2008年的粮食生产灰水足迹仅相当于2006年的27.04%。节水灌溉等新技术的推广是其主要原因,节水灌溉可以减少无效灌溉水量和水分的无效蒸发量,从而减小粮食生产灰水足迹。在此基础上,给出减少粮食生产灰水足迹的措施,即节水灌溉、种植业结构调整、合理确定地下水位和合理使用化肥、农药。研究成果较好地量化了大型灌区粮食生产的负面效应和粮食生产灰水足迹,可为其他粮食主产区农业可持续发展及制定农业产业政策提供参考。     

容重对土壤水分蓄持能力影响模拟试验研究

通过人工改变土壤颗粒级配,并设置不同容重水平,测定土壤水分特征参数,研究了容重对土壤水分蓄持能力的定量影响。结果表明:(1)容重对土壤水分特征曲线、比水容量有较大影响,试验土壤各吸力段水分蓄持能力均随容重增大递减,比水容量也随容重增大递减。(2)容重对试验土壤饱和含水量、田间持水量、凋萎系数有较大影响,此3个水分参数均随容重增大递减。饱和含水量与容重呈幂函数负相关关系,田间持水量及凋萎系数均与容重呈指数负相关关系。(3)容重对试验土壤有效水、易效水、迟效水含量有较大影响,此3水分参数均随容重增大递减,分别与容重呈指数、幂函数、对数负相关关系。