降雨与施肥对夏玉米土壤硝态氮分布影响的田间试验研究

通过在北京顺义区进行模拟降雨田间试验,研究了不同降雨与施肥水平对夏玉米土壤硝态氮分布与累积的影响。结果表明,当土壤质地相同时,土壤硝态氮含量与降雨强度、施氮量关系密切,土壤中硝态氮浓度变化随降雨强度的增加而增大,当降雨强度达到40~70 mm/h时,硝态氮会淋溶到土壤剖面110 cm以下;随着施氮量增加,各层土壤硝态氮含量也均呈升高的趋势,并向下层土壤快速移动,造成对浅层地下水的污染。     

滴灌条件下覆膜热效益及其对马铃薯生长的影响

2015年4—8月在甘肃地区和2017年3—7月在山东地区,在滴灌条件下对不同薄膜覆盖（透明薄膜,CF;不覆膜,NF;黑色薄膜;BF）的覆膜热效应及其对马铃薯生长的影响进行了试验。通过对马铃薯全生育期冠层净辐射、土壤热通量和土壤温度进行自动监测,对马铃薯块茎分级、产量、水分利用效率进行测量和计算。结果表明：BF处理的净辐射大于NF和CF处理,2015年BF处理在芽条生长期和苗期的净辐射最大值均比NF处理高12%,2017年则分别高22%和15%;2015年CF处理10cm深度处的土壤热通量最大值比BF处理和NF处理分别高66%和129%,2017年则为57%和91%;CF处理的土壤温度高于BF和NF处理,但在块茎形成期和块茎增长期CF处理的土壤温度稍低于BF和NF处理,2017年山东地区各处理土壤温度间的差异小于2015年甘肃地区;甘肃地区CF处理的耗水明显少于BF处理,并且该地区覆膜的热效应及其对提高马铃薯产量和水分利用效率的影响优于山东地区,建议甘肃地区采用透明薄膜覆盖马铃薯种植方式。     

基于SWAP模型的春玉米咸水非充分灌溉模拟

为了探究石羊河流域适宜春玉米生长的咸水非充分灌溉模式,应用SWAP模型模拟不同灌溉模式下的土壤水盐平衡、春玉米相对产量和相对水分利用效率,并预测了较长时期土壤水盐动态变化规律.研究结果表明:灌溉水矿化度为0.71 g/L和3.00 g/L的春玉米最优灌溉模式为生育期内灌4次水,灌溉定额均为408 mm,2种灌溉模式均能达到节约灌溉用水、提高作物产量和水分利用效率以及减少土体盐分累积量的目的.较长时期土壤水盐动态变化规律模拟结果表明:在冬灌条件下,春玉米最优灌溉模式下的土壤水分和盐分能够在模拟期内保持相对平稳的状态;在不同年份,相同土层土壤含水率随着土层深度的增加而增大,0.71 g/L的淡水灌溉土壤盐分主要累积在40~80 cm土层,3.00 g/L的微咸水灌溉土壤盐分主要累积在10~40 cm土层;5 a的模拟结果表明0.71 g/L和3.00 g/L的水持续灌溉5 a,不会引起土壤次生盐渍化.     

河北省夏玉米水分生产函数模型初步分析

依据河北省藁城、望都、中心灌溉试验站1984～1988年夏玉米的灌溉试验资料,采用多元回归分析方法,分别求出Jensen、Minhas、Blank、Stewart及Singh模型的敏感指标,并对其进行对比分析,得出适合藁城、望都、中心试验站三地的夏玉米水分生产函数模型。     

缺水条件下非充分灌溉制度预报系统的研制

以Jensen作物水分生产函数模型为基础,运用动态规划方法,建立了非充分灌溉条件下冬小麦、棉花、夏玉米的优化灌溉制度预报系统;并编制了可视化的程序界面,只要输入相关参数(土壤田间持水率、初始含水率、土壤容重、可供水量、不同阶段潜在作物蒸发蒸腾量,各阶段不同水平年的有效降雨量值和作物不同阶段的计划湿润层深度),就可得出适合于不同地区的优化灌溉制度,操作简单,具有实用性。以山西晋中和临汾地区为例验证,系统计算显示上述3种作物比传统灌溉分别节水为9%,7%和3%;在供水量不足的情况下,系统可指导如何在时间上分配水量以使减产最小,且可得知在这种灌溉方式下的具体减产量。     

沟灌条件下层状土壤入渗与排水实验研究

利用室内土槽对沟灌条件下层状土壤的入渗与排水特性进行了实验研究。研究结果表明,土壤的分层性状及分层土壤的分布形状对土壤水分的入渗和排水都产生一定的影响。土壤层间界面对土壤水分湿润锋的传播产生一定的阻碍作用;由于土槽中分层土壤的水平分布不同,相对于南侧,北侧由于土壤较密实,测压管水头变化慢、入渗慢,持水能力较大,排水强度也较小。实验条件下,北侧稳定排水强度为0.021 L/min,南侧稳定排水强度为0.030 L/min。     

河北省冬小麦水分生产函数模型初步分析

依据河北省临西、望都试验站冬小麦灌溉试验资料,采用多元回归分析方法,分别求出Jensen、M inhas、B lank、S tew art及S ingh模型的敏感指数(系数),采用F检验法及复相关系数检验法对敏感指标进行分析检验,得出临西、望都二地适宜的冬小麦水分生产函数模型,并探讨了上述模型的空间变化特征。     

北京通州区典型农田土壤水分特征曲线测定及影响因素分析

以北京通州区典型农田土壤为研究对象,通过野外采样结合室内试验,用离心机进行土壤水分特征曲线测定,并用van Genuchten模型进行拟合,分析了土壤质地、土地利用、土层深度对土壤水分特征曲线的影响。结果表明,土壤水分特征曲线受土地利用、土层深度影响,而以土壤质地影响最为显著。     

石羊河中游荒漠绿洲区土壤水分的分布特征

通过田间实验,研究了不同土壤层颗粒组成、土壤水分的分布特征及不同土壤层间土壤水分的关联性。结果表明：（1）土壤颗粒组成决定了不同土壤层的持水性能,是导致土壤水的分布及运动方式发生变化,影响水分在土壤中滞留时间的根本原因,土壤层中的砂砾所占百分数越大,粘粒含量就越少,含水率就越小,壤土中的土壤水分滞留时间远大于砂质土壤。（2）试验区3m内土壤层可分为水分散失带、水分滞留带和水分过渡带,水分滞留带是土壤水分暂时贮存的重要土层,也是为植被提供深层土壤水分的直接来源,对植被的生长及农作物生产有重要的影响,而土壤中粉砂质粘粒含量的高低决定了水分过渡带的形成及其对水分调节能力的强弱。（3）在地下水深埋区,灌溉是土壤水分重要的补给来源,也是影响土壤水分重分布的主要因素,在天然降水量大部分为无效降水的情况下,灌溉水是土壤水唯一的补给源。补给水分滞留带的灌溉水量的多寡,直接影响着水分滞留带的调节能力及作物和植被的生长。     

非充分灌溉条件下农田水分转化SWAP模拟

非充分灌溉改变了农田水分转化过程,以往的研究较少讨论作物根系层以下的土壤水分转化动态及其对作物耗水的影响。该文在北京市典型农田开展了冬小麦-夏玉米非充分灌溉试验,在对SWAP模型率定与验证基础上,模拟分析了非充分灌溉农田耗水规律与水分转化过程,并应用模型得到了研究区不同降水年型的最优非充分灌溉模式。结果表明:非充分灌溉的实施促使作物消耗大量土壤贮水,当降雨或灌溉量较小时,土壤水可占作物耗水量的46.1%;根区和储水区之间土壤水分交换明显,转化通量变化范围为-2.67～0.45mm/d,而储水区底部水分通量较小且无明显变化,根区土壤水分渗漏出现在灌溉或较大的降雨之后,储水区水分向上补给主要发生在作物需水关键期;与常规灌溉相比,最优非充分灌溉模式在丰水年、平水年和枯水年分别节水375、225和225mm,储水区底部深层水分渗漏量分别减少了89%、17%和2%。