户县蒋村镇耕地土壤养分状况评价分析

户县耕地因长期年内富播,机械工具广泛应用,大规模施用化肥等,致使土壤养分状况发生改变。为了能清楚掌握此区域目前土壤养分状况,本文以户县蒋村镇为典型例,对耕地土壤0~60 cm的土层进行分层采样,测定其p H值、有机质、氮、磷和钾等养分含量。结果表明,该区域土壤p H值属于中性~碱性,养分现状表现为极缺有机质,缺氮,缺磷,钾丰富;随土壤深度增加,有机质、铵态氮含量基本呈增长趋势,硝态氮、有效磷、速效钾、缓效钾含量基本呈下降趋势;全磷、全钾不随土壤深度变化。本文对上述土壤养分状况进行评价分析,为该区域农作活动提出了科学合理的建议。     

土壤容重对深层坑渗灌入渗特性影响的试验研究

为了揭示土壤客重对深层坑渗灌入渗量的影响规律,通过室内均质土模拟试验,采用非线性回归法对试验数据进行分析;建立了以土壤容重为参数深层坑渗灌的Kostiakov和Philip改进模型,并进行了验证.结果表明:入渗时间相同时,入渗量随着土壤容重的增大而减小;Kostiakov入渗模型和Philip入渗模型都适用于模拟深层坑深灌的入渗过程,相关系数均在0.99以上;建立的2个改进模型计算精度均很高,效率系数分别为99.7%和99.9%.相比较而言,深层坑渗灌的Philip模型具有一定的理论依据,计算精度较高且模拟效果好,可作为计算深层坑渗灌入渗量的有效模型.     

不同容重条件下深层坑渗灌土壤水分运动的数值模拟

【目的】探究不同土壤容重条件下深层坑渗灌土壤水分的运动规律。【方法】以非饱和土壤水分运动方程为基础,建立深层坑渗灌的数值模拟模型,采用Galerkin有限单元法进行数值求解,用5种不同土壤容重的试验资料对模拟结果进行验证。【结果】容重不同的5种土壤在不同时刻湿润锋的模型值均略小于实测值;非边界上土壤含水量模型值的相对误差为1.98%,边界上土壤含水量模型值的相对误差为10.97%,且上边界的模型值普遍偏小,下边界的计算值普遍偏大;基于研究资料建立了土壤含水量的上、下边界修正方程。【结论】该模型结合修正方程,可以作为一种预测深层坑渗灌条件下土壤水分运动及其含水量分布的有效方法。     

温度对土壤水分运动影响的研究

通过室内实验 ,分析了不同温度条件下水平入渗的湿润锋运移位置及累积入渗量与温度的关系 ,认为湿润锋运移位置和累积入渗量均随温度升高而增大 ;在一定温度范围内 ,湿润锋运移位置和累积入渗量与温度成幂函数关系 ;并建立考虑温度影响的湿润锋运移模型和累积入渗量模型 ,经实测资料进行验证 ,结果良好。     

不同轮灌模式对污灌农田冬小麦-夏玉米轮作系统重金属镉阻断效应

为探讨不同轮灌模式对华北粮食核心区污灌农田重金属镉阻断效应,通过典型污灌区田间试验,对土壤重金属镉在冬小麦-夏玉米轮作系统中的迁移、累积进行了研究。结果表明,苗期微污染水灌溉对籽粒中镉累积影响并不明显,返青拔节期、孕穗期微污染水灌溉可显著增加籽粒中镉累积及食品安全风险。同时,返青拔节期、孕穗期微污染水灌溉抑制了籽粒灌浆及籽粒均匀度,降低冬小麦产量,但对夏玉米产量影响并不明显。因此,苗期采用微污染水灌溉,返青拔节期和孕穗期采用清水灌溉可以有效阻断镉在籽粒中的累积;在确保夏玉米籽粒安全的前提下,中度污灌农田土壤10-20cm土层有效镉含量可以作为夏玉米籽粒中镉含量以及是否符合粮食卫生标准的评价指标,其评价模型近似为y=0.0853x-0.0036,估算有效镉临界值为1.21mg/kg。     

具有砂质夹层的土壤入渗计算

根据室内系统的试验研究，对土壤具有砂质夹层的入渗计算问题，即非线性入渗阶段转为稳渗阶段时间与稳渗率，提出了一个以现有均质土积水入渗公式为基础的计算方法。该方法利用Kostiakov入渗模型与砂层以上土体达到饱和所需水量建立水量平衡关系，由该关系可以确定出非线性入渗阶段转为稳渗阶段的时间；再由实验数据回归的方法，将层状土转折后的稳渗率与均质土入渗过程在转折时刻的瞬时入渗率的比值与夹层的埋深及中值粒径建立相关关系，从而可由夹层土壤埋深、中值粒径以及均质土在转折时刻的瞬时入渗率确定出层状土转折后的稳渗率。该方法经试验数据的检验，除个别点外，误差均在5%以内。由于确定稳渗率与夹层土壤埋深、颗粒组成、均质土入渗规律等有关，实际确定时会有一定困难，因此该方法尚待完善和生产实际的考验。     

极端干旱区成龄葡萄萌芽期合理灌水量的试验研究

在极端干旱气候环境以及质地较粗的含石土壤条件下,为了搞清楚成龄葡萄萌芽期合理的灌水量,采用深层坑渗灌技术,设了6个不同的灌水处理,通过边界效益分析法,分析了萌芽率与灌水量的关系。得到以下主要结论:萌芽期灌水量越大,枝蔓萌芽的均匀性越好,灌水量越小,枝蔓萌芽的均匀性越差;建立了萌芽期的水分性状函数和水分性状效率函数;当灌水量为62 844 m3/hm2时,萌芽率达到极大值78.25%,当灌水量为54 545m3/hm2时,水分性状效率达到极大值1.348×10-3%/m3。因此,葡萄萌芽期的合理灌水量范围确定在54 545m3/hm2与62 844 m3/hm2之间。     

华北平原大孔隙优先流对农田氮素淋溶的影响

优先流是土壤水分入渗的一个重要途径,大孔隙是产生优先流的关键因素。研究优先流对于土壤水分和溶质运移研究及生态环境保护、制定合理的田间管理措施等具有重要意义。本研究将田间亮蓝染色示踪试验和WHCNS(soilwaterheatcarbonnitrogensimulator)模型模拟相结合,研究了华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系存在大孔隙下,强降雨和不同施肥、灌溉情景下土壤水氮运移的情况,以此探讨大孔隙优先流对于土体中水分和硝态氮运移的影响。结果表明:明显含有虫洞的免耕土壤入渗深度和染色面积均高于旋耕土壤;免耕土壤的染色面积和稳定入渗速率的Pearson相关性不显著,染色示踪不能定量化土壤稳定入渗速率。同时WHCNS模拟的0～100cm土层硝态氮淋洗量结果显示:一方面,相较于无大孔隙情景,大孔隙存在会显著增加硝态氮的淋洗量;另一方面,大孔隙存在下优化施肥模式的硝态氮淋洗量比传统施肥模式减少46.0%。常规灌溉量下喷灌比漫灌处理的硝态氮淋洗量减少15.6%;强降雨导致硝态氮淋洗量增加119.4%。本研究为华北平原地区大孔隙存在条件下的农田水肥优化管理措施提供了理论指导。     

室内-维土柱人渗试验装置系统的研究及应用

近年来作者在进行“黄土坡面产流实验与模拟的研究”等课题的研究中,研制了室内一维土柱入渗装置系统.该系统对于均质扰动土柱及原状土柱,在降雨入渗或积水入渗条件下的入渗率以及土壤水在剖面上的分布,分别采用了自动跟踪测量和放射性同位素测量,并利用计算机对数据进行实时釆集和处理,提高了量测精度,减少了人为差错,同时又便利了试验资料的整理分析,因而,为非饱和土壤水运动的试验研究提供了先进的测试手段.该试验装置系统的组成见图1所示.     

γ透射法在土壤水运动研究中的应用

在作者对γ透射法测定土壤含水量的精度与分辨率研究的基础上,首先介绍了利用γ透射法在室内外一维入渗实验过程中,同时测定几个土壤水分运动参数的原理与方法;其次对作者近十多年来,根据不同实验要求所研制的室内一维与不同类别的二维土壤水分运动实验装置的结构组成与应用情况做了介绍;最后对γ透射法用于大型称重式蒸渗仪的土壤水分剖面检测也做了概述.在上述各实验方法及实验装置中均采用了计算机对土壤水分的自动检测、控制与数据处理,从而为非饱和土壤水分运动的研究提供了重要条件.研究表明,在利用γ透射法进行土壤含水量测定时,当穿透土体后的射线强度记数率不小于104情况下,室内实验的测点间距为2.5 cm,其误差不超过±2%;而大田试验的测点间距为5.0 cm,其误差范围为3%～5%.