秸秆施入深度对土壤水分运移和水吸力变化的影响

为了研究秸秆还田下秸秆施入深度对土壤水分运移和水吸力变化的影响,通过室内模拟试验,对不同秸秆施入深度条件下土壤水分运移分布特性进行了模拟。玉米秸秆粉碎成<5 mm的小段且干燥放置,在秸秆施入深度内按干土重的1%配比均匀混施。设置无秸秆还田(CK)、秸秆施入深度15 cm(S15)、秸秆施入深度20 cm(S20)、秸秆施入深度25 cm(S25)、秸秆施入深度30 cm(S30)5个处理,并用微型张力计(T5)测定土壤水吸力值。结果表明:秸秆施入深度对土壤水分入渗特性有影响。随着秸秆施入深度的增加,土壤湿润锋运移距离和累积入渗量减小;秸秆施入深度对湿润锋运移影响较明显;相同入渗深度下,含有秸秆土层的含水量比不含有秸秆土层的含水量明显增加。秸秆施入深度对土壤水吸力有重要影响,土壤水吸力的变化反映了土层中水分的变化,不同土层深度下,土壤水吸力的变化趋势大致相同。不同秸秆施入深度,导致各处理在同一土层深度下,土壤水吸力峰值和达到峰值的时间出现差异,秸秆施入深度越深,土壤水吸力的峰值相对较大,达到峰值的时间相对较长。     

石羊河流域地下水化学演变对水循环更新响应及模拟

采用水文地质调查和水化学技术,通过对石羊河流域山前和中游武威盆地地下水的补径排关系及水化学模拟研究,探讨了该地区地下水化学演化规律对水循环更新的响应。研究结果表明,流域地下水从上游到下游矿化度逐渐升高,溶解性总固体(TDS)质量浓度在131~1 750 mg/L之间;水化学类型呈现明显分带特征,从HCO-3-SO2-4-Ca2+-Mg2+型逐渐转换为SO2-4-HCO-3-Mg2+-Ca2+型。利用GIS软件中的Kriging空间插值方法对研究区1989—2009年TDS进行模拟,结果显示:在时间上,随着年份增加,盆地南部地下水TDS值由于降水和融水的冲释,呈减小趋势,中部先升高后下降;在空间上,自山口沿径流方向,TDS质量浓度逐渐增大。由于河流渗漏对地下水的补给作用,石羊河河床带TDS质量浓度明显偏低。地下水储水量和地下水埋深下降速率分别为3.04×108m3/a和0.47 m/a。随着地下水位埋深的增大,TDS质量浓度呈减小趋势,降低速率在11.12~50.41 mg/(L·a)之间。     

有机硅对土壤水分有效性和蒸发特性的影响

以有机硅为试材,采用单因素试验设计,研究了不同有机硅施入量分别为干土质量的0‰、0.15‰、0.30‰、0.45‰、0.60‰(CK、A1、A2、A3、A4)条件下,土壤水分特征曲线和蒸发曲线的变化,探求有机硅对土壤水分有效性和蒸发特性的影响,以期为有机硅调理剂改善土壤持水特性、提高土壤水分利用效率提供参考依据。结果表明：相同土壤水吸力下,土壤含水量因有机硅的添加而增大,尤其在低吸力段(pF 0～2.3)和高吸力段(pF 3.0～4.2)范围内影响显著,且随着有机硅施入量的增加基本呈递增趋势;有机硅施入能够使土壤中的可用水量、最大有效水量增加,多余水量减小;施用有机硅的处理蒸发损失水量均大于不施用有机硅处理,且有机硅施用量越多,相同时间蒸发损失水量越多。     

有机硅功能肥对土壤水分运移和盐分的影响

有机硅功能肥作为一种改良盐碱地新型复合材料,具有施用简便易行、周期短、能够大面积推广等特点,有很大的应用前景.通过室内土柱试验,研究有机硅功能肥和秸秆在不同添加量下对盐碱土水分运移和电导率的影响,设置了4个施用量,分别为0.5％、1％、1.5％、2％.结果表明:随着有机硅功能肥和秸秆施用量的增加,湿润锋运移和累积入渗量...     

随机降雨对滨海盐碱土壤水分分布的影响

采用矩形脉冲模型随机模拟降雨过程,驱动HYDRUS模型分析土壤水分分布状况,应用析因设计方差分析方法量化降雨总量、降雨次数、极端降雨以及其时程分配特征对土壤含水率的影响。研究聚焦我国滨海平原盐碱地,以黄骅市为典型对象,定量分析3日逐小时降雨过程对不同深度土层（0~150 cm）土壤含水率的影响。结果表明：相较降雨过程的随机性而言,降雨对土壤含水率的影响因素降雨总量（A）>降雨次数（B）>极端降雨（C）,且降雨总量与次数间二阶交互作用对土壤含水率影响显著（P<0.05）;降雨总量一定时,当降雨次数较低（10次）,其平均降雨强度较大,相较于降雨次数较高（15、20次）,活跃层土壤含水率增高2.74%~6.23%,而相对稳定层土壤含水率降低5.66%~15.63%;随机降雨与均匀降雨对浅层土壤含水率影响的差异较小,但随着土层深度的增大,两种降雨方式下土壤含水率的差异不断增大,当降雨总量为250 mm时,均匀降雨条件下的稳定层土壤含水率相较于随机降雨最大增幅达39.52%,且相比于均匀降雨过程,随机降雨在降雨总量较小（160 mm与200 mm）时可入渗至稳定层;相较降雨总量对土壤含水率的影响,HYDRUS模型参数土壤饱和含水率（θ_s）的不确定性对土壤含水率影响更大。     

不同灌水量下出水口数量 对畦灌水流推进和小麦产量的影响

为探讨不同灌水量下出水口数量对畦灌水流推进和小麦产量的影响,进行了冬小麦大田试验。设置60和75 mm 2种灌水量,分别用W1和W2表示,设置1孔、2孔、3孔3种出水口数量,分别用D1、D2、D3表示,测定了水流推进时间、各生育时期的剖面含水量和产量,研究了各处理小麦的耗水特性。结果表明:水流推进时间随着出水口数量的增大而增大,拔节期各处理下的水流推进的耗时明显比返青期的短。W2D2处理灌水后畦田内土壤平均含水量变异系数最低,土壤水分分布更均匀。W2D2处理在生育前期储水量较大,后期土壤贮水消耗量大于其他处理。同一灌水量下,返青至拔节期和拔节至扬花期D1和D3的耗水量、耗水强度和耗水模系数高于D2处理,扬花至灌浆期D2的耗水量、耗水强度和耗水模系数显著高于其他处理。各生育期耗水量随灌水量的增加而增加。W2D2处理的产量指标均高于其他处理且水分利用效率最高。综合考虑灌水均匀度、产量、水分利用效率,W2D2是本试验条件下最优处理。     

不同农田土壤压实层深度对水分入渗和分布的影响

以2种土壤包括耕层土(SCK)和压实土(NCK)为研究对象,设置了3个土壤压实层深度5 cm(T1)、10 cm(T2)和15 cm(T3)进行一维入渗土柱模拟试验,研究了水分入渗过程和水分剖面分布情况及土壤不同压实层深度对水分入渗的影响,以期为田间耕作保墒和节水灌溉提供参考依据.结果 表明:入渗过程中,初始入渗率较高,后呈幂函数式下降直至稳定入渗率,入渗相同深度时,SCK处理的入渗率显著大于NCK处理,其它处理随着压实层深度的增大,入渗率偏大,但达到稳定入渗率时,随压实深度的加深而逐渐减小;累积入渗量呈先快速增长后稳定增长的趋势,入渗相同深度时,SCK处理的累积入渗量显著大于NCK处理,入渗初期,相同入渗深度,累积入渗量随压实层深度的加深而增大,如水分入渗至5 cm时,T1、T2和T3累积入渗量分别为13.7、13.8、14.1 cm,在入渗后期,相同入渗深度,累积入渗量随压实层深度的增加而减少,如当水分入渗至15～20 cm时,以上处理的累积入渗量则分别为4.7、4.3、4.1 cm;入渗完成后土壤含水量随土层深度的加深而减小,相对于耕层土对照(SCK),压实层的存在显著提高了上层土壤的含水量,并且随着压实土层深度的增加,促进了水分在上层的储存.     

气候变化和农业发展对石羊河流域地下水位的影响

通过回归分析等方法研究了石羊河流域气候变化和农业生产发展对地下水水位的影响。研究结果认为从长期看流域内降水量、蒸发量对地下水的影响不大,武威地区降水量和蒸发量对地下水位的影响系数在0.004以内,民勤地区降水量和蒸发量的影响系数在0.001以内,影响较小;而径流量与粮食产量的变化是地下水水位下降的主要原因,武威和民勤地区径流量对地下水位的影响系数分别为1.381和6.008;并使用最小二乘回归模型确定了地下水水位用径流量和总产量表达的关系式,经验证,模型有较高的模拟精度,预测将来武威地下水水位平均每年将下降0.945 m,民勤地下水水位将下降0.919 m。     

聚丙烯酰胺改性生物质炭对盐碱化土壤盐分洗脱的影响

为了提升生物质炭对滨海盐碱土壤盐分的洗脱效率,以海兴县盐碱土为研究对象,利用聚丙烯酰胺(PAM)、小麦秸秆生物质炭(BC)、黏土矿物(M)等材料制备聚丙烯酰胺改性生物质炭(PAM-BC),通过室内模拟淋溶试验研究对比不同环境材料对盐碱土盐分的洗脱效果。结果表明,相比于CK处理,PAM、BC和PAM-BC、CaSO₄(CS)处理均显著增加土壤盐分洗脱量,其中PAM-BC处理下增幅最高,达到12.3%。进一步对淋洗液中主要盐分离子分析,添加PAM-BC显著促进土壤Na⁺和Cl^-的洗脱,增幅分别为11.0%～27.3%和17.8%～42.3%。主成分分析表明,PAM-BC增强对主要盐分离子的洗脱效果。土柱淋溶结束后,PAM-BC添加处理土壤全盐量比其他处理显著降低6.0%～16.7%。此外,土壤水分特征曲线表明,添加PAM-BC提升盐碱土壤的保水性。研究结果可为聚丙烯酰胺改性生物质炭应用于滨海盐渍化土壤的降盐改土提供理论依据。