初始含水率对斥水黏壤土入渗特性的影响

为了探究初始含水率对斥水土壤入渗过程的影响规律,通过室内二维土箱的滴灌模拟试验,设置6个初始含水率水平(4.78%,7.28%,9.97%,13.64%,16.07%,19.02%),研究了初始含水率对湿润锋运移距离、宽深比、累积入渗量、入渗速率和土壤水分分布的影响,并评价了不同入渗模型的适用性.结果表明:随着初始含水率的提高,湿润锋运移相同深度所需时间呈逐渐减小趋势,两者较好满足幂函数关系,湿润锋宽深比逐渐减小;累积入渗量变化趋势为先减小后增大;入渗速率整体趋势为逐渐减小,其中斥水程度峰值含水率附近的处理出现入渗速率短暂提高的现象;Kostiakov模型能够较好反映斥水黏壤土的入渗规律,且斥水程度越大,模型拟合精度越低;随着斥水程度增加,土壤水分逐渐向湿润体垂向中间区域集中,并出现过度饱和现象.该研究可为斥水土壤的入渗理论奠定一定的基础.     

NaCl溶液处理亚热带土壤水分特征曲线差异与模型优选

携带大量盐分的低质水长期灌溉导致土壤存在极大的物理化学特性退化风险,为了探究盐分对土壤水分特征曲线影响的差异性,采用压力膜法对亚热带地区粘性潮土、沙性潮土、红壤、紫色土、水稻土等5种土壤进行室内测定,对比分析了各土壤在0、5、10、15 g/L等4个钠盐浓度水平下土壤水分特征曲线的差异,并利用RETC软件结合数理统计方法确定了各土壤不同钠盐浓度水平下相应的最优拟合模型。结果表明:钠盐处理均可提高各土壤的持水能力,且粘粒含量较高的土壤影响显著;钠盐处理减少了粘性潮土、沙性潮土和红壤的有效含水率,分别最大减少了40.8%、30.5%、31.5%,却提高了紫色土、水稻土有效含水率,分别最大提高了45.7%、28.9%。粘粒含量少或低浓度盐溶液处理的土壤水分特征曲线以BC模型拟合最优,而粘粒含量多且高浓度盐溶液处理的以DP-M模型拟合最优。     

格点天气预报数据与机理模型耦合的冬小麦干旱预警方法

为了开展大范围的冬小麦干旱预警,以中国北方冬小麦区为实例,构建了土壤水分动态预报模型,结合未来10 d高精度天气要素预报、土壤自动水分观测和冬小麦发育期观测数据,建立了北方冬小麦区干旱预警系统。利用该系统对2018年4—5月进行逐日的冬小麦干旱预警,对干旱预警产品的分析表明:系统对未来10 d土壤相对湿度预报的决定系数在0. 63～0. 91之间,均方根误差在5. 6%～18. 2%之间,预报时效越近,准确率越高。从不同的干旱等级预测准确率看,对于干旱等级较高的重旱和特旱预报准确率较高,轻旱和中旱的预报准确率略低。该系统基本满足冬小麦干旱预警需求,对国家级农业气象部门大范围农业干旱监测和预警业务是有益的补充。     

生物炭对黑土区土壤水分扩散与溶质弥散持续效应研究

为探究施用生物炭对黑土区坡耕地土壤水分扩散和溶质弥散的持续效应,于2016—2019年在1.5°、3°、5°的径流小区开展了生物炭持续效应试验,分析了单次施加生物炭对土壤容重、孔隙度、有机质含量、Boltzmann变换参数ξ、非饱和土壤水分扩散率D(θ)、非饱和土壤水动力弥散系数Dsh(θ)的持续作用。结果表明：土壤中单次添加生物炭后的4年内均可显著降低土壤容重、提高土壤孔隙度、增加土壤中有机质含量,且各指标变化率均随坡度增大、施炭年限延长而减小;坡度、年份、是否施用生物炭3个因素中,对土壤容重、孔隙度、有机质含量影响程度最大的均为是否施用生物炭;施用生物炭增大了ξ,且ξ随坡度增加、施炭后年限延长逐年减小。2016—2019年D(θ)与Dsh(θ)均随土壤含水率的增加而迅速增加。当土壤含水率小于等于042cm3/cm3时,生物炭抑制土壤水分扩散;当土壤含水率大于0.42cm3/cm3时,生物炭促进土壤水分扩散。当土壤含水率小于等于0.36cm3/cm3时,生物炭抑制土壤中NaCl溶液的弥散;当土壤含水率大于0.36cm3/cm3时,生物炭可以促进土壤中NaCl溶液的弥散。试验区θ处于0.20~0.35cm3/cm3,故施用生物炭对水分扩散、NaCl溶液弥散均具有抑制效果,且生物炭对水分扩散和溶液弥散抑制效果均随坡度增加、施炭后年限延长而减弱。     

水氮耦合对菘蓝耗水和土壤水分的影响

水氮耦合是菘蓝节水减氮高效的关键技术,研究水氮耦合对菘蓝耗水量和土壤水分动态变化的影响,为高效水肥管理提供理论指导。于2018和2019年在河西走廊中部张掖市民乐县益民灌溉试验站开展了菘蓝水氮耦合的试验研究。结果表明,菘蓝生长发育期内0～160 cm土层土壤贮水量呈锯齿状降低趋势。增加灌水量时土层土壤贮水量递减;适当增施氮肥可以减小土壤贮水消耗量,过量施氮增加了土壤贮水消耗量,灌水和施氮间存在明显的交互效应。高水低氮（W3N1）处理总耗水量最高,值为442.2～442.8 mm,低水中氮（W1N2）处理总耗水量最低,中水中氮（W2N2）较高水高氮（W3N3）总耗水量降幅达13.7%～14.8%。节水减氮可以降低土壤贮水消耗量、降低菘蓝生育期的耗水量,有利于水和氮在作物-土壤水分系统中良性循环。      

节水灌溉的土壤水分控制标准问题研究

农田土壤水分散失是在二个表面上进行的，一是土壤表面称之为蒸发，另外是作物表面称之为蒸腾，两者均与土壤水分呈线性相关，即随着土壤水分增大而增大，但土壤水分与光合速率关系研究表明，当土壤水分低于６５￣６９％田持时，随着土壤水分增大光合速率增大，若土壤水分高于６５￣６９％时，随着土壤水分增大光合速率降低，光合作用对土壤水分有一阈值反应。这一阈值可考虑为节水灌溉的田间土壤水分控制标准。     

不周土壤水分条件下萝卜幼苗叶片生理特性研究

在不同的土壤含水量条件下,测定了萝卜幼苗叶片的水分状况、叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率及呼吸强度等指标.结果表明:随着土壤含水量的降低,萝卜幼苗叶片的相对含水量和水势下降,而且离体叶片的保水力在自然气干时下降较快;叶片叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率和呼吸强度也随着土壤含水量的降低都减小.土壤含水量在20%～25%时,萝卜幼苗对土壤干旱的适应性最强.     

基于GSM的土壤水分监测与决策支持系统

提出了一种基于GSM的土壤水分监测与决策支持系统解决方案.系统采用FLASHFLEX51系列单片机、TC35I无线传输模块和传感器等组成数据采集终端.所采集数据经GSM网络传至监控中心,并经决策支持系统(DSS)将决策结果以SMS短信形式发送到用户手机上.系统为实现大范围和多测点无人值守农田的灌溉科学决策提供了一种行之有效的方法.     

荒漠草原植被覆盖对土壤水分的影响

以希拉穆仁草原为研究对象,通过对不同植被覆盖下土壤水分进行测定,研究了荒漠草原植被覆盖对土壤水分的影响,结果表明:植被覆盖度与土壤水分之间具有显著的相关关系,尤其是10 cm深度范围内土壤水分随植被盖度呈二次抛物线性趋势增加(R2=0.904 9);由于根系层分布的差异使得土壤剖面不同深度上对这种影响的水分响应不尽相同,灌丛植被覆盖的土壤水分含量在剖面0～40cm范围内明显大于其他植被类型,以坡顶土壤含水量最低;荒漠草原植被覆盖状况变化不仅影响土壤水分含量大小,而且显著影响土壤水分的空间分布,退化较轻的河滩草甸植被有利于维持相对均匀的土壤水分空间分布.     

异源精子诱导栉孔扇贝雌核发育二倍体的微管动态变化

采用紫外线遗传灭活的长牡蛎（Crassostrea gigas）精子激活栉孔扇贝（Chlamys farreri）卵子,并用6-DMAP诱导染色体加倍的方法,获得第二极体抑制型雌核发育二倍体早期胚胎。多聚甲醛固定、免疫荧光染色后,运用荧光显微镜观察栉孔扇贝正常发育卵子和异源精子诱导的雌核发育卵子,对其受精过程中微管的动态变化过程进行观察和分析。结果表明：（1）正常发育组受精卵内以微管为基础的纺锤体能够顺利地组装并引导卵细胞进行减数分裂和第一、第二极体的排放,以及雌、雄原核融合和第一次卵裂;（2）异源精子诱导雌核发育的卵子经6-DMAP处理后,部分微管变得模糊或消失,纺锤体受到破坏导致染色体的分离无法进行,第二极体的形成受到抑制并使雌核染色体二倍化;去除6-DMAP作用后,微管重新组装,雌核分裂重新启动继而进行卵裂;精核保持固浓缩状态或轻微膨胀形成雄性原核,但卵裂后期则以致密的染色质体（DCB）形式存在于分裂沟上或进入一个卵裂球中。结果证实,长牡蛎精子经紫外线遗传灭活后可顺利进入并激活栉孔扇贝成熟卵子但不参与合子核的形成,6-DMAP也可有效抑制第二极体的排放而获得雌核发育二倍体胚胎。本实验结果为研究异源精子诱导栉孔扇贝雌核发育的可行性提供了细胞学依据。