苹果树种植对黄土旱塬土壤蒸发的影响

以陕西长武旱塬为例,分别对研究区农地和5个不同林龄(9、12、16、19 a和23 a)苹果园的土壤剖面氢氧稳定同位素进行测定,利用Craig-Gordon模型定量估算其土壤平均蒸发量,并基于“空间换时间”方法分析果园种植及生长对土壤蒸发的影响。结果表明：农地及9、12、16、19、23 a林龄苹果园的土壤蒸发量均随苹果树的种植及生长呈现先减少再增大的趋势,年均蒸发量分别为129、104、89、119、128、136 mm;苹果园的土壤蒸发量变化与叶面积指数呈显著负相关(R=-0.713);苹果园种植的前中期(9～12 a)土壤蒸发量随叶面积指数增加逐渐减小,而在中后期(12～23 a)深层土壤水被大量消耗造成的干旱胁迫使得果树叶面积减少,从而导致林下土壤蒸发量又逐渐增大。     

1965—2015年庆阳塬区气温和降水极端事件研究分析

为了研究庆阳塬区气温和降水极端事件变化的特点及规律,提供防灾减灾科学依据,利用1965—2015年庆阳塬区西峰站的平均气温、日最高气温、日最低气温、降水等观测资料,应用多种方法和指标进行分析。结果表明：（1）庆阳塬区年平均降水量539 mm,极端降水阈值22.7 mm,极端降水日数4.8天,极端降水强度36.6 mm/d,暴雨32次。（2）年平均气温9.0℃,极端最高气温29.2~36.4℃,极端最低气温-22.6~-11.3℃,夏天日数65.1天,低温日数125.7天,高温31次。（3）年降水量、极端降水量、极端降水日数及强度均呈减少趋势,年最大日降水量呈不显著上升趋势,暴雨变化趋势比较平稳。（4）年平均气温、极端最高气温、极端最低气温、夏天日数均呈上升趋势,低温日数减少趋势与年平均气温、极端最低气温出现增温相对应。（5）年降水量与极端降水量之间,极端降水量与极端降水日数和强度之间均呈线性正相关,极端最低气温的升高、低温日数的减少对平均气温的升高贡献最为显著。     

长武塬区降雨入渗特征

为了深入理解深厚黄土层的降雨入渗机制,在黄土高原塬区的长武试验站,应用TDR监测天然降雨下大型土柱土壤含水率的动态变化,并结合土柱底部出流量测定数据,分析天然降雨的入渗特征。结果表明:降雨对土壤含水率的影响主要集中在160 cm深度以上,且随深度增加而递减,至240 cm土层降雨峰值信息几近消失;湿润锋运移速率与降雨强度呈正相关关系,与土壤初始含水率成负相关关系,湿润锋运移深度同降雨量和降雨强度正相关;降雨对300 cm土壤水的补给行为普遍存在,入渗补给以活塞流方式为主;降雨入渗补给土壤水的滞后作用表现出对100～200 cm土壤水的补给滞后时间为15～18 d,对300 cm深度土壤水的补给滞后时间为30～45 d。研究结果对明确黄土塬区水循环机制具有一定参考意义。     

黄土塬区不同栽培模式下玉米蒸腾耗水规律的研究

采用基于热平衡法的茎流计对黄土塬区两种栽培模式下(传统模式Ⅰ和改进模式Ⅱ)玉米(Zea mays L.)的茎流变化进行连续监测,并结合试验区自动气象站同步测定的太阳辐射、气温、相对湿度和风速等气象因子,分析了黄土塬区不同栽培模式下玉米蒸腾耗水规律及其与气象因子的关系。结果表明:两种模式下玉米植株的茎流速率都表现出与太阳辐射同步的昼夜变化规律,且模式Ⅰ植株茎流速率大于模式Ⅱ植株茎流速率;玉米的日茎流量在抽雄期达到最大并且均随生育期的推移逐渐变小,这与植株叶面积指数的变化基本一致;从抽雄期到蜡熟期,模式Ⅰ和模式Ⅱ玉米群体叶面蒸腾量分别为115.18 mm和119.47 mm,棵间蒸发量模式Ⅱ(39.41 mm)较模式Ⅰ(64.81 mm)减少了39.2%,表明改进模式优化了玉米群体的蒸腾蒸发比率,有利于玉米水分利用效率的提高。除风速外,两种模式下植株的日茎流速率与太阳辐射、水汽压差、空气温度和相对湿度均存在较好的相关关系,达到极显著水平。     

高原地区大球盖菇高产栽培技术研究

该研究通过在高原地域栽培大球盖菇的菌种培养基选择和生产模式探索，重点对两种栽培配方，三种播种时期的研究分析，总结出一套高原地域大球盖菇声东栽培的高产技术。研究结果表明：高产的技术关键是选择适合的栽培季节；杂木屑和草木灰对大球盖菇生长有明显促进作用；原材料要新鲜，播种量要大，采用混播，光照要足：发菌期的温度和出菇期的湿度调控是环节。大球盖菇单产可达8kg／m^2，生物学效率可达40％多。     

黄土塬区土壤水分分布特征及其对不同土地利用方式的响应

该文就陕西省长武黄土塬区主要土地利用方式下0～20 m土壤剖面水分分布特征及其与土壤质地的关系进行了调查与分析,以期服务于土地利用方式的优化配置及区域水文水资源研究。结果表明,黄土剖面古土壤层物理黏粒含量较黄土层高约2%～6%,质地较重;0～20 m剖面田间持水率和萎蔫湿度分别为(21.39±0.13)%和(8.06±0.45)%。黄土深层土壤水分分布特征与黄土-古土壤序列有关,一般情况下,一层黄土和一层古土壤构成一次湿度高低起伏,并有随深度增加湿度变大的趋势。荒草地、18年苹果园地、8年生及23年生苜蓿草地0～20 m土层平均湿度分别为18.89%、15.45%、14.77%和10.59%,连作高产小麦地0～13 m土层平均湿度为18.74%。高产麦田和荒草地3 m以下土层没有发生干燥化现象;18年苹果园地在10 m以上土层发生了中度和轻度为主的土壤干燥化现象;8年苜蓿草地在10 m以上土层发生了重度、中度和轻度的土壤干燥化现象,其中重度干燥化现象出现在4 m以上土层;而23年苜蓿在整个20 m土层都发生了重度和中度的土壤干燥化现象,其中重度干燥化现象出现在17 m以上土层。可以看出,高耗水型人工林草因水分负平衡所导致土壤干燥化,随年限增加渐进地向深层土层发展,这在苜蓿草地上表现的更为突出。     

不同施肥处理下麦田水分利用过程及其效率特征

通过田间试验(2010—2011年),就不同施肥处理下麦田水分利用过程及其效率特征进行研究。结果表明:施磷量为90kg/hm2条件下,配施氮量在0～135kg/hm2时,农田耗水率(农田耗水量占总的供水量的比率,ET/SW)和蒸腾比率(蒸腾量占农田耗水量的比率,T/ET)随配施氮量的增加逐渐提高,考虑蒸腾消耗的作物水分利用率(籽粒产量与蒸腾量的比值,Y/T)和降水利用效率(Y/P)在施氮量为180kg/hm2时达到最大。施氮量为90kg/hm2条件下,配施磷量在90～180kg/hm2时,各处理的农田水分消耗率、蒸腾比率几乎相同,但明显高于单施氮肥处理,只考虑蒸腾消耗的作物水分利用率随施磷量的增加逐渐提高,降水利用效率在施磷量为90kg/hm2时达到最大值。与不施肥处理相比,施磷量为90kg/hm2与施氮量为180kg/hm2处理的麦田,冬小麦从拔节期至成熟期的农田耗水量增加23.5%,蒸腾量增加186.8%;农田水分消耗率提高10.5%,作物蒸腾比率提高200%,作物水分利用效率(Y/ET)达到11.13kg/(hm2.mm),降水利用效率达到18.73kg/(hm2.mm)。     

基于WEAP模型的董志塬水资源合理利用研究

以董志塬为研究区,依据地区经济社会状况及发展规划计算水资源需量。选用影响该区水资源供给及利用的三个主要因素(开源、推行节水措施和缩减地下水开采)构造8种水资源配置预案,基于WEAP模型预测董志塬三个规划年的水资源供需状况并进行最佳预案遴选。结果表明:8种配置预案在不同年份供需关系差异较大;考虑台塬区地下水系统健康的减采措施的最佳预案下,2015年(缩减开采)和2020年(缩减开采+节水措施)水资源供需基本达到平衡,2030年(缩减开采+节水措施+基于立地便利的开源)董志塬总体处于缺水状态,供水缺口为1 482万m3。可见,经济社会发展背景下,水资源利用结构发生转变,水资源稀缺地区水资源配置的思路也应该作出相应的调整。从长远来看,积极寻求外调水源是实现黄土台塬区可持续发展的唯一途径。     

地表起垄微聚流技术对渭北果园土壤水分分布的影响

以渭北果园盛果期果树为研究对象,对地表起垄微聚流技术调控下0-600 cm土壤剖面水分含量在时间和空间上的分布状况进行了研究.结果显示;(1)在地表起垄微聚流处理下,年平均储水量为1 537.9 mm,高于对照9.99％,年周期内呈现双峰曲线变化趋势,分别在9月(1 616.2 mm)和2月(1 665.2 mm)达到高峰.(2)该技术能提高土壤剖面的土壤含水量.随土层深度的增加,土壤剖面水分空间分布呈现出减小—增大—减小的波浪型变化趋势.保水作用由强转弱后逐渐增强,可有效缓解果园深层土壤干燥化,有利于果园生态系统的健康稳定发展.(3)该技术能提高土壤水分利用效率,增加果树产量,改善果实品质.研究表明,地表起垄微聚流技术能有效利用膜垄的集水和沟覆盖的蓄水保墒功能,显著提高降水的利用效率,改善果树的水分状况,维持果园生态系统的稳定性.     

基于稳定同位素技术的果草吸水深度研究:以洛川塬不同果-草复合系统为例

洛川塬水资源短缺、水分利用效率低,因而水分已成为洛川塬果业可持续发展的瓶颈.因此,精确测量植物的吸水深度,分析植物对不同深度土层的水分利用情况,对改进、推广果园土壤管理具有重要意义.本研究利用稳定氢氧同位素技术,研究洛川塬不同果-草复合系统[苹果(Malus domestica)-白三叶(Trifolium repens)和苹果-黑麦草(Lolium perenne)]中果树木质部水以及白三叶、黑麦草茎部水与不同层位土壤水氢同位素比率δD值特征,分析探讨不同果-草复合系统对果树水分来源及对不同层位土壤水分利用的影响.结果表明:在5月,白三叶和黑麦草分别提高0-50和50-100 cm土层的土壤含水量,且水分均来源于10-20 cm土层,与果树不存在水分竞争,同时白三叶和黑麦草均提高果树对40 cm以下土壤水的利用率,增幅分别为27％和9％;在7月,白三叶、黑麦草的水分主要来源于浅层和深层土壤,与果树存在水分竞争,但白三叶与果树的竞争效应小于黑麦草.同时,白三叶和黑麦草分别提高果树对40 cm以下土壤水和0-20 cm土壤水的利用;在8月和10月白三叶提高0-50 cm土层的土壤含水量,以及果树对0-40 cm土壤水的利用率.结果说明,种植白三叶比黑麦草能更好地调节果树水分利用层位及各土壤层位的利用率,使果树最大程度吸收水分.研究结果为揭示土壤-植物系统水分循环的驱动机制奠定基础,也为洛川塬果-草复合系统林下间作牧草品种的选择、果园水分优化管理提供科学依据.