黄土塬区降水变化对冬小麦土壤耗水特性及水分利用效率的影响

采用人工遮雨棚和自流滴灌系统来实时人工干预降水,研究了黄土塬区不同降水条件即正常降水(CK)、降水减少1/3(R-1/3)和降水增加1/3(R+1/3)条件下,麦田0~4 m土壤水分变化、冬小麦耗水特性及WUE。结果表明:(1)降水变化改变了冬小麦对土壤水的利用和补给;降水减少,冬小麦对土壤水的利用增强,导致生育期和休闲期深层土壤含水量降低,且很难补充恢复;降水增加,冬小麦也会部分利用深层土壤水,土壤含水量在生育期呈降低趋势,在冬小麦收获后,土壤水得到补给,土壤含水量会逐渐恢复并高于前期土壤含水量。(2)冬小麦优先利用降水转化而来的土壤水,然后利用土壤前期储水;对于越冬~成熟期的总耗水量(ET)组成,R-1/3处理的冬小麦对降水和0~2 m土壤水分的利用增强,降水量(P)和0~20 m土壤贮水变化量(ΔW0-2 m)各自约占ET的40%;R+1/3处理P占ET的比例约是ΔW0~2 m的1倍多;CK处理P占ET的比例比ΔW0~2 m高15%左右;降水减少,降水占耗水量的比例降低,0~2 m土壤水占耗水量比例增加;降水增加,则有相反的结果。(3)降水减少,WUEbio(基于生物量的WUE)相对于CK处理降低了1.3%,但产量下降程度(7.1%)小于耗水下降程度(14.2%),WUEgrain(基于籽粒产量的WUE)反而增加;降水增加,相对于CK处理生物量减少5.3%而籽粒产量增加4.5%,但水分的消耗增加了11.4%,WUEbio和WUEgrain均降低。总之,降水变化改变了冬小麦对土壤水的利用、土壤水的补给、冬小麦的耗水组成以及生物量和产量的平衡,最终影响冬小麦WUE。     

覆膜开孔条件下植物混掺对土壤蒸发的影响

为探讨覆膜开孔条件下植物混掺对土壤蒸发规律的影响,测定了不同植物混掺物(玉米叶和玉米芯)、土壤容重(1.35 g·cm~(~(-3))和1.40 g·cm~(~(-3)))、膜孔直径(2、4 cm和6 cm)在植物混掺比例为1%时的土壤水分扩散率、土壤水分特征曲线和土壤累计蒸发量。结果表明:相同土壤容重条件下的土壤水分扩散率呈现1%玉米芯纯土1%玉米叶;纯土及同种植物混掺物相同混掺比例处理中,土壤水分扩散率均表现为土壤容重1.35 g·cm~(~(-3))处理高于1.40 g·cm~(~(-3))处理;低吸力阶段,各处理土壤含水率下降较快,土壤水分特征曲线较陡,随土壤水吸力逐渐增大,曲线呈现变缓趋势;在相同土壤水吸力下,各添加植物混掺物处理的土壤含水率均高于纯土处理;不同土壤容重的土壤累计蒸发量呈现1%玉米芯1%玉米叶纯土;各处理土壤累计蒸发量随膜孔直径变化呈现出6 cm4 cm2 cm的规律;相同膜孔直径条件下,各处理土壤累计蒸发量均表现为土壤容重为1.40 g·cm~(~(-3))的处理高于1.35 g·cm~(~(-3))处理。     

干旱半干旱地区双垄地布覆盖对土壤水分的影响

为探明一种可替代覆盖材料的可行性,在甘肃省定西市安定区开展了为期1 a的监测试验,试验设防草地布加地膜覆垄(MB)、防草地布覆垄(DB)和裸地起垄(CK)3种处理,利用土壤水分、水势传感器分别对沟内地表下5、15 cm的土壤含水率、水势进行监测,结果表明:(1)表层5 cm土壤水分日变化呈复杂波形,受不同覆垄处理和季节性天气变化的影响显著;(2)0～20 cm土层的水分年变化主要受降雨、露水和蒸发强度的影响,表现为春冬干、夏秋湿的特点,在11月至翌年2月期间MB和DB覆垄处理土壤水分净损失量要高于CK裸地垄,而在作物生育期内(5—9月)覆垄处理土壤储水净增量为DB最大(36.35 mm)、MB次之(30.73 mm)、CK最小(16.30 mm);(3)MB和DB覆垄能明显加快雨露叠加,增加土壤水储存,而CK处理下叠加效应弱,且深层土壤对降雨不敏感,具有滞后性,但随着连续降雨的发生,表层土壤储水量加大,这种滞后性明显减弱;(4) 0～20 cm土层土壤储水量日变化幅度为夏季最大(平均1.20 mm·d~(-1)),春季次之(1.03 mm·d~(-1)),秋季最小(0.79 mm·d~(-1)),全年水分净收获总量为DB最大(24.9 mm)、MB略低(21.5 mm)、CK最小(11.4 mm)。整体而言,只用地布覆垄具有最好的集水效果,这种防草地布可多年使用,无地膜碎片化污染问题,但在无降雨时期,垄沟内因土壤水分高,其蒸发强度略高于裸地处理。     

土地利用变化对土壤水补给来源影响研究

为探究不同植被类型深剖面土壤水补给来源,以黄土区长武塬为研究区,采集两种土地利用方式(农地、18 a苹果园、26 a苹果园)下20 m深土壤剖面,测定土壤水及其稳定性和放射性同位素含量,基于同位素方法对不同土地利用类型下不同深度土壤水来源进行溯源分析。研究表明：(1)苹果园土壤水含量明显低于农地,说明果园耗水强度更大,对深层土壤水影响更为显著。(2)农地、18 a和26 a苹果园下降水偏移量分别为-22‰、-20‰和-6‰,说明降水补给土壤水后受到蒸发作用影响,且农地土壤水比果园受到的蒸发效应更强。(3)该区土壤水补给主要以活塞流为主;对于补给不同深度土壤的可能水源,6 m以下补给水的同位素组成(δ²H=-83.8‰,δ¹⁸O=-12.1‰)较0～6 m (δ²H=-68.8‰,δ¹⁸O=-10.1‰)更为贫化,且6 m以下补给水的氢氧稳定同位素组成与日降水量≥50 mm·d^-1的降水更相似。与农地(δ²H=-70.6‰,δ¹⁸O=-...     

近63 a安康地区降水与太阳黑子活动的相关性分析

依据安康气象局安康站1953—2015年逐日降水量和太阳黑子逐年相对数,利用Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析等方法,对安康地区近63 a降水变化特征及其与太阳黑子相对数关系进行了分析。结果显示:近63 a安康地区年降水量以及夏季降水整体呈增加趋势,增加量分别为0.99 mm·a~(-1)、1.65 mm·a~(-1),春季、秋季和冬季降水整体呈下降趋势,减少量分别为0.26 mm·a~(-1)、0.35 mm·a~(-1)、0.06 mm·a~(-1),降水集中分布在夏季和秋季。年降水距平极值与太阳黑子相对数峰谷值主要存在0~3 a滞后;近63 a安康地区年降水有显著3 a和28 a的变化周期,与太阳黑子相对数的9 a变化周期存在一定差异。     

不同灌水下限对膜下滴灌棉花土壤水盐运移和产量的影响

通过2014年在新疆巴州灌溉试验站开展的棉花膜下滴灌大田试验,在各生育期选取不同的灌水下限,设置4个水平的灌水量处理(处理A、B、C、D分别为425 mm·30次~(-1)、345 mm·22次~(-1)、545 mm·18次~(-1)、595mm·16次~(-1)),研究不同灌水下限对膜下滴灌棉花土壤水盐运移规律、盐分分布及积累特征的影响,并对土壤水盐运移规律、分布特征及棉花产量进行评价。试验以TRIME-T3管式TDR监测土壤含水率指示灌水,初步得出:不同灌水下限影响棉花的田间灌水及产量,灌水下限定的高时(处理A、B),灌水频率增加,增大了田间耗水量且滴灌土壤水分水平运动距离和范围有限,对盐分的淋洗效果一般;灌水下限较低时(处理C、D),次灌水量大,灌溉定额增加,综合控盐效果较好,棉花产量较高。基于不同灌水下限对膜下滴灌棉花生育期内的生长有显著影响,对棉花产量有一定的影响,B处理(345 mm·22次~(-1))可获得最高的灌溉水生产效率为1.79 kg·m~(-3),D处理(595 mm·16次~(-1))可获得最大籽棉产量为6 630 kg·hm~(-2)。     

兰州市南北两山造林树种的生长过程解析

兰州市南北两山的绿化是为当地居民营造良好居住环境的重要工作,该地区造林树种生长规律更是植被恢复中树种选择和抚育管理的依据。以2005年在兰州市甲子坪1号和2号试验地以及2006年在皋兰山试验地栽植的侧柏和山杏为对象,通过树高和胸径调查以及树干解析,对其生长特性进行研究。结果表明:在2014年调查时,甲子坪1号和2号试验地以及皋兰山试验地的侧柏平均树高分别为3.0 m、3.7 m和3.0 m,平均胸径分别为3.5 cm、5.2 cm和3.0 cm,侧柏的存活率为80%~88%,山杏的存活率达到80%以上。2008—2014年的3次调查结果表明,侧柏的树高平均增长量为0.15~0.18 m·a~(-1),山杏的树高平均增长量为0.17~0.20 m·a~(-1)。对侧柏优势木(树高4.5 m)、平均木(树高3.5 m)和劣势木(树高2.8 m)的树干解析得出,侧柏苗期(栽植后3 a)的高生长速率为0.3~0.4 m·a~(-1),个体间没有显著差异,但造林3 a后优势木的高生长速率为0.2~0.4 m·a~(-1)、平均木为0.2 m·a~(-1)、劣势木为0.1~0.2 m·a~(-1),个体间差异显著。     

黄土高原旱作麦田深层土壤水利用与小麦产量及产量稳定性的关系

黄土高原是我国重要旱作农业区,冬小麦是该地区重要的粮食作物之一,如何进一步提高旱作小麦产量并降低由干旱缺水引起的产量波动是该区域未来小麦生产亟待解决的重要问题。由于黄土高原地区冬小麦生育期和降水季节不匹配,土壤水的利用对该区域小麦生产至关重要。基于黄土高原地区以往研究数据,分析表明当前冬小麦产量水平下土壤水利用并不充分;进一步分析表明,1～2 m深层土壤水残留量和产量高度相关,即在冬小麦收获期,当1～2 m深层土壤中有效水残留量为100～130 mm时,冬小麦产量为2 640～4 920 kg·hm^-2,而当残留量减少至30～70 mm时,其产量可显著提高至5 250～6 576 kg·hm^-2;此外,加强深层土壤水利用亦可显著提高高产概率。统计结果表明,在可用水量为666～766 mm(播前0～2 m土层储水量与生育期降水量之和)条件下,收获时如果1～2 m深层土壤水残留量从270～210 mm降低至150～90 mm时,小麦产量高于4 000 kg·hm^-2和5 000 kg·hm^-2的概率可分...     

纳米碳对关中地区土壤水分养分和小麦生长的影响

通过在冬小麦田表层5~10 cm条施(宽5 cm×长100 cm)纳米碳(质量含量分别为0、0.001、0.005、0.007、0.010 kg·kg~(~(-1))),研究了纳米碳对农田土壤水分、养分、冬小麦生长发育以及其产量的影响。结果表明:农田土壤条施纳米碳后,冬小麦根系层土壤水分含量增加,深层土壤含水量降低,且土壤水分分布波动减小,其中纳米碳质量含量为0.007 kg·kg~(~(-1))和0.010 kg·kg~(~(-1))的小区从冬小麦幼苗期到灌浆期5~10 cm土壤深度内土壤平均含水量与对照组相比分别增加了4.5%和6.8%;纳米碳在冬小麦各生育期内均可以有效提高小麦田间土壤剖面吸持养分的能力,且同一生育期内,纳米碳含量越高,土壤表层剖面养分浓度越大,其中纳米碳质量含量为0.007 kg·kg~(~(-1))和0.010 kg·kg~(~(-1))的小区在灌浆期5~10 cm土壤深度内平均硝态氮、速效磷、速效钾含量与对照组相比分别增加了25%、33.6%,43.7%、51.3%,6.6%、17.5%;冬小麦茎粗、叶面积与生物量大体上与施用纳米碳的含量成正相关,其中纳米碳质量含量为0.007 kg·kg~(~(-1))和0.010 kg·kg~(~(-1))的处理对冬小麦生长发育过程的影响最为显著,产量与对照组相比分别增加了2.4%和3.5%。     

祁连山排露沟流域土壤水热与降雨脉动沿海拔梯度变化

为了探讨垂直带气候与植被垂直分布间关系,对祁连山排露沟流域北坡不同海拔梯度降雨和土壤水热观测数据进行了分析,结果表明:1生长季降雨量随着海拔升高而增加,增加幅度为27.7 mm·(100m)~(-1);2海拔越高降雨天数占生长季比值越高,2~10 mm的小降雨脉动频率随着海拔升高而增加,小于2 mm的降雨脉动在低海拔发生频率较高,大于20 mm的降雨脉动在高海拔发生频率较高;3在表层0~10 cm和10~20 cm的土壤湿度每升高100 m增加幅度分别为0.027 m~3·m~(-3)和0.023 m~3·m~(-3),在表层0~10 cm和10~20 cm的土壤温度每升高100 m降低幅度分别为0.32℃和0.28℃;4不同海拔上的土壤温度沿土壤剖面降低,土壤湿度随土壤深度先升高后降低,而土壤温湿度随生长季先升高后降低。     

黄土塬区土地利用方式对土壤主要理化性质的影响

通过对陕西长武4种典型土地利用方式下0~500 cm土层土壤主要理化性质分析,以明确土地利用方式对土壤理化性质的影响。结果表明：农田、果园土壤有机质、全氮含量显著高于荒地和刺槐林地,土壤粘粒含量与土壤容重呈显著负相关关系,与土壤饱和导水率呈显著正相关关系;农田0~100 cm土层土壤容重达1.44 g·cm^-3,显著高于同深度荒地（1.27 g·cm^-3）、果园（1.38 g·cm^-3）、刺槐林地（1.32 g·cm^-3）土层;400~500 cm土层土壤含水量为刺槐林地（86 g·kg^-1）<果园（113 g·kg^-1）<荒地（152 g·kg^-1）<农田（165 g·kg^-1）;果园和刺槐林地0~500 cm土层土壤平均饱和导水率分别为0.37、0.36 mm·min^-1,显著高于农田（0.25 mm·min^-1）和荒地（0.23 mm·min^-1）。退耕还林（草）导致土壤容重降低、饱和导水率增加,有助于降水入渗,但退耕后深层土壤有干燥化的倾向。     

近54年来晋陕蒙地区降水变化特征

以晋陕蒙地区60个气象站点1960—2013年逐日降水观测资料为基础,分析了晋陕蒙地区近54年来年均降水量和极端降水量的时空变化。研究发现,近54年来,晋陕蒙3个省(区):(1)年均降水量都在波动中呈缓慢的减少趋势,减少趋势均不显著,晋陕蒙三省(区)减少趋势分别为14.014、10.706 mm·10a-1和0.76 mm·10a-1;空间上内蒙古年均降水量呈现出明显的东西差异,由东部400~500 mm向西减少到200 mm以下,山西年均降水量由东南向西北递减,晋东南在500~800 mm,而晋西北在400~500 mm,陕西年均降水量表现为南多北少的特点,陕南地区大于800 mm,陕北下降到400~500 mm。(2)从变化趋势上来看,从东南向西北,降水出现由减少到增多的变化趋势,原来降水多的地区趋于减少,降水少的区域趋于增多,晋陕蒙地区内部降水量差异趋于减小。内蒙古东部减幅为0~1 mm·a-1,而西部增幅为0~1 mm·a-1。山西省南部最大减幅1~3 mm·a-1,而在晋东北减幅在3 mm·a-1以上。陕北和陕南地区减幅较小为0~1 mm·a-1,陕西中部大部分地区减幅较大为1~3 mm·a-1。(3)200 mm和400 mm降水等值线呈明显年代际波动,1970年代和1990年代偏西偏北,1980年代和2000年代偏东偏南。近年来夏季风影响范围缩小,内蒙古降水趋于减少,晋陕南部略有增加。(4)年均极端降水量呈不显著增加趋势,变化幅度大部分在0~1 mm·a-1,此时段内极端降水量未发生突变,极端降水量的增加,使本地区降水处于不稳定状态;极端降水强度方面,山西和陕西的极端降水强度明显大于内蒙古,山西和陕西极端降水强度由南向北依次递减,陕西南部大于50 mm·a-1,而北部降低到30~40 mm·a-1,山西省大部分地区在40~50mm·a-1,只有在北部为30~40 mm·a-1,内蒙古极端降水强度由东向西逐步减少,东部为30~40 mm·a-1,西部在20 mm·a-1以下,极端降水强度的变化趋势内部差异不大;极端降水日数呈弱增长,增长水平不显著,此时段内极端降水日数没有出现剧烈变化。     

北疆地区滴灌冬小麦农田蒸散特征

于石河子大学灌溉试验站运用大型称重式蒸渗仪和小型棵间蒸发器开展滴灌冬小麦田间控水试验,设置3个灌量处理(W1=375 mm、W2=600 mm、W3=750 mm),旨在探明北疆地区滴灌冬小麦生育期农田蒸散与棵间蒸发特征。结果表明:滴灌冬小麦产量随灌量的增加呈显著增加趋势,但W2(8 450 kg·hm~(-2))与W3(8 670kg·hm~(-2))处理间差异不显著;水分利用效率以W2处理最大(1.4 kg·m~(-3)),显著高于W3和W1处理;滴灌冬小麦全生育期蒸散量随灌量增加而增加,介于412.3~707.6 mm,其中棵间蒸发量占蒸散量的27.9%~29.1%。表层土壤含水率和叶面积指数对棵间土壤蒸发影响明显,二者与棵间土壤蒸发占耗水比例均有良好的指数函数关系。深入分析表明,北疆地区滴灌冬小麦高产高效实现背景下生育期内的耗水特征为:生育期内耗水强度播种~越冬为1.0mm·d~(~(-1))、越冬~返青为0.3 mm·d~(~(-1))、返青~拔节为2.6 mm·d~(~(-1))、拔节~抽穗为6.3 mm·d~(~(-1))、抽穗~乳熟为6.6mm·d~(~(-1))、乳熟~成熟为6.2 mm·d~(~(-1))。     

吉林西部苏打盐碱土在不同添加物下水分入渗特性

依据土壤水动力学理论,基于室内一维土柱入渗试验,选用稻壳、玉米秸秆、河沙3种材料作为添加物,分别将添加物以不同掺量与土壤均匀混合对苏打盐碱土进行入渗试验,从累计入渗量、入渗速率、湿润锋运移距离等方面研究苏打盐碱土在不同添加物及不同掺量下水分的入渗特性。结果表明:对照组土壤入渗量为3 mm·d~(-1),混掺1%稻壳、玉米秸秆时土壤入渗量分别为7.08、7.37 mm·d~(-1),混掺3%稻壳、玉米秸秆时土壤入渗量分别为18.9、23.07 mm·d~(-1),混掺5%稻壳、玉米秸秆时土壤入渗量分别为21.17、28.5 mm·d~(-1)。对照组土壤稳定入渗速率为0.04 mm·h~(-1),混掺1%、3%、5%稻壳土壤稳定入渗速率分别为0.17、0.55、0.60 mm·h~(-1),混掺1%、3%、5%玉米秸秆土壤稳定入渗速率分别为0.25、0.70、1.00 mm·h~(-1),混掺25%、40%、55%河沙土壤稳定入渗速率为0.08、0.09、0.10 mm·h~(-1)。对照组土壤湿润锋运移距离为4.9 cm,混掺1%、3%、5%稻壳土壤湿润锋运移距离分别为10.1、30、38.3 cm,混掺1%、3%、5%玉米秸秆土壤湿润锋运移距离分别为11.6、32、47 cm,混掺25%、40%、55%河沙土壤湿润锋运移距离分别为6.5、7.8、9 cm。混掺5%玉米秸秆可以大幅度增加土壤累计入渗量,提高水分入渗速率,浸润范围可以到达作物根系。因此选用5%玉米秸秆掺量与土壤混掺,可提升吉林西部苏打盐碱土入渗效果,有利于综合提高土壤水分入渗和保水性能。     

黄土高原白草塬土地利用变化对地下水补给的影响

为研究黄土高原土地利用变化对地下水补给的影响，在甘肃会宁县白草塬采集农地、杏林地、杏林‖柠条地和杏林‖苜蓿地4种土地利用方式0~10 m剖面土样，通过制定表征土壤水分亏缺的指标和氯离子质量平衡法，从土壤水分含量、储水量、干燥化和深层渗漏量等角度分析了土地利用变化对地下水补给的可能影响。结果表明：不同土地利用方式对土壤水分作用强度和深度不同。0~10 m剖面的平均土壤含水量表现为农地＞杏林地＞杏林‖柠条地＞杏林‖苜蓿地。0~5 m包含杏树的两种间作地平均土壤含水量已达到或接近萎蔫湿度，土壤达到中度甚至重度干燥化；5~10 m各利用方式干燥化程度有所减轻。4种样地土壤水分深层渗漏量为8.8~13.6 mm·a^-1，占多年平均降雨量的4.0%。由于土地利用类型转换时间不到10年，尽管土地利用变化对土壤水分有较大影响，但对地下水补给的影响尚不显著。     

库尔勒地区不同下垫面潜水蒸发昼夜变化特性研究

为研究新疆地区的潜水蒸发特性,开展了裸地(埋深1.0 m、1.5 m和2.0 m)、覆膜无作物(开孔率0.78%、2.4%和5.0%)以及种植棉花(埋深1.0 m、1.5 m和2.0 m)等三种下垫面条件的潜水蒸发试验,分别研究了昼夜、日间及夜间变化动态。研究表明,有作物比无作物潜水蒸发系数大,且随埋深的增加,两者潜水蒸发系数差异性减弱;三种下垫面条件共9种处理均表现为潜水夜间蒸发补给量大于白天蒸发补给量,且地下水埋深越大,裸地夜间潜水消耗与白天潜水消耗的比值有所降低,棉花地则是呈增加趋势,这与棉花蒸腾强度的昼夜变化不同有关。进一步分析表明,无作物种植时,潜水蒸发的日变化波动幅度较大,潜水蒸发主要消耗时段为2∶00~10∶00和18∶00~22∶00;有作物种植时,潜水蒸发的日变化较为稳定,其无明显主要消耗时段,只是在昼夜交替时(20∶00左右)发生较大幅度变化;白天尤其是午后,因强烈的太阳辐射使得土壤输水能力不能满足大气蒸发需求而导致毛管断裂,潜水蒸发量明显降低,平均降低0.66mm.h-1;夜间土壤的输水能力大于蒸发能力而使毛管恢复连通,从而促使潜水蒸发有所增强,平均增加0.26mm.h-1。     

施氮量对库尔勒香梨园氨挥发和氧化亚氮排放的影响

为了解库尔勒香梨园土壤氮素气态损失，采用密闭式集气法和静态箱气相色谱法对不同氮肥用量下的土壤氨挥发和氧化亚氮排放进行研究，并设置了5个处理：不施肥（N₀P₀K₀）、不施氮肥（N₀PK）、施氮150 kg·hm^-2（N₁PK）、施氮300 kg·hm^-2（N₂PK）、施氮450 kg·hm^-2（N₃PK）。结果表明：氨挥发速率和氧化亚氮排放通量均在施基肥和施追肥后第4天出现峰值和次峰值，且氨挥发速率和氧化亚氮排放通量均随着施氮量的增加而增大；各处理氨挥发累积量达到27.886～44.416 kg·hm^-2·a^-1，施氮处理氨挥发净损失量达到6.726～16.197 kg·hm^-2·a^-1，各处理氧化亚氮累积量达到341.616～531.960 g·hm^-2·a^-1，施氮处理氧化亚氮净损失量达到90.452～185.412 g·hm^-2·a^-1，氨挥发累积量和净损失量与氧化亚氮累积量和净损失量均随着施氮量的增加而增加；施氮处理氨挥发净损失率为2.720%～4.480%，氧化亚氮净损失率为0.038%～0.060%，氨挥发和氧化亚氮净损失率随着施氮量的增加均表现为先减小再增大；施用氮肥能显著增加0～20 cm和20～40 cm土层中铵态氮和硝态氮含量；相关分析表明，氨挥发速率和氧化亚氮排放通量与施氮量和土壤温度呈极显著正相关关系；N₂PK处理的库尔勒香梨产量最高，达到6 213.5 kg·hm^-2，且氨挥发净损失率和氧化亚氮净损失率均最小，为2.720%和0.038%。从库尔勒香梨园土壤氮素气态损失和生产角度看，纯氮用量为300 kg·hm^-2时最佳。     

施氮量对滴灌高产春大豆根系生长及产量的影响

为揭示施氮量对滴灌高产春大豆根系生长及产量的影响规律,在田间滴灌条件下采用挖掘取样法研究了0 kg·hm~(-2)(N_0)、75 kg·hm~(-2)(N_(75))、150 kg·hm~(-2)(N_(150))、225 kg·hm~(-2)(N_(225))4种施氮量对新大豆27号0~80 cm土层根系干物质量、侧根长度、表面积、根系活性、伤流量、根瘤数、根瘤质量及产量的影响。结果表明:随着施氮量的增加,0~80 cm土层根系总干物质量、侧根总长度、侧根总表面积呈现先增后降的变化趋势,均以N_(150)处理最高,在R_5(始粒期)期分别较N_0增加27.3%、49.46%、38.14%,其中,0~20 cm土层分别较N_0增加27.0%、29.02%、34.24%;R_5期N_(150)单株伤流量较N_0增加176.0%,R_2(盛花期)期0~20、20~40 cm土层根系活力N_(150)分别较N_0增加44.3%、25.1%;R_5期N_(150)单位面积根瘤数及质量分别较N_0减少8.74%、34.6%;施氮可增加产量,以N_(150)产量最高,为4 889.62kg·hm~(-2),氮肥农学利用效率3.58 kg·kg~(-1)。施氮增加产量主要是促进0~20 cm土层根系生长,提高0~40 cm根系活力的结果。     

层状非均质包气带渗透性特征及其对降水入渗的影响

不同的岩性界面影响了降水在包气带中的入渗、运移与再分布过程,其影响机制仍是有待研究的学科前沿问题。针对上述问题,基于层状非均质包气带6 m×4 m×5 m样方,开展了多场次自然降水入渗过程的原位试验监测,研究结果表明层状非均质结构对降水入渗过程和速率影响明显:(1)地层分界面处土壤含水率呈现陡降变化特征;(2)220 cm深度以上包气带中土壤含水率对降水入渗响应变化敏感,呈含水率陡变的多峰谷式脉冲响应变化特征,其中20～100 cm地层土壤含水率变化幅度为22.58%～29.76%,120～200 cm地层土壤含水率变化幅度为13.74%～20.74%;220 cm深度以下包气带中土壤含水率对降水入渗响应滞缓,年内呈现平缓单峰响应变化特征,反映了多场次降雨的累积效应,其中220～400 cm地层土壤含水率变化幅度为2.3%～12.15%,430～460 cm地层土壤含水率变化幅度为2.5%～3.41%;(3)层状非均质结构阻滞了水分的运移(湿润锋通过亚砂土-粉砂界面时,平均运移速度由10.53 cm·d~(-1)下降为0.77 cm·d~(-1);湿润锋通过亚砂土-亚粘土界面时,平均运移速度由12 cm·d~(-1)下降为1.86 cm·d~(-1)),当岩性界面处水分不断蓄积克服阻力后才能向下运移;受上部界面水分蓄积的影响,下部层状非均质结构的阻滞作用将被减弱甚至不明显。     

滴灌水氮运筹对南疆春小麦根系生长及产量的影响

以南疆地区春小麦新春6号为供试材料,采用土柱栽培法,通过滴灌开展水、氮两因素控制性试验,滴施纯氮量设N_0(不施氮肥)、N_1(69 kg·hm~(-2))、N_2(172.5 kg·hm~(-2))和N_3(276 kg·hm~(-2))4个水平,滴灌水量设W_1(2 250 m~3·hm~(-2))、W_2(3 000 m~3·hm~(-2))、W_3(3 750 m~3·hm~(-2))和W_4(4 500 m~3·hm~(-2))4个水平,共16个水氮组合处理。结果表明:扬花期是滴灌春小麦根系生长的高峰期,有64.52%～76.90%的根系干质量和76.39%～82.47%的根长分布在0～40 cm土层中。适当增施水氮能有效促进根系生长并提高产量,其中扬花期N_3W_3、N_2W_3、N_3W_2处理的根干质量、根干质量密度、根长、根长密度、根系直径和根系表面积较高,分别为123.0～148.3 mg、97.07～117.03 g·m~(-3)、14 405.8～16 490.8 mm、1.14～1.30 cm·cm~(-3)、0.3267～0.3365 mm和14 245～17 624 mm~2,其产量也达到8 695.7～9 966.1 kg·hm~(-2)的较高水平。N_3W_4处理的根系各项指标虽然较高,但蜡熟期下降过快,表明水氮过高对延缓根系衰亡不利。水氮对根系生长及产量具有显著的互作效应,且水分效应高于氮素效应。通过分析,本地区较适宜的水、氮供应范围分别为3 750～4 500 m~3·hm~(-2)和172.5～276 kg·hm~(-2),当施氮量259.4 kg·hm~(-2)、滴灌量3 793.4 m~3·hm~(-2)时产量可达最高为9 142.9 kg·hm~(-2)。