覆盖模式对农田土壤环境与冬小麦生长的影响

基于2年田间试验,对比研究了平作不覆盖（CK）、垄覆普通塑料地膜（M1）、垄覆普通塑料地膜至拔节期揭膜（M2）、垄覆生物降解膜（M3）和垄覆液态地膜（M4）5种覆盖模式对农田土壤水分、土壤温度和土壤养分及冬小麦生物量累积、生育进程、产量和水肥利用效率的影响。结果表明,垄覆普通塑料地膜、生物降解膜和普通塑料地膜至拔节期揭膜均具有一定的保墒作用,而垄覆液态地膜的保墒性则较差。连续2年试验后,各处理耕层（0-40 cm）土壤养分含量均较播前有所减少,其中处理M2和M3有机质含量较高,而处理M1最低。与对照相比,覆盖处理可明显增加冬小麦生长前中期土壤温度,促进冬小麦出苗、拔节及地上部生物量累积,同时能提高产量和水肥利用效率。其中,处理M2和M3的增加幅度最大,与处理CK相比,其2年平均产量分别提高25.93%和25.24%,平均水分利用效率分别提高27.86%和27.44%,平均肥料偏生产力分别提高25.94%和25.23%,且二者无显著差异,是陕西关中地区缓解残膜污染合理有效的冬小麦覆盖模式。

集雨模式对农田土壤水热状况与水分利用效率的影响

基于2 a田间试验数据,对比研究了不覆盖(CK)、垄覆白膜沟不覆盖(M1)、垄不覆盖沟覆秸秆(M2)、垄覆白膜沟覆秸秆(M3)和垄覆黑膜沟覆秸秆(M4)5种集雨模式对农田土壤水热状况及夏玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明,垄沟覆盖集雨措施可显著提高土壤贮水量、土壤含水率及土壤储水亏缺补偿度(P<0.05),其中全程覆盖处理(M3和M4)优于单一覆盖处理(M1和M2),垄覆黑膜处理(M4)优于垄覆白膜处理(M3)。黑色地膜较白色地膜可显著降低膜下(除表层)土壤温度(P<0.05);沟内覆秸秆较沟内无覆盖可有效改善根层土壤温度。M4处理较优的水热条件可显著提高玉米经济产量和水分利用效率(P<0.05),其2 a平均籽粒产量和水分利用效率分别较处理CK提高30.90%和57.49%,是陕西关中地区合理有效的集雨模式。

秸秆量对垄沟二元覆盖夏玉米农田耗水及产量的影响

于2015—2016年通过两年夏玉米大田试验,设置4个秸秆覆盖量水平2 500、5 000、7 500、10 000 kg·hm^(-2)(分别记为M1、M2、M3、M4),以不覆盖秸秆为对照(CK),探索了垄沟二元覆盖下不同秸秆量对土壤水分及夏玉米生育期耗水量、干物质累积量、产量及水分利用效率的影响。结果表明:与CK相比,4个处理均增大了玉米生育期耗水量,2a中各处理夏玉米成熟期平均土壤贮水量较对照分别减少1.93、5.23、9.47 mm和11.54 mm,生育期耗水量分别增大0.51、3.37、8.78 mm和11.01 mm,其中,M2处理的土壤贮水量及生育期耗水量在2016年与对照差异显著(P<0.05),M3、M4与对照2 a均差异显著(P<0.05);干物质量在苗期覆盖处理小于对照,中后期显著大于对照,2 a平均增加4.67%、16.58%(P<0.05)、21.99%(P<0.05)和23.36%(P<0.05);M3处理2 a平均产量及水分利用效率表现较优,分别较CK增加18.80%(P<0.05)、14.80%(P<0.05),较M1增加14.13%(P<0.05)、10.92%(P<0.05),较M2增加8.14%(2016年,P<0.05)、5.11%(2016年,P<0.05),虽然较M4处理2 a平均减少1.77%、0.26%,但均差异不显著。综合而言,在干旱半干旱地区垄膜沟播条件下,7 500 kg·hm^(-2)为合理的秸秆覆盖量。

山西省现代农业非工程节水技术初探

水资源短缺是山西省目前甚至以后很长一段时间所面临的严重问题,是制约山西省农业发展和经济可持续发展的瓶颈,有效提高农业用水效率是改变这一问题的关键。非工程节水是农业节水的一个重要方面,应从农艺节水、覆盖保墒、化学节水和管理节水等四方面,提高农业生产环节中的水分利用效率。

缓释尿素减施对冬小麦产量和氮素利用效率的影响

为优化旱地小麦高效施氮管理,实现高效生产目标,通过2 a(2019—2020年度和2020—2021年度)田间试验,设不施肥(CK)、不施氮(T1)、300 kg·hm^(-2)尿素N(T2,常规施氮处理)、300 kg·hm^(-2)缓释尿素N(T3)、195 kg·hm^(-2)缓释尿素N(T4)和90 kg·hm^(-2)缓释尿素N(T5)6个处理,分析不同缓释尿素减施量对农田土壤硝态氮分布及累积、氮素吸收与转运、冬小麦产量和氮素利用效率的影响。结果表明,缓释尿素减施处理(T4和T5)显著降低收获期0~200 cm土层的土壤NO-3-N累积量,同时提高0~40 cm土层NO-3-N占比。施用缓释尿素显著提高冬小麦氮素转运量和花后氮素吸收量,T3处理较当地常规施氮处理分别提高12.9%和13.6%。氮素转运对籽粒的贡献率随缓释尿素减施比例的增加呈先增后降的变化趋势,T4处理最大,较其他施氮处理提高0.2%~50.0%。施用缓释尿素可不同程度地改善冬小麦产量构成因素和提高产量;T4处理两年产量分别为8 434、9 060 kg·hm^(-2),2019—2020年度较T2和T3处理分别提高19.7%和13.9%,2020—2021年度分别提高17.3%和10.4%,其经济效益2019—2020年度较T2和T3处理分别提高33.3%和34.0%,2020—2021年度分别提高26.8%和23.2%。缓释尿素减施显著降低氮素表观损失,提高了氮素利用效率和氮肥偏生产力。通过拟合分析发现,缓释尿素施用量为208.7 kg·hm^(-2)时,两年产量分别为8 054、8 806 kg·hm^(-2),净效益分别为6 890、8 475 CNY·hm^(-2),NHI分别为78.2%和78.9%,可实现西北旱区冬小麦高产高效。

膜上灌水技术的生态环境效应研究

该文依据膜上灌水技术室内外试验数据,分析探讨了膜上灌水对作物生长要素中土壤水、肥、气、热环境的影响。研究结果表明:膜上灌水技术与传统的沟畦灌相比,地膜覆盖灌水法在减少地面蒸发,实现节水的同时,可调节土壤温度,减少灌溉水的深层渗漏和保持土壤肥力,提高了水分利用率,增加作物产量。膜上灌水不仅节约用水,同时也为作物的生长发育创造了适宜的根部生态环境。

膜孔灌溉条件下入渗规律的研究

对重粉质粘土进行了 4种孔径的膜孔灌水及垂直一维入渗试验 ,观测了膜孔点源入渗过程中的累积入渗水量、水平湿润范围及速度、点源下渗速度等。结果表明 ,膜孔点源累积入渗水量符合考斯加可夫模型 ,并且得出了膜孔直径与入渗系数、入渗指数的关系 。

膜孔沟灌条件下春玉米水分利用效率研究

结合膜孔灌溉技术的特点,利用正交试验设计方法设计了实验方案,利用田间试验资料,分析研究了春玉米膜孔沟灌条件下水分利用效率及水分消耗规律,并相应得出春玉米地膜覆盖条件下各个生育期的水分消耗系数,为膜孔沟灌技术推广应用提供了理论和技术依据。

土壤空气压力影响下的非饱和入渗格林-安姆特模型

利用自制的入渗仪测定了土壤入渗过程中被禁锢的土壤空气压力大小及变化以研究禁锢土壤空气压力对非饱和土壤入渗水流的阻碍作用。通过自由入渗与恒定土壤空气压力入渗试验结果对比得出,研究入渗问题必须考虑禁锢土壤空气压力的影响作用。本文利用自由入渗试验、恒定土壤空气压力入渗试验和土壤水力性能试验结果,给出了禁锢土壤空气压力影响下的格林-安姆特模型。

基于最大控制面积和最低费用的微灌小区管网优化

传统微灌田间管网优化设计需讨论系统允许水头差在毛管、支管间的分配和不同地形坡度下管道压力最大、最小值的位置,且对灌水小区最大控制面积缺乏准确地定量描述。为扩大灌水小区面积、简化管网系统并进一步降低管网建设和运行成本,该文为毛管单向和双向布置的微灌灌水小区建立基于最大控制面积和单位面积管网最低投资费用的目标函数,应用遗传算法进行优化求解,得到满足灌水均匀度压力约束条件的各目标函数的管道组合方式。该优化方法将灌水小区作为一个整体,依据系统内压差影响因素坡度(地形高差)和水力坡度(沿程、局部水头损失)直接获得各出水口的相对压力值,方法简便且能使结果趋于最优。经算例计算表明,若以控制面积最大为目标,毛管双向布置的单位面积费用可比毛管单向布置少23%~36%,同时前者控制面积扩大23%~24%;若以单位面积费用最低为目标,与毛管单向布置相比,毛管双向布置的单位面积费用节省7%~10%、控制面积扩大105%~200%。可见,2种布置模式中,毛管双向布置在单位面积经济性和控制面积最大化方面比单向布置优势更大。该研究对于微灌管网优化设计具有重要的理论价值和实践意义。

缓释氮肥减施对夏玉米产量与氮肥利用效率的影响

针对陕西关中地区夏玉米农田存在施氮量过多、氮肥利用效率过低的问题,设置常规施氮N1(300 kg/hm^(2))、100%缓释氮肥N2(300 kg/hm^(2))、65%缓释氮肥N3(195 kg/hm^(2))、30%缓释氮肥N4(90 kg/hm^(2))、不施氮N0共5个施氮水平,磷肥和钾肥均按统一标准施用,以不施肥CK为对照,于2018年和2019年在陕西杨凌地区进行了田间试验,研究不同缓释氮肥减施量对夏玉米地上部干物质累积、氮素累积吸收量、土壤硝态氮分布及累积、产量和氮肥利用效率等指标的影响。结果表明:施加氮肥可以显著提高夏玉米地上部干物质累积量、氮素吸收量和产量,与当地常规施氮N1处理相比,N2处理和N3处理的地上部干物质累积量及氮素累积吸收量、氮素吸收效率、氮肥偏生产力、产量等指标均有显著增加;两年试验,N2处理与N3处理的地上部干物质累积量、氮素累积吸收量、产量无显著差异,但N3处理的氮肥偏生产力较N2两年分别提高54.61%和56.25%,氮肥农学利用率分别提高35.24%和61.48%,营养器官氮素转运率分别提高17.34%和18.10%;缓释氮肥减施可以显著降低0~200 cm土层的硝态氮残留量,并且可以提高0~40 cm土层硝态氮占比,0~40 cm土层硝态氮占比最大的为N3处理,较其他施氮处理提高6.82%~118.60%。在既能满足较高产量又能满足较高氮肥利用效率、较低氮素流失的情况下,缓释氮肥纯氮施用量195 kg/hm^(2)是该地区较优的施肥方式。

均质土壤积水入渗的气阻变化规律及其影响

在水平畦灌及暴雨径流形成过程中，大流量、快速推进的水流将使土壤内空气来不及排出而受到压缩，从而对入渗水流产生阻力，使入渗能力下降；并对积水入渗过程中土壤气阻的减渗机理进行了实验研究。依据实验结果，讨论了多因素条件下单一均质土壤及不同质地均质土壤积水入渗过程中气阻的变化规律以及对入渗的影响，这种影响对指导节水灌溉和水土保持措施等的实施具有重要意义。

地膜覆盖灌水对土壤水分变化及作物生长的影响

地膜覆盖具有增温和保墒的作用 ,是旱作农业的一项重要技术。在渠灌区应用地膜覆盖技术后 ,试验表明 ,地膜覆盖灌水技术不但能够提高区域内土壤温度 ,而且 ,具有节水、灌水均匀度高和增产等特点 ,研究得出 ,田间土壤水分利用率呈现出冬灌露地小麦 <无冬灌露地小麦 <旱地小麦 <覆盖小麦。

垄膜覆盖膜孔沟灌技术要素试验研究

膜孔灌溉技术是一种集农业节水与灌溉节水于一体的节水灌溉技术,但该灌水技术的技术要素研究还不甚完善。根据目前该技术应用情况,选择了开孔直径、开孔率、单宽流量和地面坡度四因素、三水平,采用正交试验设计方案,得出了对于适宜垄膜覆盖的中等入渗强度区域较为合理的技术要素组合为:孔径5 cm,开孔率为3%,单宽流量为3 L/(s.m)和地面坡度为2‰。

土壤空气阻力对水平畦灌溉的影响

针对目前水平畦灌设计中均未考虑土壤空气阻力影响的问题 ,依据试验研究结果 ,利用考虑空气阻力影响时的入渗参数进行了水平畦灌设计 ,所得结果与不考虑空气阻力时的水平畦灌设计结果相比较 ,设计灌水定额存在 1 8.61

畦田灌溉设计中存在问题及其处理方法

畦灌法灌水技术应用较为广泛 ,但是 ,设计中存在较多问题。为了更好的应用该项灌水技术 ,本文提出了目前畦灌法应用中存在问题并提出相应的解决办法。

地膜覆盖灌水技术在北方地区的应用

地膜覆盖可有效改善作物根部生态环境、减少地面糙率和地面蒸发。根据我国不同地区降雨、蒸发和作物种植等条件,提出长城风沙线以北高蒸发、少雨区,较为适宜的灌水方法有膜下滴灌技术、平膜覆盖膜孔灌水技术等;长城风沙线以南小麦适生区为中等降雨和蒸发强度地区,条播作物适宜的地膜灌水方法有垄膜覆盖膜缝灌水和膜孔灌水、平膜覆盖膜孔灌水等。

土壤积水入渗的气阻变化及对入渗参数的影响

在田间采用筒测法和田测法进行积水入渗土壤气阻变化规律及其机理的试验研究，结果表明，积水入渗过程中土壤内空气有一定压力，这一压力对入渗水流产生阻力作用，同时会减小入渗速度。

微孔渗灌防堵塞处理技术初步实验研究

微孔渗灌具有节水、节能、节省投资等优点，不断被农民在果园中自发应用。但是，该灌水技术存在着堵塞这一致命弱点，使其推广受到制约。为了改变这种状况，使这一灌水技术更具发展潜力，我们在大田内进行了微孔管防堵塞处理技术研究，初步得出开孔直径为１０ｍ ｍ 、孔口采用加垫加双套的处理方法，有利于防止孔口产生物理性及化学性堵塞，孔口出流为缝隙式出流，其出流能力稍大于土壤的入渗能力。

土壤入渗中气相对水流运动影响的研究

土壤孔隙中的流体包括土壤空气和水分两部分 ,由于地面积水限制了土壤空气的排出而使得土壤空气被禁锢 ,被禁锢的土壤空气阻碍水流运动。恒定土壤空气压力对累积入渗水量的影响约为 0 .4 %～ 3% ;到入渗稳定阶段 ,湿润土壤区域水分含量相差 1.5 %。正常入渗不同于恒压入渗情况 ,12 0 min时 ,禁锢土壤空气压力的减渗量约为 16 %。