土壤有效含水量的经验估算模型──以黑土为例

土壤有效含水量（AWC）是评价土壤生产力的重要指标,在农业生产实践中具有重要意义,但不同土壤类型的AWC值在当前的土壤数据库中不可获得。以高生产力土壤黑土为例,通过测定不同地形部位黑土的有效含水量,分析了有效含水量的空间分布特征,建立利用土壤理化性质估算黑土有效含水量的经验模型。结果表明：（1）研究区黑土AWC（体积）变化在10.62%-30.98%间,平均20.06%,坡中位置土壤剖面的AWC值显著低于其余剖面;（2）黑土AWC与土壤砂粒含量有负相关性,与土壤容重、土壤粉（砂）粒含量、黏粒含量以及土壤有机质含量间有正相关性,其中与土壤容重的相关性最为显著;（3）基于统计方法建立了利用常规土壤理化性质计算AWC的线性回归式和非线性回归式,对这2个回归式的检验结果表明,利用土壤理化性质估算的AWC与实测结果无显著差异。经验证,本研究构建的经验模型可用于黑土AWC值的估算,从而为其他土壤类型AWC值的研究提供了方法参考。

锡林浩特矿区土壤水分特征曲线和有效含水量预测

露天矿开采导致大面积的地貌改变和植被破坏,进行土地复垦是重建原有生态系统的有效手段。为改善锡林浩特矿区生态脆弱、且矿区表土稀缺的现状,利用上覆岩层进行表土替代材料的开发,上覆岩层土壤的持水能力是选择表土替代材料的重要指标,对于指导排土场复垦具有重要意义。基于此选取了AP(Arya and Paris模型)、MV(Mohammadi and Vanclooster模型)和MVVG(MV model with the van Genuchten模型) 3种模型对锡林浩特矿区上覆岩层(L1-L5,共5层)土壤水分特征曲线与土壤有效含水量的预测精度。结果显示:MVVG对于土壤水分特征曲线(R^2=0.940)与有效含水量(R^2=0.7409)的预测精度均较好,AP对于土壤水分特征曲线的预测结果最好(R^2=0.950),且对于剖面有效含水量的预测趋势与实测值一致,但是有效含水量的预测值与实测值R^2较低(R^2=0.491),MV预测结果最差。AP模型对壤质沙土、砂之壤土和粉砂壤土的水分特征曲线预测效果好于MV和MVVG,但是各模型对沙土的预测预测效果均较差。除L5层,其余4层随着土壤层次深度的增加,其田间持水量、凋萎系数和有效水含量均呈减少趋势。L2-L4的有效水含量均低于L1(18%),且L4(8%)<L3(11%)<L2(15%)。研究结果显示AP和MVVG模型可以准确地预测研究区土壤水分特征曲线和水分常数,适合用于锡林浩特矿区上覆岩层土壤持水能力的预测。同时结果表明,L5层的有效含水量最大(20%),且土层较厚,具有在土地复垦过程中作为表土替代材料的潜力,而L2-L4可以考虑作为中和L5质地过黏的材料,使其土质更加接近腐殖层土壤(L1)。

基于有效最大含水量的土壤水分监测优化布设方法

考虑空间变异的土壤水分精准测定是作物适时适量灌溉的基础。以土壤有效最大含水量作为关键参数,结合经典统计学和地统计学方法,提出了土壤水分监测优化布设数量与位置的确定方法,克服了以实测土壤含水量作为参数导致通用性差的弊端,并以北京大兴试验区3.645 km2为例,布设了129个采样点,分析了土壤有效最大含水量空间变异规律,提出了优化的采样数目及具体布设位置。结果表明:(1)土壤有效最大含水量在0~40与0~80 cm深度均满足正态分布,其变异系数分别是14.96%和13.56%,表现为中等程度的变异;(2)运用经典统计学方法获得在置信区间90%、采样误差10%情况下,0~40和0~80 cm深度的合理采样数分别为6个和5个,并采用地统计学方法确定了具体布设位置。(3)以129个样点估算的区域含水量作为实测值,依据优化采样点估算的区域含水量误差均低于10%,因此基于有效最大含水量的土壤水分监测优化布设方法可以在保证区域测量精度情况下,大幅减少采样点数量。

土壤有机质含量与其有效含水量的关系

以前,人们一致认为土壤有机质含量(OM)对土壤有效含水量(AWC)无影响或影响不大。本研究经过3种质地土壤OM对其AWC的影响效果进行试验和评价,证实上述观点是错误的。随着OM的增加,土壤田间含水量增加的速度大于永久凋萎点含水量增加的速度;OM与AWC之间存在着重要的正相关关系。

基于土壤水分平衡模型的广东干旱时空分布特征

根据广东省86个气象站1962-2006年逐日气象资料,基于土壤水分平衡模型,计算逐日土壤有效含水量,模拟土壤水分平衡状况,构建逐日干旱动态指数DI,根据DI分析广东近45a不同等级干旱的时空分布及变化规律。结果表明:(1)广东省全年干旱日数占28.7%,轻、中、重、极旱发生频率依次减少;(2)近45a平均干旱过程强度指数(DCI)的季节变化特征明显,汛期较低,汛期结束后DCI值迅速上升;(3)1962-2006年,年干旱日数和DCI值均显著上升,说明广东省干旱的发生频率和严重程度逐年上升;(4)DCI和全年干旱日数在全省范围内基本呈纬向分布,北低南高。粤北的连山附近是全省DCI值和干旱日数最低的区域,雷州半岛及东南沿海地区DCI值和干旱日数较高;(5)春季与秋季的DCI空间纬向分布基本相反,表现为春季南部较旱、秋季北部较旱;(6)秋季月平均DCI值高于春季,说明广东省秋旱情况重于春旱。研究结果对应对气候变化、开发利用气候资源、调整种植区划和农业生产布局具有重要参考价值。

宁南旱地连作春小麦产量动态与土壤干燥化效应模拟研究

为了解宁南旱区降水的变化特征，明确有利于土壤水分可持续利用的合理施肥水平，在数据库组建的基础上，应用WinEPIC模型定量模拟研究了宁南半干旱区固原和半干旱偏旱区海原1960～2000年期间不同肥力水平下连作春小麦的产量变化及其与深层土壤水分的关系。结果表明：（1）1960～2000年间宁南地区降水量呈波动性下降趋势；（2）宁南旱地连作春小麦产量以及麦田7m土层逐月土壤有效含水量均随降水量变化呈现波动性降低趋势。在模拟初期1～3年土壤干燥化趋势十分强烈，此后长期在较低水平上随降水量的变化而波动；（3）随肥力水平的提高和春小麦连作年限的延长，宁南旱地连作春小麦田土壤干层逐年加深和加厚，在6～11年后形成了相对稳定的土壤干层。固原连作春小麦适宜的施肥量范围为N60～90kg／ha和P2O530～45kg／ha，海原适宜的施肥范围为N0～60kg／ha和P2O5O～30kg／ha。

黄土高原半干旱区春小麦和春玉米产量动态与土壤干燥化效应模拟研究

为了寻求与黄土高原半干旱区降水状况相适应、有利于土壤水分可持续利用的大田作物及其合理的施肥水平,为当地粮食生产的可持续发展提供科学依据。在数据库组建的基础上,应用WinEPIC模型定量模拟研究了黄土高原半干旱区固原1960-2000年不同肥力水平下连作春玉米和春小麦产量变化和深层土壤水分效应。结果表明:(1)连作条件下春玉米和春小麦产量均随降水量呈现波动性降低趋势,产量波动性春玉米明显大于春小麦;(2)与连作春小麦相比,春玉米田0-7m土层土壤有效含水量较低,土壤干燥化速度较快;(3)随肥力水平的提高和作物连作年限的延长,农田土壤干层逐年加深和加厚,无肥、低肥、中肥、高肥处理下春玉米田土壤干层分别在连作第9年、第6年、第8年和第6年后分布于2-3,2-3,2-4,2-4m土层,春小麦田土壤干层分别在连作第11年、第8年、第6年和第8年后分布于2-3,2-3,2-3,2-4m土层,此后仅0-2m土层土壤湿度随降水量发生年际变化;(4)从产量稳定性、土壤干燥化程度和农田土壤水分可持续利用角度统筹考虑,固原旱地适宜于种植春小麦,适宜的施肥量范围为N60～90kg/hm2和P2O530～45kg/hm2。

田间土壤水分蒸散模型研究

不同播期谷子田间试验表明,土壤储水量及土壤有效储水量均与作物生物量及土壤初始有效含水量有关,并建立了土壤储水量及土壤有效储水量与作物生物量及土壤初始有效含水量关系的数学模型;此外在考虑能量因子的情况下,建立了土壤储水量及土壤有效储水量与作物生物量、土壤初始有效含水量及温度关系的数学模型。

通化市玉米需水量的计算及分析

本文利用玉米的生物产量及蒸腾系数建立玉米需水量模式,并通过该模式计算出通化市玉米需水量及需水规律。其结果与农业生产实践基本相符,具有一定的实用性。同时对通化市农田水分盈亏量进行了分析及总结,并给出阶段灌溉量的计算方法。

旱作农田田间集水增墒若干小气候特征和利用

本文研究了影响集水量的物理因子和变化规律,提出了集水增墒种植形式,并于1987—1989年在定西旱农中心农场旱川地进行了田间集水农田试验。结果表明,春小麦(集水比为0.8)和春玉米(集水比为3.13)生育期,输入作物地水量分别增加0.7倍和2.5倍;有效耗水量增加34.3％和65.3％;相应作物产量显著和极显著提高。

广西农业干旱动态评估模型

以自然条件下大气-作物-土壤系统的水量平衡方程为基础,结合广西干旱灾害特点,建立广西农业干旱评估模型。与广西历史农业旱情实况对比分析表明,该模型能够较客观、定量地对农业干旱的发生、发展过程进行逐日动态监测和灾中、灾后评估。

钟祥市白萝卜轻简化高产栽培技术

钟祥市旧口镇为荆门市白萝卜种植核心区,并逐步形成了规模化种植、机械化作业。本文介绍了白萝卜品种筛选、播种机械化复式作业、窄畦高垄单行种植、铺设滴灌带和地膜机械化复式作业、水肥一体化等轻简化栽培技术。

酵素生姜GAP规范化种植技术

酵素生姜是生姜中的精品,品质优,价格高。采用GAP(良好农业规范)规范化种植技术,从种植基地、生长条件、土壤处理、催芽、栽种、施肥、田间管理、收获、贮藏等方面,规范种植技术措施,使酵素生姜优品率有所提高,品质显著改善,不仅满足市场对优质生姜的需求,也为酵素农产品开发提供科学依据。

腰果无性繁殖的回顾与展望

本文综述了印度腰果的无性繁殖方法并提出今后的发展方向。

内蒙古主要灌区春小麦、春玉米农田优化灌溉指标研究

根据田间试验资料 ,在系统分析土壤相对有效含水量 Ar和耗水量与产量、灌溉量与 WUE及需水关键期 Ar与 WUE关系的基础上 ,提出适合内蒙古主要灌区春小麦、春玉米不同发育时期农田水分优化灌溉指标 ,即苗期、孕穗开花期和灌浆期春小麦的灌溉指标分别为 Ar6 0 %、70 %和 55% ,春玉米的灌溉指标分别为 Ar6 0 %、75%和 6 0 %。同时给出了供试作物适宜耗水量、灌水量及 WUE最高时的

干旱区绿洲耕地撂荒与复耕对土壤水力性质的影响

土地利用变化会改变土壤质地与结构,影响土壤水力性质,进而改变土壤水分有效性,影响植物生长。由于区域气候的干湿交替与水资源利用效率的提高,干旱区绿洲耕地普遍存在着撂荒-复耕现象。为了明确干旱区耕地撂荒与复耕对土壤水力性质的影响,以民勤绿洲北部边缘的耕地、撂荒地与撂荒复耕地为研究对象,测定0—40 cm深度土壤理化性质,分析不同土地利用下土壤水力性质差异及其影响因素。结果表明:耕地撂荒导致0—40 cm深度黏粒与粉粒比重增加,有机质含量降低,容重降低(P<0.05),土壤孔隙度显著增加(P<0.05),犁底层消失;在高水势阶段,土壤持水与导水能力增强,在土壤有效含水量对应的水势阶段,土壤持水与导水能力变差,有效含水量显著降低(P<0.05)。撂荒地复耕后,0—40 cm深度黏粒与粉粒含量继续增加,有机质含量转而增加,容重增加(P<0.05),土壤孔隙度降低(P<0.05),犁底层重新出现,土壤持水与导水能力又逐渐趋向于耕地水平。撂荒对干旱区绿洲土壤肥力与蓄水能力的提升不显著,而留茬免耕、深耕灭茬还田等保护性耕作措施能有效提高持水能力。利用研究区易测的土壤黏粒、砂粒含量与土壤容重,采用多元线性回归方法,可以准确、快捷预测土壤水分常数,这将有利于研究区农田灌溉制度的准确制定与优化,以及耕地利用变化对土壤水力性质影响的快速评估。