半干旱矿区作物对土壤质量含水率和土壤圆锥指数的影响

为探究不同作物在不同阶段对土壤质量含水率和土壤圆锥指数的影响,对同一块耕地进行均匀施肥、统一耕作及灌溉后,划分4个区域,分别种植大豆、玉米、蚕豆、绿豆等4种作物。作物收割前22、1 d及收割后33 d,分别对4种农作物种植区土壤的土壤圆锥指数和土壤质量含水率进行测定。对试验数据进行单因素方差分析,研究同一作物在不同阶段对土壤圆锥指数和土壤质量含水率的影响规律,及不同作物在同一阶段对土壤圆锥指数和土壤质量含水率的影响差异。结果表明,种植作物可以增加土壤表层的土壤质量含水率,同时降低土壤圆锥指数;不同作物对土壤圆锥指数和土壤质量含水率的影响程度存在一定的差异;线性回归模型能够较好地表征土壤质量含水率与土壤圆锥指数之间的定量化关系。

不同滴灌施肥方式对棉田土壤含水率、硝态氮分布及对产量的影响

研究不同施肥方式（滴灌变量控制施肥和压差式滴灌施肥）和施肥时段,对棉田土壤质量含水率、硝态氮分布和产量的影响。结果表明：施肥过程中前期施入氮肥、后期再灌水,氮素会被淋洗到下层土壤,不利于氮素利用率的提高。两种施肥方式中N-W-N（前期施入氮肥、中间以清水灌溉、后期再施氮肥）处理土壤水和硝态氮集中分布在土层30~40 cm,分别比CK增产45.03%和35.50%。变量施肥方式比压差式施肥方式优越,前者各处理的土壤质量含水率和硝态氮分布均匀,平均产量为5979.12 kg·hm-2,比压差式施肥方式平均提高了3.31%。综合考虑,从提高土壤氮素利用率和增产的角度分析,推荐滴灌变量控制施肥方式进行施肥,且以（N-W-N）为主。

施加生物炭对黑土区坡耕地土壤主要理化指标的动态影响

采用田间原位监测试验方法,设计CK(不施加生物炭)和SW(施加生物炭30 t·hm^(-2))2个处理,研究施加生物炭当年(5—10月)对东北黑土区坡耕地土壤容重、土壤质量含水率、土壤pH值、电导率、有机质含量和阳离子交换量等主要理化指标的影响。结果表明,施加生物炭当年土壤容重降低,其中,6—10月垄丘土壤容重降低6.42%~11.21%,且随时间延长,其降幅减小。施加生物炭当年6—8月的土壤质量含水率降低,且垄丘的降低幅度小于垄沟,随坡位由上到下,土壤质量含水率的降幅逐渐减小;而9—10月的土壤质量含水率增加,且垄丘的增加幅度大于垄沟,随坡位由上到下,土壤质量含水率的增加幅度逐渐增大。此外,施加生物炭能够增加土壤pH值、有机质含量,减小电导率。综上,施加生物炭当年即可改变土壤主要理化指标,提升土壤质量。

滴灌频率和施氮量对温室西葫芦土壤水分、硝态氮分布及产量的影响

2016年和2017年在北方寒旱地区日光温室西葫芦栽培中,灌溉定额为269.87mm,设置2个滴灌频率(低频W1:7天1次,高频W2:2天1次)和2个氮素水平(适氮N1:375kg/hm^2,高氮N2:565kg/hm^2),研究不同处理对温室西葫芦土壤水分、硝态氮分布及西葫芦产量的影响。结果表明:(1)高频(W2)滴灌提高了0—40cm土层的土壤水分,减少了水分的深层下渗。(2)高氮(N2)施肥各土层硝态氮含量较高,适氮处理配合高频次滴灌根区0—40cm硝态氮含量维持在相对适宜水平,40—80cm土层硝态氮含量相对较低,提高滴灌频率可降低氮素向深层淋失的风险。(3)在适氮(N1)水平下,西葫芦产量对于滴灌频率敏感,而对于高氮(N2)水平,提高滴灌频率,产量增加不显著。(4)在定额滴灌量下,滴灌频率对西葫芦水分利用效率的影响大于施氮肥对西葫芦水分利用效率的影响。(5)W2N1处理更有利于西葫芦的生长和产量的提高,推荐北方寒旱地区日光温室西葫芦施氮量为375kg/hm^2,灌溉频率为2天1次。

不同负压给水对小白菜生长及土壤水分的影响

为筛选出南方冬季蔬菜小白菜(brassica)主动式供水灌溉(负压灌溉)最适宜的土壤水分条件,采用盆栽试验,研究了南方地区2种典型蔬菜土壤—红菜园土和潮菜园土,3个不同负压给水(-5.0、-7.5、-10.0 k Pa)对土壤含水率、小白菜生长情况、耗水特性及其水分利用效率等的影响。结果表明,红菜园土种植冬季小白菜,最适宜的负压灌溉值为-10.0 k Pa,土壤质量含水率为18.7%,潮菜园土最适宜的负压灌溉值为-5.0 k Pa,土壤质量含水率为25.3%。

戈壁葡萄膜下滴灌土壤水分动态规律的研究

以酿酒葡萄为实验材料,设计2 400、3 000、3 600、4 200m3/hm2四个不同滴灌量的膜下滴灌处理和3 600m3/hm2的不覆膜处理,在每次滴灌后每隔2d取20、40、60、80cm四个不同土层的土样进行烘干处理。结果表明,在不同滴灌量下20～60cm土层的土壤质量含水率受自然蒸发和葡萄的蒸腾失水影响明显。在3 600m3/hm2的灌溉量下,覆膜处理下20～40cm和40～60cm的土壤质量含水率分别比不覆膜的处理高出15.60%和18.83%,说明覆膜处理比不覆膜处理能更好的保持土壤质量含水率,可以节约大量灌水。

一种土壤盐分传感器的敏感场分析及其校正研究

从基本理论出发,计算了一种新型探针式四电极外部电势的理论分布,通过对敏感场分析得出了该四电极的敏感响应范围为径向直径约1.5倍电流电极间距的椭球体。通过研究土壤表观电导率(ECa)、土壤盐分(EC1:5)和土壤质量含水率(θ)之间的关系,利用非线性回归的方法获得了精度较高的ECa-EC1:5校正模型,为土壤盐渍化调查和监测提供了便捷有效且费用低廉的方法。

黑河中游荒漠植物生长与降水、土壤水和地下水的关系

[目的]分析荒漠化防治中植物生长与降水、土壤水和地下水的关系,为荒漠区植被修复与保护提供科学依据。[方法]在黑河中游荒漠区建立荒漠化综合防治试验站进行长期定位监测,取得降水、土壤水、地下水、植物盖度、生物量等数据,采用特征参数算法、相关分析法和逐步多元回归方法,对植物生长和水分的年内、年际变化特征及相关回归模型进行分析。[结果](1)2006—2014年,土壤质量含水率、生物量、盖度变化接近且最大,降水量次之,地下水埋深最小;生物量、盖度呈波动性增大趋势较明显,降水、土壤水、地下水位变化呈波动性略有降低趋势,但不明显。(2)在植物生长季的3—11月期间,土壤各层含水率变化步调基本一致,植物平均生物量和盖度变化步调基本一致,降水量和地下水埋深变化步调基本一致。(3)建立了盖度与0—20cm土壤质量含水率、生物量与0—20cm土壤质量含水率回归方程,且均通过了R拟合检验,F方差检验,t回归系数检验,通过模型预测盖度、生物量的变差分别为99.0%和91.4%,预测盖度和生物量变化的准确率分别可达86.5%,78.9%。[结论]黑河中游荒漠植被的生长与环境水分变化关系十分密切,可通过水资源管理修复植被,也可根据植被生长状况评估水资源管理工作。

农田土壤水分渗透深度模型

为了准确预测1次降水过程的土壤水分渗透深度,选择有代表性的站点,采用人工试验、土壤水分自动站观测相结合的方法,在分析河南省2010—2013年118个土壤水分自动观测资料和对应台站降水资料的基础上,进行回归分析,建立降水渗透深度模型。结果表明,各方程R值均大于0.80,F值均通过了P<0.000 1的显著性检验。利用2014年4—5月3次降水过程数据并对模型进行验证和误差分析,结果表明:模型的预测值与实际观测值吻合度较好,二者相关性极显著(r=0.934 6),误差范围在-14.4~16.6 cm之间,误差在-5~5 cm的样本数占总数的61.7%。3个模型的绝对误差在1.78~5.90 cm之间,标准误差在2.30~7.11之间,模型的预报精度可以满足农业气象服务工作的需要,具有一定的实用价值。

调亏灌溉对新疆滴灌春小麦土壤水分、硝态氮分布及产量的影响

2017年和2018年在北疆滴灌春小麦栽培中,额定施氮量为纯氮300kg/hm2,设置3个调亏灌水量(水分不调亏E1:100%ET0;水分中度调亏E2:80%ET0;水分重度调亏E3:60%ET0)和2个小麦品种(水分敏感型X1:新春22;水分不敏感型X2:新春44),灌溉频率为7天1次。研究不同处理对滴灌春小麦土壤水分、硝态氮分布及产量的影响。结果表明:(1)水分重度调亏(E3)可以缓解0—40cm土壤水分和土壤硝态氮向深层流失,减少作物耗水量,提高水分利用效率。(2)新春22和新春44在土壤质量含水量、土壤硝态氮含量指标上无显著的品种间差异,小麦品种对于土壤理化性质的影响较小。(3)在水分中度调亏(E2)处理下,新春44(X2)能在节约大量灌水同时,提高水分利用效率,保持最适的氮素营养指数(NNI),进而使产量得到了显著的补偿,而新春22(X1)通过中度和重度调亏不能使产量得到有效的补偿。(4)在同一灌溉频率、施氮量水平下,品种对滴灌春小麦水分利用效率的影响大于调亏灌溉水平对滴灌春小麦水分利用效率的影响。(5)水分不敏感型品种新春44(X2)更适合在北疆地区采用调亏灌溉模式生产,综合考虑氮素营养指数(NNI)、耗水量、水分利用效率及产量,其最适的调亏灌溉水平为E2。

自动与人工观测土壤水分差异对比分析

利用2017年7月28日—2018年9月18日青海省海北牧试站架设的DZN2型自动土壤水分观测仪与人工烘干法平行对比观测土壤水分资料数据,通过对比差值、计算差值概率等相关统计方法,对10~50 cm土壤质量含水率进行逐层分析。结果表明:在研究时段内,海北牧试站自动与人工观测取得的数据随时间的变化趋势基本一致。自动站观测的土壤质量含水率较人工观测值偏低,其中30~50 cm差值相对较小,10~20 cm差值相对较大。根据自动站与人工观测的数据对各层土壤质量含水率进行订正,绝对误差均小于3%,表明海北牧试站自动观测的土壤水分资料基本能代替人工观测,进而为推进农业气象的自动化监测提供一定的技术支撑和理论依据。

秸秆颗粒形态对沟灌入渗特征影响的试验研究

为了探明秸秆粉碎颗粒形态对沟灌土壤水分运移特征和土壤质量含水率分布状况的影响,采用具有不同秸秆粉碎形态的玉米叶（片状）和玉米芯（颗粒状）,进行了室内试验研究,并采用HYDRUS-2D软件对不同处理湿润锋运移情况进行了模拟.结果表明：具有片状形态的玉米叶各处理,随混掺比例及埋深的不同,均能降低土壤的入渗率,而具有颗粒形态的玉米芯处理显著增加了土壤入渗率;玉米芯混掺处理表明在埋深（10,15]cm设置混掺层能增大土壤的垂向运移距离,18%土壤质量含水率等值线垂向距离明显大于埋深（5,10]cm处理的;玉米叶不同埋深处理表明埋深（10,15]cm比（5,10]cm更能增加18%土壤质量含水率等值线的水平距离;3%Y10~15（混掺比例3%,玉米叶,埋深（10,15]cm）处理最大土壤质量含水率值达到21%,而其垂向运移距离最短,说明该处理能够有效地阻滞水分的垂向入渗,增强植物混掺层上部土壤质量含水率;采用HYDRUS-2D软件模拟的湿润锋运移值与实测值误差在3%以内,说明其能够准确描述植物混掺条件下沟灌入渗过程中的湿润锋运移特征.

肥液浓度和生物质掺混量对微润灌溉入渗特性的影响

为了探明肥液质量浓度和生物质掺混质量比对微润灌溉土壤水分入渗特性的影响,采用室内土箱模拟试验的方法,设置3个肥液质量浓度水平(清水F_0:0 mg/L,低浓度F_L:200 mg/L,高浓度F_H:400 mg/L)和4个生物质掺混质量比水平(自然风干土B_0:0 g/kg,低掺混量B_L:15 g/kg,中掺混量B_M:30 g/kg,高掺混量B_H:45 g/kg),以发酵腐熟花生壳粉末为掺混生物质,研究微润灌溉的水分入渗速率、累积入渗量、湿润体体积以及湿润体质量含水率的分布特征.试验结果表明:肥液质量浓度和生物质掺混质量比对微润灌溉的初始入渗速率、稳定入渗速率、累积入渗量和湿润体质量含水率均值影响均具有统计学意义.与水平F_0B_0相比,增加肥液质量浓度和生物质掺混质量比可提高初始入渗速率13.02%~44.85%、稳定入渗速率13.50%~48.78%、累积入渗量5.65%~56.62%和湿润体质量含水率均值6.62%~30.09%;不同入渗时间内的累积入渗量符合Kostiakov模型;湿润体体积随肥液质量浓度和生物质掺混质量比增大而增大,且湿润体体积与入渗时间呈二次多项式关系;湿润体剖面面积和灌水均匀系数随肥液质量浓度和生物质掺混质量比增大而增大.

黑河中游盐碱地植物生长与水分变化关系分析

为了探索在盐碱地荒漠化防治中植物对水分变化的响应机理,提取黑河流域中游荒漠区建立的试验站长期定位监测的生物量、盖度、土壤各层质量含水率、地下水埋深、降水量等数据,采用特征参数算法、相关和多元回归分析方法,研究植物生长和水分的年内、年际变化特征及相关回归模型.结果表明,（1）2006-2014 年,盖度、生物量、地下水埋深呈波动性增加趋势,0-10、10-20、20-40、40-60 cm 土壤质量含水率和降水量呈波动性略有减少趋势.（2）在一年植物生长季的3-11 月份,降水量、地下水埋深、土壤各层含水率、生物量和盖度等指标变化趋势基本一致.（3）建立了盖度与生物量、10-60cm（10-20、20-40、40-60 cm）土壤质量含水率、降水量、地下水埋深的回归模型以及生物量与盖度、10-60cm（10-20、20-40、40-60 cm）土壤质量含水率、降水量、地下水埋深的回归模型,且均通过了R2 拟合检验、F 方差检验、t 偏回归系数检验.建立的模型可以解释植物盖度、生物量的变差分别为95.3%、98.6%.该研究可为盐碱地荒漠化防治的水资源管理以及退耕还林、天然林保护等提供理论支撑和参考数据.

黑河中游荒漠区植物生长与水分变化关系分析

土地荒漠化是当前世界十大环境问题之一，对人类的生存和发展构成了严重威胁。通过黑河流域中游荒漠区建立的荒漠化综合防治试验站对土壤各层含水率、植被生物量、盖度、地下水埋深、降水量等9a（2006—2014年）长期定位监测，采用特征参数算法、相关和多元回归分析方法，研究了植被生长和水分的年内、年际变化特征及相关回归模型。结果表明：（1）土壤平均质量含水率、植被平均生物量、平均盖度、地下水埋深、降水量年均分别为2．38％、136．13g／m2、11．01％、271．63cm、141．56mm年际变化幅度从大到小依次为土壤质量含水率〉植被平均盖度〉降水量〉植被平均生物量〉地下水埋深，其中土壤质量含水率和植被平均盖度呈波动性增加趋势，植被平均生物量、地下水埋深、降水量呈波动性略有减小趋势。（2）在一年的植物生长季的3～11月份期间，降水量、地下水埋深变化步调基本一致，各层土壤含水率变化步调基本一致。（3）植被平均盖度与土壤各层质量含水率中度正相关，与降水量低度相关，与其它因子关系极弱。（4）植被平均盖度模型预测准确率可达79．2％，误差平均为0．381，解释变差可达89．9％。本研究可为荒漠化防治中的水资源管理以及退耕还林、天然林保护、黑河流域综合治理等工程对水资源影响的评估等提供科技支撑和参考数据。

黑沙蒿与粉土质砂根-土及土-土界面摩阻特性

以鄂尔多斯上湾煤矿塌陷区水土保持先锋灌木之一黑沙蒿和粉土质砂为研究对象,通过直剪试验和根-土复合体单根拉拔试验,探究土壤质量含水率、根径对黑沙蒿根-土界面及土-土界面摩阻特性的影响。结果表明:在土壤埋深72 cm和144 cm左右,2种剪切界面的抗剪强度值均随质量含水率增加呈先增后减趋势;黑沙蒿根-土复合体最大拉拔力与根径呈明显线性正相关,其抗剪强度随根径增加而减小;土壤质量含水率从3.94%增至19.94%,黑沙蒿根-土界面摩擦系数由0.48减至0.38,土-土界面摩擦系数由0.43减至0.35;2种剪切界面的黏聚力随土壤质量含水率增加呈现先增后减趋势,土壤质量含水率为11.94%时,黑沙蒿根-土界面黏聚力峰值为4.51 kPa,土-土界面黏聚力峰值为4.56 kPa。

Calibration Method of Capacitive Soil Moisture Sensor

Soil properties and water content vary from place to place. The calibration method based on capacitive soil moisture and humidity sensor is carried out. The sensor readings are compared with the mass water content measured by the oven dried method,and the calibration formula of sensor reading and mass moisture content is established.Results show that the sensor reading has a good linear relationship with the mass water content measured by the oven dried method,and has high precision. It can calibrate the mass moisture content of the data obtained from the moisture migration test in the soil column.

Diesel oil infiltration in soils with selected antecedent water content and bulk density

The effects of soil texture, initial water content and bulk density on diesel oil infiltration in fine sand and silty clay loam materials were evaluated. Three physical and two empirical equations express diesel oil infiltration through soils with time, with coefficients of determination greater than 0.99. Diesel oil infiltrates more quickly in the fine sand than in the silty clay loam material. Diesel oil infiltration rates are found to decrease with increasing initial water content and bulk density for the silty clay loam material. The infiltration rate of diesel oil in the fine sand material increases slightly with increasing initial water content. The diesel oil saturated conductivity(Kdiesel) decreases with increasing bulk density for the silty clay loam column. Diesel oil sorptivity(S) decreases linearly with increased initial water content and bulk density of the silty clay loam material. Changes in empirical parameters relative to initial water content and bulk density are similar to the parameter S.

黑河中游西墩滩荒漠植物生长对水分变化响应研究

土地荒漠化是当前十大环境问题之一,对人类的生存和发展构成了严重威胁。为了分析荒漠化防治中植物生长与水分变化的关系,在黑河流域中游荒漠区建立试验站长期定位监测,已取得了土壤水、地下水、降水等水分数据和生物量、盖度等植物生长数据,并采用特征参数算法、相关和多元回归方法,分析了植物生长和水分的年内、年际变化特征及相关回归模型。结果表明:1)2006-2014年际变化上,土壤水和降水变化较剧烈,地下水位变化较缓和。植物盖度变化呈波动性略有增大趋势,而生物量、降水、土壤水、地下水位变化呈波动性略有降低趋势,但变化都不明显。2)在植物生长季的3-11月份期间,土壤各层含水率变化步调基本一致,植物平均生物量和盖度变化步调基本一致,降水量、地下水埋深变化步调基本一致,年内变化幅度从大到小依次为降水>地下水位>土壤水>生物量>盖度。3)植物平均生物量与平均盖度、地下水埋深、降水量的回归模型为B=1.895C-0.033D+0.834P+44.369(R^2=0.796,P<005),通过模型可预测生物量变差的79.6%,准确率可达67.4%。本研究可为荒漠化防治中的水资源管理以及退耕还林、天然林保护、黑河流域综合治理等工程对水资源影响的评估等提供科技支撑和参考数据。

嘉祥县小麦测墒灌溉试验总结

根据小麦不同关键生育时期的需水特点,确定科学合理的小麦灌溉用水制度,减少水资源浪费,达到节水灌溉增收的目的。试验设3个处理,3次重复,灌溉方法包括不灌溉(自然降水)、传统灌溉和测墒灌溉。灌溉期选在小麦播种期、越冬期、返青拔节期和扬花灌浆期4个需水高峰关键时期,依据田间土壤智墒墒情监测仪在小麦生育时期测定的小麦田间土壤体积含水率,换算出土壤相对含水率,依据小麦在需水关键生育期的需水要求的土壤墒情评价适宜指标,确定小麦适宜合理的灌溉用水量。试验表明,山东省嘉祥县万张街道接骨张试验点测墒灌溉比传统灌溉增值16.86%;大张楼镇新营试验点测墒灌溉比传统灌溉增值18.34%。试验达到了节水灌溉的目的,实现了小麦产量与水分利用率的同步提高。