不同覆膜开孔率对温室土壤水盐及番茄产量和品质的影响

为了探究温室大棚内不同覆膜开孔率对浅层土壤水盐运移及番茄产量、品质的影响,通过温室大棚种植试验中不同覆膜开孔率(0、5.2%、13.1%、20.9%、31.4%、100%,分别记作K1、K2、K3、K4、K5、K处理)条件下番茄土壤5、10 cm深度的土壤含水量、电导率和pH值的测定,结合主成分分析法对不同覆膜开孔率条件下的番茄产量和品质进行综合评价。结果表明:(1)在不同覆膜开孔率条件下,对土壤含水量影响显著,土壤含水量呈现出随覆膜开孔率增大而增大的趋势,5 cm深度土壤含水量表现出K5处理>K4处理>K处理>K3处理>K2处理>K1处理的趋势,10 cm土壤含水量表现出K5处理>K3处理>K处理>K2处理>K1处理>K4处理的趋势,土壤含盐量、蒸发能力强弱和所处温湿环境也会对土壤含水量产生影响。(2)不同覆膜开孔处理下土壤盐分状况差异明显,且不同土层的电导率存在显著差异,5 cm深度土壤电导率表现出K4处理>K5处理>K处理>K1处理>K2处理>K3处理的趋势,10 cm深度土壤表现出K处理>K1处理>K3处理>K5处理>K2处理>K4处理的趋势,同时,土壤电导率在不同土层深度间的差异表现为大开孔率明显大于小开孔率。(3)开孔率对土壤pH值的影响显著,小开孔率条件下土壤不同深度之间的pH值差异不明显,但是随着开孔率增大,土壤pH值呈现上层降低、下层增加的趋势。(4)覆膜开孔处理可有效促进番茄的生长和产量的提高,小开孔率下的增产效果要大于大开孔率条件,K4开孔处理的番茄株高最高,且利用番茄各指标进行综合评价的得分最高。研究结果对温室大棚内覆膜种植增产增收等方面具有一定的参考价值,同时也可为进一步探究温室大棚内覆膜开孔率对土壤水盐运移规律及土壤次生盐碱化的调控提供参考。

不同覆膜开孔率条件棉花苗期土壤水盐分布特征及出苗率分析

为探索不同覆膜开孔率条件下棉花苗期土壤水盐运动及全盐量和各离子对棉花出苗的影响,通过野外棉花小区试验,研究了不同覆膜开孔率（3.27％、5.73％和6.55％）条件下棉花苗期土壤水盐分布特征和棉花出苗的耐盐阈值及不同离子的临界浓度.结果表明,在1 m土体内土壤剖面水分分布特征相似,但其土壤平均含水量大小则表现为开孔率5.73％＞开孔率3.27％＞开孔率6.55％,这可能与土壤表面形成盐壳后影响水分的进一步蒸发有关.各条件下土壤含盐量均随土层深度的增加而减小,其中0～20 cm土层内全盐量大小为开孔率3.27％＜开孔率5.73％＜开孔率6.55％,20～100 cm土层内全盐量大小为开孔率5.73％＜开孔率3.27％＜开孔率6.55％.在0～20 cm土层内,土壤全盐量及与Na＋和Cl含量均与出苗率呈显著线性负相关,棉花出苗的耐盐阈值为7.50g/kg; Na＋和Cl-浓度的临界值分别为0.73 mmol/L和7.15 mmol/L,Na＋的抑制作用较Cl-明显.该研究对于指导试验地区的棉花种植具有一定的参考价值,同时为进一步研究棉花耐盐性提供参考.

不同覆膜开孔率下土壤水分和潜水蒸发的模拟研究

为研究蒸发阶段不同覆膜开孔条件下土壤水分运动,在室内进行蒸发模拟试验的基础上,采用HYDRUS-1D模型对不同覆膜开孔率和大气蒸发能力条件下土壤剖面含水率和潜水蒸发量动态变化进行了模拟,并与实测资料进行比较。结果表明:土壤剖面含水率同时受大气蒸发能力和覆膜开孔率的共同作用,随覆膜开孔率和大气蒸发能力的增加,土壤剖面含水率减小,且上层土壤含水率差异比下层土壤明显;覆膜开孔率和大气蒸发能力一定时,土壤剖面含水率在蒸发初期有所增加,蒸发后期基本保持稳定;覆膜对潜水蒸发的阻滞作用明显,但开孔率增加到一定数值时,表层盐分的影响大于覆膜的影响,使土壤含水率增大,累积蒸发量减小。经实测数据验证,模型精度较好,表明HYDRUS-1D模型用于不同覆膜开孔率下的土壤水分运动模拟是可行的。

覆膜开孔率对土壤水分蒸发的影响

通过对室外玻璃棚内土壤进行覆膜开孔模拟试验,研究了覆膜不同开孔率(12.5%、25%、50%、75%、100%)对土壤水分蒸发的影响,根据模拟试验监测资料对土壤累积蒸发量,白天、夜晚累积蒸发量,日蒸发量差值,单位膜孔面积蒸发量等进行比较分析,结果表明:覆膜开孔率对土壤水分蒸发有明显影响,累积蒸发量与蒸发时间平方根之间存在一定线性关系,符合Gardner理论;覆膜开孔率为12.5%时抑制蒸发的效率最高,保持水分的能力最强,随开孔率增大,土壤累积蒸发量、累积蒸发量系数、日蒸发量差值均呈增大趋势。

覆膜不同开孔程度蒸发条件下土壤水热变化动态研究

覆膜灌溉播前铺膜通常无法覆盖全田面 ,而播种后需为作物破土预留出苗孔 ,覆膜灌溉时还需增设灌水孔 ,对上述各类孔的问题 ,可采用覆膜开孔率来统一表征。到目前为止 ,尚未见国内外关于覆膜开孔蒸发的水热耦合迁移方面的报道。在研制了室内蒸发水热动态观测实验系统的基础上 ,本文根据剖面初始含水率均匀的覆膜开孔蒸发土壤水分和温度的动态观测资料 ,分析了土壤温度变化规律及剖面水分的降低趋势 ,并建立了覆膜开孔蒸发的累积蒸发量、相对累积蒸发量及单位膜孔面积累积蒸发量随时间和不同覆膜开孔率变化的函数关系。分析结果表明 ,不同覆膜开孔率控制下的累积蒸发量与时间平方根之间均符合Gardner提出的裸土蒸发理论关系。该结果发展了传统的Gardner方程 ,拓展了该关系的应用途径 ,对今后进一步研究覆膜开孔蒸发的水热运动规律有重要意义。

覆膜开孔土壤蒸发实验研究

为获得灌后覆膜开孔蒸发过程中土壤含水率分布的动态资料 ,研制了室内垂直一维入渗 覆膜开孔蒸发动态观测实验系统 ,并进行了不同覆膜开孔率和不同入渗定额下的覆膜开孔蒸发实验 .根据实测资料分析了土表覆膜开孔率和入渗定额不同条件下 ,蒸发土壤含水率剖面的时间变化和蒸发结束的含水率剖面特征 .累积蒸发量随时间变化趋势表明 ,两者关系符合Gardner理论关系 ,且该理论关系系数与不同覆膜开孔率和入渗定额存在进一步的函数关系 ,从而得出覆膜开孔率和入渗定额影响下的累积蒸发量随时间变化多因子模型 .同时 ,采用类似的方法分析了覆膜开孔率和入渗定额对相对累积蒸发量和单位膜孔面积累积蒸发量的影响 ,得出了定量函数关系 ,其拟合的相关系数均很高 .

不同灌水定额条件下的覆膜开孔蒸发实验研究

在研制了室内蒸发动态观测实验系统的基础上,分析了土表覆膜开孔率和灌水定额不同条件下,蒸发土壤含水率剖面的动态特征。通过累积蒸发量的计算分析,基于Gardner关于裸土蒸发的累积蒸发量与时间关系成正比的理论关系,建立了不同覆膜开孔率和灌水定额影响下累积蒸发量随时间变化的三因素模型,从而成为传统Gardner关系的进一步扩展。在此基础上,进一步分析了覆膜开孔率和灌水定额对相对累积蒸发量和单位膜孔面积累积蒸发量的影响,并得出了相对累积蒸发量和单位膜孔面积累积蒸发量与覆膜开孔率和灌水定额之间的定量函数关系。

覆膜开孔蒸发条件下土体高度对水盐运移的影响

通过不同高度土体在不同覆膜开孔率条件下的室内蒸发试验,研究了土体高度变化时水盐分布的差异与相互联系。试验结果表明,不同高度土体的单位深度累积蒸发量与时间变化符合Gardner理论关系,单位深度累积蒸发量与时间和土体总高度存在二元线性函数关系;单位深度累积蒸发量和单位膜孔面积单位深度累积蒸发量均与土体高度和覆膜开孔率存在较好的函数关系;土体高度越小,单位深度含盐量和盐分浓度变化幅度越大,土体高度是影响盐分上行的影响因素之一;覆膜开孔限制土壤水分蒸发速度进而影响土体盐分表聚,因此减小覆膜开孔率可以有效减少土体盐分表聚。

覆膜开孔条件下新疆地区潜水蒸发及水热关系研究

【目的】分析不同覆膜开孔率对潜水蒸发和地温的影响，并揭示水热之间的关系。【方法】2012-07-29-09-13，在新疆库尔勒巴州灌溉试验站，采用潜水蒸发试验，研究覆膜开孔率分别为0.78%，2.40%，4.80%和100%时，潜水蒸发和0~20 cm土层地温的变化，并分析了潜水蒸发与地温的关系。【结果】单位面积累积潜水蒸发量、潜水蒸发系数均随着覆膜开孔率的增加而增大，覆膜开孔率为0.78%，2.40%，4.80%时对应的蒸发抑制率分别为71.27%，70.44%和65.51%。单位面积累积潜水蒸发量与覆膜开孔率和时间之间呈复杂的幂函数关系；一天当中的潜水蒸发主要集中在20：00-0：00和04：00-10：00，而12：00-18：00的潜水蒸发速率接近于0；相同土层深度下地温变幅随覆膜开孔率的增加而增大。覆膜开孔率相同时，地温变幅随着土层深度的增加而逐渐减小，覆膜开孔率越小，土壤表层的温度变幅越小；同时，土壤剖面温度上高下低时，潜水蒸发受到抑制，反之则有利于潜水蒸发。【结论】覆膜能够有效抑制蒸发并减小土壤温度变幅，晚上潜水蒸发大于白天，这与新疆地区土壤剖面温度的变化密切相关。

覆膜开孔条件下层状土壤蒸发的水热运移

为揭示覆膜开孔条件下不同质地层状土蒸发特性,选择0～100%范围内的6种覆膜开孔率、夹塿和夹砂2种层状土及3个夹层位置,进行室内土柱蒸发试验,测定了蒸发量随时间变化规律,以及土壤水分和温度分布规律.结果表明:覆膜开孔率和夹层位置的变化都影响层状土壤的温度分布,3个层位下全覆膜与裸土蒸发表层温差分别为3.6,6.6和21.8℃,层位越深,剖面温差越大.覆膜开孔率越大,剖面土温整体越低,蒸发水量损失越大;夹层位置越深,累积蒸发量随时间变化曲线整体越高.幂函数和对数模型描述塿夹砂及砂夹塿的累积蒸发量与时间关系较好.总体上,覆膜开孔率和夹层位置都影响蒸发过程中的水热运移规律.

覆膜开孔条件下盐渍土壤的潜水蒸发及水盐运移特性

为研究地下水浅埋区不同覆膜开孔率盐碱土的潜水蒸发和水盐运动情况,在室内进行了土柱蒸发模拟试验(地下水埋深50cm)。结果表明,与不覆膜相比,覆膜可显著降低潜水蒸发强度、减少潜水累积蒸发量,同时也有效减少了盐分在土表的积累量。蒸发结束时,开孔率分别为3.24%、9.97%和20.27%的潜水累积蒸发量与裸土相比分别减少了79.87%、74.19%和77.93%,土层深度5cm范围内土壤电导率分别降低了36.93%、34.41%和5.16%,即覆膜开孔率的差异对盐分累积的影响小于对潜水蒸发的影响。三种处理中,9.97%开孔率的土表积盐量和潜水蒸发量均相对较大。随着蒸发历时的增加,不同处理土壤含水量剖面的变化相对较小,但潜水蒸发强度却有所降低,这与蒸发过程中盐壳形成后反过来又抑制了潜水蒸发有关。其次,覆膜阻滞不同盐离子表聚的效果不同,其中Cl-表聚作用受开孔率影响较大,而Na+和SO42-表聚作用受开孔率影响不大。

初始湿度对覆膜开孔蒸发水盐运移的影响

为了解初始含水率(湿度)变化对覆膜开孔蒸发的盐分与蒸发量的定量关系,通过不同湿度土壤的室内蒸发实验,研究了覆膜开孔率影响下土壤水分和盐分的运动特征。结果表明,初始含水率越大,不同覆膜条件下累积蒸发量越大,单位膜孔面积累积蒸发量(ER)随开孔率增大而急剧减小,不同初始湿度的ER与覆膜开孔率的关系可用乘幂表示;表土返盐量随覆膜开孔率的增大而逐渐增加;不同含水率土壤的盐分浓度剖面分布趋势一致,含水率越大,表层盐分浓度越大,含水率较小的土壤,盐分浓度在表层最大,在盐分含量最低点附近达到最小值,表层以下4-13cm的盐分浓度均小于初始值;不同覆膜开孔率条件下不同含水率土体剖面盐分浓度与垂直位置之间可用幂函数表示。研究表明,初始湿度对土壤水盐运动的影响存在定性特征,而覆膜开孔率对水盐运动的影响有定量关系可循。

覆膜开孔条件下斥水性层状土壤蒸发实验

覆膜开孔影响田间非均质土壤的水分运动过程,尤其当斥水程度不同时,其运动过程更趋于复杂。在控制土表不同覆膜开孔率条件下,进行了不同斥水程度的塿夹砂和砂夹塿的土柱蒸发实验,测定和分析了不同条件下土壤水分蒸发量变化过程和含水率剖面。结果表明,全覆膜的累积蒸发量-时间曲线明显较低,相应的蒸发10d后土壤水分剖面也与初始水分剖面接近,对于塿夹砂尤其明显。覆膜开孔率增加时,同条件下两种层状土的累积蒸发量与全覆膜相比均有明显增加,表明一旦覆膜开孔,覆膜保墒效应便明显降低。斥水程度增加时,累积蒸发量有所减小,说明斥水性的存在降低了水分运移速率。当土壤为严重斥水时,斥水性对水分运动过程的影响比覆膜开孔率的影响更明显。对于不同斥水程度的塿夹砂,采用对数函数表达累积蒸发量和时间的定量关系较好,而对于不同斥水程度下的砂夹塿分别采用幂函数和对数函数表达。

覆膜开孔土壤蒸发的水盐分布特征及运移规律研究

在干旱半干旱的新疆地区,覆膜灌溉面积在逐年增加。但由于田间地膜覆盖率无法达到100%,同时出苗孔和灌水孔的存在使得研究覆膜灌后地表覆膜开孔率不同时蒸发的水盐运动很有必要。为获得覆膜开孔蒸发的土壤水盐分布特征,采用垂直一维入渗—蒸发双层有机玻璃土柱实验系统进行蒸发试验。以概化的覆膜开孔率为上边界条件,针对初始水盐均匀和入渗结束后的蒸发两种处理,研究了覆膜开孔率影响下,蒸发土壤含盐量剖面和盐分浓度剖面的分布特征。结果表明,对"水盐均匀"处理,剖面盐分浓度可采用含水率及开孔率的函数关系表达;而对"入渗—蒸发"处理,剖面盐分浓度随覆膜开孔率的范围不同可采用不同的指数形式表达。表土10cm返盐量随覆膜开孔率的增大而逐渐增加。单位膜孔面积的返盐量随覆膜开孔率的增加而减小,呈幂函数关系。此外,相同开孔率条件下,单位膜孔面积上蒸发量(ER)与土表10cm返盐量(Wsm,10)之间呈良好的线性关系。

覆膜开孔蒸发条件下斥水土壤水盐变化规律

通过不同斥水度土壤覆膜开孔下的室内蒸发试验,分析了3种土壤不同斥水度和覆膜开孔影响下,土壤水分和盐分的运动特征。试验结果表明,覆膜开孔条件下不同斥水度土壤累积蒸发量与时间平方根呈正比,土壤斥水性抑制土壤水分蒸发;单位膜孔面积的单位深度累积蒸发量(Er)随覆膜开孔率增大而急剧减小,与覆膜开孔率的变化关系可以用幂函数表示;随着土壤斥水度增大,剖面水分蒸发幅度减小;开孔率越大,剖面含盐量变化幅度越大,而斥水度对剖面含盐量影响不明显。

覆膜开孔入渗-蒸发条件下夹砂层土壤水、盐、热变化规律

入渗-覆膜开孔蒸发条件下砂夹层影响水、盐、热运动的方式和规律尚不清楚。通过不同埋深砂夹层土体室内入渗-蒸发试验,分析了3个不同埋深砂夹层和覆膜开孔影响下土体水、盐、热变化规律。试验结果表明,夹砂层土体在整个积水入渗过程中经历非线性、线性两个过程;砂夹层对水流有一定的阻滞作用,同时对盐分的淋洗不利;不同覆膜开孔率蒸发条件下,任意时刻剖面温度分布均为表层0cm最高,土体底部最低,25cm为土体温度变化的影响深度;25cm以上不同砂夹层埋深土体剖面温度梯度规律表现为T(5～10cm埋深)>T(10～15cm埋深)>T(20～25cm埋深)。

覆膜对渣场生态恢复工程土壤及植物影响的试验研究

渣场土壤存在保水能力不足、肥力低、密实度差等问题,自然恢复能力差,而现有的渣场植被恢复技术较为单一,急需开展新的生态恢复技术及其理论基础研究。以堆置隧道开挖弃渣的渣场为模拟渣场,紫穗槐为供试植物种,采用客土喷播方式进行植被恢复,随后覆盖PBAT黑色降解膜,设置覆膜不同开孔率(10%、20%、30%、40%、50%、60%与对照组CK),后期不进行管理,播种后1个月、6个月和1年分别检测土壤养分和植物生长相关指标。当覆膜开孔率为10%时,播种1年后,土壤水解性氮、有效磷、速效钾保留量高于CK,覆膜开孔率20%的保留量略低于覆膜开孔率10%的。CK单位面积植株数量最多,但相对于CK,覆膜开孔率10%、20%的植株保存率最高。覆膜开孔率10%能显著提高植株高度和地径,其次是覆膜开孔率20%的。综合考虑土壤养分、单位面积植株数量、植株株高和植株地径等因素,覆膜开孔率20%是渣场生态恢复中最佳的覆膜方式。该方法能有效促进渣场生态恢复,同时为渣场植被恢复提供科学支撑。

干旱区膜下滴灌条件下膜孔蒸发特征研究

模拟不同覆膜开孔率下的蒸发试验,研究了蒸发过程中不同覆膜开孔率下土体湿润锋及水盐运移情况的动态分布特征。结果表明:随蒸发历时的延长垂直湿润距离增大,在蒸发1 d后垂直湿润距离的增加量最大,蒸发结束时随覆膜开孔率的增大垂直湿润距离减小;随蒸发历时的延长土体剖面内的含水量在减小,表层减小最快,剖面底部边侧含水量有所增加;盐分则呈现向表层和底部范围增加,剖面中部的含盐量相对减小的动态变化;蒸发结束时土体剖面上同一位置处含水量随开孔率的增大在减小,盐分则表现随开孔率增加表层返盐明显,土体剖面中下部的盐分向远离滴头的斜下方运移,在湿润锋处聚集。而各覆膜开孔率下累积蒸发量与蒸发时间的开平方呈线性关系,累积蒸发量的增量与开孔率呈幂函数关系。

滴灌覆膜开孔蒸发三维空间水盐运移实验研究

通过滴灌入渗结束的覆膜开孔蒸发实验,分析了土表覆膜开孔率对累积蒸发量随时间变化趋势的影响。累积蒸发量与时间平方根的线性关系符合Gardner的理论关系,而两者关系的系数又与覆膜开孔率之间存在良好的对数关系,从而得出了累积蒸发量的两因素函数关系。这一结果发展了Gardner的理论关系并将其应用于覆膜开孔蒸发的实践上。对相对累积蒸发量和单位膜孔面积的累积蒸发量随开孔率变化的函数特征进行了定量分析,并分析比较了全覆膜和不覆膜蒸发条件下含水率、含盐率和盐分浓度特征,做出了相应水盐特征的等值线图。

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。