喷灌分布均匀系数研究

为突出局部灌溉不足或灌溉过量对均匀性的影响程度,提出了基于几何平均数分布均匀系数的概念,将其定义为部分测点水深几何平均值与所有测点算术平均值的比值。并根据部分测点水深数据的提取方法不同,分为1/4低值、1/4高值、1/2低值和1/2高值分布均匀系数。用MATLAB和VC~++语言编制了可以实现上述分布均匀系数计算的软件"SIUEW1.0"。结果初步证明:基于几何平均数的乘法模型要比基于算术平均数的加法模型更加突出了部分低(或高)于平均值的测点水深数据对均匀系数的影响程度,因此更适用于时局部灌溉不足或过量灌溉有严格控制要求地块的灌溉均匀性评价;无论高值和低值,取点数越少,均匀性的评价结果越差。

半干旱区施氮和灌溉条件下覆膜对春玉米产量及氮素平衡的影响

以典型半干旱区干湿砂质新成土(Ust-Sandic Entisols)为供试土壤进行田间试验,研究地膜覆盖、施氮及补充灌水量对春玉米(Zea maysL.)产量、土壤矿质氮(NO3--N和NH4+-N)及氮素平衡的影响。结果表明,0—100 cm土体范围内,随着土层加深,播前和收获后土壤NO3--N含量呈降低趋势,NH4+-N有所增加,但变幅不大;总矿质氮量(NO3--N和NH4+-N)表现为下降。说明地膜覆盖和施氮并没有使NO3--N深层累积量增加,这可能与土壤本身供氮能力严重不足有关。与不施氮相比,施氮各处理氮肥表观损失量增加;与不覆膜相比,作物氮素累积量比不覆膜显著增加(P<0.05)。在低灌(80 mm)覆膜和高灌(160 mm)覆膜条件下,玉米的氮肥利用率均比不覆膜提高了18.8%,说明覆膜低灌在相同施氮条件下,可节约80 mm灌水。但低灌(80 mm)与高灌(160 mm)不覆膜间氮肥利用率差异不显著,表明在相同施氮条件下,覆膜可有效提高氮肥利用率,减少氮素损失。综合考虑子粒产量和氮肥利用率,"覆膜+补灌80 mm+施氮90 kg/hm2"可能为本试验条件下较优的栽培模式。

污灌和农药对农田土壤假单胞菌种群的影响

随着环境污染问题的日益严重，微生物修复起到越来越重要的作用。假单胞菌是土壤微生物中最重要、研究最多的细菌之一，能降解简单和复杂的有机物，它们因此而广泛的存在于土壤和水体。但有关于石油、重金属及农药污染物对农田土壤假单胞菌多样性及种群结构的影响却缺乏全面和系统的认识。 本论文首次采用传统微生物培养方法与PCR-DGGE等现代微生物分子生态学研究方法相结合的手段，系统评价了长期含石油和重金属污水灌溉对中国最大的石油、重金属污灌区——沈抚、张士灌区农田土壤中的假单胞菌多样性及其种群结构的影响。同时，本论文也研究了乙草胺、甲胺磷对黑土假单胞菌多样性及种群结构的影响。得出以下结果： 石油污灌区土壤中总的假单胞菌多样性显著高于重金属污灌区；石油污灌区旱田土壤假单胞菌多样性接近于对照清洁土壤,同时低于相似污染程度的石油污灌区水田土壤。进一步测序发现，Pseudomonas mendocina、Pseudomonas stutzeri、Pseudomonas aeruginosa是所分析石油和重金属污灌区土壤中的优势类群，说明在长期污染胁迫下这3种假单胞菌分别得到了不同程度的富集。DGGE 结果显示石油和重金属污染土壤样品的可培养假单胞菌多样性没有显著差异，但均低于对照清洁土壤样品。对各个土壤样品可培养假单胞菌菌株进行REP-PCR基因分型，结果表明这些假单胞菌之间有显著的遗传差异。进一步测序表明，土壤样品中可培养假单胞菌优势类群中含有Pseudomonas. fluorescens 和Pseudomonas. Putida两种。 黑土农田土壤中使用乙草胺会严重降低总的及可培养假单胞菌群落的多样性，而且在5周内不能恢复。而甲胺磷处理土壤与对照相比则差异不显著，并且经过一段时间的适应，土壤中的总的及可培养假单胞菌种群不仅得到恢复而且超过对照。对各处理土壤总的及可培养假单胞菌DGGE谱带类型聚类分析，发现乙草胺、甲胺磷处理土壤样品均各自聚为一簇，说明农药污染类型是影响土壤中假单胞菌种群结构的重要因素。

日光温室地下滴灌土壤水分运动数值模拟

依据土壤水分动力学理论和地下滴灌土壤水分运动特征，在测定地下滴灌滴头出流特性、土壤水分运动参数、地表蒸发强度的基础上，引入作物根系吸水模型，建立了地下滴灌土壤水分运动数值模型，用有限单元法中的Galerkin法对模型进行数值求解，田间验证结果表明模型具有较高的精度。 研究发现，地下滴灌滴头流速随供水压力的增大而增加，呈幂函数关系；不同埋深对滴头流速基本无影响；而土壤初始含水量只在灌水开始时对滴头流速有一定影响，最终滴头流速趋于相同且稳定；地下滴灌滴头流速主要受供水压力和滴头孔径的影响。 运用matlab数值分析软件对土壤持水曲线的van Genuchten模型进行求参，所求VG模型计算的不同水势下土壤含水量计算值与田间实测值之间偏差较小，曲线回归模型相关指数高达0.95，能很好地表征土壤水分特征曲线。 建立了地下滴灌土壤水分运动数值模型，确定地下滴灌条件下具体模型应用的边界和初始条件，利用HYDRUS-2D软件进行有限元求解。运行结果表明所建立的数学模型和所采用的数值方法能够较好地模拟地下滴灌条件下土壤水分运动过程。 采用量纲分析法推导了日光温室地下滴灌条件下的土壤湿润模式模型，建立了湿润宽度和湿润深度的经验公式，与实际监测结果对比，土壤湿润宽度和湿润深度模型估计值与实测之间偏差较小，能准确的模拟地下滴灌条件下土壤湿润体的宽度和深度。

水肥措施对文冠果叶片、果实养分分配的影响

文冠果（Xanthoceras sorbifolia Bunge）是我国北方特有的木本油料树种，已被列为生物质能源树种之一。现阶段产量低是限制其发展的重要因素。本文以内蒙古赤峰市翁牛特旗文冠果经济林场内50年生文冠果树为研究对象，对文冠果生物学、生态学特性进行定位观测和试验，分析了文冠果发育节律与积温的关系。野外布置水肥措施试验，测定了文冠果产量和叶片、果实养分元素（N、P、K、Mg、Ca、Fe、Zn、Cu、Mn）的含量，分析了水肥措施对叶片、果实养分分配的影响。 主要结论： 1.文冠果物候期与积温呈显著的直线函数关系。能够用来预测文冠果年生长发育期有效积温的理论值，为经营管理提供依据。 2.文冠果叶片中主要元素含量随物候期的变化呈下降趋势，但微量元素呈增加趋势。养分重吸收水平由大到小的顺序是：Mg>N>K>P，一定的水肥措施提高了文冠果养分再吸收水平，并降低了功能叶中的N/P、C/N。 3.文冠果果实中Ca和Fe随物候期的变化呈下降趋势，其他元素呈先减后增趋势。水肥措施降低了果实对养分元素的分配和收获系数；提高了养分利用效率。 4.合理的水肥措施能显著提高种子产量，增加含油率。最佳水肥措施为：5月初灌水50mm，施肥量为N 63 g•株-1、P2O5 83.3 g•株-1，于5、7月初分2次等量施入。 5.水分、P是文冠果生长的主要限制性因子，限制性因子具有阶段性。水分对肥效有“激发效应”。

日光温室渗灌土壤水分运动数值模拟

土壤水动力学参数的推导和土壤水分运动的数值模拟是研究土壤水分运动规律的两个重要部分，是农田节水灌溉自动化控制工程设计的理论依据。本文以曰光温室草甸棕壤的三种质地为研究对象，应用土壤转换函数理论和有限元法，通过RETC软件由土壤机械组成和容重两个基本物理性质指标推导其土壤水动力学参数；运用HYDRUS-2D软件对同一渗灌管埋深〔30cm）、3种管径、10种供水压力、6种初始土壤水势条件下的土壤水分运动进行了数值模拟；并对土壤水动力学参数推导和土壤水分运动数值模拟结果进行了实测验证。结果表明：（1）RETC和HYDRUS-2D是进行土壤水动力学参数推导和土壤水分运动数值模拟的有力工具。（2）土壤水动力学性质对渗灌条件下土壤水分运动速度具有显著的作用，最适宜渗灌的土壤是壤土，偏砂、偏虱质地次之。（3）渗灌的供水压力对三种质地土壤水分运动具有显著的影响。壤砂土、壤土和戮土三种质地土壤的适宜供水压力应分别不小于500cmH2O、700cmH2O、400cmH2O。（4）就内径为10mm、15mm和20mm渗灌管而言，渗灌管管径越大越有利于渗灌水向渗灌管四周土壤入渗，三种质地土壤渗灌均宜采用20mm管径渗管。（5）在壤砂质土和在较干燥的（土壤水势值＜-1000cmH2O）壤质土和赫质土中，土壤初始水势值对渗灌土壤水分运动数值模拟结果的影响较小，而在较湿润的（土壤水势值＞-1000cmH2O）壤质土和载土中，随着土壤初始水势值的降低，渗灌土壤水分运动速度（模拟）加快。

花椒叶和土壤浸提液对土壤微生物、土壤酶及土壤化学性质的影响

花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim.）是川西地区重要的经济植物，化感作用是花椒连作障碍的原因之一，而花椒凋落物和根系分泌物对土壤质量的影响是花椒化感作用的一个重要方面。系统研究花椒如何影响土壤有助于深入理解和解决花椒连作障碍。本文主要以大红袍（10a生）花椒叶和种植过花椒的土壤的浸提液浇灌花椒幼苗进行试验，分析叶浸提液与土壤浸提液对非花椒生长土壤中土壤微生物、土壤酶及土壤化学性质的影响。主要结果如下： 1.花椒叶浸提液和土壤浸提液减少了土壤中微生物的种类、组成和数量。本试验中未施加浸提液的土样中根际微生物明显高于非根际区，在经过花椒叶浸提液处理后，根际细菌、真菌和放线菌数量以及微生物总数都有所减少，这样将会导致土壤中的有效养分的供给减少，进而可能影响植物的生长。 2．施加花椒叶浸提液和土壤浸提液，以及花椒幼苗的栽种，对不同土样中的土壤酶各有促进和抑制作用。在浸提液处理下，水解酶之间及氧化还原酶之间各存在相互促进作用。 3.施加花椒叶浸提液和土壤浸提液均抑制了根际土中全氮和有机质含量，叶浸提液还抑制了无苗土中全磷含量，土壤浸提液还抑制了无苗土中全氮含量与根际土全磷、有机质含量。但两种浸提液均促进了根际土中有效磷和水解性氮含量、根外土中全磷含量，叶浸提液促进了根际土中全磷含量，土壤浸提液促进了根外土中有效磷含量。全氮和有机质含量的下降可能对植物生长发育不利。 4．土壤化学性质与土壤酶活性在不同土样中有不同的相关性。全氮含量在施加叶浸提液的土样中与蛋白酶活性呈正相关。水解性氮含量在施加叶浸提液的土样中与蛋白酶活性、蔗糖酶活性呈正相关。全磷含量在施加叶浸提液的土样中与多酚氧化酶活性呈正相关；在施加土壤浸提液的土样中与蛋白酶活性、蔗糖酶活性呈正相关，与多酚氧化酶活性呈负相关。有效磷含量在施加叶浸提液的土样中与多酚氧化酶活性呈正相关，与蛋白酶活性呈负相关；在施加土壤浸提液的土样中与蛋白酶活性、过氧化氢酶活性呈正相关。有机质含量在施加叶浸提液的土样中与蛋白酶活性、蔗糖酶活性呈正相关。 Zanthoxylum bungeanum is one of the most important cash crops in Eastern Tibetan Plateau. Allelopathic effects could be one of reasons for Z. bungeanum’s continuous cropping impediment. The effects of secretion of leaf and root of Z. bungeanum on soil quality is a important way of Z. bungeanum’s allelopathic effects. However, allelopathic effect of Z.bungeanum on soil microbes, enzyme activities and chemical property were seldom studied. In this study, leaf and soil extracts of Da Hongpao(DHP), the most common varieties of Z.bungeanum in this area, were used to assess allelopathic effect of Z. bungeanum on soil biology and biochemistry by pot experiments . The main results showed that: 1. The irrigation of two kinds of extracts reduced the species, component and quantity of soil microbes. In rhizosphere soil which irrigated by distilled water, the quantity of soil microbes is significantly different from exoroot soil. In rhizosphere soil which irrigated by leaf extracts, the quantity of bacterial, fungi, actionmycete and gross of microbes were decreased, it may resulted in reduce of Available nutrient in soil, and influenced the growth of plants. 2．The irrigation of two kind of extracts reduced or enhanced the enzyme activities in different soils. Interaction between hydrolytic ferments and redoxases were promoted each other. 3. The irrigation of two kinds of extracts reduced the total N and organic matter in rhizosphere soil. Leaf extracts also reduced the total P in soil without seedling. Soil extracts reduced total N in soil without seedling and total P, organic matter in rhizosphere soil. But both extracts also enhanced available P and hydrolysable N in rhizosphere soil, total P in exoroot soil. Leaf extracts enhanced total P in rhizosphere soil. Soil extracts enhanced available P in exoroot soil. The reduction of total N and organic matter may influence growth of plants. 4．Positive correlations between total N and prolease, hydrolysable N and prolease, hydrolysable N and saccharase, total P and polyphenol oxidase, available P and polyphenoloxidase, organic matter and prolease, organic matter and saccharase, were studied in soil irrigated by leaf extracts. In soil irrigated by soil extracts, there are positive correlations between total P and prolease, total P and saccharase, available P and prolease, available P and catalase, while negative correlation between total P and polyphenoloxidase, available P and prolease, available P and catalase was found.

土壤水分特征曲线在作物非充分灌溉适宜水分下限确定中的应用

SPAC系统中水总是从水势高处流向水势低处,土壤水势的高低是影响植物根系吸水速率的主要因素。相对于土壤含水量来说,用土壤水势作作物非充分灌溉的下限指标更具科学性,更利于水分下限指标的推广应用。试验结果表明,对于整个生育期来说,-200 kPa是比较适宜的大棚番茄土壤水势下限。在这一指标的推广过程中,须先测定当地土壤水分特征曲线,并从曲线上找出该适宜水势对应的土壤含水量,通过控制土壤含水量达到控制土壤水势的目的,从而实现精量灌溉。

陕北山地红枣集雨微灌技术集成与示范

陕北山地红枣集雨微灌技术综合集成了坡地降雨径流调控技术、山地红枣矮化密植栽培技术及修剪技术,在对微灌技术进行创新的基础上,形成了黄土高原山地红枣微灌技术体系,并在黄土高原丘陵沟壑区第一附区——陕西省榆林市米脂县创建了技术体系应用实体样板,该样板地红枣平均产量达到19 800 kg/hm2,较无灌溉条件(产量4 500~6 000 kg/hm2)增产2~3倍,较管灌条件(产量一般为12 000~15 000 kg/hm2)增产30%~60%,且节水36%以上。在单项技术研究方面,利用Penman-Monteith公式确定了红枣生育期理论耗水量(438.8mm);通过不同灌水量处理的田间试验,初步确定出合理的灌水量区间为396~1 320 m3/hm2;提出了坡地低压滴灌工程新的设计理论,即微地形影响下的均匀度计算方法、滴头设计工作压力取值理论及毛管设计新方法;在此基础上,提出了坡上部采用三项配套技术+低压滴灌、坡下部采用三项配套技术+涌泉根灌+雾喷的工程模式。

变水处理与短期遮荫对作物水分利用效率的影响

变水处理与短期遮荫对棉花水分利用效率的影响研究表明 ,在充分供水 -水分胁迫 -复水的变水处理过程中 ,短期遮荫使净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率降低 ;光照 -遮荫 -光照期间 ,总的水分利用效率以水分胁迫的最高 ,充分供水的次之 ,复水处理最低 ,其中遮荫 40 %的水分利用效率高于遮荫 75%的处理 .回归分析表明 ,水分利用效率与光合速率表现出极显著正相关 ,两者回归直线的斜率随水分胁迫而增大 ,而水分利用效率与蒸腾速率的关系较弱 ,多数处理两者相关达不到显著水平

陕北丘陵沟壑区经济林果发展战略

陕北丘陵沟壑区经济林果发展 ,必须抓好建设规划 ,加强坡地经济林果的集流节水保墒和科技宣传 ,创建自己的市场 ,才能解决好植被建设和经济发展这个问题

黄土高原丘陵沟壑区沟道水资源利用模式初探

黄土高原丘陵沟壑区干旱缺水 ,要让有限的水资源支撑当地的生态农业建设 ,就要高效利用有限水资源 ,提高单位水的利用效率。通过在延安市燕儿沟的生产实践证明 ,在沟道中兴建截潜流工程 ,引水上山 ,发展坡地果园和保护地蔬菜微灌 ,是高效利用当地有限水资源的一种重要模式 ,很有推广价值

浅论黄土高原集雨补灌农业的地位与作用

干旱缺水与水土流失并存是制约黄土高原经济发展的两大瓶颈性因素.集雨补灌农业作为雨水利用的更高发展阶段,更加强调了从时间和空间2个方面对有限雨水资源实施主动调控与利用.大量研究与实践证明,集雨补灌农业不仅是黄土高原不可缺少的水资源开发利用形式,也是黄土高原水土保持工程技术体系的重要组成部分,更是黄土高原旱地农业持续发展的一种综合模式和战略性措施,是对旱地农业的进一步继承和发展.另外,具有工程化、科技化、规模化内涵的集雨补灌农业也已经成为现代节水农业技术体系的重要研究内容之一.黄土高原集雨补灌农业研究的深度和广度将会持续深入,其技术发展更加依赖于高新技术的支撑与应用.