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.

沙地马铃薯不同灌溉方式的经济效益分析

从投资回收期和益本比2个方面,对靖边县沙地马铃薯半固定式喷灌、滴灌、大型喷灌机喷灌3种灌溉方式进行经济效益分析,在经济分析的基础上,采用层次分析法,对3种灌溉方式进行综合效益评价。结果表明,半固定式喷灌、滴灌、大型喷灌机喷灌的投资回收期分别为2.1 a,0.6 a,0.9 a,效益费用比分别为2.6,7.9,7.6,滴灌的经济效益十分明显;3种灌溉方式的优劣排序为:滴灌最好,半固定式喷灌次之,大型喷灌机喷灌较差。

不同灌水量和灌水周期对滴灌马铃薯生长及产量的影响

通过对不同灌水量及不同灌水间隔时间的马铃薯生长状况进行大田滴灌试验,研究马铃薯适宜的灌水定额及灌水周期,以求达到节水、增产的目的。试验结果表明:马铃薯滴灌时,灌水量越大,灌水周期越短,株高越高;茎粗开始衰减的时间比株高要早十几天,且衰减幅度比株高要大。灌水周期最短的处理茎粗却并不是最大,在180 m3/hm2的灌水定额下,灌水周期为5天的处理茎粗值最大。在相同的灌水量下,灌水间隔时间越短的处理马铃薯淀粉含量越高。灌水定额越小,灌水周期对产量的影响就越大;而当灌水定额一定时,灌水周期越短,产量越高;灌水定额为90 m3/hm2,灌水周期为3天的处理产量最高,为28 260 kg/hm2,比7天1灌的处理每公顷产量高出达10 350 kg。

玉米冠层对喷灌水量的再分配

通过喷灌玉米田间试验,研究了喷灌水经玉米冠层再分配后的分布状况。结果表明:在玉米全生育期,茎秆下流水量占灌水量的均值为44%左右,棵间穿透水量占灌水量的均值为48%左右,冠层截留量在0.8￣2.9mm之间变化。一次灌水中,喷灌水在地表的分布很不均匀,43.2%的灌水量经茎秆下流到根区,在距离茎秆7cm,15cm,25cm和32.5cm处,地表接收的水量占总灌水量的比例分别为18.9%、43.5%、66.9%和84.5%。灌水量、种植密度、株高和叶面积指数等都影响着喷灌水在地表的分布。

土壤水分与短期遮光对棉花光合及其气孔响应的影响

以陆地棉 (Gossypium hirsutum L.Zhongmain No.2 3)为供试材料 ,探讨了在充分供水-水分胁迫 -复水的处理过程中 ,短期不同遮光水平对棉花光合特性及其气孔响应的影响。结果表明 ,在水分处理过程中 ,所有不同遮光水平的棉花叶片对短期遮光具有相似的基本响应规律 :短期遮光使净光合速率迅速降低 ,气孔导度减少 ,但减少速率缓慢 ;遮阳网去掉后 ,叶片气孔重新开放速率和光合恢复被延迟。水分胁迫期间 ,所有遮光处理的水分利用效率均最高 ,但净光合速率均较低 ,光合及其气孔响应受到严重限制 ,遮光 75%受到的影响大于遮光 40 %的处理。复水后水分胁迫带来的残留影响仍然存在 ,结果使水分利用效率在整个水分处理过程中最低 ,遮光 75%的处理尤为明显。上述表明 ,土壤水分与短期遮光对棉花光合及其气孔响应的影响十分显著

论窖灌农业中水窖的配置模式与窖水高效利用技术

针对黄土高原蓬勃发展的窖灌农业 ,提出3种水窖配置模式 :峁顶光头式 ;路旁葡萄串式和场、院、凹地单点式。为了高效利用水窖集蓄的雨水资源 ,文中推荐自压微灌、外动力加压微灌、坑灌和水肥穴灌等4种窖水高效利用技术。