田间覆盖保墒技术措施的应用与研究

介绍了国内外的田间覆盖技术措施应用及理论研究现状。目前,研究土壤水热运移模型大致可分为等温模型和非等温模型两大类。分析和论述了两类模型代表模式及其特点;详细论述了地面覆盖对土壤表面水、汽、热状况的影响,以及不同覆盖材料,不同覆盖方式对土壤水热运移的影响;简述了二维土壤水热耦合模型及数值模拟计算。在总结已有研究成果基础上,提出了需进一步探讨的问题。     

砂田退化对土壤温度和蒸发影响的模拟研究

根据砂田不同耕作年份实地取样,并进行粒径分析,结果表明,砂层中混入的土含量随着砂田耕作年限增加而逐步增加;参照实地取样后粒径分析,以砂层混入土的不同重量百分比梯度设置处理T1-5%、T2-10%、T3-20%、T4-25%、T5-30%、T6-40%,并设对照CK1(纯砂砾覆盖)和CK2(无覆盖裸地),进行温度变化和蒸发效应的模拟研究。结果表明,5 cm、10 cm的土壤温度在8:00和20:00均随着退化程度的加重而降低,而在中午则呈横置S状;与对照纯砂砾覆盖CK1相比日高温延时性随退化程度加重而逐步减弱,日积温减小且昼夜温差增大;蒸发强度随着砂田退化程度的加重而逐渐增强,无覆盖处理蒸发量约是纯砂砾覆盖蒸发量的3倍,而严重退化的处理T5 、T6分别是纯砾石覆盖的2倍,即严重退化砂田年蒸发量要比CK1多110 mm。     

砂田西瓜不同粒径砂砾石覆盖的水分效应研究

为分析不同粒径砂砾石对砂田西瓜蒸散量和土壤蒸发的影响,2004年在位于黄土高原西北部的皋兰县境内进行了不同粒径砂砾石覆盖的水分效应研究,结果证明砂砾石粒径大小对砂田西瓜蒸散量和土壤蒸发有显著影响,粒径2~5mm覆盖处理的蒸散量显著低于粒径5~20mm和20~60mm处理,但与不覆砂的对照没有显著差异。粒径愈大,砂田土壤蒸发愈多,土壤蒸发在西瓜田总蒸散中占的比例愈高。覆砂能够有效减少土壤蒸发,未覆砂处理全生育期土壤蒸发耗水占西瓜蒸散的40.7%,而覆砂处理仅占总蒸散的17.8%~25%。西瓜田覆砂加覆膜,土壤蒸发比不覆盖田减少78~93.7mm,比仅覆砂不覆膜田减少16.9~26.3mm。不同粒径砂砾石处理之间的产量差异不显著,但水分生产率有显著差异,2~5mm粒径砂砾石覆盖处理的水分生产率显著高于20~60mm粒径处理。但砂砾石粒径减小,砂田西瓜的含糖量降低。研究结果还证明,西瓜田覆砂能有效地提高其产量,含糖量和水分生产率,适合砂田覆盖的砂砾石粒径以5~20mm为宜。     

化肥、农药和地膜对甘肃省农业生态环境的影响

依据甘肃省农业生态区划,对5个生态区单位面积化肥、农药和地膜施用量进行了环境影响分析。结果是:甘南区处在低施肥量区,其余4个区化肥施用量均超过了全国高施肥量区的平均值,其中河西区施用量已超过全国平均高施肥的3.22倍,粮食产出率仅4.8kg·kg^-1;全省河西区农药和地膜平均施用量最大(128.9kg·hm^-2、15.1万hm²)。对环境的影响是土壤有效营养元素失衡、土地板结、保水保肥能力下降、地表水和地下水受到污染;农作物品质下降,各种农作物中六六六、滴滴涕的残检率为100%,但已逐年降低,有机磷农药蔬菜检出率为76%;由于地膜使用年限短,覆膜面积较小,未出现地膜残留污染。     

塔里木灌区膜下滴灌的棉田土壤水盐分布特征

通过膜下滴灌田间试验,研究了塔里木灌区棉田土壤盐分运移特征。结果表明:膜下滴灌的棉田土壤盐分呈Y状垂直分布,膜下土壤盐分含量小于膜间,膜间土壤盐分从表层到深层呈逐渐增减的趋势。随滴灌量增加,膜下土壤盐分峰值位置下移。滴灌量从2 618 m3/hm2增大到4 265m3/hm2,湿润峰位置从40 cm下移至100 cm,盐分峰值位置从30 cm下移至60 cm。滴灌结束后,膜下0~60 cm及0~100 cm土壤平均含盐量均减小。脱盐程度随滴灌量增大而增加,0~60 cm土层脱盐率从6.0%增加到34.8%;而膜间土壤呈积盐状态,积盐程度随滴灌量减小而增大。随滴灌年限增加,0~60 cm的土层平均含盐量逐年增加,从2005年到2007年,4 265、3 926、3 600、3 271m3/hm2灌溉定额下的土壤平均含盐量年均增加了0.4、0.6、1.1、1.1 g/kg。研究结果指出了塔里木灌区现行棉花膜下滴灌制度存在的积盐问题,成果对完善干旱区膜下滴灌灌溉制度具有一定得指导意义。     

干旱半干旱地区砂田结构及水分特征

为研究砂田的剖面结构和水分特征,对可用砂田和废弃砂田的剖面结构、土壤含水量、容重和田间最大持水量进行分析测定;建立模拟砂田,研究不同的砾石覆盖条件对土壤水分的影响。结果表明,具有共性的砂田剖面分为5层,分别命名为覆盖层、混合层、根系密集层、淋溶层和钙积层。砾石覆盖可以显著增加土壤含水量,加深淋溶层的下限,剖面结构完整的砂田比结构不完整的砂田的土壤水分状况好。下层土壤含水量显著受上层土壤含水量的影响。以小粒径砾石覆盖且覆盖厚度9 cm,最适土壤水分积累。砂田在覆砂的第一年土壤水分含量最低,之后逐渐增加,至覆砂后的6~12 a,土壤水分含量达到最高,之后逐渐降低。覆砂后6 a左右,土壤容重最小,田间持水量达最大值,此后随着砂田使用年限的增加,土壤容重逐渐增大,田间持水量逐渐减小。     

垄膜保墒集雨对旱地桃园土壤养分及酶活性的影响

提高西北黄土高原旱地果园水分和肥料利用效率的途径和方法是该地区桃树稳产丰产的核心问题。探讨垄膜保墒集雨技术对土壤养分及酶活性的影响,为生产中合理利用垄膜覆盖提供理论依据。利用大田定位试验方法,在年均降雨量500 mm左右的西北黄土高原半干旱丘陵沟壑区选择5 a成龄"秦王桃"桃园,连续4 a研究了垄膜保墒集雨全年覆盖（PFM）、垄膜保墒集雨3~6月底覆盖（JM,2月底覆膜,6月底揭膜）及清耕（对照,CT）条件下不同土层（0~30 cm和30~60cm）土壤有机质、氮、磷、钾及酶活性的变化。实验表明：与CT相比,PFM和JM两种处理均显著改变了果园土壤有效养分成分,但两种处理之间存在差异。0~30 cm土层,土壤碱解氮PFM和JM分别较CT增加了27.7%和14.6%;其中0~30 cm土层有效磷PFM较JM减少了31.0%;在30~60 cm土层,碱解氮PFM较JM增加了9.7%、有效磷减少了11.5%;PFM、JM显著提高了土壤脲酶、磷酸酶的活性,降低根际过氧化氢酶活性。其中0~30 cm土壤PFM和JM较CT脲酶活性分别增加21.5%和51.42%,磷酸酶活性分别增加11.2%和21.4%,JM较PFM更有利于微生物和酶活性的提高。可见,垄膜保墒集雨技术JM处理更有利于果园土壤养分转化和树体养分利用,同时有利于土壤环境的改善。