不同作物在不同土壤水分条件下的耗水特性

本文系用盆裁法,对在干旱半干旱地区种植的八种主要作物——玉米、高粱、谷子、糜子、春麦、扁豆、胡麻、苜蓿等在适宜水分,轻度干旱、中度干旱、严重干旱、极严重干旱等五种土壤水分条件下的耗水特性进行了系统研究,比较了它们在耗水特性上的差异,并寻找了这种差异与需水日变化的关系,为其在干旱半干旱地区的合理布局与结构及其提高水分利用效率、旱作栽培提供了科学依据。     

不同干旱土壤条件下杨树的耗水规律及水分利用效率研究

 在适宜土壤水分（70%θf）,中度干旱（55%θf）和严重干旱（40%θf）3种土壤水分条件下研究杨树（Populus simonii）的耗水特性和水分利用特征。结果表明,随着土壤含水量的下降,杨树叶水势、相对含水量(RWC)、生长速率、光合速率及单叶水分利用效率（WUE）显著下降;在适宜水分和中度干旱条件下,杨树的快速生长和干物质迅速积累时期主要集中在5～6月,严重干旱下快速生长时期和干物质积累主要集中在5月;杨树总耗水量和总生物量的大小顺序为：适宜水分＞中度干旱＞严重干旱;WUE则表现出中度干旱下最高,严重干旱下最低;杨树在适宜水分下的日、旬、月耗水量明显高于中度干旱和严重干旱处理;杨树在适宜水分、中度干旱和严重干旱条件下的最高耗水月分别在6～7月,最高旬耗水量分别在7月中旬、上旬和6下旬;在中度水分亏缺和严重水分亏缺下的最高耗水日出现的时间比适宜水分下的最高耗水日提前1～2个月以上。一天中的最大耗水高峰随着杨树生育期和土壤含水量的不同而有明显差异。研究结果表明,杨树不具备耐旱植物的特征,因此在黄土高原缺水地区不适宜大面积栽植,只能用于水分条件较好的立地条件下造林。     

不同供水条件下侧柏和刺槐幼树的蒸腾耗水与土壤水分应力订正

采用旱棚人工控水,对侧柏、刺槐不同水量全生长期均衡供水条件下,2～3年生幼树的生理需水规律、蒸腾耗水与土壤水分的关系进行了研究.结果表明,刺槐蒸腾耗水量随土壤供水能力的增大而增加.其中以生长前期和生长盛期耗水为主,约占年蒸腾耗水量的80.5%;刺槐年均生理需水量是侧柏的5.13倍.侧柏蒸腾耗水量在土壤相对含水率为40%～100%有一峰值.当土壤相对含水率≤87.84%时,蒸腾耗水量随土壤相对含水率增加而增大;反之则减小.侧柏蒸腾耗水量以生长盛期最大,约占年蒸腾量的46.27%,生长后期次之,生长前期较小.并求出了两树种蒸腾耗水的土壤水分应力订正函数及在非充分供水条件下实际蒸腾耗水的时间-水分函数.     

土壤水分状况及环境条件对水稻蒸腾的影响

在南方红壤区用田间测坑试验,研究了高、中、低3种土壤水分条件下的早、晚稻蒸腾速率和水分利用效率的变化,蒸腾日变化结果表明,蒸腾速率受许多田间小气候因子的影响,相关分析及多元逐步回归分析表明,叶片与空气相对湿度差和叶面温度对水稻叶片蒸腾影响最大,处理B（中等土壤水分条件）可以明显提高叶片水利用率和产是,处理C提高了叶片水分利用效率,却导致晚稻减产,早稻中、低土壤水分条件可以减小叶片蒸腾速率,而晚稻上并不能明显减少叶片蒸腾。     

不同土地利用方式下沙地土壤水分空间变异规律

利用地统计学的方法 ,研究了科尔沁沙地甸子地不同土地利用方式草地和玉米地春季土壤含水量的空间变异规律。结果表明 ,草地表层、亚表层土壤含水量的变异函数均可很好地拟合成球状模型 ,具有明显的空间结构特征 ,其空间相关度分别为 0 979、0 999,变程分别为11 5 7m、19 4 1m ,分数维分别为 1 5 71、1 5 35 ,Moran’sI系数表现为在近距离内 (0 5～ 2 5m)为较强的正相关 (I=0 3～ 0 8) ,随着距离的增大 ,相关性变小 ,>5m后表现为较弱的负相关(I =0 2 )的变化趋势 ,克立格制图均表现出中央和四周高 ,西北角存在明显过渡带的空间分布格局 ,表层和亚表层具有很大的相似性。而耕地表层、亚表层土壤含水量变异函数分别拟合成线性和球状模型 ,其空间相关度分别为 0 344、0 914 ,变程分别为 7 6 7m、9 31m ,分数维分别为 1 92 8、1 6 81,Moran’sI系数分析和克立格制图表明表层、亚表层土壤含水量存在明显的差异。因此草地和耕地土壤含水量变异函数模型及参数、分数维、Moran’sI系数和克立格制图均存在明显的区别。同草地相比 ,玉米地土壤含水量空间格局特征表现为空间依赖性小 ,随机性大 ,空间自相关作用范围小 ,破碎化程度高。所以有必要采取退耕还草的措施来保护和恢复沙地生态系统的健康。     

不同土壤水分条件下丹参耗水特征与水分利用率的研究

~~不同土壤水分条件下丹参耗水特征与水分利用率的研究@高扬$中国科学院、水利部水土保持研究所!陕西杨陵712100 @梁宗锁$中国科学院、水利部水土保持研究所!陕西杨陵712100;西北农林科技大学生命科学学院,陕西杨陵712100 @刘燕$陕西省药品监督管理局!西安710061~~~~[1] LIN J (林佳),XU L ZH(徐丽珍),LI Y(李琰), YANG SH L(杨世林). Comparison of tanshinone Ⅱ A content in the radix of Salvia miltiorrhiza Bge. from different producing area[J]. China Journal of Chinese Materia Medica(中国中药杂志), 2002.…     

黄土塬区不同土层土壤水分对旱作冬小麦耗水的贡献

通过采集长武塬区旱作冬小麦拔节期和抽穗期土壤水、小麦茎秆水,测定其氢氧稳定同位素组成,分析不同深度土壤水分对冬小麦耗水的贡献.结果表明:与大气降水相比,黄土塬区小麦茎秆水和土壤水均富集氢氧稳定同位素;无土壤干层条件下,冬小麦拔节期和抽穗期0～30 cm土层土壤水对其耗水的贡献率仅为5.4%和2.6%,60～90 cm土层土壤水贡献率为73.4%和67.3%,是冬小麦的主要水源,120 cm以下土层贡献率为7.9%和13.5%;随着生育期的推进,90 cm以下土层贡献率持续增加.研究时段内土壤物理蒸发水分主要来自于30 cm以上土层,而小麦蒸腾则主要由60 cm以下土壤水分提供.生产实践中需要做好夏闲期的雨水蓄存与合理的氮磷配施,以增加小麦底墒、促进根系深扎,提高深层土壤水分的利用率.     

不同土壤水分条件下土壤容重对玉米根系生长的影响

用玉米作为实验材料进行分根实验。种子根平分在装有土娄土的分隔的白铁皮桶中。土壤容重分 4种处理 :低容重 (两边容重都为 1 .2 0 g· cm-3 )、中容重 (两边容重都为1 .33g· cm-3 )、高容重 (两边容重都为 1 .45g· cm-3 )和混合容重 (一边为 1 .2 0 g· cm-3 ,另一边为 1 .45g· cm-3 )。土壤水分控制在高基质势 (- 0 .1 7MPa)和低基质势 (- 0 .86MPa) 2个水平。结果表明 :当植株生长在高紧实土壤或土壤基质势从 - 0 .1 7MPa降到 - 0 .86 MPa时 ,根长和根干重都显著降低 ;紧实土壤使根长降低的同时还使根的直径增大。然而 ,当植株生长在混合容重土壤中时 ,处在低容重土壤中的根系生长得到加强 ,补偿甚至超补偿高容重土壤中根系生长的不足     

玉米生长条件下农田土壤水分动态预报方法的研究

依据理论分析和田间实测资料,提出了玉米生长条件下农田土壤水分动态预报模型,论述了模型中参数的测取方法,经初步应用结果表明,该模型预报玉米土壤水分动态具有较高的精度。     

北方稻田生态系统水量平衡及水分效率研究

１９９３～１９９５年研究了５种不同模式水稻田生态系统水量平衡及水分效率结果表明,不同水稻田模式其总耗水量之间有明显差异,其中节水模式和节水节肥模式较常规模式节省灌溉水达１５～２３％,水分生产效率增加３０％以上．各模式蒸发蒸腾耗水量在同一生长季内基本相同．田间结构及调控管理对其无明显影响实测水稻生育期田间蒸发蒸腾量与计算的可能蒸发蒸腾量相差不过５％。     

稻田不同水分管理方式对土壤线虫群落的影响

在下辽河平原地区就稻田不同水分管理方式对土壤线虫多度、营养类群、群落组成的影响进行了研究．结果表明,0～10cm土层不同水分管理处理的线虫总数在耙耕前和黄熟期显著低于对照,10～20cm土层各时期处理间线虫总数的差异不显著,20～30cm土层线虫总数在耙耕前和黄熟期差异极显著．北方单季稻水田试验共观察到土壤线虫16科22属．绕线属(Plectus)、垫刃属(Tylenchus)、单宫属(Monhystera)是优势属,绕线属和垫刃属对不同的水分管理比较敏感．在耙耕前和黄熟期不同水分管理方式对0～10cm土壤食细菌线虫能够产生显著影响．稻田土壤中食细菌线虫和植物寄生线虫是优势营养类群,而捕食／杂食性线虫的相对多度最低．     

华北平原冬小麦夏玉米不同培肥措施的节水增产效应研究

根据山东省醒台县农业水资源日趋减少的现状,开展了以减少土壤水蒸发、提高水分利用效率为目的的不同培肥措施的节水田间试验,结果表明,秸秆还田与增施有机肥具有明显的节水增产效应,在相同灌溉水量（２５０ｍｍ）的情况下,玉米秸与小麦秸全部还田较玉秸小麦秸均不还田（对照）增产８８５ｋｇ．ｈｍ＾－２,水分利用效率提高３．３,在全还基础上增施有机肥较对照增产１８７５ｋｇ．ｈｍ＾－２,水分利用效率提高３．６０;仅小     

不同水分管理方式下水稻的水分利用效率与产量

采用温室微区试验研究常规水作、裸地旱作、覆膜旱作和覆草旱作等土壤水分管理下水稻生长及其对水分的利用状况。结果表明,几种旱作水稻的需水量为349-473mm,常规水和水稻需水量为762.5mm。旱作水稻的水分籽粒和干物质生产效率为0.899-1.273g·kg^-1和1.655-2.321g·kg^-1之间,而相同条件下常规水作水稻水分的籽粒和干物质生产效率为0.766g·kg^-1和1.459g·kg^-1左右。覆草旱作水稻可以获得相当于常规水作水稻90％的经济产量。     

不同土壤水分条件下容重对玉米生长的影响

用玉米作为实验材料。进行分根实验研究不同土壤水分条件下容重对玉米生长的影响,种子根平分在装有塿土的分隔的白铁皮桶中,土壤容重分4种处理：低容重(两边容重都为1．20g·cm^-3)、中容重(两边容重都为1．33g·cm^-3)、高容重(两边容重都为1．45g·cm^-3)和混合容重(一边为1．20g·cm^-3,另一边为1．45g·cm^-3),土壤水分控制在高基质势(-0．17MPa)和低基质势(-0．86MPa)两个水平,结果表明,当植株生长在紧实土壤或土壤基质势从-0．17MPa降到-0．86MPa时。根长、根干重和地上部干重都显著降低,并且地上部干重的降幅更大,紧实土壤使根长降低的同时还使根的直径增大,无论是容重增大还是土壤水分含量降低所引起的高土壤阻力都使叶片扩展速度降低和植株变小,生长在紧实土壤中的植株变小不仅是因为叶片扩展速度降低,同时是成熟叶片叶面积缩小的结果。然而,当植株生长在混合容重土壤中时,处在低容重土壤中的根系生长得到加强,补偿甚至超补偿高容重土壤中根系生长的不足,整个植株的生长状况与低容重土壤中生长的植株接近。     

北方稻田蒸散需水分析及其作物系数确定

利用Penman-Monteith方程估算了中国北方下辽河平原地区52年(1951～2002)的潜在蒸散量,分析了潜在蒸散的年际动态变化规律;在中国科学院沈阳生态实验站的水田实验地上,利用非称重式蒸渗仪对充分供水条件下同一水稻品种稻田蒸散量进行了测定,在此基础上确定了水稻作物系数.结果表明,在北方下辽河平原地区稻田蒸散量变化在581～695 mm之间,年际变率为24%.无论是湿润年还是干旱年,由于受降雨量及其时间分配不均的影响,在该地区水稻生产中都需要有灌溉水补充.整个生育期水稻作物系数多年(1993～2002)平均值为1.32,水稻生育期内作物系数基本符合二次曲线趋势变化.     

Impact of soil vertical water movement on the energy balance of different land surfaces

The soil heat flux determination method proposed by Gao (Boundary-Layer Meteorol 114:165–178, 2005) is discussed for (1) dry surfaces, (2) bare soil or sparse short-grass lands, and (3) dense-grass surfaces or forest. Our analysis shows that, when neglecting the contribution of soil vertical water movement to soil heat flux, the energy components measured independently will (1) still achieve balance over dry surfaces, and (2) be significantly in imbalance over bare soil or sparse short-grass lands. The mean of bare ground evaporation modeled by SiB2 is 1.58 × 10⁻⁵ m³ s⁻¹ m⁻², and the mean of soil water flux obtained by the method of Gao is 1.22 × 10⁻⁵ m³ s⁻¹ m⁻² for the Naqu site in the summer of 1998. Comparison of the bare ground evaporation with the mean of soil water flux shows a difference, the causes of which are investigated. Physically, the bare ground evaporation is equal to the sum of soil water flux and water content change in the soil surface layer. Because the bare ground evaporation is very limited for the dense-grass surfaces or forest, our analysis implies that the energy imbalance encountered over the dense-grass or forest is not caused by the fact that previous researchers neglected soil water movements in their energy budget analyses.     

黄土高原常用造林树种水分利用特征

在适宜土壤水分、中度干旱和严重干旱3种土壤水分条件下研究了黄土高原干旱、半干旱地区常用的人工造林树种84k杨树（Populus spp．）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、沙棘（Hippophae rhamnoides）和油松（Pinus tabulaeformis）苗木生长及水分利用特征。结果显示,干旱胁迫使各树种成活率、生长速率、光合速率均显著下降;84k杨树和刺槐单叶水分利用率（WUE）在适宜水分下最高,沙棘的在中度干旱下最高;在中度干旱下,4个树种的总水分利用率最高。而严重干旱下最低。无论干旱与否,4个树种中沙棘生长速率最高。在中度干旱条件下,4个树种均可良好生长,而严重干旱下生长均受到显著抑制,其中84k杨树受影响最大;4个树种中沙棘和油松的耐旱性较强,同时油松在各种土壤水分下其生长速度和干物质生产均显著低于其它3个树种;刺槐和84k杨树的耗水量、生物量及水分利用率在3种土壤水分下均显著高于沙棘和油松,84k杨树和刺槐均属于高耗水树种;研究结果表明。84k杨树和刺槐不适宜大面积栽植在黄土高原缺水地区,仅适合栽植在阴坡、沟道等适宜水分条件下。沙棘和油松则适宜栽植在土壤水分较低的地区,如阳坡、峁顶等立地条件上。     

Assessment of wheat productivity responses and soil health dynamics under brackish ground water

The continuous use of brackish groundwater for irrigation is detrimental for soil and crop attributes. A three-year research study was designed for the wheat crop to assess the effects of brackish groundwater on crop yield and soil health under a surface irrigation system. Three sites were selected in different cropping zones of Pakistan. The treatments comprised of irrigation with moderately brackish water having 0.8, 1.3 & 2.7 dSm^?1 of salinity and canal water. The results indicated that EC, SAR, bicarbonates, Ca²⁺ and Mg²⁺ levels increased in the soil for consecutive years and this increase was more at site S3 followed by S2 and S1. As soil depth is concerned, the increase was more pronounced in upper layers of soil (0–15 cm) as compared to 15–30 cm depth. Growth and yield were also affected by the consecutive use of this water, the number of plants, plant height, the number of spikes per plant, and yield was reduced at all the three sites. However, the impact was less pronounced at the site S1 whereas S3 was the most affected one. Grain weight and dry matter weight were observed to be maximum at S1. Water productivity was also calculated for all the three sites. Maximum water productivity was observed at S1 followed by S2 & S3. It was concluded that the continuous use of brackish water would have an adverse effect on crop yield and subsequently, soil health is also affected by it significantly.     

Seasonal and long-term soil water regime in West African tropical forest

Abstract. Variation of soil matric potential of a Wet Evergreen and a Moist Semi-deciduous West African forest were compared. The two forest types differed strongly in their soil water regime. Wet Evergreen forest experienced matric potentials below ?100 kPa only occasionally, while in Moist Semi-deciduous forest matric potentials were less than ?2.5 MPa for periods of several weeks or more each season. A water balance equation was used to simulate the soil water regime at both sites and predict severity and length of the dry period. The predictions showed good agreement with the field measurements of soil water potential over a 2-yr period. The methodology was used to estimate the occurrence and severity of droughts over longer periods at the two sites. The balance calculations suggest that droughts occur occasionally in the Wet Evergreen forest under study. The potential impact of droughts on species distribution and vegetation disturbance in tropical forests is discussed.