基于–5 k Pa负压灌水条件下的一维垂直水分吸渗试验,分析了陶土和聚乙烯醇缩甲醛泡沫塑料(PVFM)两种材质负压渗水器在黑钙土A、B层的渗水性能,测定累计吸渗量、吸渗率、湿润峰及土壤含水率等指标,并利用它们考察了Kostiakov,Horton、Philip 3种常用的土壤水分吸渗模型及垂直一维非饱和土壤水分运动代数模式描述负压吸渗过程的适用性,进一步比较了不同处理下的模型参数。结果表明:(1)–5 k Pa灌水条件下,PVFM渗水器和陶土渗水器的累计吸渗量没有明显差异,前者能有效替代后者作为负压渗水器;(2)黑钙土B层土壤水分吸渗特性比A层差,同时间内累计吸渗量较少,吸渗率降低速度更快;(3)短时间负压灌溉条件下,不同土层的累计吸渗量与湿润峰、吸渗率与湿润峰倒数、湿润峰平方与时间均存在明显的线性关系;(4)负压灌溉后距离渗水器上下各15 cm范围内,土壤含水率维持于20%~33%范围内,变异系数均在10%左右;(5)拟合结果表明,Kostiakov与Philip模型能很好地描述–5 k Pa负压灌溉下不同处理的水分吸渗特性,而Horton模型描述黑钙土A、B层较长时间的吸渗效果较差。
【目的】测试新研发的作物主动式土壤水分平稳供应装置性能。【方法】设置了不同控压水平的土槽试验,测定和分析了该装置的控制负压能力和土壤湿润锋运移特性。【结果】(1)该装置可通过调整负压控制装置的数量和控压粗管内水柱高度将土壤负压控制在目标值附近,在-15 k Pa以内的控制压力下,负压变幅极小。(2)该装置供水条件下,土壤水分的横向运移要强于垂向运移,但土壤湿润范围随负压控制装置数量的增多而减小;土壤湿润锋横向推进距离与灌水历时呈很好的幂函数关系,且随着负压控制装置数量的增多,土壤水分横向运移速度变慢。【结论】该装置可以实现对水分的连续自动获取,有望用于作物灌溉之中。
采用负压灌溉装置研究不同负压下砂壤质潮土水分运移以确定黄瓜适宜负压值,并进一步研究不同养分配比对黄瓜产量和品质的影响,为黄瓜确定最佳养分配比。本研究应用平面式土箱,在室内研究0、-5、-10和-15 k Pa水分运移情况,通过测定土壤含水量确定适宜的负压值。盆栽试验研究了不同养分配比对黄瓜产量、品质等影响,共设置不同养分配比(N∶P_2O_5∶K_2O)6个处理:T1(常规灌溉,1∶0.7∶1)、T2(负压灌溉,1∶0.7∶1)、T3(1∶0.7∶1.2)、T4[0.9∶0.7∶1+双氰胺(DCD)+氢醌(HQ)]、T5(0.8∶0.7∶1+DCD+HQ、T6(0.7∶0.7∶1+DCD+HQ),T2~T6设定负压值为-5^-10 k Pa。在黄瓜收获期采集黄瓜植株样品,测定黄瓜品质指标和养分吸收量。结果表明,在-5^-10 k Pa条件下,土壤含水量为15.83%~21.63%,可以较好地满足黄瓜生长发育的要求。在灌水量、养分配比和施肥量一致的条件下,T2比T1提高黄瓜产量3.24倍,达到了显著水平。负压(-5 k Pa)条件下不同养分配比中,T3(1∶0.7∶1.2)比传统配比T2(1∶0.7∶1)可以显著提高黄瓜产量,达到51.1%。T3能够提高黄瓜Vc和可溶性糖含量,并降低硝酸盐含量19.8%。减氮10%、20%和30%与DCD和HQ配合下,维持了与传统配比T2相当的黄瓜产量。与T2(1∶0.7∶1)配比相比,T4(0.9∶0.7∶1)可以显著提高黄瓜可溶性糖含量36.7%,降低硝酸盐含量34%,其他处理之间可溶性糖和硝酸盐无明显规律。总之,负压灌溉水肥一体化条件下,适当提高钾的配比T3(1∶0.7∶1.2)可以提高黄瓜的产量并改善其品质;减氮添加DCD和HQ的T4(0.9∶0.7∶1)维持了全氮量处理的黄瓜产量,并改善品质,这为化肥减施,减轻由此带来的环境污染提供了科学依据。
农田基础地力提升对于减施肥料和作物稳产高产有着重大现实意义,该文依托潮土长期定位试验,采用DSSAT(decision support system for agro-technology transfer)模型分析了长期不同施肥条件下冬小麦农田基础地力的演变规律及其影响因素。结果表明,不同施肥显著影响冬小麦的农田基础地力产量,18a连续施用氮磷钾化肥(NPK)、NPK配施有机肥(NPKM)、高量NPK配施有机肥(1.5NPKM)和NPK配施秸秆还田(NPKS)的农田基础地力均得到提升,其基础地力产量分别增加了721、1033、2108和1306kg/hm2,增长率分别为29.6%、42.4%、86.6%和53.7%,平均每年提高1.6%、2.4%、4.8%和3.0%,其中以1.5NPKM处理更能有效提高冬小麦农田基础地力产量。1991-2008年冬小麦的基础地力贡献率在36.5%～70.9%,各处理18a年均基础地力贡献率分别为42.5%、59.9%、58.9%和52.5%,大小顺序为NPKM>1.5NPKM>NPKS>NPK,说明有机肥或秸秆与化肥配施比单施化肥更能有效提高农田基础地力产量及地力贡献率。基础地力贡献率与土壤全钾、全磷含量无显著相关性,与土壤有机碳、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量均达到了极显著相关,其中有机碳和全氮与基础地力贡献率相关度最高,说明土壤有机碳和全氮是潮土区基础地力的主要影响因素,是潮土区基础地力的主要评价指标。
