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土壤水研究进展与评述 被引量:221
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作者 雷志栋 胡和平 杨诗秀 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期311-318,共8页
土壤水是联系地表水与地下水的纽带, 在水资源的形成、转化及消耗过程中有重要作用, 与农业、水文、环境等领域都有密切联系。所以土壤水研究越来越引起人们的重视, 有了长足的进步。目前, 土壤水研究走向多学科的交叉, 如水热盐... 土壤水是联系地表水与地下水的纽带, 在水资源的形成、转化及消耗过程中有重要作用, 与农业、水文、环境等领域都有密切联系。所以土壤水研究越来越引起人们的重视, 有了长足的进步。目前, 土壤水研究走向多学科的交叉, 如水热盐的耦合运移, 冻结土壤中水分的运移, 土壤植物大气连续体中的水热运移等。土壤水运动机理研究也更加深入, 如优先流、土壤水参数的测定及确定、土壤水参数的空间变异性等。土壤水研究的数值模拟方法也有一些突破, 如有限解析法、特征有限元法、交替方向有限元法等。土壤水研究的应用也更加广泛, 如用于水资源评价、土壤水分与作物的关系、水环境评价等。 展开更多
关键词 土壤水分 土壤热 土壤盐分 偶合运动
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冻融期灌水和覆盖对南疆棉田水热盐的影响 被引量:33
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作者 姚宝林 李光永 王峰 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期114-120,共7页
为了探索不同冬灌定额和地表覆盖模式对棉田水热盐的影响,该文设置了冬灌裸地(winter irrigation with bare land,WIB)、冬灌留秆(winter irrigation with high cotton stubble,WICS)、冬灌玉米秸秆覆盖(winter irrigation with corn st... 为了探索不同冬灌定额和地表覆盖模式对棉田水热盐的影响,该文设置了冬灌裸地(winter irrigation with bare land,WIB)、冬灌留秆(winter irrigation with high cotton stubble,WICS)、冬灌玉米秸秆覆盖(winter irrigation with corn straw mulching,WICM)、免冬灌裸地(no winter irrigation with bare land,NWIB)、免冬灌留秆(no winter irrigation with high cotton stubble,NWICS)和免冬灌玉米秸秆覆盖(no winter irrigation with corn straw mulching,NWICM)6个处理。经过2013-11-15-2014-04-04和2014-11-15-2015-04-04冬季大田试验,得到:灌水和地表覆盖可以平抑土壤温度的变幅,免冬灌或冬灌条件下,温度变异幅度均为裸地>留秆>玉米秸秆覆盖。玉米秸秆覆盖更有利于土壤水分保持,WICM土壤储水量比WIB和WICS分别多29.10%和10.36%,NWICM土壤储水量比NWIB和NWICS分别多14.97%和2.21%,经过两年冻融过程NWIB、NWICS和NWICM 0~100 cm土壤储水量平均减少了18.32、7.36和2.62 mm。(免)冬灌0~30 cm土壤含盐量均为裸地>留秆>玉米秸秆覆盖;0~100 cm土壤范围冬灌盐分淋洗率为玉米秸秆覆盖(34.86%)>留秆(15.82%)>裸地(7.26%);免冬灌0~100cm积盐率为裸地(10.11%)>留秆(7.96%)>玉米秸秆覆盖(3.01%)。研究结果可为南疆冬季休闲期棉田土壤水热盐调控提供科学依据。 展开更多
关键词 土壤 含水率 秸秆 南疆 地表覆盖 冻融期 土壤水热盐
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基于SHAW模型的南疆典型棉田适宜冬春灌盐分淋洗策略 被引量:3
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作者 林栋 王峰 +1 位作者 许尊秋 毛晓敏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期326-338,350,共14页
为探究南疆地区棉田休闲期土壤水热盐运移过程及适宜的冬春灌盐分淋洗策略,基于当地棉田测坑连续两年作物休闲期(2019—2020年、2020—2021年)0~80 cm的土壤水、热、盐监测数据,对SHAW模型进行率定和验证;并设置64个冬春灌情景,包括8个... 为探究南疆地区棉田休闲期土壤水热盐运移过程及适宜的冬春灌盐分淋洗策略,基于当地棉田测坑连续两年作物休闲期(2019—2020年、2020—2021年)0~80 cm的土壤水、热、盐监测数据,对SHAW模型进行率定和验证;并设置64个冬春灌情景,包括8个冬灌定额(0、600、1 200、1 800、2 400、2 700、3 000、3 600 m^(3)/hm^(2))和8个春灌定额(0、300、600、900、1 200、1 800、2 100、2 400 m^(3)/hm^(2)),进一步模拟了不同冬春灌组合模式下休闲期的土壤水热盐运移规律。结果表明:SHAW模型能够较可靠地模拟南疆地区休闲期冻融土壤水热盐运移规律。其中,土壤温度的模拟精度最高,不同土壤深度R2均不小于0.95;而土壤含水率和含盐量受到土壤水分相变的影响导致模拟精度稍差,最小R2分别为0.61和0.73。不同冬灌处理在冻结期未冻水含量大幅降低,冬灌定额越大的处理,未冻水含量越少。冬灌水量越大,冻结期表层土壤温度变化幅度越小,且至融化期土壤增温缓慢,但春灌后不同处理的温度差别减小。土壤表层含盐量在灌水后显著降低,而在冻结过程中出现明显的上升现象,且深层土壤盐分上升明显滞后于表层土壤。土壤冻结水融化后对表层土壤盐分进行了二次淋洗,因此补充少量的春灌便可显著降低土壤表层含盐量,满足棉花出苗期的盐分要求。综合考虑南疆地区水资源现状及不同冬春灌组合模式对播前土壤水热盐的影响,推荐采用的节水灌溉模式为冬灌+少量春灌造墒,适宜灌水定额为冬灌2 250 m^(3)/hm^(2)、春灌300 m^(3)/hm^(2)。提出的冬春灌组合盐分淋洗模式可为南疆地区农业水资源可持续利用和土壤次生盐渍化治理提供理论依据。 展开更多
关键词 南疆典型棉区 最优冬春灌策略 土壤水热盐 冻融期 盐分淋洗 SHAW模型
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不同“干播湿出”处理方式对南疆棉田土壤水热盐和产量的影响研究
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作者 董欣 柴仲平 +3 位作者 白云岗 刘洪波 丁宇 肖军 《节水灌溉》 北大核心 2024年第2期33-40,共8页
针对新疆南疆地区气候干旱,棉花出苗影响因素复杂的现状,为探索在“干播湿出”条件下棉花出苗期适宜的处理方式,在新疆阿克苏地区沙雅县海楼镇开展大田试验。试验共设计5个试验处理,即单膜覆盖(CT)、双膜覆盖(ST)、施用改良剂(GT)、滴... 针对新疆南疆地区气候干旱,棉花出苗影响因素复杂的现状,为探索在“干播湿出”条件下棉花出苗期适宜的处理方式,在新疆阿克苏地区沙雅县海楼镇开展大田试验。试验共设计5个试验处理,即单膜覆盖(CT)、双膜覆盖(ST)、施用改良剂(GT)、滴灌冬灌(DT)以及对照组冬灌漫灌(CK),试验通过“水肥一体技术”,随出苗水滴施改良剂,播种时机械覆双膜,研究不同处理对土壤温度、含水率、含盐量以及出苗率和产量的影响。棉花出苗期0~20 cm土层的含水率变化表明,土壤含水率由高到低排序为ST>GT>DT>CK>CT;对0~100 cm土壤含水率分析,在0~30 cm土层含水率由高到低排序为ST>GT>DT>CK>CT,各处理方式在30 cm以下土层土壤含水率差别不大。在5cm土层,双膜覆盖处理的升温效果最好,保温效果最好,有效积温最高;在15 cm土层,双膜覆盖处理的土壤温度变化幅度最小,保温效果最好。分析0~40 cm土层土壤含盐量发现,施用改良剂处理能有效改变0~10 cm和20~30cm土层土壤盐分,但在10~20 cm和30~40 cm土层范围内盐分较对照处理并无显著差异。双膜覆盖能有效改变0~10 cm土层范围内土壤盐分,但在10~40 cm土层范围内盐分较对照处理没有显著差异。在干播湿出不同技术处理中,双膜覆盖处理可以有效提高棉花苗期土壤含水率与温度,提升棉花出苗率,有效改善水土环境,拥有更适合棉花出苗和生长的土壤环境。 展开更多
关键词 干播湿出 双膜覆盖 土壤改良剂 出苗率 土壤水热盐
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基于SHAW模型的北疆地区不同滴灌年限棉田冻融期土壤水热盐动态模拟研究
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作者 赵露 叶含春 +4 位作者 王振华 刘健 吝海霞 邹杰 谭明东 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期623-638,共16页
为探究SHAW(Simultaneous heat and water)模型在北疆地区长期膜下滴灌棉田冻融期土壤水热盐动态模拟的适用性,本研究选用滴灌起始年限为1998年(21 a)的棉田土壤水热盐实测数据对SHAW模型进行率定,以滴灌起始年限为2006年(13 a)、2008年... 为探究SHAW(Simultaneous heat and water)模型在北疆地区长期膜下滴灌棉田冻融期土壤水热盐动态模拟的适用性,本研究选用滴灌起始年限为1998年(21 a)的棉田土壤水热盐实测数据对SHAW模型进行率定,以滴灌起始年限为2006年(13 a)、2008年(11 a)、2012年(7 a)和荒地(0 a)的水热盐实测数据进行验证。模型率定结果表明,随土壤深度增加土壤温度的模拟效果越好;土壤水盐的模拟效果先增强后减弱。模拟土壤温度Nash系数(NSE)、均方根误差(RMSE)和R2分别为0.713~0.993、0.209~2.498℃和0.911~0.994;模拟土壤水分NSE和RMSE分别为0.824~0.967和0.009%~0.032%;模拟土壤盐分NSE和RMSE分别为0.609~0.844和0.001~0.012 g/kg。模型验证结果表明,随滴灌年限增加模拟效果越好,模拟除荒地20~60 cm土层土壤温度NSE小于0.600,滴灌7、11和13 a地块各层土壤温度NSE均大于0.600,RMSE介于0.143~3.213℃;滴灌0、7、11和13 a地块模拟的各层土壤水分NSE均大于0.670,RMSE为0.009%~0.057%;滴灌0、7、11和13 a地块模拟的除120~140 cm土层土壤盐分NSE小于0.600,其他各层土壤盐分NSE均大于0.616,RMSE为0.000~0.016 g/kg。总体而言,SHAW模型适用于北疆地区冻融期长期膜下滴灌棉田的一维土壤水热盐模拟。 展开更多
关键词 SHAW模型 冻融期 膜下滴灌 棉田 土壤水热盐
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冬灌条件下季节性冻融期农田土壤可培养微生物数量变化及其影响因素 被引量:1
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作者 杨跃发 王春霞 +2 位作者 梁飞 蓝明菊 孙开 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期569-577,共9页
为揭示新疆石河子季节性冻融期不同冬灌定额对农田土壤可培养微生物(细菌、霉菌)数量的影响规律,2021—2022年通过田间微区试验,设置了45、90、135、180mm不同的冬灌定额和不灌水对照处理,对比分析了整个冻融期农田土壤细菌、霉菌数量... 为揭示新疆石河子季节性冻融期不同冬灌定额对农田土壤可培养微生物(细菌、霉菌)数量的影响规律,2021—2022年通过田间微区试验,设置了45、90、135、180mm不同的冬灌定额和不灌水对照处理,对比分析了整个冻融期农田土壤细菌、霉菌数量变化及其影响因素。结果表明:冻结初期,细菌数量与土壤含水量和灌水量呈显著负相关(P<0.05);霉菌数量与土壤pH呈显著负相关(P<0.05);稳定冻结期,细菌数量与土壤平均温度呈显著正相关(P<0.05),与灌水量和土壤含水量呈显著负相关(P<0.05),而霉菌数量与土壤水、热、盐呈弱相关;融化期,细菌和霉菌数量与土壤含水量呈极显著负相关(P<0.01),霉菌数量与土壤平均温度呈显著正相关(P<0.05)。整个季节性冻融期细菌相比霉菌数量较多,细菌在土壤中扮演主要角色,而充足的降雪使冬灌定额对细菌和霉菌的数量影响不明显。 展开更多
关键词 季节性冻融期 细菌数量 霉菌数量 土壤水热盐分布 冬灌定额
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宁夏青铜峡灌区冬灌对冻融期土壤水热盐分布及作物生长影响 被引量:1
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作者 王心亮 王春颖 +2 位作者 袁银 杨健 韩宇平 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2023年第3期54-60,68,共8页
[目的]研究冬灌和冻融条件下土壤水热盐的再分布规律及其对作物生长的影响,为防治土壤盐渍化和保障粮食安全提供科学依据。[方法]基于宁夏青铜峡灌区2018年10月25日至2020年10月3日试验田实测气象、土壤理化指标和作物生长数据,采用统... [目的]研究冬灌和冻融条件下土壤水热盐的再分布规律及其对作物生长的影响,为防治土壤盐渍化和保障粮食安全提供科学依据。[方法]基于宁夏青铜峡灌区2018年10月25日至2020年10月3日试验田实测气象、土壤理化指标和作物生长数据,采用统计分析及可视化方法对冬灌与非冬灌区农田水热盐的运移规律及作物生长情况进行对比分析。[结果]青铜峡灌区土壤温度变化滞后于气温变化,土壤浅表层温度受气温变化影响更显著。土壤从表面开始逐渐向下冻结,冻结深度随着气温的降低不断加深,消融期土壤冻结层从表层和底部同时进行消融,整个土壤冻融期共历时98 d。农田灌溉后含水率显著增高,冻结期灌溉降低各土层土壤温度0.1~1.1℃。冬灌农田不同深度土层土壤温度变化趋势和含水率变化特征与非冬灌区农田基本一致。冬灌后各土层盐分含量均下降,其中0—30 cm土层土壤盐分显著下降,但冻融期后冬灌农田土壤出现返盐现象。冬灌农田相较于非冬灌农田,小麦植株较高,玉米生长发育速度较快,小麦增产20.64%,玉米增产4.20%。[结论]青铜峡灌区冬灌明显改变了土壤水热盐的分布规律,可以有效降低土壤盐分,促进作物生长和增产,特别是明显提高小麦产量。 展开更多
关键词 宁夏青铜峡灌区 冬灌 冻融期 土壤水热盐 作物生长
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秋耕对季节性冻融土壤水热盐运移规律的影响 被引量:2
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作者 孙开 王春霞 +2 位作者 吴晨涛 王雅琴 贺天明 《节水灌溉》 北大核心 2021年第7期46-50,59,共6页
为了探明秋耕处理模式对北疆季节性冻融土壤水热盐运移规律的影响,对比分析了翻耕(FG)、免耕(MG)、垄沟(LG)、翻耕秸秆覆盖(FJ)、翻耕活性炭覆盖(FH)5种秋耕处理下土壤温度、含水率和电导率时空变化规律的差异。结果表明:不同秋耕处理... 为了探明秋耕处理模式对北疆季节性冻融土壤水热盐运移规律的影响,对比分析了翻耕(FG)、免耕(MG)、垄沟(LG)、翻耕秸秆覆盖(FJ)、翻耕活性炭覆盖(FH)5种秋耕处理下土壤温度、含水率和电导率时空变化规律的差异。结果表明:不同秋耕处理改变了土壤的冻结、融化过程,维持冻融期土壤温度序列稳定的能力FJ>FH>LG>MG>FG。冻融期前后,FJ、FH和LG处理明显增加了耕作层0~60 cm土层的含水率,同时土壤电导率也明显下降,蓄水能力FJ>FH>LG,抑盐能力FH>FJ>LG。冻结过程使各处理对土壤水热盐运移的影响趋于一致,土壤温度、含水率、电导率之间均呈显著或极显著的线性相关关系;融化期间,FJ和FH处理土壤温度、含水率、电导率相互之间均呈显著或极显著的正相关关系,而FG、MG和LG处理3者间无明显的线性关系。研究结果证明了通过秋耕处理调控冻融期土壤墒情的可行性。 展开更多
关键词 秋耕 季节性冻融土壤 土壤水热盐运移 北疆 耕作方式 季节性冻融
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