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荒漠草原灌丛转变过程土壤水分亏缺空间特征及影响因素
1
作者 赵亚楠 王红梅 +3 位作者 李志丽 张振杰 陈彦硕 苏荣霞 《草业学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期22-34,共13页
草地灌丛化对生态系统结构、功能与服务产生重要影响,目前已经认识到其对土壤水分的负面影响,但还缺乏其在区域尺度的定量评价及其驱动机制研究。在宁夏荒漠草原选取43块成对样地(即荒漠草地和灌丛地),引入样地土壤水分相对亏缺指数(PCS... 草地灌丛化对生态系统结构、功能与服务产生重要影响,目前已经认识到其对土壤水分的负面影响,但还缺乏其在区域尺度的定量评价及其驱动机制研究。在宁夏荒漠草原选取43块成对样地(即荒漠草地和灌丛地),引入样地土壤水分相对亏缺指数(PCSWDI)评价荒漠草原向灌丛转变后土壤水分亏缺空间格局现状及其驱动因子。结果表明:荒漠草原转变为灌丛后0~100 cm和100~200 cm土壤含水量分别显著下降了27.80%和57.92%,0~100 cm灌丛地的PCSWDI显著低于荒漠草地,表明0~100 cm灌丛地目前不存在土壤水分亏缺现象。地统计学分析表明,荒漠草地和灌丛地的0~100 cm土壤水分相对亏缺指数的结构方差比分别为94.73%和95.29%,均属于强空间自相关,主要受结构性因子控制。此外,地理探测器的因子探测发现0~100 cm土壤储水量、坡向和田间持水量是影响灌丛地土壤水分相对亏缺指数的主导因子;交互探测表明,灌丛地0~100 cm土壤水分相对亏缺指数空间分异是多因子共同作用的结果。尽管分析得到0~100 cm灌丛地不存在土壤水分亏缺,但100~200 cm土壤含水量显著下降已经预示了深层土壤水分的消耗。因此,干旱半干旱地区的植被恢复必须考虑其植被承载力和水分阈值,基于自然的解决方案可能是未来植被恢复的主流思路。 展开更多
关键词 荒漠草原 人为灌丛化 土壤水分 地理探测器 样地土壤水分相对亏缺指数
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滴灌条件下不同覆盖材料对玉米产量效益及土壤水分的影响
2
作者 崔云玲 张立勤 +2 位作者 唐文雪 杨蕊菊 汤莹 《寒旱农业科学》 2024年第1期57-62,共6页
为探明不同覆盖材料对滴灌水肥一体化条件下玉米产量和土壤水分分布的影响,以普通PE地膜和裸地为对照,分析全生物降解膜、加厚PE地膜、玉米秸秆等3种材料覆盖下对玉米产量和水分的影响。结果表明,玉米秸秆、加厚PE地膜和生物降解膜覆盖... 为探明不同覆盖材料对滴灌水肥一体化条件下玉米产量和土壤水分分布的影响,以普通PE地膜和裸地为对照,分析全生物降解膜、加厚PE地膜、玉米秸秆等3种材料覆盖下对玉米产量和水分的影响。结果表明,玉米秸秆、加厚PE地膜和生物降解膜覆盖后玉米产量为13114.5~13708.5 kg/hm^(2),较普通PE地膜增产1.4%~6.0%;水分利用效率为24.17~25.11 kg/(mm·hm^(2)),较普通PE地膜提高2.3%~3.8%。产值与效益均高于普通PE地膜,均以玉米秸秆处理最高,分别为38383.8、24283.8元/hm^(2);生物降解膜次之,分别为37674.0、21624.0元/hm^(2);加厚PE地膜排第3,分别为36720.6、21570.6元/hm^(2)。收获后覆盖处理土壤水分均呈典型的“双峰”曲线,上层含水量高于下层,对深层土壤水分影响较大。在降水量低、蒸发量高的沿黄灌区,覆膜的主要作用是减蒸保水,用可生物降解的环保型降解地膜、易回收型的加厚PE地膜或固炭培肥型的秸秆替代普通PE膜可行。 展开更多
关键词 滴灌 覆盖材料 玉米 产量效益 水分利用效率 土壤水分分布
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旱区陆面非降水性水分研究进展和展望
3
作者 王胜 张强 +4 位作者 张良 王兴 杜昊霖 曾剑 问晓梅 《干旱气象》 2024年第1期1-10,共10页
随着全球气候变暖,自然生态系统和水资源压力不断增加,加剧了全球水资源的短缺。旱区非降水性水分(Non-precipitation Water,NPW),作为一种重要的水源,对旱区生态系统和陆面水分平衡具有显著影响。本文基于国内外非降水性水分研究现状,... 随着全球气候变暖,自然生态系统和水资源压力不断增加,加剧了全球水资源的短缺。旱区非降水性水分(Non-precipitation Water,NPW),作为一种重要的水源,对旱区生态系统和陆面水分平衡具有显著影响。本文基于国内外非降水性水分研究现状,总结其在西北旱区的观测方法、变化特征、形成机制及对陆面水分平衡和作物的影响。在结合非降水性水分研究国际趋势的基础上,指出当前研究的不足和问题,以及未来研究的重点方向:揭示陆面非降水性水分的复杂形成机制,加强对不同气候区和下垫面非降水性水分的认知,建立专门的陆面非降水性水分观测系统,发展其在数值模式中的参数化,以及制定陆面非降水性水分开发利用的技术标准。 展开更多
关键词 旱区(干旱半干旱区) 非降水性水分 露水 土壤吸附水 陆面水分平衡
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鄱阳湖典型洲滩湿地植物水碳稳定同位素与内在水分利用效率变化特征
4
作者 陶士勇 张翔 +4 位作者 夏军强 刘浩源 徐晶 熊兴基 肖洋 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期99-111,共13页
在极端水文事件频发和人类活动影响加剧的背景下,鄱阳湖水文情势的异常变动给洲滩湿地植物带来了一系列影响。为进一步了解鄱阳湖湿地植物水分利用来源和内在水分利用效率(iWUE)的季节变化规律,揭示优势植物在生长过程中对不同水分变化... 在极端水文事件频发和人类活动影响加剧的背景下,鄱阳湖水文情势的异常变动给洲滩湿地植物带来了一系列影响。为进一步了解鄱阳湖湿地植物水分利用来源和内在水分利用效率(iWUE)的季节变化规律,揭示优势植物在生长过程中对不同水分变化的适应策略,于2020年12月-2021年5月在鄱阳湖国家级自然保护区蚌湖和修河之间的典型洲滩湿地上设置监测断面,对灰化苔草(Carex cinerascens)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)植物样品及其潜在水源样品进行系统采集,测定并分析了水、碳稳定同位素的动态变化特征和指示意义。结果表明,典型洲滩湿地苔草和南荻植物茎水的氢、氧稳定同位素组成没有表现出明显差异,从冬季至春季,植物茎水的δ^(18)O值总体上均呈现波动富集的变化趋势。苔草在春季生长期iWUE没有表现出明显变化,而南荻在萌发时期iWUE最低,之后的生长期iWUE具有显著的增长趋势。在各潜在水源当中,植物茎水的同位素组成与土层中的重力水最为相近,其次为与根系分布联系密切的土壤水。在春季降水频繁时,来源于降水且埋深较浅的重力水可能是植物利用的主要水源,而在枯水期重力水埋深较深时,植物采取降水和土壤水的混合利用模式应对水分胁迫。植物叶片有机质的δ^(18)O值分析发现,苔草在萌发生长期i WUE的变化与光合作用能力相关的因素有关,南荻iWUE的变化主要受气孔导度变化的影响。 展开更多
关键词 稳定同位素 植物水分来源 内在水分利用效率 叶片有机质 湿地生态系统
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裂隙影响下的微润灌水分运移和分布规律
5
作者 齐伟 和玉璞 +3 位作者 纪仁婧 麦紫君 王策 江晓星 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期161-169,共9页
为研究裂隙发育对微润灌水分运移和分布特征的影响规律,进行了室内土箱水分入渗试验.通过人造裂隙方式,设置不同裂隙间距(6,8 cm)和裂隙深度(5,10,15 cm)处理,同时以无裂隙处理(CK)为对照,测定了入渗过程中入渗量变化、湿润体形态演变... 为研究裂隙发育对微润灌水分运移和分布特征的影响规律,进行了室内土箱水分入渗试验.通过人造裂隙方式,设置不同裂隙间距(6,8 cm)和裂隙深度(5,10,15 cm)处理,同时以无裂隙处理(CK)为对照,测定了入渗过程中入渗量变化、湿润体形态演变和入渗结束时水分分布特征.结果表明:裂隙对微润灌水分入渗速率基本无影响,各处理之间累积入渗量随入渗时间变化趋势接近,最终累积入渗量差异不显著.裂隙改变湿润体形态演变和水分分布特征,湿润锋到达裂隙区域后,在裂隙毛管阻隔效应影响下,水分水平运动受到抑制,向上运动得到加强,最终导致湿润体上部呈近似矩形、下部呈近似椭圆,剖面水分分布呈指状特征.裂隙深度对湿润体规则度、湿润锋向上运移距离和灌后水分分布均匀度影响显著,而裂隙间距对其影响不显著.相比CK,裂隙深度15 cm时湿润体分散度约增加了34.5%,湿润锋最终向上运移距离约增加了12.9%,水分分布均匀度约降低27.5%.综合考虑,在微润灌实际应用过程中应控制田间裂隙深度发育,以降低其不利影响. 展开更多
关键词 微润灌 土壤裂隙 水分入渗 湿润体 水分分布
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不同果实生长期亏缺灌溉对渭北苹果生长、品质及水分利用效率的影响
6
作者 赵爽 马子清 +2 位作者 李雪薇 李文强 管清美 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期345-352,共8页
【目的】探索节水、控水方式调控苹果水分高效利用效率的机制,优化渭北苹果主产区节水、丰产和增收的管理方式。【方法】以陕西省咸阳市乾县铁佛镇果友协会试验站8年生‘烟富3号/T337’苹果树为试材,设置充分灌溉(灌溉后土壤相对含水量... 【目的】探索节水、控水方式调控苹果水分高效利用效率的机制,优化渭北苹果主产区节水、丰产和增收的管理方式。【方法】以陕西省咸阳市乾县铁佛镇果友协会试验站8年生‘烟富3号/T337’苹果树为试材,设置充分灌溉(灌溉后土壤相对含水量为75%)和轻度亏缺灌溉(灌溉后土壤相对含水量为50%)2个灌水量水平,组成果实生长期和膨大期均充分灌溉(CK)、果实生长期和膨大期均轻度亏缺灌溉(W1)、果实生长期轻度亏缺灌溉和膨大期充分灌溉(W2)及果实生长期充分灌溉和膨大期轻度亏缺灌溉(W3)4个灌溉模式处理,测定春梢生长指标、果实品质指标和果实产量指标,计算水分利用效率、灌溉水利用效率、果实综合评价满意度,以明确最佳的亏缺灌溉方式。【结果】(1)苹果新梢长度及叶片叶绿素相对含量(SPAD)在各处理间无显著性差异,而其春梢直径在各处理下显著降低。(2)与CK相比,单果质量在W1处理下显著降低了10.3%,果实可滴定酸含量在W2处理下显著降低14.7%,果形指数和可溶性固形物含量在3种水分亏缺灌溉处理下均无显著变化。(3)W1处理能显著提高果皮黄色值b*,W2处理能显著提高果皮色泽饱和度C*,而各亏缺灌溉处理对果皮亮度值L*和红绿值a*均无显著影响。(4)与CK相比,果实产量在各亏缺灌溉处理下降低13.4%~24.7%,但仅W1处理降幅达显著水平;果树灌溉水利用效率在各亏缺灌溉处理均不同程度提高,但仅W1处理显著提高了38.0%;果树耗水量和水分利用效率在各亏缺灌溉处理下无显著性差异。(4)果实综合评价满意度表现为W2>CK>W3(W1)。【结论】陕西渭北地区苹果在生长期轻度亏缺灌溉和膨大期充分灌溉(W2)模式下果实的综合评价满意度最高,果实产量、单果重无显著变化,而果实品质较优,果树水分利用效率较高。 展开更多
关键词 果实生育期 水分亏缺 苹果 品质 水分利用效率
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不同密度和水分管理下毛白杨林分土壤水分特征
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作者 周欧 古丽米热·依力哈木 +5 位作者 祝维 王亚飞 曲冠博 李少然 贾黎明 席本野 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期55-67,共13页
【目的】土壤水分是影响我国北方水分亏缺地区植被生长的重要因素,探究不同造林密度和水分管理下毛白杨林分的土壤水分状况,能为华北黄泛平原地区人工林土壤水分维持提供参考。【方法】以不同造林密度(Ⅲ3 m×3 m、Ⅱ3 m×6 m、... 【目的】土壤水分是影响我国北方水分亏缺地区植被生长的重要因素,探究不同造林密度和水分管理下毛白杨林分的土壤水分状况,能为华北黄泛平原地区人工林土壤水分维持提供参考。【方法】以不同造林密度(Ⅲ3 m×3 m、Ⅱ3 m×6 m、Ⅰ6 m×6 m)和水分管理(滴灌FI、雨养NI)下的5种(FI_(Ⅲ)、FI_(Ⅰ)、NI_(Ⅲ)、NI_(Ⅱ)、NI_(Ⅰ))毛白杨林分为研究对象,在2021年生长季内(5、6、8和10月),采用烘干称重法测定各处理6 m剖面内的土壤含水量(SWC),研究不同处理土壤水分状况及土壤干层现象。【结果】(1)各处理毛白杨林分浅土层(0~30 cm和30~100 cm)的SWC(5.62%~15.53%)显著低于深土层(100~200 cm、200~400 cm和400~600 cm)(16.50%~27.00%);林分SWC在0~240 cm垂直剖面内随深度增加而增加,并在240~260 cm(26.37%~30.56%)和360~400 cm(22.79%~33.00%)出现两个峰值,而400~600 cm变化平缓;(2)5种林分土壤均在10月最为湿润,平均SWC为20.16%~23.16%;雨养条件下,不同密度毛白杨林分在6月最干燥,平均SWC为13.11%~14.96%,滴灌减轻了30 cm以下土层SWC的季节变异程度;(3)不同水分管理下,高密度林分中深土层土壤水分状况最好(FI_(Ⅲ)和NI_(Ⅲ)深土层平均SWC分别为23.18%和21.13%),但雨季末(10月),NI_(Ⅱ)土壤水分补偿量最高,达403.12 mm。在高密度和低密度林分中滴灌显著提高了林分0~30 cm土层的SWC,且增加了深土层土壤水分补偿量(FI_(Ⅲ)较NI_(Ⅲ)和FI_(Ⅰ)较NI_(Ⅰ)的储水量变化量分别提高了84.40%和173.99%),滴灌仅显著提高了高密度林分土壤储水量(P <0.05);(4)滴灌和降雨均能缓解或消除不同密度林分在2 m深度内出现的可恢复性土壤干层现象。【结论】根据本研究结果,建议在华北黄泛平原毛白杨大径材林培育过程中,以3 m×3 m密度造林且于旱季(4—6月)辅以多频率滴灌充分灌溉,促进杨树人工林在快速生长期(2~4年)的林木生长并改善其深层土壤水分状况。待林分出现密度效应及深层土壤水消耗后,可通过间伐等措施在实现土壤水分维持的同时提高杨树人工林林地生产力。 展开更多
关键词 造林密度 水分管理 毛白杨 土壤水分 土壤干层
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陕北黄土区典型植被土壤水分亏缺特征
8
作者 臧凯旋 刘登强 +4 位作者 刘广全 贾雨如 马欢 尚静石 艾宁 《中国水土保持》 2024年第5期63-68,共6页
在陕北地区,土壤水分是限制植被生长的主要因素之一。为了解陕北黄土区不同植被类型土壤水分变化情况,给研究区林业生态工程建设提供科学依据与数据支撑,选取吴起县广泛分布的7种典型退耕还林植被,经单因素方差分析和Duncan多重比较,结... 在陕北地区,土壤水分是限制植被生长的主要因素之一。为了解陕北黄土区不同植被类型土壤水分变化情况,给研究区林业生态工程建设提供科学依据与数据支撑,选取吴起县广泛分布的7种典型退耕还林植被,经单因素方差分析和Duncan多重比较,结果显示:研究区土壤含水量随季节变化总体表现为春季>秋季>夏季;在7种植被类型中,土壤含水量和土壤贮水量均表现为河北杨最高,草地次之,刺槐山杏混交林最低;研究区在2020年秋季至2021年夏季土壤水分处于持续亏缺状态,且各植被类型春季土壤贮水亏缺补偿度明显小于冬季。研究表明:研究区土壤水分受植被类型影响明显,在陕北选择合理的植被配置模式进行退耕还林十分重要。 展开更多
关键词 植被类型 土壤水分 贮水量 水分亏缺 陕北黄土区
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小麦玉米间作氮肥后移利于减少土壤蒸发提高水分利用效率
9
作者 任强 徐珂 +5 位作者 樊志龙 殷文 范虹 何蔚 胡发龙 柴强 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1295-1307,共13页
【目的】针对绿洲灌区小麦玉米间作水分高效利用潜力挖掘不足,制约多熟种植稳定发展的问题,拟通过探明不同氮肥后移比例对小麦玉米间作耗水特性及水分利用的影响,为绿洲灌溉区水分高效利用麦玉间作模式创建提供理论依据。【方法】试验于... 【目的】针对绿洲灌区小麦玉米间作水分高效利用潜力挖掘不足,制约多熟种植稳定发展的问题,拟通过探明不同氮肥后移比例对小麦玉米间作耗水特性及水分利用的影响,为绿洲灌溉区水分高效利用麦玉间作模式创建提供理论依据。【方法】试验于2020—2021年在甘肃农业大学绿洲农业综合试验站开展,设小麦玉米间作、单作小麦和单作玉米3种种植模式,针对玉米设不施氮(N0)、氮肥后移20%(N1)、氮肥后移10%(N2)和传统施氮氮肥不后移(N3)4个处理,间作玉米和单作玉米各施氮处理下总施氮量分别为210和360kg·hm^(-2),研究不同种植制度及氮肥后移比例对小麦和玉米的土壤蒸发、耗水特性及水分利用的影响。【结果】小麦、玉米独立生长阶段间作处理的棵间蒸发量大于单作,间作小麦棵间蒸发较单作小麦增大15.9%—16.7%,间作玉米棵间蒸发较单作玉米增大5.4%—14.7%,麦玉共生期间作棵间蒸发量较单作加权降低4.6%—6.1%;全生育期棵间蒸发总量表现为:小麦玉米间作最大、单作玉米次之、单作小麦最小,在间作模式中,氮肥后移20%处理棵间蒸发量较传统施氮降低6.5%,且小麦带棵间蒸发量较玉米带增大12.6%—17.3%,是间作系统棵间蒸发的主要来源。间作系统中氮肥后移20%和后移10%处理全生育期耗水量较传统施氮分别降低34.3和18.9 mm,E/ET与传统施氮差异不显著。间作系统籽粒产量较单作加权平均提高21.1%—39.0%,间作系统氮肥后移20%处理籽粒产量较传统施氮提高28.8%,其中间作小麦、间作玉米氮肥后移20%处理较传统施氮分别提高24.3%、30.8%。间作种植模式氮肥后移处理水分利用效率较单作加权平均显著提高15.0%、12.3%,其中氮肥后移20%处理较传统施氮提高35.9%,氮肥后移10%处理较之提高19.3%。【结论】小麦玉米间作种植模式结合氮肥后移20%能减少土壤蒸发和全生育期耗水量,提高产量和水分生产力,是绿洲灌区小麦玉米间作高产高效生产可采用的施氮制度。 展开更多
关键词 间作 氮肥后移 棵间蒸发 产量 水分利用效率
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露天煤矿区不同生态措施对紫穗槐水分利用特征的影响
10
作者 毕银丽 柯增鸣 高学江 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期190-196,共7页
[目的]为探究排土场不同生态措施下典型植物的水分利用特征,提高植物水分利用效率,加速矿区生态恢复进程。[方法]以黑岱沟煤矿排土场6种生态措施(对照、接菌、绿肥、接菌+绿肥、绿肥+风化煤、接菌+绿肥+风化煤)下紫穗槐为对象,结合水的... [目的]为探究排土场不同生态措施下典型植物的水分利用特征,提高植物水分利用效率,加速矿区生态恢复进程。[方法]以黑岱沟煤矿排土场6种生态措施(对照、接菌、绿肥、接菌+绿肥、绿肥+风化煤、接菌+绿肥+风化煤)下紫穗槐为对象,结合水的氢氧稳定同位素等方法分析。[结果](1)排土场土壤含水率为3%~9%,在0-30,70-100 cm土层较低,在30-70 cm土层较高。(2)紫穗槐的水分供给来源于降水和土壤水,土壤水分在0-30 cm土层发生显著的分馏现象,且在不同生态措施表现出显著差异,绿肥处理最大,接菌+绿肥处理最小。(3)不同生态措施下紫穗槐的水分利用特征存在显著差异,接菌处理对50-100 cm土层的水分利用比例较高,为53.4%;绿肥处理紫穗槐主要利用表层(0-20 cm土层)土壤水分,为42.6%;接菌+绿肥处理紫穗槐对各层土壤水分利用比例较为均匀。[结论]接菌+绿肥处理优化了紫穗槐水分利用特征,增加对表层和深层水分的利用比例,可作为排土场的生态复垦措施,促进西部干旱矿区生态恢复速率和效应。 展开更多
关键词 排土场 生态措施 水分来源 水分利用特征
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接种AMF对西部煤矿区紫穗槐根系分布和水分利用效率的影响
11
作者 毕银丽 杨伟 +2 位作者 柯增鸣 武超 李明超 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期311-322,共12页
西部干旱半干旱煤矿区井工开采导致了大面积采煤沉陷区的出现,矿区生态复垦难度较大,利用菌根微生物技术进行生态修复已经成为当前的研究热点。为探究接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对紫穗槐根系分布特征和水分利... 西部干旱半干旱煤矿区井工开采导致了大面积采煤沉陷区的出现,矿区生态复垦难度较大,利用菌根微生物技术进行生态修复已经成为当前的研究热点。为探究接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对紫穗槐根系分布特征和水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)的影响,研究通过室内土柱试验,设置了对照不种植紫穗槐幼苗(CK1)、种植紫穗槐幼苗(CK)、种植紫穗槐幼苗并接种AMF(+AM)3组试验处理,并对植物生长指标和土壤水分等进行了测定。结果表明:①接种AMF有效促进了紫穗槐的生长,其株高、SPAD(Soil and plant analyzer development)值、地上生物量和地下生物量相较CK处理分别提升38.5%、27.5%、11.1%、69.4%;②接菌改变了紫穗槐的根系分布,使总根系长度和根尖数分别增加329.0%和586.1%,平均根直径显著减小22.9%,2 mm以下细根根长比例提升370.1%。同时,接菌影响了土壤水分分布和紫穗槐的水分利用模式,使0~20 cm的土壤含水率较CK处理分别提高8.9%、7.8%,20~50 cm的含水率又分别降低16.8%、4.0%、11.6%;接菌增加了紫穗槐对表层5 cm以下土壤的水分利用比例,在5~30、30~50 cm分别提升15.4%、9.9%;③接菌使紫穗槐植株的WUE增加了27.5%,主成分分析结果表明,紫穗槐根系中的细根长(0.50~1.00 mm)和根尖数是干旱胁迫下接种AMF对土壤水分高效利用的关键根系特征。综上,接菌可对紫穗槐幼苗有明显的促生作用,通过对紫穗槐细根根系特征参数的显著改善,促进了对土壤水分的吸收及再分配能力,进而使紫穗槐植株表现出较高的WUE,该研究结果可为西部采煤沉陷区生物联合修复技术提供科学指导和技术支持。 展开更多
关键词 丛枝菌根真菌 根系分布 土壤水分分布 碳氢氧同位素 水分利用效率
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秸秆还田对东北黑土水分特征及物理性质的影响
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作者 郑洪兵 罗洋 +8 位作者 隋鹏祥 李瑞平 王浩 任英 袁野 周思琪 田圣陶 刘武仁 郑金玉 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期226-236,共11页
为明确秸秆还田对东北黑土水分特征及物理性质的影响,设置秸秆覆盖还田(FG)、秸秆翻埋还田(FM)和秸秆不还田翻耕(FD)3个处理,测定土壤含水量、水分特征曲线、容重、硬度、土壤三相比及结构稳定性等参数。结果表明:(1)秸秆覆盖还田可显... 为明确秸秆还田对东北黑土水分特征及物理性质的影响,设置秸秆覆盖还田(FG)、秸秆翻埋还田(FM)和秸秆不还田翻耕(FD)3个处理,测定土壤含水量、水分特征曲线、容重、硬度、土壤三相比及结构稳定性等参数。结果表明:(1)秸秆覆盖还田可显著提高春季耕层(0~30 cm)土壤含水量,较秸秆不还田翻耕处理增幅为11.17%~150.84%;不同处理耕层土壤在水吸力中吸力段土壤含水量变化曲线平滑,秸秆覆盖还田处理具有较高的土壤持水性。(2)秸秆还田能显著提高土壤水分有效性,与秸秆不还田翻耕处理相比,秸秆覆盖还田处理0~10 cm土层土壤田间持水量提高4.85%~11.03%,土壤凋萎系数提高10.85%~18.00%;秸秆翻埋还田处理0~10 cm土层土壤重力水增加9.65%~80.73%。秸秆翻埋还田提升了土壤供水能力,土壤比水容量较秸秆不还田翻耕处理增加4.8%~10.0%。(3)与秸秆不还田翻耕处理相比,秸秆还田降低了收获后土壤紧实度,降低幅度为0.18~0.31 MPa;秸秆覆盖还田增加表层土壤容重,降低土壤孔隙度,促进三相结构趋于合理,显著增加土壤结构稳定性。(4)皮尔森相关分析表明,三相比R值与结构距离(r=0.73*)、土壤容重(r=0.70*)相关性显著,在一定范围内三相比R值的增加有利于改善并促进土壤结构稳定。综上可知,东北黑土农田实施秸秆还田是提高春季土壤含水量、增强土壤持水性、提升土壤供水能力、调节土壤紧实性、调控土壤三相比、改善土壤结构和提高土壤宜耕性的有效措施。 展开更多
关键词 秸秆还田 黑土 水分特征 土壤结构 三相比R值
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水分优化管理对稻虾共作模式水稻产量及土壤还原性物质的影响
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作者 彭成林 赵书军 +6 位作者 佀国涵 朱秀秀 牛鑫泽 袁家富 徐大兵 刘威 周剑雄 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期192-197,共6页
通过探索水分优化管理对稻虾共作模式水稻产量及土壤还原性物质的影响,为该模式下水稻水分管理和土壤改良提供科学依据。在水稻直播和机插两种种植方式下,分别设置以水稻分蘖后期和成熟期两次重晒田等措施为主的水分优化管理处理、以水... 通过探索水分优化管理对稻虾共作模式水稻产量及土壤还原性物质的影响,为该模式下水稻水分管理和土壤改良提供科学依据。在水稻直播和机插两种种植方式下,分别设置以水稻分蘖后期和成熟期两次重晒田等措施为主的水分优化管理处理、以水稻分蘖后期和成熟期两次轻晒田等措施为主的水分常规管理处理,于湖北省潜江市采用田间定位试验开展研究。结果表明,在水稻直播和机插条件下,水分优化管理相对于常规管理平均增产率分别为8.5%和9.4%,增产效果均达到显著水平。相对于常规管理,水分优化管理对水稻有效穗数和每穗粒数的正效应大于结实率和千粒质量。水稻分蘖后期,水分优化管理相对于常规管理0~10 cm土层亚铁含量下降40.8%~41.8%,0~20 cm土层还原性物质总量下降45.1%~46.4%;与分蘖后期相比,水稻收获后0~20 cm土层亚铁和还原性物质总量总体呈下降趋势。由此表明,稻虾共作模式下分蘖后期和成熟期两次重晒田等水分优化管理措施能够显著增加水稻产量,缓解土壤潜育化程度。 展开更多
关键词 稻虾共作 水分优化管理 土壤还原性物质
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水分及秸秆覆盖对夏玉米土壤呼吸及碳平衡的影响
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作者 张笑培 常晓 +2 位作者 杨慎骄 王和洲 周新国 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 2024年第1期1-8,共8页
【目的】充分发挥秸秆覆盖与适宜灌溉对作物增产及土壤固碳减排的各自优势及二者协同效应,建立减排增产节水的高效农田管理模式。【方法】以豫东地区夏玉米为研究对象,设置覆盖方式(秸秆覆盖(S)和无覆盖(N))和灌水控制下限(田间持水率(... 【目的】充分发挥秸秆覆盖与适宜灌溉对作物增产及土壤固碳减排的各自优势及二者协同效应,建立减排增产节水的高效农田管理模式。【方法】以豫东地区夏玉米为研究对象,设置覆盖方式(秸秆覆盖(S)和无覆盖(N))和灌水控制下限(田间持水率(FC)的50%(W1)、60%(W2)、70%(W3)、80%(W4))两因素试验,系统研究水分及秸秆覆盖对土壤碳排放总量、土壤微生物异氧呼吸碳释放量和农田净初级生产力固碳量影响。【结果】秸秆覆盖和灌水增加了土壤呼吸、农田净初级生产力固碳量和土壤微生物异氧呼吸碳释放量,其中SW4处理均最高,与SW3、NW4处理差异不显著。SW3处理净生态系统生产力(NEP)和碳排放效率均最高,分别较其他处理高3.99%~245.74%和2.35%~138.80%。与SW4处理相比,SW3处理在节约灌水的前提下,农田净生态系统生产力提高2.99%,碳排放效率提高2.35%。【结论】综合考虑农田净生态系统生产力和碳排放效率,SW3处理(灌水控制下限为70%FC+秸秆覆盖)可以作为节水、减排、增产的农田管理模式。 展开更多
关键词 秸秆覆盖 土壤水分 夏玉米 土壤呼吸 碳平衡
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预制烤鱼水分分布及关键挥发性风味物质分析
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作者 张艳 王圣开 +3 位作者 付勋 冯婷婷 李翔 聂青玉 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2024年第2期75-83,共9页
以即热型预制烤鱼为研究对象,采用低场-核磁共振技术(Low field-nuclear magnetic resonance,LF-NMR)、顶空固相微萃取与气相色谱质谱联用技术(Headspace-solid phase microextraction-gas chromatography mass spectrometry,HS-SPME-GC... 以即热型预制烤鱼为研究对象,采用低场-核磁共振技术(Low field-nuclear magnetic resonance,LF-NMR)、顶空固相微萃取与气相色谱质谱联用技术(Headspace-solid phase microextraction-gas chromatography mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)对不同电烤条件下烤鱼水分分布及挥发性风味物质进行研究。结果表明:250℃烤制20 min的烤鱼加工损失率最低,持水力最高。烤鱼中水分主要形式为不易流动水,200℃烤鱼的弛豫时间T22、T23最低,其次是250℃烤鱼,T2反演谱整体向左移动,说明水的自由度降低。250℃烤制20 min的烤鱼不易流动水峰面积占比(A22)最高,达94.03%,自由水峰面积占比(A23)最低,为1.93%,说明肌肉组织持水较优。在5组烤鱼中共鉴定出70种挥发性物质,主要为醛类、酮类、醇类及烃类等。通过相对气味活度值(Relative odor activity value,ROAV)筛选出关键挥发性风味物质分别为12、9、11、8和8种。5组样品贡献较大的风味物质为己醛、1-辛烯-3-醇、壬醛等,其中愈创木酚和4-甲基苯酚是碳烤烤鱼特有的关键风味物质。通过主成分分析,不同条件烤制的烤鱼关键挥发性风味物质差异明显。相关性分析表明,A22与异戊醛、庚醛和2,3-辛二酮呈显著正相关(P<0.05),与壬醛和愈创木酚呈显著负相关(P<0.05)。该研究结果为预制烤鱼开发提供参考。 展开更多
关键词 即热 预制烤鱼 碳烤 电烤 水分迁移 挥发性风味物质
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冻结作用下土石坝护坡土石混合体水分迁移试验研究
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作者 李卓 姜鑫 +3 位作者 张继勋 赵昱 王虞清 鲁洋 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期959-967,共9页
土石坝护坡冻胀破坏主要由护坡砂砾料垫层、坝体填土自身冻胀和水分迁移共同作用引起。针对寒区土石坝护坡普遍存在的隆起、错位、坍塌等冻胀破坏问题,以寒区某土石坝护坡工程砂砾料垫层、坝体填土为研究对象,采用自研的土石混合体水分... 土石坝护坡冻胀破坏主要由护坡砂砾料垫层、坝体填土自身冻胀和水分迁移共同作用引起。针对寒区土石坝护坡普遍存在的隆起、错位、坍塌等冻胀破坏问题,以寒区某土石坝护坡工程砂砾料垫层、坝体填土为研究对象,采用自研的土石混合体水分迁移冻结模型试验装置系统,开展了补水条件下单向冻结模型试验研究,研究了温度、含石量、水分迁移对土石坝护坡土石混合体冻胀特性的影响。研究结果表明:温度、含石量对土石混合体的冻胀特性影响显著;水分迁移受土石含量、温度和含水率影响,护坡砂砾料垫层和坝体填土含水率越大,冻结过程中水分迁移量越大,水分相变成冰的条件越充分;土、石分层对黏土温度变化影响较大,黏土和砾石分层可有效减小水分迁移量和冻胀量,对土石坝护坡防冻胀是有利的;土石混合体内部孔隙水相变成冰并在试样内部形成分凝冰是冻胀量增加的主要原因,土石混合体原位冻胀以及冻结过程中分凝冰的生长使冻胀量不断增加,且补水量越大,试样冻胀量就越大;不同温度、含石量下试样的冻胀量均随补水量的增加而基本呈线性增大,且含石量对冻胀量增加速率影响较小,温度对冻胀量增加速率影响较显著。研究成果可为寒区土石坝护坡设计和运行管理提供科学依据和技术支撑,补充了碾压式土石坝设计规范中的护坡设计。 展开更多
关键词 土石坝 土石混合体 水分迁移 冻胀破坏 冻结作用
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长期施用有机肥对半干旱区春小麦产量及其水分利用效率和土壤有机碳的影响
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作者 张平良 郭天文 +1 位作者 刘晓伟 曾骏 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期105-112,共8页
以国家土壤质量安定观测试验站黄绵土区的农田长期定位试验为研究对象,研究长期施用有机肥对半干旱区春小麦产量及其水分利用效率和有机碳的影响。结果表明,连续种植7年春小麦,施肥显著影响小麦产量及其水分利用效率,以化肥与有机肥配施... 以国家土壤质量安定观测试验站黄绵土区的农田长期定位试验为研究对象,研究长期施用有机肥对半干旱区春小麦产量及其水分利用效率和有机碳的影响。结果表明,连续种植7年春小麦,施肥显著影响小麦产量及其水分利用效率,以化肥与有机肥配施(NPKM)处理效果最好,较单施化肥(NPK)、单施有机肥(OM)处理春小麦产量和水分利用效率分别增加了7.18%和7.82%、5.91%和3.83%;在定位施肥初期(前3年),NPKM和NPK处理的效果优于OM,在第4年三者无差异,而第5年及之后,NPKM和OM处理的效果明显好于NPK处理。长期NPKM和OM处理较NPK处理0~20 cm土层土壤有机碳含量分别显著增加了36.88%和31.98%,有机碳储量分别显著增加了31.17%~41.94%和27.80%~35.81%,表层0~10 cm的增加效果显著好于10~20 cm土层。不同施肥处理对0~20 cm土层土壤微生物生物量碳(MBC)的影响表现为NPKM>OM>NPK>CK,且差异显著,长期NPKM和OM处理较NPK处理土壤MBC分别显著增加了46.4%和28.7%,长期单施NPK处理可显著增加土壤MBC含量,但对有机碳影响不明显。综上所述,长期NPKM或OM处理可显著增加黄绵土小麦地土壤有机碳和MBC含量,增加有机碳储量,有利于农田土壤固碳增汇,提高小麦产量及其水分利用效率。 展开更多
关键词 半干旱区 有机肥 春小麦 产量 水分利用效率 有机碳 微生物生物量碳
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不同时期水分胁迫对渭北苹果品质及水分利用效率的影响
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作者 赵爽 马子清 +2 位作者 李雪薇 赵海亮 管清美 《西北园艺》 2024年第2期60-63,共4页
为探究不同时期水分胁迫处理对苹果果实外观、内在品质、产量及水分利用效率的影响,并确定适宜的灌水方案,在渭北地区以烟富6号/SH16为试材,设置了4种不同灌溉处理。结果表明:不同处理对果形指数无显著性影响,处理2(果实生长前期轻度胁... 为探究不同时期水分胁迫处理对苹果果实外观、内在品质、产量及水分利用效率的影响,并确定适宜的灌水方案,在渭北地区以烟富6号/SH16为试材,设置了4种不同灌溉处理。结果表明:不同处理对果形指数无显著性影响,处理2(果实生长前期轻度胁迫灌溉50%θf和果实生长中期充分灌溉75%θf,θf为田间持水量)可以显著提高果面色度L*值和b*值。处理1(果实生长前期和果实生长中期均充分灌溉75%θf)会显著提高果实可溶性固形物含量和果皮硬度,而各处理对可滴定酸、果肉硬度及果肉脆度无显著性影响。处理2的产量、ET(耗水量)、WUE(水分利用效率)及IWUE(灌溉水利用效率)均较高。综合分析,认为果实生长前期轻度胁迫灌溉50%θf和果实生长中期充分灌溉75%θf的灌溉总额为350 m3/hm2的处理2为最优处理,适合在渭北地区生产中推广应用。 展开更多
关键词 水分胁迫 苹果 产量 果实品质 水分利用效率
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微膨胀泥岩地基原位水分入渗响应特征试验研究
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作者 余云燕 丁小刚 +2 位作者 马丽娜 崔文豪 杜乾中 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期647-658,共12页
红层泥岩的膨胀性和水敏性对地区公路、高铁的建设和工后变形控制构成了长期潜在威胁。为此,依托甘肃兰州一红层泥岩路堑段,开展了微膨胀泥岩地基原位水分入渗响应特征试验,分析泥岩地基膨胀变形量、膨胀力和体积含水率时空演化规律,并... 红层泥岩的膨胀性和水敏性对地区公路、高铁的建设和工后变形控制构成了长期潜在威胁。为此,依托甘肃兰州一红层泥岩路堑段,开展了微膨胀泥岩地基原位水分入渗响应特征试验,分析泥岩地基膨胀变形量、膨胀力和体积含水率时空演化规律,并讨论了室内试验和原位试验的差异性。研究结果表明:红层泥岩地基水分入渗形式包括裂隙流和孔隙流,水分场具有明显的时空分布不均匀性,岩体裂隙对渗流、膨胀具有促进作用。入渗过程中泥岩吸水膨胀具有显著的时效性,原位地基膨胀量和膨胀力均经历骤增、减速增长和缓慢增长阶段,并未能达到收敛,浸润峰后泥岩表面逐渐软化甚至泥化,会导致地基承载力下降。室内试验对原位泥岩的水分入渗响应特征反映有限。 展开更多
关键词 岩石力学 红层泥岩 微膨胀 原位试验 水分入渗
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水分对消防灭火防护服织物系统辐射热防护性能的影响
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作者 邱浩 刘飞 王云仪 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2024年第3期299-304,共6页
现阶段消防灭火服热防护性能评估中,对水分影响的考虑不足。为研究水分在不同织物层中对其热防护性能的影响差异,在低热辐射暴露下,分别在外层、舒适层、外层与舒适层设置不同含水量水平,分别针对直接热暴露、包含热暴露与蓄热释放全程... 现阶段消防灭火服热防护性能评估中,对水分影响的考虑不足。为研究水分在不同织物层中对其热防护性能的影响差异,在低热辐射暴露下,分别在外层、舒适层、外层与舒适层设置不同含水量水平,分别针对直接热暴露、包含热暴露与蓄热释放全程两种情形进行试验测评。研究发现,无论是直接热暴露还是综合考虑蓄热释放的作用,增加外层织物水分含量有利于提升多层织物整体热防护能力,且随着水分含量的增大而上升;舒适层织物润湿则会削弱多层织物整体热防护能力,提高舒适层的吸湿排汗能力,保持其干燥是保持灭火防护服热防护性能的手段之一。外层与舒适层同时润湿时,二者之间呈现交互影响,未来可进一步深入研究。 展开更多
关键词 水分 多层织物系统 热防护性能 热蓄积 二度烧伤
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