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为了研究滴灌施肥条件下土壤水、氮的运移分布规律，本文通过室内土柱滴灌水氮入渗试验，研究了滴灌结束时及再分布过程中土壤水、氮的运移变化规律；同时用HYDRUS软件建立了土柱滴灌水氮入渗的几何模型，用来模拟滴灌土壤水氮运移过程。对试验及模拟中12个观测点测得的土壤含水率、土壤铵态氮、硝态氮质量浓度进行对比分析，结果表明：土壤含水率模拟值与实测值的相对误差变化在10%以内；土壤铵态氮、硝态氮质量浓度的模拟值与实测值变化范围在20%以内。滴灌结束时土体剖面内土壤含水率随距滴头距离的增大而减小，再分布72 h土层25~30 cm土壤含水率增大到0.2 cm3·cm-3，120 h后土体剖面内土壤含水率较滴灌结束时下降了18%。土壤铵态氮质量浓度主要分布于距滴头20 cm的范围；24 h土壤铵态氮质量浓度最大，且随着时间的推移逐渐减小，到120 h时减少了40%；各观测点24 h至120 h土壤硝态氮质量浓度随着时间的推移逐渐增大，且硝态氮质量浓度在滴头20 cm的范围内由0.442 mg·cm-3增加到1.2 mg·cm-3。各观测点24 h土壤硝态氮质量浓度在空间分布上差异不大，其中观测点1，3，6，8，5的土壤硝态氮质量浓度分别为0.437，0.467，0.451，0.482 mg·cm-3和0.447 mg·cm-3，差值均小于0.05 mg·cm-3；48 h后土体剖面内土壤硝态氮质量浓度空间分布随离滴头距离的增加而减小，垂直方向上从距滴头5 cm的观测点1到距滴头25 cm的观测点8减少了53%。依据研究结果，可用数值模型模拟滴灌施肥条件下土壤水氮运移的变化规律。 相似文献
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基于Hydrus-2D的红壤区涌泉根灌自由入渗土壤水分运移数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
代智光 《干旱地区农业研究》2020,38(4):27-31
针对Hydrus-2D软件在红壤区涌泉根灌土壤水分运移模拟的适用性问题，依据非饱和土壤水动力学理论，并结合红壤区涌泉根灌土壤水分运动特征建立了涌泉根灌土壤水分的入渗模型，利用Hydrus-2D软件对模型进行求解，并对湿润锋运移距离以及土壤含水率的模拟值和实测值进行了对比验证。结果表明：在灌水结束时，Hydrus-2D软件对竖直向下方向湿润锋的模拟值和实测值之间相对误差为5.21%，水平方向湿润锋的模拟值和实测值之间相对误差为-7.28%，且湿润锋模拟值和实测值的相关系数(R2)均大于0.980，RMSE均在1.300 cm以内，F检验P值也均大于0.05；在灌水结束时，距离灌水器不同距离处土壤含水率剖面分布的模拟值和实测值基本一致，均表现为随着土层深度的增加而先增大后减小，在距离灌水器不同位置处，Hydrus-2D软件对剖面土壤含水率的模拟值和实测值之间的相对误差均在±10%以内，且土壤含水率的模拟值和实测值相关系数（R2）均大于0.990，RMSE在0.030 cm3·cm-3以内，F检验P值也均大于0.05。说明模拟值和实测值具有较好的一致性，模拟结果可为红壤区涌泉根灌系统的合理设计及运行提供依据。 相似文献
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秸秆覆盖下油菜间作紫云英的土壤微环境效应 总被引：1，自引：0，他引：1
为探索绿肥紫云英在我国西南地区旱地的应用前景，通过秸秆覆盖下种植紫云英，探讨其对土壤微环境的影响。结果表明：秸秆覆盖可显著提高10 cm土层农田土壤温度，在整个生育期内平均可提高0.11℃，同时间作紫云英显著提高了油菜苗期10 cm处的土壤温度，且在秸秆覆盖下表现更为明显；秸秆覆盖对0~5 cm土层土壤含水量和土壤电导率的影响较小，紫云英单作显著提高了0~5 cm土层土壤含水量，其平均土壤含水量为0.26 m3·m-3，而紫云英油菜间作则降低了0~5 cm土层土壤含水量和土壤电导率，其平均土壤含水量和土壤电导率分别为0.24 m3·m-3和0.16 dS·m-1。另外，不同种植模式对农田土壤养分的影响主要体现在玉米季，而且种植紫云英对油菜季和玉米季的土壤养分综合评价均较好，秸秆覆盖下紫云英单作评价值最高，其中油菜季为1.101，玉米季为1.214。可见，西南旱地秸秆覆盖下种植紫云英可改善农田土壤水热环境，同时有较好的土壤养分综合评价效果。 相似文献
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基于HYDRUS-2D的滨海地区膜下滴灌土壤水盐运移模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以春玉米“郑单958”为供试作物，采用膜下滴灌灌水方式，设定2种不同灌水定额，分别是单次灌水定额20 mm和10 mm，测定试验区土壤水分、盐分含量，利用HYDRUS-2D模型对土壤水盐运移进行模拟，将模拟值与实测值进行对比分析，探究滨海地区盐碱化土壤水盐运移规律。结果表明：滴灌过程中，水平方向土壤盐分由膜下向膜边运移，膜下土壤淋洗效果好于膜边；竖直方向0~20 cm土壤水分、盐分变化幅度最大，土壤含盐量降低16.1%，淋洗效果明显；下层土壤盐分淋洗效果一般，土壤含盐量降低值仅为9.6%。土壤水分重分布过程中，0~20 cm土层土壤含水率和含盐量变化幅度比20~60 cm土层大。0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土层高灌水定额（20 mm）处理对土壤盐分的抑制作用分别比低灌水定额（10 mm）处理高26%、11%、19%，并且高灌水定额滴灌将土壤盐分淋洗到60 cm土层以下，而低灌水定额滴灌未能将土壤盐分淋洗到60cm土层以下。HYDRUS-2D模拟得到的土壤含水率与含盐量和实测值基本吻合，模型可靠。 相似文献
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基于HYDRUS-2D模型模拟耕荒地水盐运移规律 总被引：6，自引：0，他引：6
在野外实测资料的基础上,利用HYDRUS-2D模型对作物生育期耕地与盐荒地间土壤水盐的迁移进行了模拟和分析。结果表明,在强蒸发作用下,盐分在表层土壤中积聚,20、40、70 cm土层分别上升了67.23%、62.37%、37.2%。经检验,HYDRUS-2D模型对土壤含水率和含盐率运移的模拟具有较高精度,反映出盐分积聚和水分运移规律。 相似文献
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为了提高HYDRUS-2D模型在暗管排水中的模拟精度，提出了虚拟土层(VSL)和实际开孔面积(AHA)两种方法来代替HYDRUS-2D在暗管排水中的暗管原有渗透边界(PSB)。研究表明:VSL和AHA模型的模拟值与实测值具有较好的一致性;土壤含盐量平方根误差（RMSE）分别为0.757、0.966 g·kg-1，决定系数(R2)分别为0.977和0.964；土壤含水率的RMSE分别为0.007、0.008 cm3·cm-3,R2分别为0.885和0.794。此外，VSL在模拟排水方面(RMSE=9.48L，R2=0.93)和模拟排盐方面(RMSE=0.225 kg，R2=0.922)的模拟精度均高于AHA和PSB，可见，VSL更适用于暗管边界。进一步建立了VSL的环宽（RW）与其饱和导水率（Ks）之间的经验公式(R2=0.99，P<0.01)，当模拟区域和暗管布局变化时，该经验公式可用于确定VSL的模型参数,其模拟结果可用于指导相关地区的暗管布局。 相似文献
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基于HYDRUS模型的盐碱地土壤水盐运移模拟 总被引：7，自引：0，他引：7
为了解陕西卤泊滩盐碱地的水盐运移情况,基于当地2009—2013年田间水盐监测资料,应用饱和-非饱和土壤水分及溶质运移理论,利用HYDRUS-1D数值模型对当地土壤水分、盐分运移规律进行数值模拟,分析了盐碱地的水盐变化状况,确定合理的田间灌水定额。结果表明:在玉米整个生育期内,不同灌溉处理的土壤含水量变化趋势基本一致,从节水控盐的综合标准衡量,农田灌水定额为500 m3·hm-2时有利于控制土壤盐分的累积。采用HYDRUS-1D模型对盐碱地农田土壤水盐运移的模拟结果与田间试验实测结果基本吻合,该研究结果可为类似盐碱化地区农田水盐管理提供科学依据。 相似文献
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为构建适用于干旱区膜下滴灌条件的土壤水盐动态分布和棉花生长模型，基于2020—2021年的田间试验，经过对SWAP模型的土壤、土壤水力功能和作物生长等模块进行率定和验证，对灌溉水矿化度为1、2、3、4、5、6 g·L-1时的土壤水盐分布特征、作物生长过程和干物质累积分配进行数值模拟。结果表明：（1）土壤含水率与土壤含盐量的模拟精度以20～100 cm土层较好，0～20 cm土层模拟精度较差，其中土壤含水量的模拟效果优于土壤含盐量；随着灌溉水源矿化度的增加，土壤含水率和含盐量的模拟误差逐渐变小。（2）不同矿化度水源膜下滴灌棉花叶面积指数模拟效果较好（R2=90.72%，RMSE=0.35 cm2·cm-2，NRMSE=8.73%，IOA=0.98）。（3）不同矿化度水源膜下滴灌棉花茎干物质累积量模拟效果较好（R2=89.08%，RMSE=6.12 g，NRMSE=23.16%，IOA=0.96）。研究结果表明，SWAP模型可以较好地对不同矿化度水源膜下滴灌的土壤水盐动态分布和棉花生长过程进行模拟。 相似文献
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基于HYDRUS模型的暗管排水水盐运移模拟 总被引：4，自引：0，他引：4
为了探索暗管排水条件下膜下滴灌农田的水盐运移规律，本文设计了埋深1 m，间距4 m的暗管排水模型试验，研究分析灌水淋洗过程中土壤水分和盐分的动态变化规律，并利用HYDRUS模型对暗管排水条件下的水盐运移规律进行数值模拟分析与验证。结果表明：经过3次灌水淋洗后，表层0~20 cm土层内盐分含量下降至2 g·kg-1，达到了非盐化土水平，20~60 cm土体内上层土壤脱盐效果高于下层，总盐分含量下降至8 g·kg-1以下；经过实测值与模拟值的验证，土壤盐分和水分的均方根误差RMSE最大分别为0.632和1.324，决定系数R2最小分别为0.992和0.906，说明模拟结果与实测结果吻合度较好，HYDRUS模型能够较好地模拟暗管排水过程中水盐运移规律。通过模型模拟6次灌水（共90 d）后暗管排水条件下不同土层深度的水盐动态变化特征，模拟结果表明，0~40 cm土层内盐分含量下降至2 g·kg-1，40~80 cm土层内盐分含量下降至4 g·kg-1左右，基本达到轻度盐化水平；距离暗管不同间距处的土壤剖面盐分含量呈波动变化，距离暗管越远，土壤剖面含盐量越大，盐分含量在0~8 g·kg-1范围内变化。 相似文献
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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。 相似文献
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在宁南山区海原县关庄乡高台村试验田,采用膜下滴灌节水技术,研究了覆膜不滴灌、滴灌不覆膜、膜下滴灌和不滴灌不覆膜(CK)4种方式下马铃薯生育期的土壤养分、酶活性以及马铃薯产量的差异。结果表明:在0～20 cm和20～40 cm土层中,膜下滴灌种植条件下,与CK相比较,有机质含量分别提高了3.88%、18.23%,碱解氮提高了10.71%、18.75%,速效钾提高了5.92%、2.55%,生育期内土壤脲酶活性提高了27.05%～69.37%、0.17%～38.33%,碱性磷酸酶活性提高了12.70%～23.90%、 6.99%～28.93%,转化酶活性提高了5.65%～68.12%、8.41%～31.63%,纤维素酶活性提高了8.33%～32.94%、19.98%～108.82%,产量提高了107.90%;土壤养分与酶活性及马铃薯产量间存在显著正相关。研究得出,膜下滴灌可以改善土壤微生态环境,提高土壤酶活性,改善土壤养分循环能力,增加产量,是干旱半干区马铃薯旱作节水栽培的有效措施之一。 相似文献
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土壤电导率能够间接反映田间养分或盐分含量,通过监测土壤电导率可以掌握土壤养分或盐分运移和利用情况。本文通过2种土壤容重、5种含水率条件下土柱入渗试验,利用5TE传感器对土壤体积含水率、体积电导率、温度等参数进行连续监测,分析容重及含水率对土壤电导率的影响。结果表明：在入渗过程中,含水率和电导率均先增大后逐渐减小,最后趋于平缓;电导率开始减小的时间较含水率开始减小的时间略有提前;当体积含水率一定时,孔隙水电导率随体积电导率的增加基本呈线性增加;随含水率的增大,孔隙水电导率随体积水电导率增大的速率变慢;当体积电导率一定时,随着含水率的增加,孔隙水电导率逐渐减小,容重为1.35 g·cm-3时减幅为9.52%～55.51%,容重为1.3 g·cm-3时减幅为9.72%～54.62%;孔隙水电导率一定时,体积电导率随含水率的增加而增大,容重为1.35 g·cm-3时增幅为10.51%～124.75%,容重为1.3 g·cm-3时增幅为10.76%～120.35%。对于2种容重情况,相同含水率下孔隙水电导率与... 相似文献
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为明确秸秆覆盖后微气候对盐渍土水盐运动的调控机理,通过室内土柱试验,模拟研究了盐渍土蒸发过程(0～17 717 min)中不同秸秆覆盖量(0、0.3、0.6、0.9 kg·m~(-2)和1.2 kg·m~(-2),分别以CK、A、B、C和D表示)对近地层微气象因素(地表土壤温度、空气温度、相对湿度)、湍流热通量、蒸发强度及水盐运动的影响。结果表明,秸秆覆盖可有效提高近地层土壤温度和近地层空气温度,A、B、C和D处理的地表土壤温度比CK分别增加了21.9%、27.4%、27.2%和33.5%,地表上方15 cm处空气温度比CK分别增加了1.02%、0.59%、0.95%和1.54%;无外热源补给条件下,A、B、C和D处理的湍流交换系数比CK分别低了73.3%、62.8%、29.9%和51.7%,湍流热通量分别增加了80.2%、70.6%、52.8%和69.6%,潜热通量分别低了84.9%、79.4%、57.6%和69.8%,差异显著;秸秆覆盖对土壤蒸发强度的抑制作用主要在蒸发前期(0～10 000 min),且A、B、C和D处理的蒸发强度比CK处理分别降低了12.4%、52.5%、26.7%和60.3%(p0.05),随着秸秆覆盖量的增加表层0～1 cm土层土壤电导率呈降低趋势,表明秸秆覆盖在一定程度上可以抑制土壤盐分向地表积聚。 相似文献
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不同覆草量苹果园土壤水温效应及对树体生长的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
将麦草覆盖应用于果园,研究不同覆盖用量22 000 kg·hm-2(T1)、33 000 kg·hm-2(T2)、44 000 kg·hm-2(T3)和清耕(CK)在整个生长期对19年生长富2号苹果园0~100 cm土壤水分、5~25 cm土壤温度、树体生长量及果实品质的影响。结果表明:在旱情较重的4—7月,3种覆草处理的平均含水量随覆草量的增加而增大,其中T2和T3处理极显著(P0.01)高于CK,高出8.98%~27.09%;且3种覆草处理0~20、20~40 cm土层的含水量极显著(P0.01)高于CK,高出9.36%~73.77%;4—8月3种覆草处理的各深度地温低于CK,4—6月份极显著(P0.01)低于CK,低出2.11℃~8.02℃;相反,9—11月份高于CK。覆草处理5~20 cm深度土温日变幅极显著(P0.01)低于CK,低出0.39℃~3.63℃。果实单果重和产量以T2处理最高,3种覆草处理每公顷产量较CK极显著(P0.01)提高,高出10.70%~20.83%;产量水分利用效率覆草处理较CK极显著(P0.01)增高,高出9.87%~20.87%。覆草对树体生长量、枝类比例影响不大。综合各种效应及投入产出比,陇东黄土高原苹果园覆草量以22 000~33 000 kg·hm-2较经济适宜。 相似文献
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为明确不同覆盖方式结合灌水定额在食葵种植中的增产机制,以无覆盖（N）种植为对照,设置地膜覆盖（S）、秸秆覆盖（F）和碎麦秸垫式膜覆盖（SF）共3种覆盖方式,结合900 m3·hm-2（H）和750 m3·hm-2（M）2个灌水定额,对食葵农田土壤水热、养分及产量展开研究。结果表明：覆盖处理结合不同灌水定额均较无覆盖种植增加土壤贮水量,其中当灌水定额为900 m3·hm-2时,SF和F显著增加23.89%和12.37%、S增加了6.50%;当灌水定额为750 m3·hm-2时,SF、F、S分别显著增加20.64%、8.23%、6.96%。覆盖处理结合不同灌水定额对土壤温度的影响不同,其中当灌水定额为900 m3·hm-2时,SF和F较N提高2.82%～7.43%,S较N降低4.3%;当灌水定额为750 m3·hm-2时,SF和F均高于N,增幅为1.40%～6.87%。覆盖处理结合不同灌水定额可提高土壤碱解氮、速效磷、速效钾和有机质含量,其中SF处理有机质、速效磷、速效钾和碱解氮含量较N处理分别显著增加16.7%、15.2%、12.8%和16.5%,F和S处理有机质、速效磷和速效钾较N处理分别提高6.3%～6.8%、4.7%～7.8%和8.6%～8.8%。覆盖处理结合不同灌水定额可提高食葵产量及水分利用效率,其中SFH、SH、FH、SFM、FM处理分别较N处理增产25.9%、6.7%、10.4%、18.2%、15.2%,SM降低了3.1%,SFM处理水分利用效率提高6.3%。综上所述,SFM处理在改善食葵土壤水热、增加土壤养分、提高食葵产量及水分利用效率方面具有较大优势,故SFM种植模式是适宜于河西绿洲食葵种植的农业生产技术。 相似文献
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秸秆覆盖量对土壤水分利用及春玉米产量的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
为了探明半干旱区秸秆覆盖栽培中适宜的秸秆覆盖量,在宁南旱区进行了春玉米栽培试验。试验设1.35、0.9、0.45和0万kg/hm24个覆盖量处理,分析了不同覆盖量对土壤水分、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,4年玉米生育期覆盖量从高到低0～200 cm土层平均土壤贮水量分别较CK(无覆盖)高15.47、10.79 mm和6.26 mm(P<0.05)。试验期间,2009年玉米生育期降雨量最低(为266.1 mm),各处理依次较CK增产13.10%、17.37%和5.40%(P<0.05);2010年玉米生育期降雨量最高(为433.6 mm),各处理依次较CK增产3.91%、7.58%(P<0.05)和1.70%。0.9～1.35万kg/hm2覆盖量增产效果明显,4年平均比CK增产14.23%～12.03%,水分利用效率提高了10.64%～8.87%。宁南旱区,0.9万kg/hm2秸秆覆盖量能更好地蓄水保墒,促进农田土壤水分良性循环,且对提高玉米产量和水分利用效率有显著效果。 相似文献
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依托前期长期定位试验,基于DNDC过程模型,对秸秆和地膜覆盖条件下冬小麦田土壤有机碳和小麦产量的长期变化规律进行了模拟研究.结果表明,DNDC模拟的有机碳含量和冬小麦产量变化与田间观测结果较一致,能较理想地模拟两种覆盖措施对土壤有机碳和作物产量的长期影响.模拟结果显示,在50 a时间尺度上,不覆盖与地膜覆盖处理下0～5... 相似文献
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不同改良措施对卤阳湖盐碱地土壤 性质及玉米产量的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
利用农艺、生物、化学措施在陕西渭南市卤阳湖进行盐碱地改良田间试验，研究其对盐碱地的改良效果，选出适宜的当地盐碱土改良措施，为采取合理措施治理盐碱地提供依据。试验设9个处理，分别为对照、垄沟覆膜、平地覆膜、覆秸秆、生物有机肥、羊粪、腐殖酸、石膏、过磷酸钙处理。结果表明：所有处理均能提高玉米产量，与对照相比，羊粪、腐殖酸、过磷酸钙处理显著提升玉米产量，增产幅度分别为15.2%、16.3%、14.6%。除了平地覆膜处理，其它处理的百粒重均显著高于对照，增幅在12.7%~19.1%之间。不同改良措施条件下，0~20 cm土层土壤养分均有不同程度增加，其中有机质增幅为0.6%~20.9%、速效氮增幅为30.6%~109.3%,速效磷增幅为4.5%~247.4%、速效钾增幅为23.4%~69.2%；土壤pH、全盐含量、钠离子均有不同程度的降低，其中垄沟覆膜与羊粪处理降低土壤pH、全盐含量、土壤Na+效果显著，pH分别降低2.18%、2.45%，脱盐率分别达到20.4%、20.2%。垄沟覆膜、覆秸秆、过磷酸钙处理的经济效益与对照相比分别提高了9.44%、12.88%、4.87%。针对该区域盐碱地现状，从降盐效果考虑，推荐垄沟覆膜、羊粪为最佳的改良措施；综合改良效果与经济效益，垄沟覆膜为最优改良措施。 相似文献
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耕作模式和播种方式对旱地小麦产量形成的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
于2015—2017年在山西省闻喜旱地小麦试验示范基地开展大田试验,以耕作模式为主区,设休闲期深翻和免耕两种模式,以播种方式为副区,设探墒沟播、膜际条播和常规条播3种方式,研究旱地小麦土壤水分、产量形成和经济效益的差异。结果表明：休闲期深翻显著提高旱地小麦播前0～300 cm土壤蓄水效益,达46.97%～240.44%;提高旱地小麦生育时期土壤耗水量,达6.48%～13.07%;提高穗数、穗粒数、千粒重和产量,分别达3.32%～7.22%、3.67%～6.53%、1.11%～3.61%、10.23%～13.16%。探墒沟播和膜际条播较常规条播显著提高了旱地小麦茎蘖成穗率,达5.99%～16.87%,显著提高穗长0.8～1.7 cm,提高可孕小穗数1～3个;提高了穗数、穗粒数,分别达5.28%～15.75%和1.51%～11.25%,此外,休闲期深翻后采用探墒沟播较膜际条播减少投入1 200元·hm-2,主要是旋耕机械投入、地膜和回收地膜人工投入,增加经济效益622～754元·hm-2。休闲期深翻后采用探墒沟播较常规条播减少投入300元·hm<... 相似文献