不同类型雷竹林种植土壤的理化性质比较分析

【目的】了解几种不同类型雷竹(Phyllostachys praecox)林土壤的质量状况,分析其理化性质,为优化雷竹林的土壤环境提供参考。【方法】以江西省贵溪市几种常见的雷竹林土壤(稻田土、河沙土、山地黄壤土和山地砂壤土)作为研究对象,分析不同类型、不同深度雷竹林土壤的物理性质、碳氮磷含量及其生态化学计量特征。【结果】(1)0～20 cm土层中,山地砂壤土(1.05 g/cm³)、河沙土(1.09 g/cm³)容重显著低于稻田土(1.42 g/cm³)及山地黄壤土(1.22 g/cm³)。(2)山地砂壤土非毛管孔隙度(9.83%)及总孔隙度(54.65%)最大,稻田土(7.4%、45.48%)最小。(3)河沙土最大持水量(48.58%)及田间持水量(33.78%)最大,稻田土(31.45%、24.19%)最小。(4)0～60 cm土层中,山地黄壤土的全C(11.93 g/kg)、全N(0.96 g/kg)、全P(0.38 g/kg)含量均最高,而稻田土全C(4.95 g/kg)、全N(0.46 g...     

生物炭对塿土持水能力的影响

通过连续6年定位试验,探究较长时间施用生物炭对土壤保水作用的影响,以期为塿土区水土保持和土壤改良提供理论参考。田间试验于2011年开始,设4个生物炭施用梯度：对照,不施生物炭（B0）;5 t·hm^-2（B5）;10 t·hm^-2（B10）;20 t·hm^-2（B20）。在2017年测定了土壤含水量、土壤基础理化性质和水分累积蒸发量等。结果表明：生物炭能够显著减小土壤容重、增加土壤孔隙度、饱和含水量和田间持水量,且随着生物炭施入量的增加,各指标变化幅度也增大,B20与B0处理相比,土壤容重减少了8.28%,毛管孔隙度增加了20.17%,饱和含水量与田间持水量分别增加了22.17%和14.86%;生物炭显著增加了土壤团聚体稳定性,B20与B0处理相比,土壤水稳性团聚体含量增加了19.00%,团聚体破坏率和不稳定团粒指数分别降低了11.34%和9.61%;生物炭还可有效抑制土壤水分的蒸发,B10和B20处理的土壤累积蒸发量分别比B0处理减少了7.45%和10.18%。结合逐步回归分析与通径分析发现,生物炭对土壤结构的改良是其促进土壤持水能力的主要原因。土壤孔隙度和有机碳含量是影响土壤饱和含水量的主要因子,影响土壤毛管持水量的主要因子为有机碳含量和土壤毛管孔隙度,而毛管孔隙度与水稳性团聚体含量则解释了绝大部分土壤田间持水量的变化。研究表明生物炭施用可以显著改良土壤结构,提升塿土持水性能,增加干旱半干旱地区土壤的蓄水保墒能力。     

黄土高原地区人工林营造——混交林模式生态效益研究

为探讨不同类型人工林对土壤理化性质的改良能力,以兰州市南北两山5种典型林分类型(侧柏林、新疆杨林、刺槐林、侧柏刺槐混交林、新疆杨刺槐混交林)为研究对象,对0～80 cm土层的土壤理化性质进行了研究。结果表明:(1)不同林分类型混交林土壤容重、持水量、孔隙度、土壤含水量、渗透速率均好于纯林;两种混交林和侧柏林土壤pH低于刺槐林和新疆杨林;混交林土壤有机质、全氮、无机氮、全磷大于纯林;全钾、速效钾在不同林分类型之间差异不显著。(2)在0～80 cm土层范围内,各林分类型随着土壤深度的增加,土壤容重逐渐增加;土壤持水量、孔隙度逐渐降低;土壤含水量、土壤pH均在土层间无显著差异;土壤有机质、全氮、无机氮、速效磷、速效钾随土壤深度的增加逐渐降低,有表聚效应;全磷和全钾在土层间差异不显著。(3)土壤理化性质相关性分析发现:土壤有机质与土壤全氮、无机氮、全磷、持水量、孔隙度均呈极显著正相关,与土壤容重呈极显著负相关;土壤容重与土壤持水量、孔隙度均呈极显著负相关。混交林较纯林在改善土壤理化性质方面有更好的效果,建议该区域在今后人工林营造中以混交林为主,在现有纯林的抚育管理中可考虑将其改造为混交林。     

生物炭对■土持水能力的影响

通过连续6年定位试验,探究较长时间施用生物炭对土壤保水作用的影响,以期为■土区水土保持和土壤改良提供理论参考。田间试验于2011年开始,设4个生物炭施用梯度:对照,不施生物炭(B0);5 t·hm~(-2)(B5);10 t·hm~(-2)(B10);20 t·hm~(-2)(B20)。在2017年测定了土壤含水量、土壤基础理化性质和水分累积蒸发量等。结果表明:生物炭能够显著减小土壤容重、增加土壤孔隙度、饱和含水量和田间持水量,且随着生物炭施入量的增加,各指标变化幅度也增大,B20与B0处理相比,土壤容重减少了8.28%,毛管孔隙度增加了20.17%,饱和含水量与田间持水量分别增加了22.17%和14.86%;生物炭显著增加了土壤团聚体稳定性,B20与B0处理相比,土壤水稳性团聚体含量增加了19.00%,团聚体破坏率和不稳定团粒指数分别降低了11.34%和9.61%;生物炭还可有效抑制土壤水分的蒸发,B10和B20处理的土壤累积蒸发量分别比B0处理减少了7.45%和10.18%。结合逐步回归分析与通径分析发现,生物炭对土壤结构的改良是其促进土壤持水能力的主要原因。土壤孔隙度和有机碳含量是影响土壤饱和含水量的主要因子,影响土壤毛管持水量的主要因子为有机碳含量和土壤毛管孔隙度,而毛管孔隙度与水稳性团聚体含量则解释了绝大部分土壤田间持水量的变化。研究表明生物炭施用可以显著改良土壤结构,提升■土持水性能,增加干旱半干旱地区土壤的蓄水保墒能力。     

黄土高原油松人工林地土壤水分物理性质研究

研究了黄土高原不同树龄的油松人工林地土壤物理特征及其变化规律。结果表明：土壤容重随树龄和土壤深度变化的差异极为显著;土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度与树龄之间均无确定的变化规律,随土壤深度变化的差异极为显著;土壤最大持水量、毛管持水量和最小持水量随树龄的变化差异显著,随深度的变化差异极显著,因而树龄和土壤深度均可表征油松林地的持水能力。与撂荒地相比,油松人工林通过凋落物和土壤根系的作用可以降低土壤客重,并不同程度地改善土壤孔隙状况,增强土壤的持水能力。土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量和最小持水量分别增加了9．3％～36．3％、40％～232．8％、1％～103％、21．6％～46．2％、22．4％～43．7％,土壤毛管孔隙无明显增减规律。表明在黄土高原营造油松人工林有利于改善土壤水分物理状况。     

不同土体构型土壤的持水性能

通过GMS软件三维建模功能,将宁夏某葡萄基地土壤划分为4种土体构型:壤砂型、砂型、壤砂粘型和壤粘砂型结构,并对基地土壤的田间持水量、饱和导水率和容重进行了分析,研究了不同土体构型下的土壤持水性能。结果表明,土壤土体构型不同,其容重、田间持水量、土壤饱和导水率也不同。砂型结构的田间持水量和容重最小,分别为13%和1.5 g·cm~(-3),而土壤饱和导水率最大,为3.2 m·d~(-1);壤粘砂型结构田间持水量和容重最大,分别为16.5%和1.63 g·cm~(-3),而土壤饱和导水率最小,为1.02 m·d~(-1);田间持水量与土壤饱和导水率的相关系数为-0.92,呈显著负相关,与容重的相关系数为0.73,呈显著正相关。壤粘砂型土体构型上壤下粘,利于保水保肥,持水性能最好;砂型结构持水性能最差,其他土体构型持水性能一般,需要进行改良以提高土壤的持水性能。     

长期施用有机肥对松嫩平原西部盐碱土壤肥力和玉米产量的影响

依据施用有机肥（腐熟牛粪）年限的不同,共设置4个不同处理,分别为：施用有机肥13 a（13A）、19 a（19A）和24 a（24A）,以未施用有机肥的盐碱土作为对照（CK）,采集各处理0～20 cm和20～40 cm的土壤样品,测定土壤养分、物理性状和盐碱性质,旨在探明长期施用有机肥措施下苏打盐碱土壤的肥力状况及其促进玉米产量提升的机制。结果表明：与CK相比,施用有机肥显著提高了0～20、20～40 cm土层的土壤有机质、全氮、速效养分含量和土壤田间持水量（P<0.05）,显著降低了土壤容重和土壤密度（P<0.05）,显著增加了0～20 cm土层的土壤孔隙度（P<0.05）。0～20 cm土层中,土壤有机质、全氮以19A处理最高,分别达39.31 g·kg^-1和1.30 g·kg^-1;土壤碱解氮、速效磷、速效钾均以24A含量最高,较CK分别提高了89.31%、81.07%和107.64%,土壤孔隙度以24A含量最高,较CK提高了54.56%,各处理土壤容重和土壤密度平均较CK下降率达31.91%和6.29%,处理间不显著。...     

压砂地土壤导水特性空间格局及影响因子

采用10 m×10 m网格布点的方式对宁夏压砂田0~10 cm和10~20 cm深度下土壤饱和导水率(Ks)及其相关因素的空间变异规律进行研究。经典统计结果表明:2个采样深度下土壤容重、总孔隙度和毛管孔隙度表现为弱变异,饱和含水量和土壤有机质含量表现为中等变异;0~10 cm深度下K_s表现为中等变异,10~20 cm深度下K_s表现为强变异;10~20 cm深度下土壤各种性质的平均值均大于0~10 cm深度。Pearson相关性分析可知,影响K_s的主要因素是毛管孔隙度,其次为容重、总孔隙度、饱和含水量和有机质含量。地统计结果表明,0~10 cm深度下K_s表现为纯块金效应,主要受随机性因素的影响,10~20 cm深度下K_s主要受结构性因素的影响;在2个采样深度下容重主要受随机因素的影响。从空间分布图可以看出,2个采样深度下K_s和容重存在高度的负相关关系,与饱和含水量、总孔隙度和毛管孔隙度存在高度的正相关关系。     

天津市不同种植年限蔬菜地土壤水分特征影响因素及其演变

通过对不同种植年限蔬菜地土壤饱和含水量、田间持水量、萎蔫含水量和有效含水量的分析,研究了土壤水分特征的主要影响因素及其演变趋势。结果表明,种植5 a以上1、0 a以上及15 a以上蔬菜地土壤饱和含水量的主要影响因素分别为团聚体、有机质含量、容重及pH值;田间持水量的主要影响因素分别为团聚体含量、结构系数和pH值;有效水含量主要影响因素分别为团聚体含量、结构系数及团聚体含量;萎蔫含水量影响因素不明显。随着种植年限的延长,研究区土壤饱和含水量以及田间持水量呈下降趋势,土壤持水性能、土壤水分供释及利用能力下降。     

赛罕乌拉国家级自然保护区不同植被类型水源涵养服务特征

通过测定内蒙古赛罕乌拉国家级自然保护区主要植被类型的土壤和凋落物的物理性质及持水量,研究不同植被类型的水源涵养服务。结果表明：① 不同植被类型土壤物理性质各异,天然植被对土壤物理性质的改善作用强于人工植被。0～60 cm土层平均容重白桦林的最小,农田的最大;土壤最大持水量白桦林最高,线叶菊草原最低;土壤非毛管持水量白桦林最高,农田最低。② 阴坡植被凋落物水源涵养能力高于阳坡植被,其中华北落叶松林凋落物水源涵养能力最强。③ 不同植被类型土壤、凋落物水源涵养服务不同。白桦林水源涵养量最高,显著高于线叶菊草原和农田,而与蒙古栎林、华北落叶松林、虎榛子灌丛及山杏灌丛的差异不显著。     

不同林型立地土壤水分性状及其持水能力的比较

对辽宁省北票县刺槐-油松混交林、刺槐、油松纯林及无林地土壤水分的物理性质和持水特性进行了测定。结果表明：刺槐-油松混交林的土壤孔隙状况、机械组成、持水性能、渗透性能和储水量均明显优于无林地和2种纯林。刺槐和油松纯林的各项指标均明显优于无林地,刺槐和油松纯林的各项指标处于相近水平。综合评价表明：在持水能力方面,以上3种林...     

黄土塬区土地利用方式对土壤主要理化性质的影响

通过对陕西长武4种典型土地利用方式下0~500 cm土层土壤主要理化性质分析,以明确土地利用方式对土壤理化性质的影响。结果表明：农田、果园土壤有机质、全氮含量显著高于荒地和刺槐林地,土壤粘粒含量与土壤容重呈显著负相关关系,与土壤饱和导水率呈显著正相关关系;农田0~100 cm土层土壤容重达1.44 g·cm^-3,显著高于同深度荒地（1.27 g·cm^-3）、果园（1.38 g·cm^-3）、刺槐林地（1.32 g·cm^-3）土层;400~500 cm土层土壤含水量为刺槐林地（86 g·kg^-1）<果园（113 g·kg^-1）<荒地（152 g·kg^-1）<农田（165 g·kg^-1）;果园和刺槐林地0~500 cm土层土壤平均饱和导水率分别为0.37、0.36 mm·min^-1,显著高于农田（0.25 mm·min^-1）和荒地（0.23 mm·min^-1）。退耕还林（草）导致土壤容重降低、饱和导水率增加,有助于降水入渗,但退耕后深层土壤有干燥化的倾向。     

粉垄耕作深度对旱区土壤关键物理性质的影响

针对旱区土壤板结严重和耕层深度变浅等问题，于2021年在宁夏暖泉农场开展大田试验，以传统旋耕为对照(CK),设置不同粉垄耕作深度30 cm(FL30)、40 cm(FL40)、50 cm(FL50)和60 cm(FL60),探究粉垄耕作对玉米田土壤关键物理性质的影响。结果表明：与传统旋耕相比，粉垄耕作能够有效降低土壤容重且提高土壤孔隙度，FL50处理表层土壤(0～20 cm)容重降低11.55%、孔隙度提升12.17%,FL40处理中层土壤(20～40 cm)容重降低8.57%、孔隙度提升9.14%,FL60处理深层土壤(40～60 cm)容重降低11.61%、孔隙度提升12.75%;粉垄耕作对玉米各生育期土壤蓄水量具有显著影响，FL40处理土壤蓄水量提升24.86%,土壤机械稳定性团聚体数量(0.25～5 mm)提高9.63%;较传统旋耕，粉垄耕作可达到疏松土壤与提高土壤蓄水保墒能力的效果，粉垄耕作通过改善玉米的生长条件和土壤环境提高了籽粒产量，其中FL60、FL50、FL30处理分别较CK处理增产57.14%、15.48%、8.79%。研究成果可为改善旱区土壤多年板结及水土资源可持...     

秸秆还田对东北黑土水分特征及物理性质的影响

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。     

不同深松方式对玉米产量和水分利用效率的影响

由于我国北方地区长期采用小型机具进行耕作,导致农田耕层变浅、犁底层向上移动,土壤蓄水能力下降。为了明确不同深松方法对作物产量和水分利用效率的影响,提高作物抗旱能力和生产能力,本研究通过3 a定位试验,以春季旋耕为对照（CK）,研究了秋季全方位深松（BS）、秋季连年垄台深松（RS）、初夏连年垄沟中耕深松（FS）和秋夏年际交替间隔深松（AS）4种深松耕作方式的蓄水和增产效应。试验研究结果表明,可以将不同耕作处理土壤容重特征表述为：CK为上虚下实型、BS为均匀疏松型、RS为垄虚沟实型、FS为垄实沟虚型(相对RS)、AS为年际疏松交替型。BS、AS、FS和RS不同年份土壤平均贮水量较CK增幅的变化范围分别是10.9～23.2 mm、10.9～17.2 mm、9.0～15.7 mm和6.0～8.2 mm,尽管AS的容重在年际间存在更替变化,但对年际间土壤平均贮水量影响较小。总体上BS和AS土壤贮水量高于CK和RS,提高10.9～23.2 mm,能够为不同降水年型下玉米稳产提供保障。尤其相对于其他3种深松方式,AS处理3 a研究数据玉米持续保持着高生产能力和水分利用效率,较CK产量提高17.22%～28.65%,水分利用效率提高0.27～0.73 kg·m^-3; 2013年较BS的产量和水分利用效率差异不显著,其他两年分别提高1.00%～5.92%,0.06～0.20 kg·m^-3;较FS产量提高5.59%～13.50%,2014年水分利用效率差异不显著,其他两年提高0.20～0.43 kg·m^-3,因此AS是较为适宜的深松方式。     

Effect of vegetation on soil water retention and storage in a semi-arid alpine forest catchment

The runoff generated from mountainous regions is recognized as the main water source for inland river basins in arid environments. Thus, the mechanisms by which catchments retain water in soils are to be understood. The water storage capacity of soil depends on its depth and capacity to retain water under gravitational drainage and evapotranspiration. The latter can be studied through soil water retention curve (SWRC), which is closely related to soil properties such as texture, bulk density, porosity, soil organic carbon content, and so on. The present study represented SWRCs using HYDRUS-1D. In the present study, we measured physical and hydraulic properties of soil samples collected from Sabina przewalskii forest (south-facing slope with highest solar radiation), shrubs (west-facing slope with medium radiation), and Picea crassifolia forest (north-facing slope with lowest radiation), and analyzed the differences in soil water storage capacity of these soil samples. Soil water content of those three vegetation covers were also measured to validate the soil water storage capacity and to analyze the relationship between soil organic matter content and soil water content. Statistical analysis showed that different vegetation covers could lead to different soil bulk densities and differences in soil water retention on the three slope aspects. Sand content, porosity, and organic carbon content of the P. crassifolia forest were relatively greater compared with those of the S. przewalskii forest and shrubs. However, silt content and soil bulk density were relatively smaller than those in the S. przewalskii forest and shrubs. In addition, there was a significant linear positive relationship between averaged soil water content and soil organic matter content (P<0.0001). However, this relationship is not significant in the P. crassifolia forest. As depicted in the SWRCs, the water storage capacity of the soil was 39.14% and 37.38% higher in the P. crassifolia forest than in the S. przewalskii forest and shrubs, respectively, at a similar soil depth.     

保护性耕作对黄土高原旱地地表土壤理化性状的影响

在5种保护性耕作法与传统耕作法连续4a的田间对比试验研究的基础上，对比分析了不同耕作措施对黄土高原旱地表层土壤理化性状的影响，结果表明：免耕秸秆覆盖与其它处理相比，具有降低表层土壤容重、增加土壤总孔隙度、提高土壤饱和导水率、提高土壤有机质的作用，可作为保水保肥、改良土壤的耕作措施，在黄土旱地大力推广。     

容重及含水率对土壤电导率的影响研究

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...