川中丘陵区不同土地利用方式对土壤质量的影响

分析了川中丘陵区不同土地利用方式(坡耕地、梯平地、核桃林、甜橙林、水保林、裸地)下表层(0~20cm)土壤理化性状,并运用主成分分析法计算土壤质量综合指数以评价土壤质量。结果表明,不同土地利用方式下土壤理化性状差异显著,核桃林、甜橙林、水保林土壤贮水量、土壤孔隙度、平均入渗率、前90min渗透总量、全氮、碱解氮、有机质、全磷和有效磷等均优于其他土地利用方式;不同土地利用方式下土壤质量综合指数表现为核桃林(0.324)甜橙林(0.120)水保林(—0.010)梯平地(—0.021)坡耕地(—0.112)裸地(—0.288),核桃林对土壤质量的改善效果最明显,裸地最差。核桃林是川中丘陵区小流域治理的最佳选择模式。     

科尔沁沙地南缘不同林草措施土壤抗冲性及其与物理性质的关系

【目的】研究水蚀风蚀交错区土壤抗侵蚀特性对不同林草措施的响应。【方法】采用室内抗冲槽原状土冲刷和土壤物理性质分析相结合的方法,研究了科尔沁沙地南缘不同林草措施土壤抗冲特性及其与物理性质的关系。【结果】土壤冲刷过程中,不同林草措施下出现产流后的4 min之内变化较大,随着冲刷试验的进行逐渐降低,并逐渐达到相对稳定状态;不同林草措施土壤冲刷过程平均径流含沙量表现为荒草地>花生地>灌木林地>樟子松林地;不同林草措施土壤抗冲性变化与土壤冲刷过程含沙量呈反比,随冲刷时间延长,总体来说与冲刷时间越长,抗冲性能越强的规律相符合,且这种变化规律不受林草措施变化而改变。径流结束时不同林草措施下的土壤抗冲性表现为花生地<荒草地<灌木林地<樟子松林地。土壤抗冲性与土壤体积质量极显著负相关,与土壤孔隙度显著正相关,土壤抗冲性指数与砂粒极显著负相关、与粉粒和黏粒正相关,但均不显著,与土壤持水性并无显著性关系。【结论】林草措施能够显著提高土壤抗冲性能,以樟子松效果最强。     

黄土区不同生长期大豆坡耕地的抗蚀性特征

土壤抗侵蚀能力对土壤侵蚀的发育有重要影响,土壤抗蚀性是评价土壤抗侵蚀能力的重要参数之一。黄土高原土壤侵蚀普遍发生,研究黄土区坡耕地土壤抗蚀性特征对于该地区实现可持续发展有重要意义。通过室外采样与实验室分析相结合的方法,对黄土区不同生长期大豆坡耕地的抗蚀性特征进行研究。研究结果显示土壤抗蚀性指数在苗期-结荚期增长较快,并于始粒期达最大,在始粒期-鼓粒期均逐渐降低。0~5 cm土层土壤抗蚀性最强,10~20 cm土层抗蚀性最弱。开花期、结荚期、始粒期与鼓粒期,5~10 cm土层土壤抗蚀性最强,10~20 cm土层最弱。这表明土壤抗蚀性与大豆生长以及根系在土壤内分布状况关系密切,随着大豆的生长,其根系渐趋发达,固土能力变强,始粒期之后植株由营养生长转向生殖生长,根系生长逐渐停止并开始衰减,土壤抗蚀性减弱。但不同深度土壤的根系含量不同,导致不同深度土壤的抗蚀性有所差别。     

孤山小流域的综合治理

1 流域基本情况 孤山小流域位于山东省新泰市东北部，流域面积25.59 km2，地质岩性为花岗片麻岩，土壤为棕壤，质地松散，抗蚀能力差。多年平均降水量7 444.4 mm，年际变化大，且多暴雨，强度大，是造成该流域水土流失严重的主要原因。 孤山小流域治理前水土流失面积18.27 km2，占总面积的71.4%，已治理水土流失面积6.95 km2，土壤侵蚀主要是水力侵蚀，土壤侵蚀模数6 000 t/(km2*a)，年平均侵蚀深4.44 mm，年土壤流失总量15.35万t。严重的水土流失造成土壤肥力下降，淤积河道、塘坝，生态环境恶劣，对农民生产生活构成严重威胁。治理后，经实测计算，土壤侵蚀模数1 029 t/(km2*a)，年平均侵蚀深0.76 mm，年土壤流失总量2.63万t。 2 规划目标及治理模式 规划目标。根据该流域土地资源丰富、干部群众治理积极性高的特点，按照高标准、高起点的要求，以经济效益为中心，合理调整农村产业结构，以治水保土、发展林果为重点，工程、生物、耕作措施相结合，建立起完善配套的水土保持综合防护体系，建设优质高效果品基地，实现三大效益同步发展。 治理模式。孤山小流域水土保持综合治理模式主要采取"山顶松柏槐，山腰干鲜果，山下梯田生物堰，沟道谷坊、塘坝节节拦，道路绕山转"的多层次综合防护体系。 3 效益情况 (1)保水保土效益。根据山东省制定的各项保水保土定额，经计算，该流域总保水量由治理前的71.46万m3增加到181.01万m3；流域内新增水保措施年减蚀9.17万m3，其中：经济林6.24万m3，水平梯田1.33万m3，水保林1.2万m3；新建拦砂谷坊90座，年增加拦沙量3 500 m3。     

土壤密度对土壤抗侵蚀性的影响

通过研究不同密度土壤的抗冲性、抗蚀性及抗剪强度,探索密度与土壤抗侵蚀性之间的相关关系,并进一步分析密度对土壤抗侵蚀性影响的机理。研究表明,随着土壤密度的增大,土壤的抗冲性与抗剪强度增强;但在土壤密度小于1.27g/cm3时,土壤的抗蚀性随着土壤密度的增大而增加,当土壤密度大于1.27g/cm3时,土壤的抗蚀性随着土壤密度的增大而减小。     

不同施肥组合对垄沟集雨栽培马铃薯土壤养分及产量影响研究

试验以马铃薯为研究对象,设置了裸地种植+单一化肥(T1)、裸地种植+单一生物有机肥(T2)、裸地种植+化肥+生物有机肥(T3)、全膜双垄沟播+单一化肥(T4)、全膜双垄沟播+生物有机肥(T5)、全膜双垄沟播+化肥+生物有机肥(T6)6个不同处理,研究了垄沟集雨和不同施肥方式对马铃薯土壤养分、生长发育、产量和水分利用效率的影响。结果表明,T6处理较T1、T2、T3、T4和T5处理产量分别提高了21.28%、38.88%、33.89%、5.60%、和11.98%;水分利用效率分别提高了15.03%、28.32%、25.42%、5.88%和9.36%。全膜双垄沟播+化肥+生物有机肥种植模式能够显著提高马铃薯产量、水分利用效率。     

冬小麦根系对土壤抗侵蚀能力的影响

土壤的抗侵蚀能力包括土壤的抗冲性和抗蚀性。根系的固结缠绕对土壤的抗侵蚀能力具有显著的影响。以不同含量的冬小麦根系的土样为研究对象,采用静水崩解法和抗冲槽法测定其抗冲性和抗蚀性。结果表明：根系能够降低土壤的崩解速率,即随着根系含量的增加,土壤崩解率缓慢降低。研究结果显示：土壤崩解过程可以分为吸水崩解阶段、快速崩解阶段、稳定崩解阶段3个阶段,随根密度增加,根系作用延长了土壤吸水崩解和快速崩解阶段,降低了土壤崩解速度。土壤抗冲刷系数随着根重密度的增加呈递增的二次函数关系。     

秦巴山区地埂植物篱水土保持效应研究

依托国家＂十一五＂科技支撑课题＂秦巴山区坡耕地整治和高效生态农业技术集成与示范研究＂,通过研究地埂植物篱的抗冲、抗蚀性,地埂植物篱临界坡长等,揭示地埂植物篱水土保持效应。研究发现人工建植的土坎抗冲、抗蚀性最强,裸露土坎抗冲、抗蚀性最差。临界坡长与坡度呈很好的线性相关关系,相同的坡度下,不同模式临界坡长由大到小依次为：人工建植土坎、自然恢复土坎、人工建植土石坎、裸露土坎。相同治理模式下,随着坡度的增大,临界坡长逐渐减小。该研究为秦巴山区坡耕地水土流失防治和坡地生态农业提供必要的技术支撑。     

黄土丘陵区不同草被类型土壤细沟可蚀性季节变化研究

运用坡面径流冲刷试验,结合土壤侵蚀过程WEPP模型,研究了黄土丘陵区赖草和紫花苜蓿生长季土壤细沟可蚀性的季节变化特征及其影响因素。结果表明,赖草地的土壤细沟可蚀性在整个生长季呈现出先升高后降低再升高的不明显的季节变化趋势(p0.05),紫花苜蓿地土壤细沟可蚀性在整个生长季呈现出先降低后趋于稳定再降低的明显的季节变化趋势(p0.05)。赖草地和紫花苜蓿地土壤细沟可蚀性生长季的变化主要受到土壤硬化过程、水稳性团聚体(大于0.25 mm)和草地根系生长的影响。赖草和紫花苜蓿地的土壤细沟可蚀性随着土壤粘结力、容重、水稳性团聚体和草地根系密度的增加呈指数函数形式降低。利用土壤容重和根系密度可以很好地模拟赖草地和紫花苜蓿地土壤细沟可蚀性的季节变化(R~2≥0.86,NSE≥0.85)。为黄土高原地区植被恢复过程中的水土保持效益分析及措施优化配置提供理论基础和数据支撑。     

设施番茄产量品质及土壤有效养分的影响 —基于不同节水灌溉方案

为明晰不同节水灌溉措施和灌溉量对土壤-作物系统的影响,以设施番茄为植物材料,设计不同灌水模式(喷灌、滴灌和浇灌)及不同灌溉定额(140、180、220 m~3/hm~2),观测不同处理下番茄总产量、叶面积指数(LAI)、果实品质、土壤盐分及有效养分等指标。结果表明:相比浇灌处理,滴灌和喷灌增产效果明显,在相同灌水量条件下滴灌优于喷灌,滴灌处理番茄总产量达到118.3～138.7t/hm~2;相同灌水模式下,较低的灌水量有利于番茄可溶性固形物、总糖和Vc含量的增加。高灌水量有利于耕层土壤盐分的去除,不同灌水模式以滴灌效果最佳。此外,滴灌、喷灌等节水灌溉措施形成的土壤干湿交替的状态有利于肥料元素的矿化,可提高耕层土壤有效养分水平。     

生物炭对咸淡轮灌下盐渍土盐分分布和玉米生长的影响

为探究生物炭对咸淡交替灌溉下滨海垦区土壤盐分分布以及不同生育期玉米生理生长的影响,采用江苏省滨海垦区土壤开展玉米盆栽试验。设立不同生物炭与土壤炭土质量比(0、5%)处理,采用3种矿化度(1、3、5 g/L)微咸水在3个不同生育期(壮苗期、拔节抽雄期、灌浆期)进行咸淡交替灌溉("咸淡淡"、"淡咸淡"、"淡淡咸"),同时进行室内生物炭Na+吸附试验,研究不同矿化度下生物炭Na+吸附能力变化。结果表明:微咸水灌溉增加土壤析出液含盐量,且增长幅度随矿化度增加而加大,较高土壤含盐量引起的盐胁迫使得玉米光合参数与叶绿素含量在其盐分抗性较弱的营养阶段下降明显。"淡咸淡"的交替灌溉模式下株高和叶面积下降幅度较大,显著影响玉米生长。高矿化度下生物炭的Na+吸附能力显著提高。生物炭能缓解微咸水灌溉条件下土壤盐分表聚现象,减轻玉米受盐胁迫的程度,玉米各生长阶段光合参数与叶绿素含量以及株高和叶面积均有所增加,在高矿化度微咸水处理下效果尤为显著。施加生物炭后,玉米叶水势负值水平与叶片Na+/K+比均降低,说明生物炭可改善植物叶片水分状况并缓解盐胁迫造成的离子毒害。"咸淡淡"、"淡咸淡"交替灌溉模式不利于玉米生长,导致干物质质量和产量大幅下降,"淡淡咸"灌溉模式下玉米产量最高;生物炭通过促进玉米光合作用、减轻水分胁迫、避免离子毒害,最终提高收获指数。研究表明,生物炭能有效调控土壤盐分,抑制土壤次生盐渍化,有利于滨海垦区土地开垦;同时,相同微咸水轮灌模式下,施加生物炭可减轻玉米敏感期的盐分胁迫影响。     

网格式生物埂对坡面土壤贮水及渗透性的影响

为研究网格式生物埂护坡的时间效应,以无生物埂护坡的裸坡为对照,对建设时间为1～4年的黄花生物埂坡面土壤的入渗与贮水特征进行了研究。结果表明,①建设年限1～4年的黄花生物埂与裸坡的饱和贮水量、最大滞留贮水量、最大吸持贮水量、初始入渗率、稳渗率、平均渗透率和渗透总量均表现为:4年>3年>2年>1年>裸坡,且均与建设时间呈显著的线性关系;②坡位对土壤贮水及渗透性的影响明显,1～4年的黄花生物埂均表现为坡上>坡中>坡下的规律,而裸坡表现出与之相反的规律;③土壤渗透性与土壤理化性质(总孔隙度、非毛管孔隙、毛管孔隙、土壤密度及有机质)和植被因子(根长密度、地下生物量和地上生物量)显著或极显著相关。     

岷江干旱河谷区不同土地利用方式下土壤抗冲性试验

采用野外实地放水冲刷的试验方法,对岷江上游干旱河谷区龙坝沟流域不同土地利用方式(灌木林地、荒草地、耕地和裸地)下土壤抗冲性进行测试研究,分析了土壤侵蚀产沙相关因素。结果表明:不同土地利用方式下土壤抗冲系数均随冲刷时间延长呈波状上升变化趋势;土壤的抗冲性从大到小依次为:荒草地、小麦耕地、灌木林地、玉米耕地、裸地;土壤抗冲系数与粉粒体积分数呈显著负相关(相关系数为-0.992,P<0.01),与砂粒体积分数呈显著正相关(相关系数为0.925,P<0.01)。     

水炭运筹下稻田土壤氮素分布与盈亏15N示踪分析

为揭示水炭运筹下铵态氮、硝态氮在不同土层的分布规律和土壤氮素在水稻植株中的分布规律,设置两种水分管理模式(浅湿干灌溉、常规淹灌)和4个秸秆生物炭施用量水平(0、2. 5、12. 5、25 t/hm~2),采用田间小区和~(15)N示踪微区结合的方法,研究了不同水炭运筹下0～60 cm土层NH_4~+-N、NO_3~--N和肥料NH_4~+-~(15)N、NO_3~--~(15)N的累积分布,以及土壤氮素在水稻植株中的分布情况,并计算了不同水炭运筹下的土壤盈亏状况。试验结果表明:浅湿干灌溉模式下,稻田土壤中的NH_4~+-N累积量随土层深度的增加而减小,施加适量的秸秆生物炭增加了0～20 cm土层NH_4~+-N、NO_3~--N累积量,同时减少了20～60 cm土层的累积量。相同秸秆生物炭施用水平下,浅湿干灌溉模式0～20 cm土层中NH_4~+-N、NO_3~--N累积量和肥料NH_4~+-~(15)N、NO_3~--~(15)N累积量均高于常规淹灌模式,浅湿干灌溉模式20～40 cm和40～60 cm土层NO_3~--~(15)N累积量较常规淹灌模式显著降低(P 0. 05)。浅湿干灌溉模式积累的土壤氮素有9. 79%～13. 96%分布在植株叶片,15. 71%～20. 03%分布在植株茎鞘,66. 00%～74. 50%分布在植株穗部。综合考虑寒地黑土区土壤氮库盈亏平衡,浅湿干灌溉模式施加12. 5 t/hm~2秸秆生物炭的水炭运筹模式最优。     

膜下滴灌棉田土壤呼吸特征及其影响因素

为探讨膜下滴灌条件下棉田土壤呼吸的动态变化及其影响因子,在棉花生长期采用Li-8100A土壤碳通量自动测定仪连续观测垄上、垄间和裸地土壤呼吸速率及环境因子.结果表明:3种样地的土壤呼吸速率日变化均表现为单峰型曲线,峰值出现在14:30;月变化呈现先升高后降低的趋势,7月中下旬土壤呼吸速率最高.3种样地的土壤呼吸速率和土壤有机碳质量比差异性显著,由高到低依次为垄上、垄间、裸地,且垄上的土壤呼吸总量最大,是垄间和裸地的1.5倍和2.8倍,而土壤温度的差异性由大到小依次为裸地、垄上、垄间.采用相关分析法研究表明,土壤呼吸速率与土壤含水率的相关性较弱,与土壤有机碳质量比呈显著正相关.土壤温度能够解释土壤呼吸速率变异性的75.1%~84.4%,两者表现出较高的指数正相关关系;3种样地的土壤呼吸对温度的敏感系数差异显著,敏感系数由大到小依次为垄上(2.208)、垄间(2.160)、裸地(1.675).     

坡面生物调控措施对土壤水分入渗的影响

为了研究不同生物调控措施的植被覆盖度、降雨强度和坡度以及各因素间交互作用对土壤水分入渗的影响,本文通过室外人工模拟降雨试验,对不同生物调控措施坡面的土壤水分入渗规律进行了探索。结果表明：1）有生物调控措施坡面的土壤稳定入渗率较裸坡偏大,且差异极显著,但生物调控措施坡面之间的差异并不明显。2）降雨强度、坡度与土壤稳定入渗率间不是线性单值函数,均存在使土壤稳定入渗率最大的临界雨强与临界坡度。稳定入渗率随植被覆盖度增加的速率是非恒定的,存在着增速变化的临界植被覆盖度。临界植被覆盖度前,稳定入渗率的增加速率很快,之后,迅速降低并趋于稳定。3）坡面径流调控度随雨强增大而减小;相同雨强下不同措施坡面径流调控度排序为：黑麦草＞春小麦＞苜蓿＞裸坡。4）采用SPSS软件通过逐步回归分析法提取了影响土壤稳定入渗率最显著的单因子交互作用项,建立了包含降雨强度、坡度和植被覆盖度在内的多因素非线性入渗模型,通过实测数据对其进行验证发现该模型精度较高。     

不同改良剂对滨海盐碱化土壤水盐运移特性的影响

为了探究表层(0~20 cm)掺加不同改良剂对盐碱化土壤改良的效果,以黄河三角洲地区中度盐碱化土壤为研究对象,利用室内一维垂直积水入渗试验,表层掺加2种改良物质,即河沙、生物炭,设置7个处理分别为CK,S1,S2,S3,C1,C2,C3,以研究其改良效果.结果表明:在不同河沙、生物炭用量下,改良措施均能提高土壤水分入渗性能,其中生物炭改良措施显著提高了掺加层含水量,河沙改良措施显著提高了土壤掺沙层以下土壤含水率;不同改良处理下,河沙改良措施相较于生物炭改良措施更有利于盐碱化土壤脱盐,处理S3的平均脱盐率比掺生物炭处理提高14.5%~27.7%,脱盐区深度、达标脱盐区深度均超过了0~50 cm作物根系密度较大的土层.根据河沙和生物炭在室内一维垂直积水入渗试验结果,土壤表层掺沙可有效改良黄河三角洲地区盐碱化土壤的水盐分布,为作物生长提供良好的环境.     

不同耕层结构对海南香蕉地砖红壤物理特性的影响

短周期的香蕉种植方式结合传统的香蕉地翻耕、旋耕模式导致香蕉田土壤耕作层以下不断压实并形成犁底层,而深松可打破坚硬的犁底层,提高水分利用效率,有利于作物根系的生长发育.为探明不同深松模式耕层构造对海南香蕉地砖红壤物理特性的影响,在海南大学香蕉试验田设置了全虚耕层构造(Q1)、全实耕层构造(Q2)、虚实并存耕层构造(Q3)...     

影响土壤斥水性的污灌水质主成分分析

为了探明不同污灌水质对土壤斥水性的影响,研究采用12种不同污染程度的生活污水对以色列3种类型的5种斥水土壤进行斥水性测定分析,通过对非均质条件下测定的土壤斥水持续时间进行标准化处理,并对12种污水中的9种独立水质指标进行主成分分析,计算污水水质综合指标,分析不同污水水质综合指标和不同主成分分量与土壤斥水性持续时间的关系.研究结果表明:黏性土和壤土的斥水持续时间与综合水质指标F值呈线性正相关关系,即土壤斥水持续时间随水质污染程度的增大而增大;砂质土壤的斥水持续时间与F值不具有统计学意义,即土壤斥水持续时间不受水质污染程度的影响.经多元回归分析得出,水质中的2个主成分分量与黏性土和壤土的土壤斥水性都呈正相关关系,而且第一主成分对土壤斥水性的影响大于第二主成分.     

基于主成分分析的不同预处理麦秸改良土壤效果评价

以7种不同预处理(T1~T7)麦秸改良土壤为试验数据,选用150 min累积入渗量(I150)、有效含水率(θ)、土壤累积蒸发量(Ec)、土壤团聚体分形维数(FD)、土壤孔隙分形维数(Dp)、秸秆分解率(Rd)、全氮含量(wTN)7个相互独立的指标,基于主成分分析方法研究不同预处理秸秆还田后,对土壤入渗特性、土壤水分有效性、持水性、结构稳定性、土壤孔隙、秸秆分解率、土壤全氮含量7个方面的改良土壤效果进行评价。将各评价指标的加权和作为改良土壤效果的综合主成分指标。结果表明,改良效果综合主成分可以代表86.93%的不同预处理麦秸改良效果变异信息,且服从正态分布,具有较好的代表性和客观性,可以用于预处理麦秸改良土壤效果的评价。在7个指标中,第一公因子以全氮含量(wTN)、孔隙分形维数(Dp)、土壤团聚体分形维数(FD)、土壤有效含水率(θ)的贡献率较大(达49.92%);第二公因子以秸秆分解率(Rd)、累积入渗量(I150)和土壤累积蒸发量(Ec)的贡献率较大(达37.01%)。不同预处理秸秆改良土壤综合效果优劣依次为T6、T7、T3、T5、T4、T2、T1。氨化秸秆对土壤的综合改良效果优于未氨化秸秆,粉碎秸秆对土壤的综合改良效果优于未粉碎秸秆,氨化秸秆与硫酸钙改良剂混合还田的土壤改良效果优于与硫酸铝改良剂混合配施措施。