红壤结皮发育特征及其与土壤溅蚀的关系

研究红壤表土结皮发育特征及其与土壤溅蚀的关系,可为理解红壤的侵蚀机理提供理论依据。通过人工模拟降雨溅蚀试验,采样制作土壤切片,同时测定红壤溅蚀速率,观察分析红壤土表结构的变化特征以及与土壤溅蚀的关系。结果表明：土壤母质和质地是影响土壤结皮形成的主要因素。母质是花岗岩的红壤不易形成结皮,而母质是红砂岩和第四纪红色粘土的红壤较易形成结皮。石砾和粗砂含量较多的红壤不易形成结皮,而粉粒和粘粒含量越多,红壤表面越易形成结皮。     

黄土坡面结皮对土壤水稳性团聚体的稳定性和可蚀性的影响

为了探析微地形下土壤受雨滴打击后产生的结皮类型及团聚体组成差异。通过人工模拟降雨,研究坡面不同位置的结皮土壤水稳性团聚体分布特征、稳定性以及土壤可蚀性的变化情况。结果表明：（1）土壤水稳性团聚体以大团聚体（粒径>0.25 mm）含量为指标,原状土、结构结皮、沉积结皮、过渡带结皮>0.25 mm粒级的水稳性团聚体分别占37.28%、43.58%、36.69%、40.34%;（2）以降雨历时5 min为例,原状土、结构结皮、沉积结皮、过渡带结皮的水稳性团聚体的破坏率分别为：51.49%、46.00%、62.76%、51.02%;（3）原状土、结构结皮、沉积结皮、过渡带结皮的水稳性团聚体的平均重量直径分别为：0.15、0.20、0.14、0.17 mm;（4）原状土、结构结皮、沉积结皮、过渡带结皮土壤可蚀性K值的大小分别为：0.223、0.200、0.229、0.205。微地形下产生结皮差异使得水稳性团聚体分布有所区别,因此土壤水稳性团聚体稳定性和可蚀性存在差异。     

砾石覆盖层截留降雨的模拟实验研究

砾石覆盖技术可减少土壤水分蒸发,在世界的一些干旱半干旱地区得到了不同程度的应用。但在降雨时,雨水通过覆盖层进入土壤的过程中,覆盖层也会截留一定的降雨量。此文通过模拟降雨实验,表明：在降雨强度、降雨历时和铺设方式等相同的条件下,烘干砾石的吸水量随着降雨历时的延长而增大,并逐渐达到饱和吸水量;烘干砾石达到吸水饱和所需的降雨历时随着砾石平均等效粒径的减小而缩短;随着砾石平均等效粒径的增加,覆盖层砾石颗粒间的滞留水量逐渐减少;饱和砾石覆盖层的截留水量也逐渐减小,用指数衰减拟合模型进行拟合,具有高度的显著性。     

干旱荒漠区物理结皮的土壤水文效应

在干旱荒漠区,物理结皮是广泛发育的一类结皮,其存在对维持干旱荒漠区生态平衡具有重要作用。笔者总结了物理结皮种类、形成及影响因素,综述了物理结皮对土壤降雨入渗、蒸发、地表径流以及土壤发育和微生物生长等方面的国内外研究动态,探讨了物理结皮和生物结皮的相互联系,在此基础上,提出了物理结皮进一步研究的展望,认为：在河西走廊东段的民勤沙区,粘土沙障加梭梭的固沙造林模式,促使粘土沙障在雨滴的冲刷下物理结皮广泛发育,发育的结皮降低了降水入渗,增加了地表径流,使深层土壤旱化,造成人工梭梭固沙林衰退和较深层土壤水分的减少,导致沙区生态水文过程和植被格局变化,研究对退化荒漠植被恢复与干旱沙区土壤水分循环具有意义。     

不同固体界面下糙米摩擦特性的实验研究

利用土工合成材料综合测定仪测定了江苏盐城产糙米与不锈钢板、混凝土板、木板三种不同固体界面的摩擦系数。实验结果表明:随着剪切速率(1.33mm/min、2.67mm/min、4.33mm/min、5.20mm/min)的增大,糙米与固体界面的摩擦系数逐渐减小;随着法向压应力(25kPa、50kPa、75kPa、100kPa)的增加,糙米与固体界面的摩擦系数逐渐减小;随着糙米含水率(15.32%w.b、16.24%w.b、17.54%w.b、18.46%w.b)的增大,糙米与固体界面的摩擦系数逐渐增大。根据实验结果,分别拟合出糙米和不锈钢板、混凝土板、木板三种不同固体界面摩擦系数与剪切速率、法向压应力、含水率的关系方程。     

石灰岩发育土壤团聚体的分级特征

为探索石灰岩发育土壤团聚体的分级特征。采用筛分法,将干筛后的团聚体逐级单独湿筛,得出不同粒级干筛后团聚体的分级特征。通过对不同植被类型下(草本、灌木、乔木)土壤团聚体的分级特征、干筛后平均重量直径、不同粒级干筛后团聚体经湿筛后的本级保留量、平均重量直径及水稳定性团聚体含量进行分析,综合评价其土壤抗蚀性。结果表明0.5mm的团聚体是土壤团聚体存在的主要形式;土壤各粒级团聚体经湿筛后以本级水稳性团聚体为主,团聚体的量随着粒级变小而不断减少;三种植被类型下干筛后团聚体平均重量直径:草本灌木乔木;湿筛后各粒级的平均重量直径均表现为:随着粒级的减小,平均重量直径递级依次减少,团聚体抗蚀性降低;土壤各粒级干筛后团聚体湿筛后各级的保留量和水稳定性团聚体均呈现出:灌木乔木草本。三种植被类型中,草本土壤的干筛后团聚体含量最高,灌木土壤的抗蚀性最强。在以后的水土保持措施当中,应以营造植被类型多样的群落为主,更好地形成土壤-植物系统的良性响应。     

直剪法用于糙米内摩擦角的测定与研究

利用土工合成材料综合测定仪（直剪仪）,以水分含量14.57%的糙米为样品,测定了在不同的法向压应力、不同的剪切速率下糙米的剪切应力并计算出内摩擦角。实验结果表明：糙米的剪切应力随着法向压应力（25kPa～100kPa）的增大而增大;剪切速率（1.33mm/min～2.67mm/min）较低时糙米的内摩擦角随着法向压应力的增大而减小;随着剪切速率（1.33mm/min～5.20mm/min）的增大,糙米的内摩擦角减小。     

保护性耕作对黄土高原旱地表层土壤理化性质变化的影响

为了揭示表层土壤对耕作方式的响应,阐明保护性耕作对土壤理化性质变化的影响,通过研究西北高原干旱区6种不同耕作方式下（传统耕作(T)、免耕(NT)、传统耕作秸秆还田(TS)、免耕秸秆覆盖(NTS)、传统耕作地膜覆盖(TP)和免耕地膜覆盖(NTP)）,小麦→豌豆轮作长期的试验中0~5 cm、5~10 cm、10~30 cm土层的土壤含水量、容重、孔隙度、团聚体结构、有机碳含量的变化。结果表明：T处理的含水量随土层深度的增加而升高,NT、TS、NTS处理均呈先升高后降低的趋势,TP、NTP处理均随土层深度的增加而逐渐降低;T处理下,土壤容重呈现先升高后降低的趋势,其他保护性耕作方式均随土层深度的增加而逐渐升高;T、TS处理下土壤孔隙度均呈现先升高后降低的趋势,其他保护性耕作方式均随土层深度的增加而逐渐降低;NT、NTS、NTP有利于土壤中较大粒径结构体的形成,随着土层深度的增加,土壤粒径逐渐增大,TS、NTS有利于表层团粒结构的形成,TP、NTP处理对于5~10 cm土层中土壤团粒的形成具有促进作用;6种耕作方式中,总有机碳含量均随土层深度的增加而逐渐降低,NT、NTS和NTP处理总有机碳的含量均相应高于T、TS和TP,其中,NTS处理下总有机碳含量在0~5 cm、5~10 cm、10~30 cm均达到最大值,分别为10.78、10.36、9.83 g/kg,相对于T处理分别提高了4.46%、14.98%、11.83%。综合结果显示,保护性耕作方式对于维持表层土壤含水量、降低土壤容重、提高土壤孔隙度、促进土壤团粒结构的形成及总有机碳高效利用方面在一定程度上具有良好的效果。     

秸秆覆盖对土壤水热状况的影响

研究秸秆覆盖与传统耕作土壤水热变化规律及对次降雨的响应情况,以期为研发秸秆覆盖关键保护性利用技术提供水热理论基础。借助野外定位含水率温度监测仪,每60 min反馈一次监测数据,持续监测和记录秸秆覆盖后和传统耕作土壤含水量和温度的变化过程特征。结果表明：（1）土壤含水量受次降雨影响大,土壤温度受空气温度影响大。（2）与传统耕作相比,秸秆覆盖可提高土壤含水量和土壤温度。（3）秸秆覆盖土壤含水量呈现“几”字形变化趋势,次降雨对秸秆覆盖土壤含水量补给存在滞后期,含水量升高后可维持一段时间,且随着土层深度的加深,保持高含水量不变的时间越长。（4）秸秆覆盖与传统耕作土壤温度变化趋势基本一致,随着土层深度的加深,土壤温度逐渐降低,越接近地表,土壤温度浮动变化越剧烈,但秸秆覆盖后土壤温度浮动幅度小于传统耕作。秸秆覆盖有较好的保温保墒效果,使土壤受低温胁迫的影响减小。     

青海大通县山地退耕还林土壤抗冲性研究

文章主要分析研究了青海省大通县不同退耕年限云杉林+中国沙棘植被根系状况、土壤容重、入渗性能及抗冲性能,同时在一定范围内指出了前三者对后者的影响及相互关系.结果表明随着退耕年限的延长,地下根系逐渐增多,土壤容重逐渐减小,初渗率、稳渗率、抗冲性能呈逐渐增大的趋势.与农耕地相比,土壤表层(0～20cm)有效根(根茎＜1mm)对土壤抗冲性能的强化值,按照退耕年限(8年,14年,19年,27年,50年,55年)依次为25.94%,36.42%,63.40%,137.04%,415.17%,708.13%.土壤表层(0～20cm)容重、稳渗率与土壤抗冲性的皮尔逊相关均达0.01显著水平;表层＜1mm根系密度与抗冲性以及与其对抗冲性的增强值的变化规律分别符合指数方程y=0.6662e6E-06、y=12.228eIE-05x,相关系数分别为0.9586,0.9784.     

Effect of antecedent soil water content and rainfall regime on microrelief changes

Surface microrelief substantially affects surface sealing, runoff, and soil erosion processes on bare soils. Yet, the stability of microrelief for different antecedent soil water contents and rainstorms is not well understood. This study investigates the effect of surface microrelief and antecedent water content on the decay of microrelief under different rainstorm regimes. Two different rainstorm regimes were studied in laboratory experiments: continuous rainfall for a total amount of 60 mm applied at 30 mm/h intensity, and intermittent rainfall consisting of five successive rainstorms of 12 mm each, again with an intensity of 30 mm/h and separated by one week drying cycles. Rough, medium, and fine microrelief surface conditions representing different degrees of seedbed preparation were studied for three soils at antecedent soil water contents of 2–4% and 14–20%. Before and after rainfall, digital elevation models determining the surface microrelief were developed using a laser scanner with 2 mm grid spacing. The specific surface area calculated from microrelief data was used as an index to characterize microrelief. Microrelief stability increased with increasing initial roughness and was much higher for the antecedent wet soils than for the dry soils. Microrelief stability for the continuous rainstorm regime was higher than for intermittent rainfall. Differences in microrelief stability were mostly attributed to different aggregate stabilities. Additionally, the higher stability for the rougher microrelief surfaces was attributed to the lower drop impact density and splash density on the surfaces with larger specific surface area. Aggregate slaking due to air escape and rapid wetting was found to be responsible for the low microrelief stability at initially dry conditions.     

不同下垫面条件下土壤养分流失研究概况

中国的土壤侵蚀十分严重,而随着土壤侵蚀的发生发展将导致土壤养分流失、土壤贫瘠、土地生产力降低等多种问题。影响土壤侵蚀和土壤养分流失的主要因素包括降雨、下垫面条件和人为因素。通过总结多年来对不同下垫面条件下土壤养分流失情况的研究结果,分析下垫面条件中地表植被、坡度、坡长、土壤含水量、土壤颗粒等因素对土壤养分流失的影响,总结目前正在试验或用于实践的各种用于控制或者减少土壤养分流失状况的措施,以期对下一步的研究工作提供参考。     

干湿交替处理对土壤抗冲性的影响试验研究

为了研究作物生长季内,土壤经过干湿交替过程后的抗冲性的变化,采用原状土冲刷法,对黄绵土、塿土、黑土、紫色土4种代表性土壤在不同干湿交替次数处理下的抗冲性进行了研究。结果表明：干湿交替处理对土壤抗冲性的影响程度与土壤种类有关;黄土性土壤固有的抗冲性较低,而且在干湿交替处理下,其抗冲性变化不显著,抗冲系数几乎始终在2.5 L·min/g以下;东北黑土、川中紫色土在干湿交替影响下,其抗冲性变化明显,抗冲系数能达到12.0 L·min/g至16.0 L·min/g以上。在冲刷过程中,土壤抗冲性在一定程度上有增加的趋势,除去测定装置的因素,土壤本身性质发挥了一定的作用,而这与土壤种类有很大关系。本研究的结论表明,在不同土壤条件下,作物生长季内的土壤抗冲性变化应区分为作物根系的影响及土壤自身沉降压实的作用,特别是对于自身的抗冲能力较强的土壤。对于黄土性土壤或其他抗冲性较弱的土壤,防止集中水流的冲刷是坡面防蚀的关键。     

烟-稻复种连作对红壤性水稻土团聚体组成及稳定性的影响

红壤性水稻土面临土壤结构退化、土壤养分失衡和酸化等土壤质量问题,制约农业生产和农民增收。本文以南方红壤丘陵区植烟的红壤性水稻土为对象,采用时空替代法、相关及冗余分析等技术方法,研究了烟-稻复种连作(YDLZ)对红壤性水稻土团聚体及其稳定性变化的影响及其关键影响因素。YDLZ后的红壤性水稻土>5 mm团聚体含量、土壤团聚体重量平均直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均显著降低,<0.25 mm团聚体含量和分形维数(D)则显著升高,土壤团聚体稳定性降低;且以YDLZ 5~10年(YDLZ_5~10)对土壤团聚体粒径分布及稳定性影响最大。相关及冗余分析表明,土壤有机质和粘粒含量是引起团聚体分布的关键指标;>5 mm和<0.25 mm的团聚体含量是引起团聚体稳定性变化的关键指标。烟-稻复种连作引起红壤性水稻土有机质和粘粒含量变化,主要导致>5 mm团聚体含量的减少,<0.25 mm团聚体含量增加,从而土壤团聚体稳定性降低。针对YDLZ的红壤性水稻土结构培育和土壤质量保育,需关注土壤有机质及粘粒含量的变化。     

土壤水分对植物根系固土力学性能的影响综述

为了分析土壤水分对植物根系固土力学性能的影响机制,揭示根系固土力学机理和科学防治土壤流失提供基础理论研究思路,本文分析了土壤含水量对根系分布、根系抗拉特性、根系-土壤相互作用、根系-土壤复合体抗剪特性和根系固土力学模型的影响,探讨了根系固土力学性能对土壤含水量的响应机理研究现状及发展趋势。认为根系形态与根系固土效果紧密相关,目前缺乏土壤水分对根系形态及根系固土力学特性的定量研究;对根系抗拉强度和拔出强度的影响因素等关注较多,但对土壤水分变化是否影响根系强度、根土界面摩擦和根系破坏模式研究非常少;土壤水分在植物固持水土的水文效应中研究较多,但其对根系固土力学性能的影响规律尚需进一步研究;评价根系固土力学性能的模型没有考虑或充分考虑土壤水分变化对固土效果的影响,且模型中各影响因素的相对重要性关系尚不清楚。分析结果深化了对降水影响覆盖植被边坡稳定性机理的理解,为深入研究土壤水分与根系固土力学机制相互作用提供了理论基础。     

Influence of Soil Moisture on Growth, Water Use and Yield of Mustard

A field experiment was conducted to study the influence of soil moisture on growth, water use and yield of mustard ( Brassica juncea L. cv. Rai 5 ). Two soil moisture regimes were rainfed and irrigated at 10 days interval throughout the growing season. The total amount of water received as irrigation was 110 mm and as rainfall was 15 mm. Total dry matter per unit ground area, leaf area index (LAI), crop growth rate (CGR) and net assimilation rate (NAR) were increased and leaf area ratio (LAR) and specific leaf area (SLA) were decreased by irrigation. Chlorophyll content and relative leaf water content (RLWC) were increased by irrigation, but proline content was greater in the rainfed crop at both the flowering and pod-filling stages. Time taken to first flowering, duration of flowering, number of seeds/pod and harvest index were unaffected by irrigation. Plant height at harvest, number of pods/plant, seed yield and oil content of seeds were increased and 1000-seed weight was decreased by irrigation. The consumptive use of water increased with an increase in water supply, but the water use efficiency (WUE) was decreased.     

阴山北麓不同轮作模式对土壤理化性质及呼吸的影响

不同作物对土壤碳汇及土壤理化性质的影响不同,不同轮作模式对土壤碳汇能力的影响也不同。笔者设计连续5年6种轮作模式试验,探究轮作模式影响土壤理化性质、土壤呼吸、微生物量碳的机理。结果表明,在越冬后,由于该地区多风、干旱和少雨等气候环境,土壤蒸发导致20cm以上土层水分丧失严重,含水量呈随土层深度加深而增加的趋势。S2和S3能显著提高土壤越冬保水能力,在秋收后大部分处理的土壤含水量能达到14%,在越冬后还能保持在8%~10%的水平上,而其他处理均降到5%以下;同时,S2和S3能保持土层的不同深度的含水量都在较高水平,均匀稳定,其他处理随土层加深水分流失严重。土壤地表温度最高峰出现在8月上旬,S7,S3的地表温度（约25℃）显著低于其他处理（30~35℃）,而在50cm深层土壤又高于其他处理,该处理温度的稳定性不仅表现在土层深度之间,同时表现在全生育期,不随夏季气候变化而发生剧烈的起伏。土壤呼吸值（土壤微生物,植物根呼吸）在全年总体水平上S9＜S2＜S3＜S4＜S8＜S10＜S1＜S5＜S6＜S7,轮作处理能明显降低表层土有机碳矿化的散失,保持土壤碳汇能力。研究还发现土壤呼吸和土壤地表温度呈显著相关。燕麦苜蓿混作（1年）、苜蓿（1年）、燕麦（1年）、马铃薯（2年）和燕麦苜蓿混作（1年）、苜蓿（1年）、马铃薯（3年）这2个轮作模式可以有效提高土壤碳汇能力,改良土壤理化性质。     

辽北低山丘陵区坡耕地土壤侵蚀作用效果研究

本文研究不同坡度、降雨量、耕作方式对辽北低山丘陵区坡耕地土壤侵蚀作用的影响。研究结果表明：降雨量（x）与土壤流失量（y）之间遵守y=aebx的指数曲线变化规律,且有a〉0,b〉0的回归特征,说明土壤流失量随降雨量的增加而加剧;在相同降雨条件下,土壤流失量随坡度的增加而加剧,顺坡垄农田的侵蚀量＞等高垄农田的侵蚀量;流失量（y）和降雨量（x1）、坡度（x2）的回归方程为：Y=2.49-1.83 X1+ 2.13 X2+ 0.02 X1X1-0.162 X2X2 + 0.13 X1X2,降雨对流失量的影响要大于坡度对流失量的影响。