黄土高原丘陵沟壑区经济作物欧李的水土保持功能

[目的]研究经济作物欧李在黄土高原丘陵沟壑区的水土保持功能,为当地推广欧李种植提供理论支撑。[方法]以山西省吕梁市柳林县4类试样样地为对象,对欧李种植区土壤持水性、团聚体水稳定性及抗蚀性进行研究。[结果](1)欧李种植区土壤容重明显低于其他样地土壤,其中阳坡欧李Ⅲ号区土壤容重最低,表层和亚表层分别为0.954,1.163g/cm3,容重与总孔隙度、毛管孔隙度呈极显著负相关。(2)欧李在黄土高原丘陵沟壑区适应性极强,通过种植可以显著改善土壤肥力。(3)欧李样地土壤0.25mm风干及水稳性团聚体、土壤团聚体平均重量直径及团聚体水稳性指数均远高于该地区传统水土保持植物样地和撂荒地样地的土壤,并且团聚体破坏率最低。(4)欧李样地土壤0—40cm土层平均可蚀性因子K值最低,对表层及亚表层土壤保护效果更好。(5)K值与黏粒和有机质含量呈极显著负相关,与粉粒含量呈极显著正相关,土壤质地决定土壤抗蚀性能。[结论]欧李在黄土高原丘陵沟壑区具有很好的适应性,不仅可以增加农民收入,更对提高当地水土保持能力,改善生态环境具有重要意义。     

龙须草水土保持效益研究

对龙须草地水土保持效益研究结果表明 ,与空旷地相比种植龙须草可降低土壤容重 0 .13g/cm3 ,增加土壤总孔隙度 4 .9% ,提高土层土壤贮水量 14 .9% ,年土壤侵蚀量 4 72 .7t/km2 ,比对照减少 94 .5 % ,生态效益和经济效益显著。     

金银花植物篱在红壤果园水土流失治理中的水土保持效益研究

为进一步研究植物篱在防控果园水土流失方面的效果，以赣南典型脐橙园梯壁裸露小区为对照，分析了种植金银花植物篱小区的水土保持综合效益。结果表明：梯壁种植金银花小区土壤>0.25 mm大团聚体比梯壁裸露小区有所提高；梯壁种植金银花2 a后土壤结构体破坏率比同年限梯壁裸露小区土壤降低了58.82%,WSA提高了19.63%;与梯壁裸露小区相比，梯壁种植金银花小区在中雨条件下减沙效益为20.89%,总氮、总磷流失量分别减少30.49%、35.00%,大雨条件下减沙效益可达73.49%,总氮、总磷流失量分别减少15.97%、59.78%;梯壁种植金银花1 a后土壤有机质、总氮、总磷含量分别比同年限梯壁裸露小区提高8.97%、27.78%和133.33%,种植2 a分别提高16.59%、25.71%和20.00%。因此，脐橙园梯壁种植金银花不仅可以提高土壤团聚体稳定性及土壤抗蚀性，减少土壤及其养分流失，同时还可以培肥土壤，提高其水土保持综合效益。     

不同施肥措施对黄土丘陵区农田土壤有机碳组分和碳库管理指数的影响

为探究不同施肥对黄土丘陵区农田土壤有机碳组分及碳库管理指数(CPMI) 的影响,以及提高旱区土壤碳“汇”能力提供理论依据,研究基于中科院安塞水土保持试验站长期定位试验,采用5种不同施肥设置[种植作物不施肥(CK)、氮磷肥配施(NP)、氮磷钾肥配施(NPK)、单施有机肥(M)和有机肥中配施氮磷肥(MNP)]对土壤有机碳组成及碳库管理指数(CPMI)的影响。结果表明：不同施肥处理能增加不同土层土壤有机碳及其组分含量,且土壤有机碳及其组分含量随土层深度增加而逐渐降低；施用有机肥处理(M和MNP)下0-20cm土壤有机碳及其组分含量高于化肥(NP和NPK)和CK处理,与CK处理为对照,M和MNP处理下有机碳含量分别增加133.59%、118.52%(P<0.05),易氧化有机碳含量分别增加51.73%、48.20%(P<0.05),可溶性有机碳含量分别增加61.54%、53.21%(P<0.05),土壤微生物碳含量分别增加68.34%、113.04%(P<0.05)；除土壤微生物碳以外,20-40cm土壤有机碳及其组分含量均无显著差异；不同施肥处理显著提高0-20cm 土壤CPMI,M处理下CPMI在所有施肥处理中最高,20-40cm 土壤中M处理下CPMI在所有施肥处理中最大,但各施肥处理间差异不显著。总体来讲,施用有机肥可以提高旱区土壤水土保持能力和土壤肥力,增强土壤碳“汇”功能及其土壤有机碳的稳定性。     

黄土丘陵区水平梯田保水保土效益分析

水平梯田是防止水土流失的一种有效方式。在韭园沟流域的支沟——王茂沟流域分别选取梯田和坡耕地进行土壤采样,测定土壤含水量,结合¹³⁷Cs示踪,对比分析了梯田长期的保水保土效益。结果表明:梯田土壤水分变化分为土壤水分剧变层（0—20 cm）、土壤水分活跃层（20—30 cm）和土壤水分调节层（30 cm以下）;梯田不同深度土壤含水量均表现为内侧（第一级） > 中部 > 外侧（第五级）;坡向对梯田土壤水分的影响并不是十分显著;梯田0—20 cm土壤蓄水量高于坡耕地7.2%;0—40 cm平均土壤蓄水量高出坡耕地1.8 mm;研究流域坡耕地与梯田侵蚀程度分别属于极强度侵蚀和强度侵蚀,梯田平均水土保持效益为53%。建议在该地区修建梯田时,提高梯田的设计标准,对梯田田面、田埂认真维护,实现梯田长期的水土保持效益。     

坡式条田在黑土区坡耕地水土流失治理中的应用及效益分析

以吉林省杏木小流域为试验区,采用野外观测与室内实验相结合的方法,对坡式条田在黑土区坡耕地水土保持效益和经济效益进行研究与分析。结果表明:(1)与横垄对照相比,黄花菜、红小豆及黄花菜与红小豆混种3种不同坡式条田产生的径流量分别减少62.5%,64.8%,69.2%,泥沙量分别减少70.9%,72.9%,74.2%。(2)不同坡式条田冲刷泥沙中有机质和全氮含量分别比对照减少10%~20%,全磷和全钾含量减少7%~15%。(3)条田埂上黄花菜与红小豆混种具有较好的固埂护埂效益,田埂植物盖度达到45%~55%,0-5cm,20-25cm和40-45cm土层土壤崩解速率分别比黄花菜和红小豆单种降低53.61%和22.41%,11.19%和8.94%,20.38%和10.88%。(4)与横垄对照相比,坡式条田措施下坡耕地总体经济效益提高8%~12%,红小豆作物经济价值最高。     

黄土丘陵沟壑区欧李人工林对坡面土壤分形特征及可蚀性的影响

[目的]研究中国特有经济作物欧李对坡面土壤性质的影响,为其在黄土丘陵沟壑区推广种植提供参考依据。[方法]布设5块立地条件不同的试验样地,在汛期前后,分别对各样地土壤相关指标进行测定,利用PSD分形模型及EPIC土壤抗侵蚀模型,定量分析欧李对坡面土壤颗粒分形维数及抗侵蚀能力的影响。[结果](1)在汛期,欧李人工林对坡面土壤黏粒具有显著的拦截作用,鱼鳞坑式欧李林可有效保护坡顶处土壤,水平阶式欧李林在坡中、坡底位置可有效拦截径流中的土壤细颗粒并富集黏粒;(2)坡面土壤分形维数与土壤砂粒含量呈显著负相关,相关系数为-0.611;与土壤黏粒含量呈显著正相关,相关关系为0.770;(3)欧李林的种植可降低研究区土壤可蚀性因子K值,提高土壤抗侵蚀能力,不同整地方式下欧李林对土壤可蚀性因子K值的影响效果总体表现为:水平阶鱼鳞坑自然坡;(4)土壤可蚀性因子K值与土壤的有机质和黏粒含量呈极显著负相关,相关系数分别为-0.957,-0.928;与土壤容重、砂粒含量和粉粒含量呈显著正相关,相关系数分别为0.704,0.667,0.512。[结论]种植欧李对黄土丘陵沟壑区控制坡耕地黏粒流失,提高土壤有机质含量,优化土壤结构,增强土壤抗蚀能力具有积极的意义。     

河北省蔬菜大棚土壤盐分状况及其影响因素

通过对河北省蔬菜大棚的采样调查研究,结果表明:河北省蔬菜大棚土壤EC平均达到0 62ms·cm-1,0～20、20～40、40～60、60～80cm的土壤EC分别比相邻粮田增加244%、55%、50%、73%;在土壤空间分布上,0～20cm土层盐分含量最高;除HCO3-含量呈降低的趋势外,Ca2 、Mg2 、K 、NO3-、Cl-、SO42-均有不同程度的增加,并且土壤盐分随着种植年限的增加呈增加的趋势,而菜粮轮作可以明显降低土壤盐分含量。     

陡坡地皇竹草水土保持效益研究

以皇竹草作为生物篱植物,探讨了其在陡坡地的生长状况和水土保持效益。结果表明:皇竹草茎叶鲜生物量259.2t/hm2,年产干草51.2t/hm2,根系的84.96%集中分布于0～30cm土层内,根系密度48.6条/100cm2,可有效减小土壤容重,增加土壤孔隙度,提高土壤贮水量,固持土壤,是优良的水土保持植物。     

香根草在深圳市水土保持中的应用研究

通过试验,测试了香根草在水库边坡和废弃采石场边坡的水土保持功效,并与未种植的裸地进行比较。结果表明,香根草种植后,第1年水土保持效果十分明显,土壤流失量分别减少了72.05%和68.09%,第2年水土保持能力基本趋于稳定,土壤流失量分别减少了90.45%和90.6%。证明了香根草在深圳市边坡治理中有明显的效果,是理想的水土保持植被。     

桃园残枝粉碎还田改善土壤理化性状提高桃品质

针对目前北京地区桃园生产土壤覆盖方式单一的问题,该文对新的土壤管理模式进行了探索。于2013-2015年在北京市平谷区矮化密植桃园采用田间小区试验,进行3种处理对土壤团粒结构、土壤紧实度、土壤水分特性、土壤有机质、CO2释放速率、果品品质影响的试验研究。结果表明,在整个果树生长期,残枝粉碎覆盖对土壤特性具有显著影响,二月兰种植1 mm大团聚体含量比清耕和树枝覆盖分别多31.7%、22.2%;0~20 cm土壤紧实度,清耕无覆盖比二月兰种植大14.8%,比残枝覆盖大21.8%;与对照相比,土壤CO2释放速率提高193.46%;果园树枝覆盖、二月兰种植、清耕稳定入渗率分别为4.22、8.41、10.01 cm/h;二月兰种植和残枝覆盖土壤有机质含量较清耕分别增加183.2%、119.8%(P0.05);果园残枝覆盖较清耕处理可溶性固形物增加6.1%,单果质量提高7.9%。因此,果园残枝覆盖可以改善土壤理化性状,提高果实品质。     

地膜覆盖对杨树林下土壤生物学特征的影响

在大田条件下,研究了地膜覆盖对杨树林下0-20cm和20-40cm土层的土壤理化性质、土壤微生物数量、酶活性、微生物量碳及活跃微生物量的影响。结果表明,在0-20cm土层,覆膜处理可显著增加土壤含水量和碱解氮含量,而有机质、全氮、速效磷和pH值却明显降低土壤细菌数和真菌数分别增加了44.89%和42.58%,放线菌数变化不明显土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性分别提高了29.25%,83.66%和28.95%,而脲酶活性却降低了13.02%土壤微生物量碳和活跃微生物量分别增加了27.44%和31.87%,有利于土壤养分的分解和有效化。20-40cm土层与0-20cm土层土壤表现出基本一致的变化规律,但覆膜与对照之间的差异变小,表明随着土层深度的增加,覆膜的影响作用减小。综合分析认为,地膜覆盖对杨树林下土壤,尤其是表层土壤的生态环境具有明显的改善作用。     

不同覆盖材料及旱作方式土壤团聚体和有机碳含量的变化

【目的】研究秸秆和地膜覆盖旱作冬小麦田土壤团聚体分布规律及与有机碳的关系,为探讨覆盖方式对土壤团聚作用的影响,优化黄土高原旱作农田耕作措施提供理论依据。【方法】冬小麦覆盖试验开始于2008年,试验设计4个处理:冬小麦种植期间无覆盖对照(CK)、全年覆盖秸秆9000 kg/hm~2(M1)、全年覆盖秸秆4500 kg/hm~2(M2)和全年地膜覆盖(PM)。利用干筛法和湿筛法筛分了2014年收获期0-10 cm和10 20 cm土层中5 mm、5~2 mm、2~1 mm、1~0.5 mm、0.5~0.25 mm和0.25 mm粒级的团聚体,计算团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),并分析了覆盖方式对土壤总有机碳的影响及其与土壤团聚体的关系。【结果】1)秸秆覆盖显著提高了0-10 cm土层0.25 mm土壤机械稳定性团聚体含量m1和M2处理较CK处理分别提高了5.1%和2.0%;秸秆和地膜覆盖均可提高10-20 cm土层0.25 mm机械稳定性团聚体含量,M1、M2和PM处理较CK处理分别提高了7.6%、4.3%和3.1%。2)秸秆覆盖有利于0-10 cm土层0.25 mm水稳性团聚体的形成M1和M2处理较CK处理分别提高了6.8%和5.0%PM处理与CK处理无显著差异;覆盖处理对10-20 cm土层水稳性团聚体影响不显著。3)秸秆和地膜覆盖均有利于0-10 cm土层土壤团聚体稳定性的提高,M1、M2和PM处理平均重量直径值较CK处理分别提高47.8%、24.7%和24.6%几何平均直径值分别提高了48.9%、34.8%和31.6%。4)秸秆覆盖有利于提高土壤有机碳含量在0-10 cm土层M1和M2处理较CK处理有机碳含量分别提高了11.9%和6.3%在10 20 cm土层分别提高4.2%和4.5%,地膜覆盖对土壤有机碳的积累无促进作用。在0-10 cm土层土壤有机碳含量与0.25 mm水稳性团聚体含量呈显著正相关。【结论】秸秆覆盖处理可提高土壤大团聚体含量提高团聚体的水稳性,改善土壤结构,同时可增加土壤有机碳含量提高土壤肥力,且覆盖量越大效果越明显。地膜覆盖对土壤结构的改良也有一定作用但,效果较秸秆覆盖处理差。覆盖秸秆9000 kg/hm~2处理优于其他处理,可以作为黄土高原旱作农田合理的耕作模式应用到农业生产中。     

紫花苜蓿保持水土效益的研究

研究了紫花苜蓿改善土壤的物理性状，水文效益，渗透速度，茎叶截雨量，根系工，生物量和经济效益，结果表明，紫花苜蓿可以减小土壤容得，增加土壤孔隙度，提高土壤水量，茎叶吸水率达到自身重量的５２．８９％，根系的７８．２６％集中分布于０－３０cm土层内，根系密度４２．７条／１００cm^2，生物量１３.566t/hm^2，年产干划１７687t/hm^2,水土保持效益和经济效益显著，是优良的水土保持植物。     

黑土立体休闲技术改土增产效果

为了打破犁底层障碍,消减连作障碍,分别在轮作和连作的黑土上采用分层深耕犁将0~20 cm耕层土与20~40 cm下层土进行转换,以达到休闲表层土壤的目的。采用大区对比法连续2年调查改土后效果。结果表明:第1年、第2年立体休闲处理较对照组未改土,0~40 cm土层土壤平均容重分别降低0.05、0.11 g/cm~3;通气系数分别提高14.97×10~(-2)、16.69×10~(-2) cm/s;而饱和导水率较对照组第1年降低了3.14×10~(-3) cm/s,第2年提高了10.95×10~(-3) cm/s;抗剪强度较对照组第1年降低了0.72 kPa,第2年提高了0.82 kPa;土壤平均含水率提高分别提高4.07%、4.95%;温度分别提高0.78、0.13℃。立体休闲后表层土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾降低、下层土土壤肥力增加。在轮作条件下,立体休闲后第1年马铃薯和甜菜分别减产5.63%和3.06%;第2年玉米和马铃薯分别增产5.20%和27.00%。在大豆连作条件下,立体休闲区植株干质量平均比对照提高7.63~7.82%;根干质量提高7.61%~13.41%;根长增加4.42%~6.26%;单株荚数增加18.83%~20.71%;株粒数增加幅度为32.43%~37.21%;根瘤数每株增加1.46~5.15个;产量比对照增加3.09%~22.38%。     

覆盖方式对夏玉米土壤水分和产量的影响

为探索半湿润偏旱区不同覆盖栽培模式夏玉米田土壤蓄水保墒和增产效果,于2014年6-10月在陕西杨凌节水灌溉试验站,通过设置垄覆地膜沟覆秸秆（PSM）、全覆膜平作（PM）、覆秸秆平作（SM）、露地平作（CK）4种栽培模式进行玉米种植试验,对0-200cm土壤不同深度土层含水率进行全生育期动态监测,分析比较各种模式下土壤含水率、土层贮水量以及作物耗水量的变化规律,并结合产量资料计算各种种植模式的水分利用效率。结果表明：一次30.5mm降水过程结束后,PSM处理的集水作用最明显,降水2d后,垄沟中40cm土层土壤含水率最高,达35.8%。与降水2d后相比,降水6d后,CK、PSM处理沟中（PSM-F）、PM和SM处理40cm土层土壤含水率分别下降10.3%、2.9%、1.8%和0.2%,而PSM处理垄下（PSM-B）含水率则提高10.4%。PSM处理在干旱季沟中和垄下土壤含水量差异明显,降雨较多时,沟垄土壤含水率基本达到平衡。PSM、PM和SM处理能显著提高玉米生育期0-20cm土层贮水量,其中以PSM处理最为显著;各处理苗期以后20-100cm土层贮水量均低于对照;100-200cm土层贮水量以SM处理最高,PSM处理最低。夏玉米产量与拔节-灌浆期耗水量呈显著正相关（r=0.98*）。PSM、PM和SM处理的玉米产量较CK分别提高95.3%、83.1%和55.4%,水分利用效率较对照分别提高75.7%、71.0%和58.8%。研究结果表明垄覆地膜沟覆秸秆栽培模式能够显著提高玉米产量和水分利用效率,适宜在半湿润偏旱区夏玉米生产中应用。     

北京山区侧柏人工林水源涵养功能对抚育间伐的响应

通过对不同抚育强度下侧柏人工林的土壤及枯落物持水特性的研究,结果表明:抚育间伐5年后,弱度、中度、强度抚育样地土壤容重0-10cm处分别比对照样地降低9.5%,13.0%,18.9%,10-20cm处弱度、中度和强度抚育样地分别比对照降低0.3%,6.5%和9.8%;0-10cm处总孔隙度分别增加9.6%,13.1%,19.1%,10-20cm处分别增加-0.3%,6.3%,9.5%;水源涵养量分别增加5.5%,25.1%,32.1%;土壤总贮水量分别增加14.3%,4.6%,9.7%。与对照样地相比,各抚育样地枯落物蓄积量分别增加92.2%,268.3%,19.0%,最大持水率分别增加10.6%,28.4%,28.7%,持水量分别增加116.8%,379.3%,55.8%。方差分析显示,中度抚育和强度抚育效果与对照样地差异显著,说明抚育可改善土壤物理性质,减小土壤容重,增加土壤孔隙度,从而提高土壤水源涵养功能。因此从水源涵养的角度来说,在阳坡薄土条件下侧柏人工林更适宜采用中度和强度抚育措施。     

抚育间伐对北京山区油松幼龄人工林水源涵养功能的影响

通过对不同抚育强度下油松人工幼龄林的土壤及枯落物特性的研究,结果表明:5年后,弱度、中度、强度抚育样地土壤容重0-10cm处分别降低2.2%,4.1%,10.3%,10-20cm处分别降低3.2%,4.5%,15.3%,总孔隙度0-10cm处分别增加3.0%,5.8%,10.2%,10-20 cm处分别增加3.1%,7.2%,17.8%;水源涵养量分别增加12.2%,48.7%,44.4%;土壤总贮水量分别增加3.1%,6.5%,13.8%.与对照相比,各抚育样地枯落物蓄积量分别增加19.0%,91.7%,60.2%,最大持水率分别增加4.5%.23.3%,16.5%,持水量分别增加24.3%,135.5%,86.9%.方差分析显示,强度抚育和中度抚育效果差异显著,说明抚育可改善土壤物理性质,减小土壤容重,增加土壤孔隙度,从而提高土壤水源涵养功能.因此在阴坡厚土条件下,从水源涵养的角度来说,油松人工幼龄林更适宜采用强度和中度抚育措施.     

深耕培肥改良瘠薄黑土理化性质及提高大豆产量的研究

为明确深耕培肥对瘠薄黑土的改土效果,采用大田对比方法,以依安地区黑土为供试土壤,开展深耕培肥对瘠薄黑土土壤理化性质影响及对大豆产量的调查研究。结果表明:深耕培肥可以有效降低10~30 cm土层土壤容重、硬度,提高土壤通气性,容重第1年和第2年分别下降0.09 g cm~(-3)和0.05 g cm~(-3),通气系数分别提高为34.01×10~(-5) cm s~(-1)和10.89×10~(-5) cm s~(-1),10 cm以下土层土壤硬度与对照相比呈明显下降趋势;同时,深耕培肥后20~30 cm土层有效磷含量显著提高,两年增加幅度为15.05~16.23 mg kg~(-1);深耕培肥可以提高土壤速效钾含量,增加幅度为10.19~10.38 mg kg~(-1);并且深耕培肥提高了大豆产量,两年平均提高大豆产量达9.61%。     

不同种植方式麦田生态效应研究

试验研究2个小麦品种“烟农19”和“95(6)161”不同种植方式麦田生态效应结果表明,垄作栽培可显著降低耕作层土壤容重,提高土壤孔隙度,更适宜小麦根系生长。土壤呼吸强度垄作栽培20~40cm土层>平作栽培20~40cm土层>垄作栽培0~20cm土层和平作栽培0~20cm土层。相同灌水量垄作栽培渗入深层土壤中的水分显著高于平作,2个小麦品种垄作栽培水分利用效率分别为1·62kg/m3和1·56kg/m3,较传统平作栽培分别提高21·8%和16·4%。垄作栽培小麦群体内空气湿度较平作栽培降低3·5%~15·5%,同一品种不同种植方式群体透光率均为垄作栽培>平作栽培。且小麦籽粒光能利用率提高10·0%~13·2%,总干物质产量光能利用率提高10·3%~10·8%。