浙中三个桔园土壤的水分性质及结构改良剂的应用效果

在实验室条件下研究了浙中金衢盆地三个桔园土壤的持水特性、饱和导水率、蒸发强度及三种土壤结构改良剂对土壤团聚作用和蒸发强度的影响.结果表明,持水量与<0.01mm物理性粘粒含量呈正相关(r=0.933^*);饱和导水率与团聚体平均重量直径呈正相关(r=0.956^**),而与结构破坏率呈负相关(r=-0.996^**).当土壤吸力在50-100kPa时,桔园就需灌溉.加入三种土壤结构改良剂后能明显改善土壤水稳性团聚体,其效果为聚乙烯醇>聚丙烯酰胺>水解聚丙烯腈;使土壤的日平均蒸发强度减少,其减少的顺序为黄筋泥>紫砂土>红砂土.土壤饱和导水率K₁₀值紫砂土>黄筋泥>红砂土,主要取决于土壤水稳性团聚体的平均重量直径,二者呈正相关(r=0.956^**).     

半干旱黄土地区幼龄侧柏叶蒸腾的数学模型

 通过人工控制水分,形成单株幼龄侧柏的不同土壤水分梯度环境。在自然环境下对侧柏叶片定时、定位进行蒸腾速率及林冠层的光照、空气温度、空气湿度、叶水势和土壤水分等因子的同步观测。蒸腾速率与各个因子的相关分析表明:黄土半干旱地区侧柏蒸腾速率η_t/(μg·cm^-2·s^-1)与光照强度E/(μmol·m^-2·s^-1)、空气饱和差p_v/kPa、叶水势Ψ/kPa、气温t/℃的关系可以分别表示为:η_t=>αE_b,η_t=αp_vb,η_t=αψ^b,η_t=αt²+bt+c;侧柏的蒸腾速率η_t与气孔阻力R_s/(s·cm^-1)和土壤含水量W/％有密切关系,可以分别表示为:η_t=α+bW+cW₂+dW₃,R_s=α+bW+cW₂+dW₃。用气温、空气饱和差、叶水势3个因素建立了半干旱黄土地区幼龄单株侧柏蒸腾速率的非线性指数预测模型:η_t=0.6950_exp（0.03158t-14.2492/p_v+0.7606/Ψ）,经检验获得了满意的数值模拟结果。     

厨余垃圾沼渣堆肥与化学改良剂对城市搬迁地土壤团聚体形成的影响

为改善城市土壤团粒结构，以上海典型搬迁地土壤为研究对象，通过室外培养试验，研究了不同用量厨余垃圾沼渣堆肥和化学改良剂分别单施以及混施对土壤水稳定性团聚体、团粒结构形成的影响。结果表明：20%、30%沼渣堆肥单施处理可显著增加搬迁地土壤0.5~1.0、1.0~2.0 mm粒径大团聚体以及0.106~0.25 mm粒径微团聚体质量分数（P<0.05），而显著降低<0.106 mm粒径微团聚体质量分数（P<0.05）。化学改良剂β-环糊精单施处理可显著增加土壤微团聚体总量（P<0.05）；3 kg/m³用量硫酸钙、氧化铁单施处理均可显著促进土壤大团聚体的形成（P<0.05）。沼渣堆肥和化学改良剂混施处理较单施处理显著增加土壤>2.0、0.25~0.5 mm粒径大团聚体质量分数（P<0.05），而降低<0.106 mm粒径微团聚体质量分数（P<0.05）。在沼渣堆肥处理中，以20%沼渣堆肥添加量对土壤团粒结构改良效果最佳；在化学改良剂处理中，以3 kg/m³硫酸钙处理对土壤团粒结构改良效果最佳，其次是3 kg/m³氧化铁处理。WG₂₀+SM_mix处理（20%沼渣堆肥+化学改良剂混施）对搬迁地土壤团粒结构改良效果最佳，团粒结构达19.03%，较CK（对照组）、SM_mix（化学改良剂混施）、WG₂₀（20%沼渣堆肥）处理分别提高了94.0%、73.5%和26.0%。     

粗颗粒土壤坡面侵蚀泥沙颗粒特征

为揭示粗颗粒土壤坡面侵蚀机理,采用湖北通城县、江西赣县、福建长汀县、广东五华县4个样地的4种粗颗粒土壤（分别定义为TCA、GXA、CTA、WHA）进行室内模拟降雨试验,研究粗颗粒土壤坡面侵蚀过程及侵蚀泥沙颗粒组成的变化规律。结果表明：（1）4种土壤的地表径流随着降雨时间的增长呈现出先增加后递减并趋于稳定的规律;（2）4种土壤的侵蚀特征存在差异,土壤侵蚀速率表现为WHA>TCA>GXA>CTA;（3）4种土壤的侵蚀泥沙中颗粒分布百分比大小均为砂粒>黏粒>粉粒>砾石。不同土壤侵蚀泥沙富集率表现出明显差异;（4）水流功率与土壤侵蚀速率的相关性显著,用幂函数可以准确描述其关系。在表达式中引入土壤黏粒含量、砾石含量后模型更加可靠（D_r=0.001ω^1.163C_l^-4.069,R²=0.82;D_r=0.003ω^1.149G_r^-1.934,R²=0.84）,提高了模型预测土壤侵蚀速率的精度,在实际应用中具有更广的适应范围与现实价值。     

北京山区典型植被类型土壤饱和导水率及其影响因素

研究典型植被类型的土壤饱和导水率(K_s)分布及其影响因素,可为北京山区植被建设提供有力借鉴,同时加深对于土壤水分运动的理解。选取北京山区最具代表性的4种植被类型,获取不同类型、不同层次的土壤饱和导水率,调查土壤理化性质与根系生物量、石砾体积,利用Pearson相关性分析、多元逐步回归、通径分析,明晰了北京山区典型植被类型下的土壤饱和导水率分布及其影响因素。结果表明:(1)土壤饱和导水率介于0.05~2.23 mm/min,属于高度变异,随土层向下不断减小,侧柏×灌木混交林、侧柏纯林与侧柏×五角枫混交林的土壤饱和导水率存在显著差异(p＜0.05)。土壤饱和导水率与土层深度之间的关系符合对数函数关系式y=±aln x+b,R²≥0.858。(2)相关性分析结果表明,土壤饱和导水率与容重、总孔隙度、毛管孔隙度、根系生物量、有机质含量均呈极显著相关关系(p＜0.01),与非毛管孔隙度、自然含水率呈显著相关关系(p＜0.05)。(3)逐步回归分析得Y=3.42X₂+0.78X₆-1.333,R²=0.862。进一步通径分析可知,根系生物量主要通过直接作用影响土壤饱和导水率,而总孔隙度通过间接作用影响土壤饱和导水率。可知,侧柏×灌木混交林的导水性能最佳,后续的植被建设应重点考虑侧柏×灌木混交林,以达到减少径流、涵养水源的目的。     

不同液土比和温度条件下塿土铵离子吸附

Effects of NH₄⁺ concentration, solution/soil ratio and temperature on NH₄⁺ adsorption were studied in a Eum-Orthic Anthrosol. The slopes of the soil NH₄⁺ adsorption isotherms and the fitted n, the coefficient for the adsorption intensity, and k, the coefficient related to adsorption capacity, of the Freundlich equation increased with increasing solution/soil ratio (SSR) and with decreasing temperature (T). For the range of experimental conditions, the value of ∂q/∂c, the rate of change of the amount of NH₄⁺ adsorbed in the soil solid phase (q) with respect to the equilibrium concentration of NH₄⁺ in soil solution (c), was 0.840, indicating that q increased with increasing c. From 2 to 45 ℃, ∂q/∂SSR, the rate of change of q with respect to SSR, decreased from 2.598 to 1.996, showing that q increased with increasing SSR, while its increasing rate decreased with temperature. From SSR 1:1 to 20:1, ∂q/∂T, the rate of change of q with respect to T, decreased from -0.095 to -0.361, indicating that q decreased with increasing temperature, and at the same time the negative effect of temperature became larger as SSR increased. Thus under the experimental conditions the order of importance in determining the amount of NH₄⁺ adsorbed in the soil solid phase was ∂q/∂SSR > ∂q/∂c > |∂q/∂T|, indicating that the greatest effect on the amount of NH₄⁺ adsorbed was with the solution/soil ratio; the equilibrium concentration of NH₄⁺ had a lesser effect; and temperature had the least effect.     

坡面片蚀泥沙有机碳组分及13C同位素不均匀富集对水动力学参数的响应

[目的] 探究片蚀泥沙轻组有机碳(LF_OC)和重组有机碳(HF_OC)不均匀富集的水动力学和碳同位素特征,为正确理解水蚀作用下土壤有机碳库变化提供理论与技术支撑。[方法] 以陕西省咸阳市杨凌区土为研究对象,采用改进"三区"移动式变坡钢制土槽,结合人工模拟降雨技术,测定径流水动力学参数和泥沙各粒径团聚体有机碳组成及其δ¹³C值,并辅以棕壤侵蚀泥沙有机碳δ¹³C值和水力参数,验证土试验结果的准确性。[结果] ①雨强和坡度较小时,侵蚀泥沙LF_OC和HF_OC易发生富集,且相较黏粉粒和微团聚体,大团聚体LF_OC与HF_OC含量受雨强和坡度的影响更大; ②侵蚀泥沙黏粉粒中有机碳δ¹³C值与其有机碳活跃分数(λ)呈负相关,而其他粒径团聚体有机碳δ¹³C值与其λ呈显著正相关(p<0.05); ③流速与黏粉粒λ显著正相关(p<0.05),雷诺数与各粒径团聚体有机碳δ¹³C值均呈显著负相关(p<0.01),片蚀过程中流速越大,黏粉粒中LF_OC越易于优先输移,而紊流加剧则促进低δ¹³C值团聚体有机碳的优先输移; ④对于侵蚀泥沙黏粉粒,流速和雷诺数越大,其有机碳δ¹³C值越小,λ越大;对于微团聚体和大团聚体,雷诺数越小,其有机碳δ¹³C值与λ越大。[结论] 片蚀过程中轻重组有机碳流失与流速和雷诺数密切相关。并进一步验证了¹³C同位素对侵蚀泥沙有机碳示踪的有效性。     

土壤磷扩散规律及其能量特征的研究 Ⅲ.土壤磷扩散的动力学及能量特征

用³²P标记扩散池法测定了不同时间下土壤磷的扩散量,并用5种动力学模型对其拟合,结果表明土壤磷扩散过程最符合抛物线扩散方程。20%含水量下,磷扩散速率温度商Q₁₀。为1.20左右,与扩散是一个物理过程相吻合。由阿尼乌斯公式求得的磷扩散活化能(E_a^D)随土壤水分增加而降低;在土壤水低吸力范围内(<10⁵Pa水吸力)为12-34kJ/mol,平均为25kJ/mol左右,与溶液中离子扩散活化能较接近,说明低吸力下磷扩散主要在液相进行。将绝对反应速率理论移植用于磷扩散,所求出的磷扩散净活化能、活化熵变、活化焓变和活化自由能变在供试土壤中相同含水量下均呈规律性变化,且与E_a^D变化趋势基本一致,证明这些参数可用于表征磷扩散的能量特征。     

保护性耕作对太行山前平原土壤质量的影响

保护性耕作被认为是华北平原农业可持续发展的重要措施, 但目前缺乏这些措施对土壤质量影响的系统报道。本研究以长期定位试验为基础, 探讨了太行山前平原两熟制高产农田不同耕作措施对麦田土壤质量的影响。试验始于2001 年, 设置翻耕玉米秸秆不还田(非保护性耕作对照, CK)、翻耕玉米秸秆粉碎还田(CT)、旋耕玉米秸秆粉碎还田(RT)和免耕玉米秸秆直立还田(NT)4 个处理。2007 年冬小麦收获后分层测定土壤有机碳(soil organic carbon, SOC)含量、容重(ρ_b)、水稳性团聚体、水分特征曲线、饱和导水率(K_s)和微生物量碳氮。2008 年测定了剖面SOC 含量、ρ_b 和蚯蚓数量。结果表明, 连续多年保护性耕作后土壤剖面的SOC 储量无显著变化, 但保护性耕作(RT 和NT)下SOC 的层化比率(1.74~2.04)显著高于翻耕处理(CK 和CT, 1.37~1.45); 保护性耕作显著提高了表层微生物量碳、氮含量以及单位面积土壤中的蚯蚓数量。NT 处理导致耕层(0~20 cm)土壤ρ_b 增加, 但提高了土壤团聚体的稳定性。CK 和CT 处理显著增加了0~5 cm 土层裂隙(>500 μm)和传输孔隙(500~50 μm)的比例, 而NT 处理则增加储水孔隙(50~0.5 μm)的含量。另外, 保护性耕作提高了土壤的K_s、田间持水量和有效水含量。对土壤质量指标S 的分析结果表明, 实施保护性耕作后, 太行山前平原地区土壤质量总体上得到改善。     

太湖地区水稻土的物理特性与少免耕法的关系

本文从土壤物理特性和作物生长的关系探讨了耕作的要求.土壤水分能量特性可被机械扰动改变,这是导致土壤粘闭的重要原因.水稻土的含水量和有效水均以表土高,而下层低,含水量和容重成线性负相关(n=62,r=-0.909^**).土壤扰动可提高持水量,长年免耕在干旱年份可能会出现水分不足问题.土壤含水量、气容量和机械强度三者的变化相互联系.由三个因素决定的小麦生长最佳范围是在水分吸力0.02-0.5巴内,而田间持水量大于塑性限,所以秋季耕作必然导致土壤粘闭.免耕土壤的容重一般在1-1.25g/cm₃之间,是稻麦生长的较佳环境,所以水稻土本身存在适合稻麦免耕生产的条件.根据水稻和三麦分别52和23组次对比试验,水稻免耕增产19斤/亩,三麦49斤/亩,均达到极显著水平(p=0.01).平田地区连续三年免耕土壤不恶化,囊水型土壤第二年开始有变差趋势,但产量不减低.免耕有保护土壤结构的作用,但不利于结构发展.