亚热带红壤坡地季节性干旱空间特征

红壤坡地季节性干旱严重危害农业生产和区域发展。季节性干旱时间上多发生于夏末秋初,但其空间发生特征及原因尚不明确。对2006年和2012年两年的坡耕地7、8月份土壤水分时空变化特征的研究结果表明:0~60 cm土壤含水量随土层深度增加而提高;且表层土壤含水量波动最剧烈,随土壤深度增加,波动减弱,60 cm土层土壤含水量变化极小。林地、草地、裸地和农田四种土地利用方式中,农田最易发生季节性干旱,且主要发生在0~30 cm表层土壤。作物根系分布和根系吸水是导致该区季节性干旱的主要原因,土壤蒸发是另一原因。促进作物根系下扎将是缓解该区季节性干旱的有效途径。     

鄂南红壤穿透阻力的时空变化研究

为进一步揭示红壤地区季节性干旱的致灾机制,以夏玉米为供试作物,研究鄂南地区季节性干旱过程中,4种耕作措施(深耕、常规耕作、免耕、压实)下,红壤穿透阻力的时空变化特征及其对季节性干旱的响应特点。结果表明:在轻度到中度干旱期间,除深耕外,其余3个耕作措施的耕层红壤穿透阻力均超过了作物根系适宜的最大阻力(2.0 MPa)。红壤穿透阻力在0~40 cm土层呈单峰形分布,且不同耕作措施的峰值大小及峰值位置均存在差异;同时,随土壤含水量的增加,阻力值减小,且峰值位置在土层剖面亦随之发生不同程度的下移。红壤穿透阻力对季节性干旱有较好的响应关系,与耕层土壤含水量的相关系数达–0.839(P0.01),呈极显著非线性负相关关系,以二项式拟合结果最优。该响应关系存在临界反应,当季节性干旱达到一定程度时,土壤含水量较小范围内的变化都将引起红壤穿透阻力的剧烈变化。因此,在红壤地区研究季节性干旱时不可忽视土壤穿透阻力的存在,必须考虑因土壤含水量降低而导致的高土壤阻力对作物的影响。     

红壤地区典型农田土壤水力学特性及土壤水库容研究

针对红壤地区普遍存在的季节性干旱问题,研究了红壤的水力学特性及土壤库容状况,结果如下:红壤旱地土壤各层的有效水含量变化不大,变化区间为61.00gkg-1～73.77gkg-1,作物可利用的有效水区间较小,不利于作物生长;水田中土壤剖面有效水含量变化明显,变化区间为75.27gkg-1～170.80gkg-1,其中表层和犁底层的有效水含量远大于其它各层次。土壤的饱和含水量主要受容重的影响,粘粒含量主要影响高吸力下的水田土壤含水量。旱地红壤表层总库容和死水库容较高,有效水库容较低,为17.71mm;水田土壤表层死水库容较小,有效水库较高,达到30.74mm。红壤季节性干旱的主要原因是土壤本身理化性质导致的有效水含量较低,难以被作物吸收利用。     

中国东部主要农田土壤有机碳库的平衡与趋势分析

根据田间测定的有机物料腐殖化系数和土壤有机碳矿化量结果 ,以及统计测算的有机物质进入量 ,分析了中国东部主要农业区农田土壤有机碳库的平衡状况 ,并对其作为大气CO2 的源汇功能进行了初步评价。结果表明 ,各农业区农田土壤中有机物料腐殖化系数的变化趋势为 :松嫩平原 (作物秸秆 0 3 7,作物根 0 47,绿肥 0 2 6 ,粪肥 0 5 4 ) >红壤丘陵区(相应值为 0 2 8,0 45 ,0 2 5 ,0 42 ) >下辽河平原 (相应值 0 3 5 ,0 3 9,0 2 2 ,0 3 3 ) >黄淮海平原(相应值 0 2 5 ,0 3 2 ,0 1 8,0 2 7)。各区间的腐殖化系数并不随气候而呈规律性变异 ,而主要是环境因子综合作用的结果 ,特别是土壤性质有显著影响。现实有机物质进入量条件下 ,各农业区农田土壤有机碳年形成量分别为 :松嫩平原 5 3 8 0kghm- 2 ,下辽河平原 6 79 7kghm- 2 ,黄淮海平原 76 0 7kghm- 2 ,红壤丘陵区 1 0 5 9 7kghm- 2 ;农田土壤有机碳年矿化量分别为 :松嫩平原 90 5 3kghm- 2 ,下辽河平原 72 3 5kghm- 2 ,黄淮海平原 72 3 1kghm- 2 ,红壤丘陵区 782 9kghm- 2 。因此 ,松嫩平原黑土的有机碳库处于亏缺状态 ,土壤有机碳含量还将下降 ,并向大气释放CO2 ;红壤水稻土的有机碳库处于盈余状态 ,土壤有机碳含量还将不断提高 ,是大气C     

低山丘陵区红壤水分的动态变化及影响因素

红壤分布区域是中国重要的粮食产地,但是降水时空分布的不均匀导致了季节性干旱的发生。因此,了解红壤中水分时空分布规律具有十分重要的意义。该文研究了低山丘陵区红壤旱地不同肥料配比长期试验小区土壤含水率的季节性变化状况及其与气象因素的关系,分析了典型红壤地区的土壤水分变化规律。结果表明：研究区1 a内的土壤含水率变化分为4个阶段：土壤水分充盈期、土壤水分亏缺期、土壤水分补充恢复期和土壤水分平稳期。空白小区土壤含水率变化较大;在施用肥料的试验小区中,蒸发对氮肥小区、氮磷小区和氮磷钾小区的影响逐渐降低;而降雨对氮肥小区、氮磷小区和氮磷钾小区的影响力逐渐增加。通过掌握典型红壤地区的土壤水分变化规律,对该地区水资源的调配管理、灌溉安排及干旱评估均可起到重要的指导作用。     

雷州半岛桉林—砖红壤水分动态变化特征研究

根据定位观测数据，对雷州半岛浅海沉积物发育的桉林地砖红壤水分状况及其动态变化进行了初步探讨。结果表明，受水分蒸发量大等因素的影响，0～100cm土层月均贮水量较低；主要受降雨分布的影响、土壤水分呈明显的季节性变化特征且季节性干旱时间较长，8～9月土壤水量最高，3月土壤贮水量最低；土壤水分在短期内可出现较大幅度的变化，表明土壤容易产生干旱；土壤水分的垂直梯度变化表现为增长型，在旱季的1～3月，表层（0～60cm土层）土壤水分变化较大，反映出分蒸散作用对表层含水量的影响较大；在雨季的7～8月土壤剖面水分变化较小，表明降雨土壤含水量的影响较大。如何减少干旱威胁，是桉树生产必须解决的重要课题。     

红壤干旱过程中剖面水分特征与土层干旱指标

农田水分管理以及产量评估都需要对土壤作物受旱状况定量化和指标化。干旱强度和干旱程度结合才能完整地描述土壤作物干旱状况，土壤干旱强度I是土壤剖面失水速率的函数，干旱影响逐渐累积并增强就构成干旱程度D，据此提出了包含I和D二个指数的土层干旱指标表达模式。通过红壤小区种植玉米并在抽穗期开始设置连续干旱12～36 d等6个不同的处理，研究了红壤干旱过程中剖面水分特征和干旱指标。结果表明：供试红壤干旱过程中剖面40 cm以下含水率下降幅度很小，玉米主要利用了0～40 cm土层的水分，监测30～40 cm土层含水率的变化情况可以指示玉米受到干旱胁迫的程度。连续干旱25 d后40 cm以下土层含水率明显降低，玉米产量也显著下降，此时0～60 cm土层和30～40 cm土层的干旱程度D均为0.55，可用此指标作为灌溉的依据。     

黄土丘陵区不同树龄旱作枣园土壤水分动态

采用Trime-IPH管式TDR系统,对黄土丘陵区2龄、6龄、10龄、15龄旱作红枣林(Ziziphus jujube cv.Junzao)生育期内土壤剖面含水率进行连续监测,以探讨旱作枣林土壤含水率随树龄的变化特征。结果表明:2014年0.4 m以下土层、2015年0.6 m以下土层土壤含水率随红枣林树龄增加,呈减少趋势。2014年常态年红枣林土壤水分随生育期变化整体呈上升趋势;2015年干旱年红枣林土壤水分随生育期变化整体呈下降趋势。各树龄红枣林0~0.6 m土层土壤水分波动较大;0.6~1.8 m土层干旱年时形成季节性低湿层;1.8~3.0 m土层土壤水分呈常年低湿状态。持续干旱条件下,2龄、6龄红枣林雨后7 d土壤水分损失率分别为20%和19%,显著高于10龄、15龄红枣林土壤水分损失率(13%和18%),而雨后18 d,2龄、6龄红枣林土壤水分损失率增速缓和,10龄、15龄红枣林土壤水分损失率呈显著上升趋势。干旱年时红枣林在开花坐果期和果实膨大期需增加水分管理措施以有效降低枣树自身奢侈性耗水和非生产性耗水,实现红枣林可持续发展。     

红壤丘陵区不同植被类型土壤颗粒分形与水分物理特征

为探明红壤丘陵区不同植被对土壤分形结构及水分物理特征的改良作用与机制,运用土壤分形学和水文物理学原理与方法,以南方红壤丘陵区福建省长汀县为例,研究经济林、针阔混交林、乔灌混交林及针叶林4种植被类型土壤颗粒组成、分形维数、水分物理参数及其相关性。结果表明:1)红壤丘陵区不同植被类型土壤中以粗砂粒质量含量最高,细砂粒和石砾质量含量次之,粉黏粒质量含量较低,与裸地相比,不同植被类型具有显著提高土壤细砂砾和粉黏粒质量含量的作用,并且混交林作用程度高于纯林;2)红壤丘陵区不同植被类型具有降低土壤密度、增加土壤孔隙度的功能,针阔混交林、乔灌混交林、针叶林、经济林土壤的饱和蓄水量分别是裸地的1.20、1.16、1.14和1.10倍,表土层(0～20 cm)贮水能力好于表下土层(20～40 cm);3)土壤颗粒分形维数与土壤粉黏粒、总孔隙度、饱和蓄水量、孔隙比呈极显著正相关,与石砾质量含量、土壤密度呈极显著负相关,红壤丘陵区4种植被类型土壤均为不均匀性良好的土壤,以混交林土壤粒径分布结构较好,尤其是以针阔混交林的最好,其次是纯林的,针叶林好于经济林,表土层(0～20 cm)大于20～40 cm土层。     

江南红黄壤丘陵区水稻生产中的几个农业气候问题

江南红黄壤丘陵区的气候条件虽然适宜种植双季，量要使该地区的双季稻取得稳定产、高产、高效、首先要做到不同热量地区早、晚稻熟性的合理搭配，其次应重视寒害（倒春寒、五月寒、寒露风）、高温热害以及季节性干旱发生对双季稻危害等问题的研究和防御措施的应用。     

赤红壤水问题及其管理——以闽南漳浦县为例

本文叙述了闽南低丘台地上赤红壤水问题及其有效管理。指出了该区年降雨量虽然丰沛,但仍小于年蒸发量,季节性干旱和土壤高温非常严重,成为影响该区农业生产的主要障碍。而赤红壤的总库容、贮水库容和有效水库容都较小,进一步促进了旱情的发展,在气候、土壤、植被、水文、地形等因素综合作用下,赤红壤旱地水分问题显得特别突出,其上作物易遭受干旱的胁迫。完善灌溉设施,有计划发展喷灌、滴灌以及进行地表覆盖,能有效提高水资源的利用率。     

不同湿润速率对三种红壤坡面侵蚀过程的影响

以三种典型红壤为研究对象,采用室内人工模拟降雨方法,研究了湿润速率对坡面径流和侵蚀的影响以及泥沙特性。实验结果表明:在坡度为15°、降雨强度为60mmh-1条件下,湿润速率越大,产流时间越慢,稳定径流强度越大。供试三种红壤QP1、QP2和QP3快速湿润时稳定径流强度较慢速湿润分别增加60%、37%和21%。同样,坡面侵蚀量也随着湿润速率的增大而增加,供试三种典型红壤在快速湿润条件下侵蚀量较中速湿润分别增加23%、28%和61%,较慢速湿润分别增加112%、85%和159%。侵蚀泥沙的平均质量直径随着湿润速率的增大而减小。研究结果有助于深入理解团聚体破碎机制以及坡面侵蚀机理,为侵蚀模型提供必要的参数。     

红壤水问题及其管理

本文叙述了华中丘陵地区红壤水问题及其有效管理。指出了这一地区虽然年降雨量较多，但由于其分配极不均匀，伏旱秋旱非常严重，成为影响该地区农业生产的主要障碍因子之一。而红壤的贮水库容，特别是贮有效水的库容较低，土壤的有效含水量有限，更促进了伏秋旱的进一步发展。有计划的发展微喷灌溉，进行覆盖以及间或轮种深根植物利用深层贮水，能在相当程度上，提高红壤水资源的利用。     

适宜的水氮处理提高稻基农田土壤酶活性和土壤微生物量碳氮

为探讨节水灌溉与氮肥施用对稻田土壤微生物特性的影响,该试验采用防雨棚池栽试验,研究2个灌溉模式（常规灌溉与控制灌溉）与3个水平施氮量（90、180和270 kg/hm2））对稻基农田土壤脲酶活性、土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤微生物量碳及土壤微生物量氮的影响。研究结果表明,随着施氮水平增加,土壤脲酶活性和土壤微生物量氮增加,土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤微生物量碳、土壤微生物量碳与土壤微生物量氮的比值、土壤微生物熵均呈先增加后降低趋势;与常规灌溉相比,控制灌溉显著提高稻基农田土壤脲酶活性、土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤中微生物量碳、土壤微生物量氮、土壤微生物熵,降低土壤微生物量碳与土壤微生物量氮的比值。在该试验条件下,以控制灌溉模式下施氮量180 kg/hm2可获得最优的生物环境,土壤脲酶活性、土壤过氧化氢酶活性、土壤磷酸酶活性、土壤转化酶活性、土壤中微生物量碳、土壤微生物量氮分别达到3.02×10-2 mg/g、0.93 mL/g、5.70 mg/g、10.08 mL/g、237.58 mg/kg、52.60 m/kg。该研究对认识稻基农田水氮耦合关系、指导江淮丘陵季节性干旱区水稻优质节水高产高效栽培实践提供理论依据。     

红壤旱地稻草覆盖对夏玉米抗旱性的影响

为了探明不同稻草覆盖量对红壤夏玉米地抗旱性的影响, 2006-2012年, 以不覆盖为对照(CK), 在中国科学院桃源农业生态试验站设置 3 个水平稻草覆盖量: 5 000 kg·hm^-2 (T1)、10 000 kg·hm^-2 (T2)和15 000 kg·hm^-2 (T3), 调查各处理的土壤水分、夏玉米生长和光合性能, 以及玉米产量与干旱程度的相关性。结果表明, 稻草覆盖提高表层土壤(0~20 cm)总有效水含量, T1、T2、T3与CK相比分别提高6.8%、19.3%(P>0.05)和28.4%(P<0.05)。光合速率灌浆期T1、T2、T3比CK分别提高24.1%、40.3%、53.8%, 成熟期分别提高20.0%、40.3%、37.9%。研究发现, 生育期旬干旱发生比率为18.2%, 覆盖处理与对照之间产量无显著差异; 发生比率为18.2%~63.6%时, 玉米产量差异显著(P<0.05); 发生比率为18.2%~36.4%时, T1产量最大, 而在54.5%时, T3产量最大; 2011年发生比率为63.6%, 超出了稻草覆盖抗旱范围。综合考虑稻草利用效率和平均抗旱能力, 本研究建议在红壤丘陵区旱地5 000 kg·hm^-2的稻麦覆盖量较适宜。     

Effects of trench planting and soil chiselling on soil properties and citrus production in hilly ultisols of China

Trench planting and soil chiselling are special techniques of soil utilization and reclamation for citrus production in the hilly red soil region of China. Serious erosion, acidity, compactness, low fertility, and seasonal drought are major problems in this region. These problems in the red soil (i.e., ultisol in US taxonomy system) limit plant production, especially that of deeply rooting plants. Trench planting was aimed at improving the entire rooting space for the citrus tree growth before the citrus saplings are transplanted to the red soil. Several years later, in order to provide more rooting space for the mature citrus trees, another soil chiselling trench was made beside the planting trench. Materials, including lime, fertilizer and organic manure, were mixed in both planting and chiselling trenches, rapidly increasing soil nutrients in the entire rooting depth and improving soil structure and other soil physical conditions. The yield observations showed that the citrus trees bore fruit one year earlier in the trench planted orchard than in the conventional orchard, and that the citrus yield increased more than three times in eight years after the citrus saplings were transplanted.     

基于温度植被干旱指数的黑龙江省20年干旱时空特征研究

为了探讨2000—2019年黑龙江省的干旱时空变化特征,通过利用MODIS的归一化植被指数和地表温度产品计算温度植被干旱指数(TVDI),对20 a的5—9月农业干旱进行了监测。结果表明:(1)从时间上来看,2000—2006年干旱较严重、2007—2013年干旱减弱、2014—2019年干旱震荡减弱,其中2006年、2009年和2015年极端干旱情况最重,年平均干旱有显著减弱趋势而极端干旱未通过显著性检验分析。年内5月是全省干旱最严重时期,6月和9月干旱次之,7月和8月干旱较弱。(2)从空间上来看,根据干旱频率高低强度大小将全省划分为重风险区、中风险区和低风险区,年干旱特征为讷河市、甘南县、齐齐哈尔市、龙江县、林甸县、泰来县、大庆市、肇源县和杜尔伯特县属重风险区,西部地区和宝清县、富锦市、友谊县、集贤县、勃利县和宁安市属中风险区,北部、中部和东北部地区属低风险区。(3)逐月干旱空间特征表现为西部地区、宁安市、勃利县、鸡东县、友谊县、宝清县和集贤县等地区5月干旱发生频率高、强度大,西部部分地区6月持续高频率高强度干旱,大庆市周边及泰来县、龙江县、甘南县、齐齐哈尔市、讷河市等地区9月干旱发生频率高、强度大。研究结果可为黑龙江省抗旱减灾部门提供数据参考,指导高标准农田的有效灌溉。     

黄土和红壤丘陵区输变电线路工程水土流失影响因素及特征

为顺应国家电网公司高质量绿色发展的内在需求,防治输电线工程施工过程中造成的严重水土流失。以黄土丘陵区和红壤丘陵区为研究对象,通过野外调查和文献查阅,选取区域内两条典型线路,就气候、地形、土壤和植被等自然因素对输电线路工程水土流失特征的影响进行研究。结果表明:(1)黄土丘陵区相较于红壤丘陵区侵蚀营力除水力之外还有风力。(2)黄土丘陵区土壤渗透性强、土层深厚,而红壤丘陵区质地粘重、遇水易板结、入渗能力差。(3)黄土丘陵区植被自我恢复能力较差,施工过程中需要随时进行补植,而红壤区植被遭受破坏后恢复能力强,即使施工中植被遭受破坏,在短期内也可自然恢复。(4)黄土丘陵区输电线路工程在施工期土壤侵蚀模数是自然恢复期的1～10倍。黄土丘陵区输电线路各区域的土壤侵蚀模数是红壤丘陵区的2.5～31.25倍。(5)黄土丘陵区侵蚀模数在换流站站区、电机电缆区和榆林市线路工程塔基区的侵蚀模数取最大值,换流站站区和线路工程塔基区新增水土流失量最大; 而红壤丘陵区输电线路工程侵蚀模数在宜昌市线路工程塔基区取最大值,塔基区的新增水土流失量亦为最大。塔基区是水土流失防治和监测的重点区域。因此,根据当地自然因素差异,分区域设计工程措施,有利于减少水土流失。     

固原县抗旱造林技术措施试验研究

作者通过对固原县东部黄土丘陵区抗旱造林技术措施的试验研究,初步总结出以下抗旱造林技术措施:1.选择抗旱树种;2.提前整地;3.地膜造林;4.截干造林;5.浸水蘸浆;6.保根保湿;7.秋季造林等,从而为宁南干旱、半干旱黄土丘陵区提高造林成活率提供了科学依据。