干热河谷旱地覆盖间作两熟种植模式的水分效应

在干热河谷旱地选择玉米/黄豆种植模式进行田间试验,研究不同覆盖栽培措施条件下间作两熟种植模式的水分效应。结果表明,秸秆、地膜覆盖栽培有明显增加和保蓄土壤水的作用,秸秆地膜二元覆盖栽培的作用更为显著,根区成为作物耗水与土壤保蓄水的关键区域,农田水分变化沿土层可划分为3个层次,即0-30cm土层为土壤水分变化活跃层和土壤贮水增加明显层;30-80cm土层为土壤水分变化次活跃层和土壤贮水增加显著层;80-100cm土层为土壤水分变化相对稳定层和土壤贮水增加一般层,且覆盖栽培措施可促进作物耗水量由田间无效蒸发耗水向有效的田间作物蒸腾耗水转化,使旱作农田水分的有效性显著提升。     

不同轮作制度下红壤旱地水分时空变化对稻草覆盖的响应

依托湖南桃源红壤旱地轮作施肥长期定位试验,研究了不同轮作制度下(甘薯-油菜,绿豆-蚕豆)两种类型旱地(平旱地、坡旱地)土壤水分时空变化对稻草覆盖的响应差异.结果表明,随着土层的加深,红壤旱地土壤水分含量增加,稳定性增强.其中坡旱地的含水量和变异幅度均高于平旱地(尤其在0-20 cm,20-40 cm土层);稻草覆盖后,同一轮作制度坡、平两种类型旱地0-20 cm表土层水分含量均有增加,平旱地效果更为明显,20-40 cm,40-60 cm土层土壤含水量则明显下降;同在坡旱地覆盖稻草,绿豆-蚕豆轮作地土壤绝对含水量明显增加(0-20 cm,40-60 cm效果更加明显),而甘薯-油菜轮作明显提高了0-20 cm表土层水分含量,吸收消耗了20-40 cm,40-60 cm深层相对丰裕的水分;夏季持续高温干旱时期各处理0-20 cm表土层水分含量均呈持续下降趋势,与休闲地相比,除平旱地甘薯-油菜+稻草覆盖外,其它处理土壤含水量均有不同程度的增加,表明稻草覆盖是亚热带红壤旱地季节性干旱防御的有效措施.     

苎麻对红壤旱地土壤团聚体及其特性的影响

采用干、湿筛法研究了种植苎麻和花生对红壤旱地土壤团聚体及其特性的影响,并比较分析了土壤团聚体及土壤理化性质与地表径流和土壤侵蚀量的关系。结果表明:(1)与花生地相比,苎麻地有机质、田间持水量、总孔隙度、沙粒分别升高了28.44%,10.06%,5.65%和53.13%,土壤容重、粉粒和黏粒则分别降低了7.20%,14.85%和34.95%,均达显著性差异水平(p0.05)。(2)团聚体平均重量直径(MWD)、稳定性指数(ASI)显著升高(p0.01),苎麻地土壤团聚体稳定性优于花生地;(3)两处理均以0.25~1mm粒径团聚体保存几率最大,抗水蚀能力最强。(4)地表径流量和土壤侵蚀量与土壤有机质、沙粒含量、1mm的干团聚体、0.5mm的水稳性团聚体、MWD以及ASI呈极显著负相关关系(p0.01),而与粉粒、黏粒、0.25mm干团聚体、0.053mm的水稳性团聚体、呈极显著正相关关系(p0.01)。     

包膜尿素对旱地红壤氮素垂直迁移特征的影响

结合花生田间试验,利用原位土壤溶液取样装置,研究了一次性基施包膜尿素对典型红壤旱地0～100cm深度土壤溶液氮(N)素垂直迁移特征的影响。结果表明,①旱地0～100cm土层红壤溶液N素含量以NO3-N含量最高,且以包膜肥料处理较明显;②对照处理0～100cm土层红壤N素含量变化不大,而普通尿素和包膜尿素处理0～60 c...     

低丘红壤区农林间作系统水分利用竞争性评价

农林复合系统由于其复杂的物种配置、下垫面差异及土壤水力学性质的空间变异,可能影响土壤水分运动及水量平衡,并决定物种间水分竞争性。本文研究了南方低丘红壤区花生南酸枣农林复合系统中土壤水分的时空动态、土壤水流通量和方向的二维变化;结合土壤水量平衡,评价了农林复合系统组分间的土壤水分竞争关系。研究结果表明:农林复合系统能够利用50～100 cm土层土壤水分,对干旱有一定缓冲作用;但在季节性干旱土壤水分期向树行运动,说明南酸枣与花生间作系统也存在着水分竞争,竞争同树龄和空间距离有关。花生的种植减小了地表径流却加剧了土壤的流失。农林复合系统改变了土壤水量平衡,复合后系统蒸散量提高5%～12%,而净渗漏量及土壤水分贮存量减小。农林复合系统减小了30～100 cm土壤水分运动通量,引起土壤水分运动方向变化,影响了作物水分利用体系,需在设计优化管理水资源的农林复合模式时充分考虑这些因素。     

坡耕地红壤剖面磷的储存容量及其流失风险研究

基于土壤磷储存容量的变化差异，准确评估与判断坡耕旱地与稻田红壤磷的剖面流失风险。以江西鹰潭孙家典型红壤小流域内位于坡上（T）、坡中（M）及坡下（B）的花生旱地（PU）及稻田（PF）各发生层土壤为对象，分析了各发生层土壤全磷（TP）、有效磷（Olsen-P）、磷饱和率（PSR）、磷吸持指数（phosphorus sorption index, PSI）及磷储存容量（Soil phosphorus storage capacity, SPSC）随剖面的变化特征及差异，估测了坡耕地红壤磷的剖面流失风险，探讨了土壤pH、Eh及容重（BD）等因子对坡耕地红壤发生层SPSC的影响差异。结果表明，不同坡位花生旱地与稻田红壤表层TP、Olsen-P含量均显著高于底层土壤，且稻田红壤TP与Olsen-P的剖面变异显著高于花生旱地剖面。与耕作表层（Ap1）相比，花生旱地底层土壤PSI显著增加了33.1%～146%，且随剖面深度增加而缓慢降低；而稻田红壤PSI则随着剖面深度增加而增大。花生旱地与稻田红壤（PF-M除外）PSR均随着剖面深度的增加而逐渐降低，SPSC变化范围分别为-89.2～298.3 mg·kg-1与-138.1～101.1 mg·kg-1。PU-T与PU-M剖面SPSC均为正值，且随剖面深度增加呈降低趋势；而PU-B（耕作层Ap2除外）剖面的SPSC均为负值。PF-T（氧化还原层Br2除外）、PF-M（Ap1除外）及PF-B剖面各发生层的SPSC均为负值，且随剖面深度增加变化显著。基于SPSC理论对坡耕红壤剖面土壤磷储量及其环境流失风险的评估，花生旱地土壤磷沿剖面及坡位的迁移与运移迹象明显，当土壤Olsen-P > 27.6 mg·kg-1时，花生旱地剖面土壤磷的流失风险将急剧增加，应及时采取管控措施。稻田红壤剖面各发生层均存在不同程度的磷流失风险，需立即停止施磷并及时采取有效措施。     

不同种植密度人工柠条林对土壤水分的影响

通过对宁夏盐池干旱退化草场植被恢复与风蚀沙化防治技术示范区内不同种植密度的柠条林土壤水分进行了定位观测,从土壤水分日变化、季节性变化、水分垂直分布等方面进行了分析.结果表明土壤含水量主要受大气降雨及植物生长节律的影响,变化较大.0～100 cm土壤含水量的垂直分布规律为从表层到深层土壤含水量递增.林地土壤水分随着离柠条带距离的增加显著 (P<0.05)增加.种植密度不同土壤贮水量明显不同,密度分别为3 330丛/hm2(带间距4 m),土壤水分处于亏损状态,0～100 cm土壤贮水量极显著低于对照,柠条密度为2 490丛/hm2(柠条带间距7 m)和1 665丛/hm2(柠条带间距10 m)时,土壤含水量变化不大,但0～100 cm土壤贮水量极显著高于对照.针对盐池干旱风沙区,柠条林种植适宜密度为7 m或大于7 m为宜.退化草场种植密度土壤水分干旱风沙区.     

不同母质红壤和水分条件对连翘生长的影响

[目的] 在南方红壤侵蚀区不同母质发育红壤上种植和筛选适宜生长的连翘属植物生长特性，旨在为连翘资源的规模扩大和推广种植提供科学依据。[方法] 以连翘、金钟花和垂枝连翘为试材，通过人工控水试验在3种母质红壤（花岗岩红壤、红砂岩红壤和第四纪红壤）设计3个水分处理（20 cm深度处土壤基质势控制在-5，-20，-35 kPa），研究不同母质和水分条件对3种连翘属植物生长的影响规律。[结果] ①在3种水分处理条件下，花岗岩红壤种植的连翘属植物，其灌水次数和灌水量最少；第四纪红壤种植的连翘属植物，在-5 kPa水分条件下，其灌水量和灌水次数，与红砂岩红壤相同，在-20 kPa和-35 kPa水分条件下，均高于红砂岩红壤。②土壤水分和土壤类型均显著影响连翘属植物的生长发育，而连翘品种之间却无显著差异；除了土壤水分—连翘品种的交互作用对枝条长度无显著影响外，其他土壤类型、土壤水分、连翘品种之间的双因素交互作用，对连翘属植物生长指标均具有极显著影响。3种连翘属植物中，在高水分条件下（-5 kPa），连翘、金钟花在红砂岩红壤上生长最佳，垂枝连翘在第四纪红壤上生长最佳；随着水分含量下降（-20 kPa和-35 kPa），3种连翘属植物均在第四纪红壤上生长得更好。[结论] 在适宜水分条件下（20 cm深度处土壤基质势>-35 kPa），连翘、金钟花和垂枝连翘在南方红砂岩红壤和第四纪红壤上引种种植是可行的。     

耕作深度对红壤坡耕地季节性干旱期土壤水分变化特征的影响

  目的  明确耕作深度对红壤坡耕地季节性干旱期土壤水分变化特征的影响。  方法  依托2015年设置的红壤坡耕地耕作深度试验,选择免耕（NT）、耕翻10 cm（P10）、耕翻20 cm（P20）和耕翻30 cm（P30）共4个处理,研究了耕作深度对红壤坡耕地季节性干旱期土壤水分变化特征的影响。  结果  强降雨后红壤坡耕地0 ~ 60 cm土层对雨水的接蓄能力在P30处理达到了最大值,P20处理次之,P10、NT处理相对较差。耕作深度对0 ~ 30 cm土层雨水接蓄能力有显著影响（ P < 0.05）,而对30 ~ 60 cm土层雨水接蓄能力无显著影响（P > 0.05）。多因素方差分析表明,耕作深度对季节性干旱期红壤坡耕地0 ~ 60 cm土层土壤水分含量产生了极显著影响（P < 0.01）,耕作深度、土层深度和持续天数三个因素的交互作用对季节干旱期0 ~ 60 cm土层土壤水分含量也产生了极显著影响（P < 0.01）。从0 ~ 60 cm土壤储水量变化来看,P30处理造成季节性干旱期耕层和亚耕层土壤水分消耗过快,而NT和P10处理增加了季节性干旱期亚耕层土壤水分的消耗,P20处理土壤储水量变化最小,比其它处理低2.26% ~ 11.79%。  结论  耕翻20 cm有利于雨水接蓄且季节性干旱期水分消耗最少,最有利于红壤坡耕地季节性干旱期0 ~ 60 cm土层土壤水分含量的稳定,研究结果为红壤坡耕地季节性干旱期土壤水分调控耕作技术提供了一定的理论依据。     

不同利用方式红壤磷素有效性的深度变化——以江西省余江县孙家小流域为例

在江西省鹰潭市余江县孙家红壤小流域的典型红壤区随机选取了具有代表性的林地(F)、花生旱地(PU)、新稻田(NP,<30 a)和老稻田(OP,> 200 a),在0~40 cm深度每隔5 cm采集分层土样,分析了土壤全磷(TP)、有效磷(Bray P)、磷素活化系数(PAC)及有机磷(Po)、无机磷(Pi)与各组分磷的深度变化,探讨了土壤pH与土壤有机质(SOM)对红壤磷素有效性的影响。研究结果表明:孙家小流域不同利用方式红壤TP含量大小依次为:老稻田>新稻田>林地>花生旱地;除林地外,花生旱地与稻田土壤TP、Bray P、Pi和Po含量随着土壤深度的增加呈显著降低趋势,且稻田土壤Po含量及其占全磷的比例显著高于林地和花生旱地。花生旱地与稻田0~20 cm土壤中极有效磷(EAP)、中等有效磷(MAP)及EAP、MAP中的无机磷与有机磷的比值均显著高于林地土壤。林地转为旱地和稻田,尤其是长期植稻可以促进土壤非有效磷(NAP)向利于作物吸收的EAP与MAP转化,因而提高土壤磷素有效性。相关分析表明,随着SOM累积量的增加,四种利用方式红壤中EAP、MAP含量均显著提高。     

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。     

基于GIS的安塞县土壤水分制图及其数量分析

 以空间图形和数据库为基础,利用GIS安塞县的土壤水分样点数据与地理数据结合起来,建立不同利用类型土地类型坡度分级的浮点型土壤含水率字段,对安塞县域尺度土壤水分制图及其定量化方法进行研究和探讨,对安塞县不同土层土壤水分状态和分布进行定量分析。结果表明:从土壤水分结构看,安塞县土壤水分总体上处于较低水平,0～500 cm土层平均土壤含水量在含水量为8.6%～10.8%的分布面积占到总土地面积的75.34%,在含水量<6.4%和6.4%～8.6%的分布面积占到总土地面积的19.36%,其中含水率<6.4%的土壤干层面积占到总土地面积的9.23%,其在上层分布面积大于下层,分布在一般（≥10.8%）以上水平的面积仅占总土地面积的5.31%。安塞县每2的土壤水库蓄水量在0～120cm土层仅有0.060.07 m3,而其他土层都在0.15m3以下。说明安塞县土壤水分环境极差,土壤水库的调节作用对于林木生长极其有限,大面积植树造林超越了安塞县土壤水库的供水和调水能力,是不适宜的;因此,在以适地适树原则适应土壤水分环境的同时,应加强土壤水分环境的改善。     

基于van Genuchten模型的渭北苹果园土壤水分能量特征分析

针对渭北地区干旱缺水,果树生长发育受限的客观实际,开展了苹果树生育期0～150 cm土壤水吸力动态变化规律研究。依据渭北果园土壤剖面构型,将离心机法与水汽平衡法相结合,按照发生学土层,逐层测定了供试土壤水分特征曲线,并用van Genuchten模型拟合。基于该模型,将在幼龄果园、老龄果园以及农田定期逐层监测的土壤水分含量转化为土壤水吸力,以农田为对照,评价植果条件下土壤水分的胁迫状况。结果表明,van Genuchten模型能很好地拟合渭北果园耕层、农田耕层、黑垆土层及黄土母质层的水分特征曲线,拟合精度均达0.96以上。渭北地区农田受干旱胁迫较严重,3月中旬－7月初,0～100 cm土层均处于水吸力高于3.98的重度胁迫状态;受植被冠层覆盖及果树生育期的影响,干旱对果树的胁迫程度较农田小,对老龄果园胁迫程度比对幼龄果园的大,幼龄果园在3月中旬－5月初、5月底－7月初仅0～20 cm土层为高水吸力区,直至6月中旬－7月中旬高水吸力区才延伸到40～70 cm土层;老龄果园在3月中旬－4月底的0～40 cm土层、5月底－7月中旬的30～100 cm土层和7月中旬－8月底的0～20 cm土层为高水吸力区。可得出,渭北不同园龄苹果园在不同生育期的不同深度土层会间歇性地出现高水吸力的土壤水分胁迫区,但相对于农田而言,果园受到的干旱胁迫相对较轻,渭北地区植果有助于缓解干旱胁迫。     

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。     

红壤缓坡花生地不同水土保持措施效果分析

采用径流小区试验,以花生常规种植为对照,研究红壤荒坡花生地花生+草篱、花生+覆盖+草篱、花生+覆盖3种种植措施的水土保持效果.试验从4月份花生种植后开始测定,8月底花生收获结束.结果表明:1)3种种值措施地表径流量均随日降雨量的增大而增大;2)3种种植措施地表径流量、土壤侵蚀量均与对照差异显著(P＜0.01).表明,花...     

2种草本植物根系对长汀县崩岗洪积扇土壤水分状况的影响

植被恢复是防治崩岗侵蚀的重要方法,为研究植物根系对崩岗洪积扇土壤水分状况的影响,以崩岗洪积扇上种植的深根系巨菌草和浅根系宽叶雀稗为研究对象,对其分层取样后,用环刀法测定土壤的密度、孔隙度和最大持水量等物理性质,计算土壤蓄水能力,并用WinRHIZO根系分析系统,测定根长和密度等参数.结果表明:巨菌草和宽叶雀稗的各根系特征指标,均随土层深度的增加而减小,巨菌草各根系指标均大于宽叶雀稗;有植被覆盖下的土壤密度均小于裸地,植被覆盖下土壤总孔隙度和毛管孔隙度均大于裸地,且随土层深度的增加而减小;有植被根系的土壤饱和蓄水量和毛管蓄水量均比裸地高,且与裸地差异显著;在土壤表层,宽叶雀稗增加土壤孔隙性和土壤保水能力大于巨菌草,而在土壤中深层,则巨菌草大于宽叶雀稗;根系改善土壤性质的能力,主要取决于其根长密度和根系总表面积,直径小于0.5mm的根系是影响土壤水分的最主要因子.研究植物根系对改良土壤水分状况的影响,以期为崩岗侵蚀防治中植被种类的筛选和推广提供依据.     

黄土高原苹果园深层土壤干燥化特征

为了评价黄土高原苹果产区深层土壤干燥化特征及其区域分布规律,测定了其半湿润黄土台塬区(Ⅰ)、半湿润易旱黄土旱塬区(Ⅱ)、半湿润偏旱和半干旱黄土丘陵区(Ⅲ)等不同气候和地貌类型区32块苹果园地0～1500cm土层土壤湿度,定量比较和分析了各类型区苹果园地深层土壤含水率、土壤湿度剖面分布及其土壤干燥化特征。结果表明:1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区苹果园地0～1500cm土层土壤含水率依次为17.53%、13.44%和10.29%,土壤有效贮水量依次为1273.70、973.98和864.05mm,土壤水分过耗量依次为199.93、465.10和362.70mm,年均土壤干燥化速率依次为8.47、26.29和23.44mm/a。人工补灌、树龄、种植密度和地貌类型等因素影响果园土壤湿度和土壤干燥化程度。2)各区有补充灌溉的果园土壤剖面湿度显著高于旱作果园,不存在或部分土层存在干燥化现象;旱作果园土壤剖面均存在深厚的干燥化土层。3)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ区有补充灌溉的苹果园地土壤干燥化指数(SDI)分别为-8%、-11%和-34%;旱作果园土壤干燥化指数(SDI)分别为32%、50%和46%,各类型干层厚度分别达到或超过790、1297和910cm。研究结果为黄土高原苹果园地深层土壤水分可持续利用和苹果生产基地可持续发展提供参考。     

红壤区不同水土保持措施对土壤抗蚀性的影响

[目的] 研究南方红壤区不同水土保持措施下土壤抗蚀性的变化特征，为该地区的土壤抗蚀性研究和水土流失治理提供理论依据。 [方法] 以江西水土保持生态科技园内柑橘园试验区的裸地对照、柑橘净耕、柑橘+全园植草、柑橘+水平梯田处理为研究对象，通过野外采样和室内试验相结合的方法，研究不同处理、不同深度下土壤抗蚀性。 [结果] 0-20 cm土层，柑橘+全园植草的土壤抗蚀性最强，柑橘+水平梯田和柑橘净耕次之且二者无显著差异，裸地对照最差；20-40 cm土层，柑橘+全园植草和柑橘+水平梯田的土壤抗蚀性最强且二者无显著差异，柑橘净耕次之，裸地对照最差；相同处理下0-20 cm土层的土壤抗蚀性显著大于20-40 cm土层。 [结论] 水土保持措施能显著提高土壤抗蚀性，柑橘+全园植草的处理下土壤抗蚀性最强。建议在该区域采用林草复合的措施提高植被覆盖度，以加强土壤抗蚀性。     

黄土丘陵区不同土壤地类人工林土壤物理性状的监测分析

在我国黄土高原丘陵沟壑区,分布着黄绵土、红胶泥土以及土壤与岩石过渡类型——风化岩沫土等土壤类型。研究结果表明,各类树种和配置对以上土壤物理性状均有改良作用,以浅根性沙棘、刺槐和树根穿透力强的侧柏、杨树及其混交配置表现最好,乔灌混交在加速成林的同时能有效减少土壤耗水量。同时发现,造林使风化岩沫土土壤地类孔隙度和0—80cm土层含水量增加,反映了这类土壤植树造林的潜力较大,这在我国水土流失不断加剧的今天是非常有意义的发现。