枯草芽孢杆菌改良盐碱土过程中水盐运移特征

该文通过室内一维土柱试验,设置5种不同枯草芽孢杆菌质量分数(0、1、3、5、7 g/kg)处理,研究不同含量枯草芽孢杆菌对盐碱土水盐运移的影响。结果表明:施加枯草芽孢杆菌后,土壤累积入渗量、入渗速率及湿润锋运移距离均显著降低,在入渗时间为3 600 min时,枯草芽孢杆菌质量分数为1、3、5、7 g/kg的累积入渗量相比0 g/kg分别减少了18.49%、21.85%、12.18%、3.78%;当湿润锋运移至27 cm时,枯草芽孢杆菌含量为1、3、5、7 g/kg所用时间相比0 g/kg分别增大了96.21%、108%、37.84%、16.76%,在枯草芽孢杆菌施加量为3 g/kg时,单位入渗历时内累积入渗量、入渗速率及湿润锋的运移距离最小。枯草芽孢杆菌同样影响Philip方程和Green-Ampt入渗公式参数显著,土壤水饱和导水率KS、吸渗率S、稳定入渗率A随着枯草芽孢杆菌含量的增加先减少后增大,湿润锋处的吸力hf先增大后减少,当施加量为3 g/kg时,S、KS、A均取得最小值,hf取得最大值。枯草芽孢杆菌可提高土壤的保水性能,在土层深度为27 cm处,施加量为1、3、5和7 g/kg相比0 g/kg的剖面含水量分别增加了17.65%、31.76%、11.76%、7.06%。施加枯草芽孢杆菌的土壤在入渗结束后,土壤的含盐量分别降低了22.37%、31.29%、17.78%、10.67%。施加枯草芽孢杆菌后,1、3、5、7 g/kg的水稳性团聚体含量相比0 g/kg分别增加了13.02%、17.59%、9.68%和5.24%。综上,在盐碱土中施加3 g/kg的枯草芽孢杆菌,对盐碱土壤的治理具有积极作用。     

喀斯特森林近地表层覆盖对碳酸盐岩红土蒸发过程的影响

蒸发是西南喀斯特地区薄层土壤水分损失的主要途径,浅层土壤水分的存蓄对喀斯特地区农业生产和生态恢复至关重要。以西南喀斯特森林碳酸盐岩红土为研究对象,基于室内蒸渗试验设置4个苔藓生物量(0,0.32,0.64,0.95 kg/m~2)和3个松针生物量(0,0.32,0.64 kg/m~2)共12种处理,分析森林近地表层覆盖对碳酸盐岩红土蒸发过程及表层温度时空分布的影响规律,并对比3种蒸发模型(Black、Rose、空气动力学蒸发模型)在喀斯特森林碳酸盐岩红土的适用性。结果表明:苔藓和松针覆盖显著降低累积蒸发量和蒸发速率(P0.05),接种苔藓0.95 kg/m~2和覆盖松针0.64 kg/m~2处理比裸土累积蒸发量小36.9%;苔藓和松针导致土壤含水量显著增加(P0.05);苔藓和松针增加了表层土壤的平均温度,松针对土壤温度的提升作用强于苔藓;Black、Rose和空气动力学模型均能较好地模拟碳酸盐岩红土蒸发过程,Black蒸发模型的拟合精度高于Rose和空气动力学蒸发模型。研究结果能为西南喀斯特地区的水量平衡分析提供理论支撑并加强对喀斯特森林地表水文过程的认知。     

枯草芽孢杆菌对盐碱土水分运动和水稳性团聚体的影响

为探明微生物在盐碱地改良方面的应用,通过在盐碱土中加入枯草芽孢杆菌,研究不同浓度微咸水(0,1,2,3,4g/L)条件下,盐碱土中的水分运动和土壤水稳性团聚体的变化规律。结果表明:(1)枯草芽孢杆菌可以显著减少土壤的入渗能力,同时可减缓水分的迁移能力,添加枯草芽孢杆菌的土壤与相对应的对照组相比,累积入渗量和湿润锋推进距离均显著减少,其中在微咸水浓度为2g/L时,土壤累积入渗量减少幅度最大,为40.97%,其他处理减少程度依次为3,0,1,4g/L,湿润锋的推进距离也有类似的结果。(2)利用Philip和Kostiakov入渗模型拟合试验数据,发现Philip公式中的吸渗率S均小于相相应对照组,Kostiakov公式中的经验系数K均小于相应对照组,而经验指数β均大于相应对照组。(3)枯草芽孢杆菌可以增加土壤的保水能力,在微咸水浓度为2g/L时,对土壤水吸力的影响较大。与对照组相比,van Genuchten公式中土壤滞留含水率θr、饱和含水率θs及与进气值相关系数α均有所增大,形状系数n逐渐减小。(4)含有枯草芽孢杆菌的土壤,在微咸水入渗后其土壤团粒结构均有较大的改善。     

不同改良剂对旱地苹果园壤土团聚体和水分的影响

为对比研究植物根际促生菌(枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌)和苹果树枝生物炭的施加对黄土丘陵区山地苹果园粉质壤土团聚体含量、稳定性以及土壤水分的影响,采用田间定位试验,设置4个处理:施加65 t/hm²生物炭(BC)、20 t/hm²枯草芽孢杆菌(PGBS)、20 t/hm²胶质芽孢杆菌(PGBM)和对照(CK)。湿筛法获得土壤各粒径团聚体含量,并计算水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数(D)。结果表明:BC、PGBS和PGBM处理有机碳含量(SOC)较CK提升18.04%~206.91%,全氮(TN)含量较CK提升6.11%~66.56%。分析表明,BC、PGBS和PGBM处理0—60 cm土层>0.25 mm团聚体含量显著增加;各处理分形维数D较CK均降低,MWD、GMD均高于对照CK,大小顺序为PGBS>PGBM>BC,施加改良剂可以增加土壤团聚体的稳定性。各处理0—60 cm土层土壤饱和导水率和土壤含水量均得到提升。施加生物炭和植物根际促生菌可以显著提升土壤有机碳和全氮含量,增强土壤结构稳定性,提升土壤含水量,生物炭处理对于土壤有机碳和全氮含量的提升优于植物根际促生菌,但植物根际促生菌施用对土壤结构稳定性的提升更佳。     

不同质地土壤对镉的吸附特性及影响因子研究

通过Cd~(2+)吸附解吸试验,探究了初始Cd~(2+)浓度、p H、有机质、土壤质地和枯草芽孢杆菌-生物质炭复合体对土壤吸附Cd~(2+)影响。结果表明:土壤对Cd~(2+)的吸附能力随着溶液浓度、p H的升高而增加,土壤有机质可显著提高土壤对Cd~(2+)的固定能力,壤土对Cd~(2+)的吸附能力显著高于砂质壤土。土壤施加枯草芽孢杆菌-生物质炭复合体后,土壤对于Cd~(2+)的吸附能力显著提高,并且施加枯草芽孢杆菌–生物质炭复合体为20 ml/kg时对Cd~(2+)的吸附量提高11.7%;Freundlich模型(R~2=0.997)可以很好地拟合Cd~(2+)吸附过程。枯草芽孢杆菌–生物质炭复合体的施加降低了土壤表面Cd~(2+)的解吸能力,进一步证明复合体能加强土壤对Cd~(2+)的固定稳定化,具有作为钝化剂修复土壤重金属污染、降低食品污染风险的潜力。     

枯草芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌对土壤有效态Cd的影响研究

将枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌接种于Cd污染土壤中,研究了短期与长期恒温培养条件下枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌对土壤有效态Cd含量的影响。短期试验结果表明,枯草芽孢杆菌可降低土壤有效态Cd含量的5.07%~42.63%,在培养72h时,接种25ml枯草芽孢杆菌处理的有效态Cd含量较对照组显著降低了42.63%;巨大芽孢杆菌可活化土壤中的Cd,在培养48h时,接种5ml巨大芽孢杆菌的处理土壤有效态Cd含量较对照组显著增加了24.58%。长期培养试验结果表明,接种枯草芽孢杆菌可降低土壤中有效态Cd含量,且随着培养时间的延长,钝化效果更为显著,有效态Cd的含量与土壤pH值呈现显著负相关关系,r=-0.325(P0.05);长期培养条件下,接种巨大芽孢杆菌可降低土壤pH,且在培养30d时接种5ml巨大芽孢杆菌显著增加了土壤有效态Cd含量。综上所述,枯草芽孢杆菌可以钝化土壤Cd,而巨大芽孢杆菌对土壤Cd有一定的活化作用。     

残膜对土壤水分入渗和蒸发的影响及不确定性分析

为探究残膜对土壤水分入渗和蒸发过程的影响规律,通过室内土柱试验,设置6个残膜量水平(0、80、160、320、640和1 280 kg/hm2),研究了残膜对湿润锋运移、土壤水分分布、累积入渗量和累积蒸发量及其不确定性的影响。结果表明:随残膜量增加,湿润锋垂直运移速率和累积入渗量逐渐减小;残膜量80 kg/hm2时,湿润锋运移速率大幅下降;累积蒸发量随残膜量增加而递减而蒸发系数呈递增趋势,土壤保水能力减弱;随残膜量增加,0~10和20~45 cm含水率呈降低趋势,而土壤水分的变异系数呈增加趋势,残膜加剧了土壤水分垂直分布的变异性,残膜量320 kg/hm2的处理会出现表土层"板结"现象;基于Gibbs抽样算法分析表明,Kostiakov入渗模型和Rose蒸发模型各参数的95%后验置信区间上下限的差值和标准差均随残膜量增加而增大,累积入渗量和累积蒸发量的95%后验置信区间面积呈增大趋势,土壤累积入渗量和累积蒸发量的不确定性随残膜增多而增强。该研究可探明残膜污染区的土壤水分运动规律,并为提高Kostiakov模型、Rose模型的模拟效率和模拟精度提供参考。     

含枯草芽孢杆菌肥料对大豆叶片光合作用及土壤酶活性的影响

为了减少大豆生产过程中化肥的施用量及对黑土地的保护,开展大豆田间试验,分别施用大豆专用复合肥(CK)、枯草芽孢杆菌+氨基酸型有机肥(T₁)、枯草芽孢杆菌+黄腐酸钾肥(T₂)、枯草芽孢杆菌+海藻精粉颗粒肥(T₃)、枯草芽孢杆菌秸秆腐熟有机肥(T₄)、枯草芽孢杆菌鸡粪腐熟有机肥(T_5),综合评价各种肥料对大豆光合作用和土壤酶活的作用效果。结果表明:光合参数方面,T₁、T₄和T_5处理的净光合速率较CK增加了5.0%、0.7%和8%,但差异不显著;蒸腾速率的最大值为T_5,较CK增加了30%,最小值为T₂,较CK降低了43.1%;气孔导度从高到低依次为T_5>T₄>T₁>CK>T₃>T₂,其中T₂、T₃和T_5与CK差异显著;T₂处理胞间CO_2浓度最低,较CK显著降低了12.0%,T₁、T_5处理较CK分别增加了5%和7%。叶绿素含量中,T₄和T_5的叶绿素含量均显著低于CK,T₁处理的叶绿素a含量最高,较CK增加了17.3%,T₂处理的叶绿素b含量较CK提高了2%,T₃处理与CK相比无明显变化。各处理的土壤脲酶活性均显著高于CK T_5处理为最大值,较CK提高17.7%;土壤蔗糖酶从高到低依次为T₁> T₃>CK>T₁>T₄>T₂,其中T₁较CK提高了18.9%,T₂较CK降低了27.8%;土壤碱性磷酸酶的最小值为T₃处理,酶活仅为8.55 mg·g^-1,最大值为T₄处理,较CK增加了7%。作为环境友好肥料,枯草芽孢杆菌+氨基酸型有机肥、枯草芽孢杆菌秸秆腐熟有机肥和鸡粪枯草芽孢腐熟有机肥部分代替化肥,具有应用潜力。     

浑水灌溉和有机肥对土壤水分运移、蒸发及淋溶的影响

为揭示浑水含沙率和有机肥对土壤水分入渗和淋溶损失的影响,该研究采用室内一维土柱入渗装置,研究4个浑水含沙率水平（0、4%、8%、12%）和4个生物有机肥施肥水平（0、2 250、4 500、6 750 kg/hm²）对土壤水分运移、蒸发特性及淋溶损失的影响。结果表明：随着浑水含沙率和施肥水平的增大,相同时间内湿润锋运移距离和累积入渗量逐渐降低,且湿润锋运移距离与入渗时间符合幂函数关系。Kostiakov入渗模型可描述浑水灌溉和施肥条件下的土壤水分入渗变化过程（R²>0.9）,随着浑水含沙率和施肥水平的逐渐增大,入渗系数逐渐减小,而入渗指数逐渐增大。浑水灌溉和施肥条件下的累积蒸发量与蒸发时间符合Black和Rose蒸发模型（R²>0.9）,且Black模型的精度比Rose高。与清水入渗相比,浑水入渗可提高土壤中的电导率、有机质含量、淋溶液中的电导率和总溶解性固体物质,同时降低累积蒸发量、土壤的含水率、pH值和累积淋溶液体积。与不施肥相比,施有机肥能减少土壤水分的蒸发,同时还能降低累积淋溶液体积以及淋溶液中的电导率和总溶解性固体物质,增加土壤中的有机质含量和电导率。该研究结果可为浑水灌溉高效利用和合理施用有机肥量提供科学参考。     

有机肥对水稻中汞/甲基汞累积的影响

稻米对甲基汞的累积危害居民身体健康。本文通过施用厌氧腐熟有机肥的盆栽试验,探讨有机肥施用对水稻中汞-甲基汞累积的影响。结果表明,有机肥施用水稻土中甲基汞含量显著增加,对照(10.43μg/kg)1%豆饼粉肥(16.80μg/kg)1%鱼粉肥(24.10μg/kg)2%豆饼粉肥(33.53μg/kg)2%鱼粉肥(38.46μg/kg),可能是施加有机肥后,增加了土壤微生物数量,提高了酶活性,导致水稻土中甲基汞含量增加。有机肥施用后,水稻不同部位总汞累积差异显著,根部最高(2 812.83μg/kg),其次是糙米(336.78μg/kg)和茎叶(300.44μg/kg)。有机肥施用后,水稻不同部位累积甲基汞的能力不同,表现为糙米(180.06μg/kg)根(59.71μg/kg)茎叶(38.97μg/kg)。不同有机肥的施用均增加籽粒中甲基汞的含量,与对照相比,各处理增加量表现为1%豆饼粉肥(16.1%)1%鱼粉肥(19.3%)2%豆饼粉肥(41.5%)2%鱼粉肥(57.9%)。同时稻米中甲基汞含量与水稻土中甲基汞含量呈正相关关系。有机肥施用增加汞污染土壤水稻中汞与甲基汞累积,其可为合理施肥提供科学依据和理论指导。     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

土壤侵蚀与土壤肥力

对土壤侵蚀与土壤肥力概念进行了阐述,分析了两者之间的关系,指出土壤侵蚀与土壤肥力之间的作用是相互的,侵蚀造成土壤肥力的丧失,而土壤肥力的丧失反过来又加剧侵蚀作用的加强.在此基础上,提出了治理土壤侵蚀和培育土壤肥力时应注意的问题与治理方法.     

初始湿度对覆膜开孔蒸发水盐运移的影响

为了解初始含水率(湿度)变化对覆膜开孔蒸发的盐分与蒸发量的定量关系,通过不同湿度土壤的室内蒸发实验,研究了覆膜开孔率影响下土壤水分和盐分的运动特征.结果表明,初始含水率越大,不同覆膜条件下累积蒸发量越大,单位膜孔面积累积蒸发量(E_R)随开孔率增大而急剧减小.不同初始湿度的ER与覆膜开孔率的关系可用乘幂表示;表土返盐量随覆膜开孔率的增大而逐渐增加;不同含水率土壤的盐分浓度削面分布趋势一致,含水率越大,表层盐分浓度越大,含水率较小的土壤.盐分浓度在表层最大.在盐分含量最低点附近达到最小值,表层以下4-13cm的盐分浓度均小于初始值;不同覆膜开孔率条件下不同含水率土体剖面盐分浓度与垂直位置之间可用幂函数表示.研究表明,初始湿度对土壤水盐运动的影响存在定性特征,而覆膜开孔率对水盐运动的影响有定量关系可循.     

大力开展水土保持 综合防治风沙

大力开展水土保持综合防治风沙周文智（中华人民共和国水利部，北京１００７６１）我国是受风沙危害严重的国家之一，沙漠沙地面积大、分布广，不仅有大面积的内陆沙漠沙地，而且还有沿海、河岸、湖周沙地。据１９９２年水利部公布的最新遥感普查结果，我国受风力侵蚀的面...     

引洪灌溉沙漠 综合治理沙害

引洪灌溉沙漠综合治理沙害于振江（新疆维吾尔自治区水利厅农水处，乌鲁木齐８３００００）新疆策勒县位于世界著名的流动性大沙漠──塔克拉玛干沙漠南缘，是新疆风沙灾害最为严重的县之一。历史上，策勒县城曾三次因风沙湮埋而被迫迁移。近代，由于人类不当的社会经济活...     

略谈水土流失与土壤侵蚀

目前人们对“水土流失”等名词的理解不一，可概括为五种类型。导致理解歧义的原因，主要为水土保持科学产生和发展的历史与语言词汇两个方面。“水土流矢”与“土壤侵蚀”是两个有区别的概念，对水土流失、土壤侵蚀与水土保持等基本概念的理解，必须同我国水土保持工作实践结合起来。     

土壤干密度和含水率对2种紫色土抗剪强度的影响

选择广泛分布于重庆丘陵山区的钙质紫色土和中性紫色土2种土壤,通过室内三轴剪切试验测定含水率和干密度交互作用对土壤抗剪强度指标的影响。结果表明:(1)在相同干密度情况下,2种土壤粘聚力(c)随着含水率增加呈现出先增加后减小的趋势,在相同土壤含水率水平下,土壤粘聚力(c)随干密度增大而增大;2种土壤内摩擦角(φ)在各干密度条件下均随着含水率增加呈明显减小的趋势。(2)含水率和干密度的交互作用对粘聚力(c)有显著影响,粘聚力(c)随着干密度的增大而增大,且每一个干密度都有一个含水率与之对应,并在此交互条件下c达到最大。钙质紫色土粘聚力(c)在干密度为1.7g/cm3,含水率为11%时达到极大值,此时粘聚力(c)为154.59kPa,中性紫色土粘聚力(c)在干密度为1.6g/cm3,含水率为8%时达到极大值,此时粘聚力(c)为126.38kPa。(3)含水率和干密度的交互作用对内摩擦角(φ)影响相对较小,同一干密度下,其φ值差异不大,随干密度的增大缓慢增大,相对而言,含水率对内摩擦角(φ)的影响更明显。钙质紫色土内摩擦角(φ)随含水率的增大呈曲线下降,中性紫色土内摩擦角(φ)随含水率增大有一个短暂的增大过程,而后随之迅速减小。     

红壤积水入渗及土壤水分再分布规律室内模拟试验研究

利用室内模拟土柱试验研究了红壤积水入渗及土壤水分再分布规律。结果表明:入渗过程中湿润锋距离、累积入渗量与时间的平方根呈线性关系,湿润锋运移速率与时间呈乘幂关系,而入渗率与时间平方根的倒数呈线性关系;再分布过程中,在隔绝蒸发条件下,土壤含水量随土层深度的增加而下降,同一深度土层含水量则随时间推移而下降。无论在隔绝蒸发还是在自然蒸发条件下,短期内土壤水吸力有随土层深度的增加呈先下降后升高的趋势,而同一深度土层水吸力则随时间的推移而升高;土壤初始含水量对水分的入渗及再分布有较大影响,初始含水量较低时,水分入渗较快,而水分再分布则较慢。     

保护性耕作对坡耕地土壤水分特性和水土流失的影响

在黄土高原西部丘陵沟壑区水土流失严重的坡耕地进行了2 a的定位试验,研究了不同耕作方式对坡耕地土壤水分特性和水土流失的影响.研究结果表明:(1)免耕+覆盖的保护性耕作方式保水效果明显,全年平均土壤含水量比传统耕作高出1%以上,单纯的免耕与传统耕作没有显著差异.(2)免耕可使耕作层土壤水分保持相对稳定,初春播种后土壤较长时间保持较高含水量有利于作物出苗;雨后免耕处理耕作层具有更强保水能力,从而使土壤水分保持相对稳定则有利于作物生长.(3)不同耕作方式对坡耕地土壤水分特性的影响与其对士壤结构的影响有关,免耕虽然增加了耕作层土壤容重,但也增加了团聚体的稳定性,降低了团聚体破坏率,增强了土壤抗蚀力,覆盖能降低免耕地表层土壤容重,增强其持水与保墒能力.(4)免耕措施未必能减少坡地径流量,但可显著降低土壤侵蚀量,免耕辅以秸杆覆盖的保护性耕作可有效防止水土流失,径流量和产沙量较传统耕作处理分别减少了8.35%和88.11%.     

红壤丘岗区林草生态系统土壤水分状况

在红壤丘岗区自然次生马尾松-草灌植被基础上,组建4种林草生态系统,长期观测结果表明,各生态系统地表径流量逐年减少,而入渗量和渗漏量逐年增加,径流量呈现阔叶林和混交林<马尾松林<自然草被,渗漏量则相反。阔叶林和混交林与马尾松林和自然草被比较,前者径流量年内分布在雨季更加集中,这正是不同林草生态系统涵养水源能力不同的体现。干旱季节4种林草系统土壤剖面水分分布有差别,阔叶林和混交林上下层土壤水吸力差别较小,而马尾松林和自然草被上下层土壤水吸力差别较大,前者土壤导水能力好而后者导水能力差是原因之一;阔叶林和混交林下层土壤水分含量比马尾松林和自然草被低。