黄土高原土壤干层水分恢复与作物产量响应

通过大田试验研究了黄土高原苜蓿草地土壤干层水分恢复状况，及恢复过程中不同作物的产量响应。试验设5个处理，苜蓿→草谷子→春小麦→马铃薯→豌豆（WPPe）；苜蓿→草谷子→玉米→玉米→春小麦（CCW）；苜蓿→草谷子→马铃薯→春小麦→玉米（PWC）；苜蓿→草谷子→休闲→豌豆→马铃薯（FPeP）；常规耕作农田（CS）。结果表明，如用苜蓿翻耕后农田土壤含水量与凋萎湿度时土壤含水量的比值表示土壤干层水分恢复程度，比值在正常降雨情况下增加而在降雨量少时下降，但如用苜蓿翻耕后农田土壤含水量与常规农田土壤含水量的比值表示土壤干层水分恢复程度，比值持续增长不受降雨量的影响。经过4年时间WPPe、CCW、PWC、FPeP的0～5m土层的土壤含水量由2001年4月仅有常规农田的63．66％上升到2004年9月的90．51％、89．83％、92．17％、96．72％。苜蓿翻耕后的农田作物产量与常规农田中的作物产量没有明显差别，而水分利用效率显著高于常规农田中的作物产量。以秋收作物马铃薯和玉米较适合苜蓿一作物轮作。     

新垦沙地秣食豆轮作种植试验

在鲁西北新垦沙地进行了绿肥秣食豆轮作种植试验。试验结果表明：按经济效益大小依次为秣食豆一小麦→秣食豆→花生＞秣食豆→花生→大豆＞→大豆→秣食品→花生→花生→花生，３种含有秣食豆的轮作方法同花生连作相比，在对土壤有机质，氮，磷含量及土壤团聚体结构等方面都有良好的促进作用。     

大别山北坡土壤的发生特性和垂直分布

本文在豫南大别山北坡的土壤野外考察的基础上，研究了土壤形成的自然条件、发生特性。结果表明，土壤的垂直带谱为：黄棕壤→暗黄棕壤→酸性棕壤→山地灌丛草甸土。并根据“中国土壤系统分类”进行了土壤诊断分类的尝试。     

不同利用方式下红壤内在性质的演化

对六个不同利用方式的红壤退化试验小区的理化、生物学性质进行了分析,结果表明:随着植被的退化,水土流失加剧,土壤容重增加,孔度减小,结构性变差;从常绿阔叶林→草地→裸露地,有机质、全氮、土壤微生物量及其酶活性也都随之下降,而CEC含量和多酚氧化酶变化却不稳定。     

第四纪红粘土区侵蚀土壤退化机理研究

土壤退化过程总是从环境劣化开始,进而使土壤剖面形态毁损和土质变坏,并逐步使自然肥力消失。土壤环境的劣化表现为植被衰败,从常绿阔叶林→针阔叶混交林→稀疏马尾松和草灌→裸地,与此同时,土壤剖面形态从具有完整发生层A－B－C构型,逐步形成仅有B－C构型,最后仅剩C层,土质的变坏表现为止内的板实,表层抗冲、抗蚀性能减弱。土壤物质的流失,贮水能力的下降,有效水容量降低和土壤养分元素的流失等。从中可以看到,土镶退化中最主要的是土壤贮水性能下降和养分元素的明显流失两条。因此,土壤反退化亦应从这两方面着手。     

渍水稻田的温度系统

稻田的温度系统涉及空气温度，灌溉水温度、土壤温度。晴天早晨气温回升后，从土壤（由深到浅）→灌溉水→空气，温度廊线很快呈递增趋势，并且斜率逐渐增加，到午后气温最高时，廊线斜率最大；傍晚，从土壤→灌溉水→空气，廊线转向，呈递减趋势，并且递减层由土壤浅部向深部发展，晴天气温的日变化符合正弦函数形式，水温、土壤温度的日变化同样符合合正弦函数形式，并且两都与空气温度有密切的关系，各温度日变化可用口增均气温表     

作物茬口对连作棉田土壤环境及棉花产量的影响

于2007－2008年在连作8 a的棉田上进行不同作物轮作倒茬田间试验,以研究不同茬口对连作棉田土壤养分、土壤微生物区系以及棉花产量的影响,从而筛选出适宜棉田轮作倒茬的最佳作物茬口。研究结果表明：不同作物茬口的土壤有机质、速效养分含量及棉花产量均高于连作棉田,其中加工番茄茬口对土壤的速效磷含量增加最为显著,小麦、玉米茬口对土壤速效钾含量增加显著;各作物茬口土壤微生物总量均比连作棉田有明显的增加,表现为细菌和放线菌数量增加真菌减少;草木樨、番茄茬口土壤氨化细菌、硝化细菌生理群也明显增加。不同作物茬口的棉花产量表现为加工番茄→棉花＞草木樨→棉花＞小麦→棉花＞玉米→棉花＞棉花→棉花;加工番茄、玉米、小麦可作为连作棉田的良好前茬。     

三江平原退化湿地土壤物理特征变化分析

针对不同退化程度的湿地土壤物理特征的变化进行了分析。首先对退化湿地土壤剖面特征进行了阐述,然后分析了退化湿地土壤的温度特征变化、电导率状况变化、土壤的水分特征变化和土壤容重变化。研究表明,不同退化程度的湿地土壤具有不同的土壤物理性质,在未退化湿地→轻度退化湿地→中度退化湿地→重度退化湿地→已垦湿地(农田)的湿地退化研究样带上,湿地土壤温度呈现逐渐升高的变化趋势、土壤电导率呈降低变化、土壤水分呈降低趋势、土壤容重则呈现升高的变化规律。土壤表层与下层相比较,土壤表层温度、含水量与容重均高于土壤下层;在电导率的变化中,除了未退化湿地土壤的下层高于表层以外,其它退化状态的湿地土壤均为表层高于下层。另外,对退化湿地土壤的各物理特征在空间距离上的退化过程进行模型模拟,发现指数增加(或分解)模型能够较好地模拟出湿地土壤物理特征的空间退化过程。本研究将有助于理解退化湿地土壤物理特征的变化规律和查明湿地的退化机理,为退化湿地的恢复与重建研究奠定科学基础。     

旱地轮作对西藏中部土壤恢复过程的影响

于西藏中部生态条件下,就麦类作物轮作、麦油轮作对土壤化学和生物性质的影响以及农田养分平衡等进行了初步研究。结果表明,不同轮作方式对土壤化学和生物学过程具有显著不同的影响。轮作周期内春青稞→春油菜、春小麦→春油菜轮作对以细菌为主导的土壤微生物的生长与繁殖具有显著的促进作用,耕层土壤有机质、全氮、全磷的绝对增长量分别达3.05~3.06g/kg,0.06~0.07g/kg,0.01~0.26g/kg。麦类作物间,春小麦→春青稞轮作对土壤肥力亦具明显的恢复作用;春小麦→春小麦连作、春青稞→冬小麦轮作土壤微生物区系构成不甚协调,土壤细菌数量明显较低,0~30,31~60cm土层有机质、全氮、全磷总体呈不同程度的退化趋势。在较高外源钾投入条件下,不同轮作方式的土壤钾素均呈不同程度的亏缺状态。     

硫酸铝对苏打盐碱土的改良作用研究

苏打盐碱土添加硫酸铝后，土壤理化性状发生了显著改善。土壤物理性质表现为：土壤结构有显著改善，土壤团聚体（〉0．005mm）数量明显增加，土壤容重降低．膨胀度增加，孔隙度增大，土壤渗透性能及持水能力增强。土壤化学性质表现为：Al^3＋水解产生大量H^＋，降低了水田湛水层和土层的pH值；随硫酸铝用量的增加，土壤阳离子交换量呈显著递增，碱化度显著降低；CO3^2-和HC3^-含量也随硫酸铝用量的增加而降低。以上结果表明苏打盐碱土添加硫酸铝后，土壤结构得到良好改善，土壤盐分组成发生了显著变化，由苏打型→苏打-硫酸盐型→硫酸盐型。同时，苏打盐碱土理化性质的改良也为作物生长创造了良好的土壤环境。     

子午岭土壤可培养微生物对植被演替的响应

利用"空间序列代替时间序列"的方法,研究了黄土高原子午岭土壤可培养微生物对植被演替的响应。结果表明:(1)土壤细菌、真菌及微生物总数量按退耕地→草地→灌草地→白桦(Betula platyphylla)林→辽东栎(Quercus wutaishanica)林→辽桦混交林方向递增(p<0.01);放线菌数量呈波动性变化,较高值出现在灌草地和辽东栎林。(2)演替的过程中,土壤微生物综合性指标Shannon—Wiener指数呈波动性变化;真菌数量变化对土壤微生物Shannon—Wiener指数影响较大。(3)随着演替的进行,氨化细菌和硝化细菌数量显著增加(p<0.01);固氮菌数量略有增加,但差异不显著(p>0.05),最大值出现在辽桦混交林;纤维素分解菌数量在辽东栎林和辽桦混交林最高。研究表明,植被演替对土壤微生物3大类群及主要功能群数量影响显著,促进了土壤微生物数量的增加;土壤微生物多样性变化趋势并非总是与植被进展演替方向一致,其大小与植被类型有关,并依植被组成的变化而变化。     

大型水电站建设中的土壤流失动态研究

以金沙江干流金安桥水电站为例,研究了大型水电站工程建设期内不同施工部位土壤流失量的动态变化。结果表明:汛期降雨量占年降雨量的92.9%以上,汛期是土壤流失发生的主要时段。受建设内容、施工时段、施工进度和降雨量的影响,各部位土壤流失量变化趋势不同:弃渣场松散堆积物流失量呈现"较小→增大→减小"的趋势,2005年施工开始,2006年达到峰值;施工道路土壤流失量逐年递减;料场土壤流失量年际变化呈现单峰型,2007年达到峰值;施工营地仅在前两年建设中有土壤流失,硬化、绿化后基本无土壤流失产生。河道泥沙含量具有"增大→减小→增大→减小→平衡"的趋势。金安桥水电站建设7年,产生的土壤流失量达67 642.4 t,其中施工道路占50.9%、渣场占28.7%,施工道路和渣场是水土流失敏感部位和重点部位。     

三段式心土混层犁及其改良白浆土效果的研究

三段式心土混层犁为改造白浆土土体构型实现了“上翻20 cm，下混30～40 cm”的农艺要求，白浆层与淀积层的土壤混拌率M_x达到0.7，白浆层向淀积层的土壤转移率T_Aw→B达到了0.3。0～40 cm土层土壤物理性状明显改善，疏松透水，硬度下降，农田表涝现象得到缓解，效果持久稳定，连续4年测定，耕翻一次后至第4年其土壤硬度仍然明显低于常规耕作田块。1996年～1998年大面积示范试验，使用该犁耕翻地块作物增产达10%～27.9%。该犁作业幅宽50 cm，深度60 cm，总牵引阻力30～35 kN。     

田间土壤反硝化作用动态初探

通过不同供水水平条件下对田间土壤反硝化作用进行动态研究。利用Ｃ２Ｈ２能抑制反硝化作用的Ｎ２Ｏ→Ｎ２的转化过程，用气相色谱检测出土壤中释放出的Ｎ２Ｏ的量。结果表明，田间土壤含水量较大时的土壤反硝化作用强度比其它时期明显增加，不仅增强了田间Ｎ素的气态损失，而且给大气环境造成一定程度的潜在危害。     

农旅融合背景下水田改林地对土壤性质影响

为探讨农旅融合背景下土地利用方式改变对土壤理化及生物学特性的影响，在浙江省绍兴市境内选择代表性土壤剖面，分层采集土壤样品，采用田间调查与室内分析方法，研究了水田改制后土壤剖面性态及土壤微生物特性的演变。结果表明：水田改林地后地下水位明显下降，表层土壤坚实度增加了6.79倍，容重增加了33.7%；土壤颜色亮度和彩度增加，土壤结构体增大；表层土壤全铁和游离铁含量增幅分别为7.44%和8.70%；表层土壤活性铁和亚铁含量降幅分别为18.20%和91.56%；土壤微生物磷脂脂肪酸总量下降44.57%，好氧细菌/厌氧细菌比值增加92.6%，革兰氏阴性细菌/革兰氏阳性细菌比值下降45.3%。总之，农旅融合背景下水田改林地后土壤理化性质发生明显变化，对植被和土壤微生物生长带来负面影响，不利于土壤可持续利用。     

西藏土壤阳离子交换量的空间变化和影响因素研究

根据西藏17个土类150个骨干剖面的分析资料,应用统计方法,探讨土壤CEC的空间变化和影响因素。结果表明,在西藏广阔的高原面上,土壤CEC的空间变化具有明显的水平地带特征:从东南向西北,土壤CEC随高山草甸型→高山草原型→高山荒漠型而急剧降低。土壤CEC垂直变化亦有表现,特别是在藏东南地区,山地湿润森林土壤的CEC从基带黄壤向上增高,至暗棕壤和灰化土达到最高,而在森林线以上土壤CEC又随黑毡土→草毡土→寒冻土而降低。西藏土壤CEC的空间变化,主要决定于各类土壤有机质积累的差异;有机质含量较低的土壤,粘粒含量也有重要影响;高山草甸型土壤还受粉砂粒含量的影响。土壤速效钾含量与CEC呈显著正相关,显示了土壤CEC的重要保钾功能。     

缓坡耕地土壤磷素释放的动态规律研究

研究坡耕地土壤磷素的释放规律有助于非点源污染的控制。在秦皇岛洋河流域缓坡耕地进行的试验表明:随着磷肥施用量的增加,坡耕地释放磷素的数量也相应的提高,在施磷量超过P2O5450 kg hm-2时,径流中正磷酸态P(Ortho-P)的含量会对水体产生明显影响;同时坡耕地土壤释磷的规律与玉米生长发育规律有显著关系,表现为:随着玉米由苗期→营养生长盛期→抽穗期→结实期,地表径流中Ortho-P的含量变化依次为:高→低→高→低。     

桂林市水稻土养分状况研究

1998年秋收后，我们对全市稻田进行了取样化验，共采集土壤农化样3536个，经经验与第二次土壤普查的养分状况相比较，结果表明：土壤有机质、全氮呈上升趋势，土壤速效磷无明显变化、速效钿略有下降；pH值呈下降趋势。本文对这些化验结果进行了比较分析，为今后桂林市稻田培肥地力和合理施肥提供了科学依据。     

喀斯特地区土壤-洞穴CO_2时空迁移变化特征

为研究土壤-洞穴CO_2含量动态变化特征,选择织金洞及其岩溶表层3个样地进行监测。研究表明:土壤CO_2与洞穴CO_2变化规律具有一致性,均表现为春升、夏高、秋降,冬稳定的特征。夏季至秋季土壤-洞穴CO_2均呈上升趋势,土壤CO_2为0.13 mmol mol~(-1),洞穴CO_2为0.44 mmol mol~(-1),存在累积效应。织金洞为多进口洞穴,随着距洞口不断的深入,在灵霄殿至飞鸟觅食CO_2达到高值区为1.51 mmol mol~(-1),两端分别为:1.34 mmol mol~(-1)、1.05 mmol mol~(-1),呈现两端低中间高的分布趋势。织金洞上覆土壤CO_2含量是大气CO_2含量的22~27倍,是洞内CO_2含量的7~9倍。随着大气CO_2进入到土壤,土壤CO_2含量呈直线上升,直到60 cm处开始下降,经过基岩溶管、溶隙等进入洞穴内部。另一部分洞穴空气CO_2由大气降水-土壤水-洞穴水PCO_2转化而来,研究区为重碳酸盐钙型水和硫酸盐钙型水。研究发现:洞穴CO_2高值区自1月随时间变化分布特征为:中部→中部、前半段过渡带→前半段→前半段、中部过渡带→中部的迁移过程。这种新发现对喀斯特地区洞穴气候环境研究与洞穴开发保护具有重要的理论意义和实践指导价值。     

桂西北喀斯特人为干扰区植被自然恢复与土壤养分变化

为促进桂西北喀斯特退化生态系统的恢复与重建,采用全面调查和样方调查方法,以自然保护区的顶级群落为对照,研究了桂西北喀斯特人为干扰区自然恢复22a后植被的演替规律与土壤养分变化。结果表明,干扰区物种丧失严重,种类仅有自然保护区的26.6%,随着群落由草丛→草灌丛→灌丛→藤刺灌丛→乔灌丛→顶级群落的顺向演替和发展,群落的高度、生物量和物种多样性、土壤有机质、养分、阳离子交换量和硅、铁、铝、钛等矿质全量逐步增加,钙、镁全量显著减少,pH值降低,土壤质量随着植被的恢复呈波折性提高。