植物生长条件下土壤水分与养分资源动态分布的模拟研究

借助根系功能-结构机理模型,在动态描述根系空间生长发育的基础上,采用根系空间吸水速率函数耦合三维土壤水动力学模型,描述根系吸收条件下土壤水分的时空分布;以根个体为中心,采用扩散方式,描述了由于根系吸收土壤中磷元素而引起的土壤中有效磷分布的动态变化。通过小麦苗期根系结构与生物量的动态观测试验,获取了根系生长参数,利用文献资料获取了土壤水分运移参数、土壤有效磷扩散参数。在设定的灌溉与蒸散情景下,模拟了根长密度与根系吸收速率在三维空间的动态分布、根系吸水条件下土壤水分三维时空变化以及根系吸收磷元素的条件下土壤中有效磷的亏缺区域变化过程。模拟结果显示,根系-土壤系统能够实时地模拟根系生长下土壤环境资源的动态变化。     

沙朗东村经济转型与生态环境探析

以昆明五华区沙朗街道办事处东村居民委员会为个案,在对村情做简要介绍的基础上,对近30多年来农村经济的结构转型进行了一个粗线条的描述,在这一转型过程中,具体体现为从传统农业向"生态农业"、"效益型农业"以及"生态旅游区"转变。具体分析了目前东村经济发展过程中来自于生态环境方面的制约因素,提出了一些相应的建议。     

保亭县耕地土壤肥力特征

文章主要对保亭县耕地土壤肥力特征进行分析,主要阐述了该县的土壤特征,然后详细论述耕地土壤肥力特征,其主要内容有:土壤成分统计描述、土壤养分的空间变异结构、土壤养分的空间分布格局。通过这些内容,让人们对土壤情况进行全面的了解,更好的进行耕地生产。     

土壤宏观力学结构与精准耕作

土壤宏观力学结构是土壤结构体概念的延伸,在尺度上高于土壤团聚体结构1－2个数量级,且具有更高的时空动态特征,其内容涉及土壤物理组构、力学评价指标、力学发生机理及力学应用4个方面,是精准耕作研究的理论依据。评价土壤宏观力学结构的指标包括抗剪强度、圆锥贯入阻力、平板下陷量和断裂强度等,而弹塑性力学、断裂与破碎力学和土壤流变学模型决定着结构动态的发生机理。土壤精准耕作通过对土壤宏观力学结构的测试、评价及模型描述,建立结构动态与外加机械力模式和强度指标之间的关系,运用精准技术手段实现土壤结构、作物秸秆、种子和水肥的精确调控与投放,改善土壤耕性、增强土壤结构力稳性、提高车辆通过性、增大土壤承载力、同时优化土壤－作物－水肥系统和土壤－机器系统。     

湖南"三难地"土壤动物群落结构研究

2001—2002年间,对湖南祁东县的桃树林(样点A)、马尾松林(样点B)和廖家镇的芦竹林(样点C)的土壤动物进行了实地调查。定性、定量分析了该土壤动物群落结构、分布和季节变化。结果表明:三类林地中,蜱螨类和线虫类是优势类群,密度—类群指数(DG)为A>C>B,但多样性和均匀性指数为C>A>B,相似性指数分析A与C之间的相似性最近,从土壤剖面分析来看,土壤动物具有明显的表聚性,且表层>上层>中层>下层。土壤动物季节变化是夏季低于冬季。以冬季土壤动物数量最高。甲螨类和矛线虫类是紫色页岩土基形成的主要"拓荒者"。     

土壤腐殖质结构的光谱学研究进展

有机质光谱分析法在土壤腐殖质结构研究中的应用,已使土壤腐殖质的研究取得了相当大的进展。它的应用能快速确定很多有机化合物的复杂结构,从而使腐殖质的结构研究提高到了新的水平。但由于腐殖质结的复杂性和研究手段的局限性,人们对土壤腐殖酸的结构仍然不甚清楚。为克服腐殖质提取和热解过程对结构的影响,弄清光谱分析方法在这一研究过程中的不足,未来的优先研究领域是:(1)土壤腐殖质分离。不同提取剂、甲基化、水解、氧化和还原作用都会对腐殖质化学结构产生影响,从而影响结构的精确性;(2)土壤腐殖质结构对环境的响应。同一土壤腐殖质的结构,化学性质也随着气候、母质、海拔、植被类型、土壤管理等不同而不同;(3)土壤腐殖质的化学分析测试手段的研制。每种光谱分析法都有一定的局限性,样品制备、分析技术和操作条件,都会对腐殖质结构产生一定影响,标准谱图也有待发展,并没有囊括所有腐殖质。     

北京八达岭林场水源涵养林林分结构与土壤的相关性研究

分析北京八达岭林场水源涵养林主要森林类型人工针叶林、天然阔叶林、人工针阔混交林和天然灌木林的土壤理化性质以及林分结构与土壤的相关关系。结果表明:研究区4种主要森林类型的土壤理化性质差异显著;天然林的土壤理化性质优于人工林,针阔混交林优于针叶纯林,天然灌木林的林分稳定性最强;与土壤化学性质相比,土壤物理性质与林分结构的相关性较大。研究结果为研究区水源涵养林经营提供了依据。     

土壤分析试剂量估算系统的设计与开发

通过对土壤试剂量估算过程中所涉及的土壤指标、试剂和药品等知识的分析和研究,利用计算机技术,开发了基于网络化的网络决策系统。阐述了土壤试剂量估算系统的体系结构,并对其主要功能模块和其实现进行了描述。     

坡位对毛竹林土壤原生动物的影响

以遂昌毛竹林土壤为对象,研究不同坡位(上、中、下)对土壤原生动物(主要指鞭毛虫、纤毛虫、肉足虫3类)的影响。结果显示,土壤原生动物总丰富度在不同坡位差异显著,最大值出现在下坡,最低值出现在上坡。土壤原生动物中,鞭毛虫占主导地位,肉足虫占比最小。坡位下降过程中,土壤原生动物群落结构中鞭毛虫的比例下降,纤毛虫的比例上升。     

作物生长实现数字化分析

本项目研究人员经努力实现了玉米、水稻实株型结构数字化设计，为超高产育种、资源高效利用提供了先进的高新技术研究手段。提出了一种植物拓扑结构建模方法和基于结构一功能模型的虚拟植物生长的体系架构，建立了基于数字化技术的植物形态结构信息采集系统与植物器官形态描述模型，对玉米、水稻等主要农作物形态进行了三维数字化测定，构建了器官形态描述模型与参数库，实现了叶片生长过程中的3维空间取向规律与冠层空间光分布的3维模拟的定量分析，并基于双尺度自动机和马尔可夫过程原理，构建了根系生长的模拟模型。     

施肥模式对稻田土壤微生物影响的研究进展

综述了长期施肥条件下不同施肥模式对土壤微生物的生物量、酶活性、群落结构和多样性4个方面的影响,发现有机无机肥配合施用有利于维持和增加作物生长发育过程中土壤微生物数量、土壤酶活性和土壤微生物群落结构多样性;同时,也探讨了利用现代分子生物学方法研究土壤微生物多样性的进展及其应用前景,其研究结果可为作物高效生产、养分高效利用及农田可持续发展等提供理论指导。     

科学施肥系列报道之二 科学施用有机肥:用养结合 优化施肥结构

我国有句谚语"庄稼一枝花,全靠粪当家",这里的"粪"其实主要就是指有机肥。然而,近年来有机肥施用比重较小,化肥用量在快速增加。过量的化肥和农药被施入土壤,这在一定程度上提高了粮食单产,但同时却导致土壤状况严重恶化,引发了土壤肥力下降、土壤板结、土壤酸化(盐碱化)以及环境污染和食品污染等一系列问题,从而制约了我国农业的健康发展。因此,要实现农业的可持续发展,合理增加有机肥的施用势在必行。那么该如何施用有机肥呢?农业部出台《关于深入推进科学施肥工作的意见》基本原则中提出:"充分开发利用有机肥资源,优化施肥结构。"今后,通过施肥结构的调整,将推动有机肥施用量的增加。     

土壤孔隙网络模型的程序设计与实现

本文利用土壤孔隙序列数字图像数据,结合形态学网络模型理论和孔隙拓扑结构.经过对孔隙网络模型的程序设计.实现了土壤孔隙网络模型的构建.该设计确定了适合描述孔隙空间拓扑特征的网络模型数据结构,运用插值算法提高了序列数字图像垂直方向的分辨率.运用邻近像元聚类法.以及表面绘制法解决了孔隙三维空间的连通判断问题.所得模型再现了孔隙三维结构.是孔隙结构特征的直接映射,界面友好.能够定量获取孔隙结构的三维重要特征参数.     

腐植酸淋洗对重金属污染土壤微生物群落结构影响研究

为阐明腐植酸淋洗残留对土壤重金属形态分布、土壤理化性质与微生物群落结构变化的影响，本研究基于室内土壤淋洗实验与高通量测序技术，研究了腐植酸淋洗前后土壤重金属形态、pH、氨氮（NH₄⁺-N）和土壤有机碳（SOC）含量变化特征，揭示了土壤微生物群落结构组成和多样性的变化规律与主要环境影响因素。结果表明，腐植酸淋洗可去除土壤中的Cd和Zn，对Pb的去除效果较差。淋洗后土壤中的Cd和Zn被活化，可迁移性提高； Pb的可氧化态和残渣态比例升高，可迁移性降低。在土壤微生物群落结构变化方面，淋洗后30 d内细菌群落丰富度先降低后升高，群落多样性提高。淋洗后Chloroflexi、Acidobacteria、Gemmatimonadetes、Fibrobacteres、Armatimonadetes等菌群的相对丰度增加，Actinobacteria、Firmicutes等菌群的相对丰度降低。腐植酸淋洗后土壤微生物的相互作用和网络复杂性提高；土壤微生物将会更高效地进行物质传输和利用，同时抵御环境扰动的能力也更强。腐植酸淋洗改变了土壤理化性质，驱动微生物群落结构改变的主要环境因子是酸提取态Pb、Zn含量和NH₄⁺-N含量。腐植酸可以有效淋洗出Cd和Zn，但会活化土壤中残留的Cd和Zn，降低微生物群落多样性；后期培养过程中腐植酸残留可以钝化重金属，并提高微生物群落多样性、改善微生物群落结构。因此，腐植酸淋洗剂具有良好的土壤重金属去除和微生物群落结构改善能力，是一种高效且环境友好的土壤淋洗剂。此外，本研究还可为评价淋洗后土壤的微生态响应提供科学指导。     

节点渗灌条件下土壤水分运动规律的研究

通过在室内土槽中的渗灌试验,研究了节点渗灌条件下土壤中的水分运动规律,主要包括灌水过程中土壤水分的入渗过程和灌水结束后土壤水分再分布过程,即土壤水湿润锋的运移及湿润区内的土壤含水率分布状况。根据试验结果,对湿润体的形状及其动态变化、横断面及纵断面上的湿润锋的运移速度和土壤含水率的分布及其动态变化进行了描述,并且探讨了灌水量对土壤湿润状况的影响。     

向海沼泽湿地土壤特征及可持续利用

基于对向海沼津湿地土壤形成条件和主要成土过程的研究，将其沼泽土壤划分为4个亚类型，并分别描述了各自的分布规律和剖面特征。在向海沼泽湿地土壤盐渍化、沙化、退化问题日益严重的大前提下提出了可持续开发利用对策。     

黑龙江省区域土壤数据库管理系统的设计与应用

通过对区域土壤数据库管理系统进行需求分析、系统设计、数据库建模和系统操作界面设计等过程,采用C#程序开发语言建立一个基于B/S三层体系架构的土壤数据库管理系统,并对主要功能进行描述。     

天然土壤对菲吸附行为的动态变化

选择8种有机质含量各异的土壤,考察其对菲吸附行为的动态变化特征,并利用Freundlich模型描述1、48和720h条件下菲的相分配关系。结果表明,在不同接触时间条件下,Freundlich吸附系数KF与土壤有机质含量呈显著的线性关系,8种土样吸附行为的非线性指数n随时间逐渐减小,经土壤有机碳含量校正的单点Koc*值也随时间上升。这些结果指示土壤有机质是有机污染物土壤吸附的主要汇,土壤有机质吸附位点的位能表现为非均匀分布,颗粒内部有机质吸附位点的容量更大。此外,利用差减方式得到吸附过程后段的相分配关系的非线性明显强于吸附过程前段,说明慢吸附阶段中结构致密的土壤有机质组分的影响更趋强烈疏水性有机污染物在致密有机质组份中的扩散过程很可能是慢反应发生的主要原因。     

贵州省超高产稻田土壤肥力特征初步研究

为了探讨超高产稻田土壤肥力的增产潜力,对贵州省近几年获得超高产田块的土壤理化性质进行了调查分析。从养分状况、酸碱反应、土壤质地结构等对超高产稻田肥力指标进行描述,侧重土壤肥力角度分析了超高产田块高产稳产的原因。结果表明:超高产田块土壤有机质和速效养分含量高,有机质48.95 mg/kg、全氮2.52 mg/kg、碱解氮193.80 mg/kg、速效磷23.75 mg/kg、速效钾142.87 mg/kg,耕层容重0.96 g/cm3,总孔隙度61.86%,土壤质地以粘壤为主。土壤养分缓冲性能好,生产便于管理。     

滇东南峰林湖盆区土壤理化性质的空间异质性分析

为了解喀斯特地区退耕还林过程中不同植被恢复阶段的土壤理化性质特征,于研究区坡面的不同坡位设置样地:坡耕地(坡脚)、云南松人工林(下坡)、次生林(中坡)、石灰岩灌丛(上坡)。采用野外取样与室内分析相结合的方法对土壤理化性质进行了调查,并对其各项理化性质指标进行了皮尔逊(Pearson)相关性分析和主成分分析,最后,采用土壤水文结构功能模型评价滇东南普者黑峰林湖盆区次生林恢复植被的土壤水文结构功能。结果表明:研究区土壤孔隙度、毛管持水量状况大致为次生林云南松林石灰岩灌丛坡耕地;云南松人工林和次生林有机质、全氮、全磷、全钾等元素均较高,p H较低。相关性分析表明,土壤含水率、有机质、全氮、全钾、交换性镁与土壤的其他理化性质有较强的相关性,是喀斯特地区保持土壤理化性质的主要因子。主成分分析表明,土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、含水率、有机质、全磷、交换性镁、交换性钙、pH是土壤理化性质的关键因子,是养分循环和流动的载体。土壤水文结构功能指数的计算结果表明,次生林(0.68%)云南松林(0.43%)石灰岩灌丛(0.26%)。