聚丙烯酰胺对盐渍化土壤水肥保持及产量的影响

对河套地区盐渍化土壤施用聚丙烯酰胺(PAM)后保水性、保肥性及最优产量下的水、肥及PAM的施用量组合进行了研究。采用正交试验设计对水、肥及产量各自特性进行详细分析,在整个生育期内研究了PAM施用层的含水率、土层深度为0~100cm的土壤碱解氮的动态变化规律及最优产量下所对应的各施用量的最佳组合。试验结果表明:经PAM处理的盐渍化土壤在其PAM施用层能够保持一定的水量,且随着PAM施用量的增加而增加;施用PAM处理的盐渍化土壤在PAM施用层能够保持一定的碱解氮且不易使碱解氮下移,未施PAM的4个灌水处理在不同程度上均下移至40cm左右,表明施用PAM明显抑制了氮素深层移动效应,起到了控制氮素淋失、防止土壤贫瘠的作用;而对于产量的分析,通过正交试验处理及SPSS主效应分析选取3因素最佳的施用量为:灌水量1 800m3/hm2、肥料为600kg/hm2、PAM量为18.75kg/hm2,可见PAM施用对盐渍化土壤节水、保肥效果明显,且PAM施用可对产量产生显著影响。该成果可用于指导盐渍化土壤合理的灌水量、施氮量及施用PAM后可显著提高葵花产量。     

秸秆还田配施氮肥对土壤性状与水分利用效率的影响

为揭示宁夏扬黄灌区秸秆还田配施氮肥对土壤性状与玉米水分利用效率的影响,在秸秆全量还田(9 000 kg/hm2)条件下,设置4种不同纯氮施用水平:SR+N0(0 kg/hm2)、SR+N1(150 kg/hm2)、SR+N2(300 kg/hm2)和SR+N3(450 kg/hm2),以秸秆不还田施氮量333 kg/hm2为对照(CK),研究秸秆还田配施氮肥对土壤容重、含水率、养分含量、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,秸秆还田配施氮肥可改善耕层(0～40 cm)土壤容重和孔隙状况,以SR+N2和SR+N3处理效果最优,耕层平均土壤容重分别较CK降低8. 0%和8. 8%,土壤总孔隙度分别较CK提高11. 4%和12. 5%。秸秆还田配施氮肥有利于提高耕层土壤有机碳和全氮含量,随施氮量的增加土壤碳氮比降低,其中以SR+N2和SR+N3处理效果最优。SR+N2处理改善土壤肥力效果最优,其土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较CK提高33. 6%、47. 0%、30. 8%。SR+N2处理在玉米生育中后期具有较好的蓄水保墒效应,玉米增产和改善水分利用效率效果最优,两年平均玉米籽粒产量和水分利用效率分别较CK提高33. 9%、26. 2%。通过两年研究发现,在宁夏扬黄灌区,秸秆还田配施氮肥可有效改善土壤物理性质、增加土壤养分含量、调节土壤碳氮比、增强土壤的蓄水保墒能力,从而显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率,以秸秆还田配施纯氮300 kg/hm2效果最优。     

PAM和SAP防治库区坡地肥料污染试验

选取北京市怀柔区水库附近一处坡地栗园作为试验地,用表土改良剂(聚丙烯酰胺,PAM)和土壤保水剂(SAP)进行坡地栗园的肥料污染防治,通过人工降雨试验方法对PAM的防污效应进行了研究,同时进行为期2年(2010 ～2011年)的野外监测试验,研究了技术应用以后坡面水土和养分流失,土壤剖面墒情和氮素运移等情况.结果表明:PAM减小坡面次降雨径流氮素平均质量浓度和污染物排放负荷的幅度分别为5％～8％和16％～22％,其中PM的处理减少坡面氮素流失方面效果最好;与未施加化学制剂的对照PS0相比,化学制剂联合处理组PS1、PS2分别提高根层土壤含水率10.4％、23.7％,提升根层氮素含量3.8％、22.3％,减少坡面径流含沙率30.7％、61.7％,减少坡面径流硝态氮流失14.7％、30.7％.     

化学联合调控对设施番茄生长和水分利用效率的影响

为了探明保水剂(SAP)、黄腐酸(FA)两种化学制剂联合调控对设施番茄生长和水分利用效率的影响,根据施用SAP、FA的不同组合及灌溉定额的不同设置了:S、F、SF、SFL、CK 5个处理,进行了对比试验。结果表明:SAP和FA能显著促进番茄生长、提高土壤含水率、产量和水分利用效率。在灌水相同的情况下整个生育期内SF处理的土壤含水率最高,较S、F、CK处理平均增加5.0%、10.6%、17.0%;S、F处理较对照处理CK分别提高13.0%、4.0%。SF处理的产量最高为111.8 t/hm~2,较S、F、CK处理增加8.6%、6.8%、14.1%。SFL处理较其他处理少灌一次水,产量为110.6 t/hm~2,增产12.9%,水分利用效率最高,为50.3 kg/m~3,较CK处理提高23.1%。SAP和FA联合调控的蓄水保墒和增产效果显著。     

SAP、PAM复配对干旱沙化牧区紫花苜蓿生长影响的研究

干旱沙化牧区土壤保水、保肥性差,不利于紫花苜蓿生长,而SAP、PAM等化学调控材料具有良好的保水、保肥特性,并能够改善土壤结构。因此,通过开展SAP、PAM不同施用量、不同施用方式对干旱沙化牧区紫花苜蓿生长影响的试验研究,以寻求促进紫花苜蓿生长、增产的最佳方案。结果表明:SAP、PAM复配提高了0~20 cm土层体积含水率,为紫花苜蓿提供了良好的水分环境,促进了紫花苜蓿的生长,产量和水分利用效率最大分别提高19.93%和35.67%。在不考虑投入成本等因素前提下,45 kg/hm~2的SAP复配30 kg/hm~2的PAM对于促进紫花苜蓿增产和提高水分利用效率效果最佳。     

保水剂与氮磷肥配施对雨养玉米生长的影响

在旱地农业中,为了能够实现增产的同时提高水肥利用效率以及缓解面源污染,以夏玉米为研究对象,采用正交试验设计,研究土壤保水剂(SAP)与氮磷肥配施下大田不同深度土壤的肥力水平及玉米生长和养分利用效率,探寻产量最优的保水剂与氮磷肥配施应用模式.结果表明:3种因素对不同深度土壤的肥力水平及玉米生长和养分利用效率的影响效应不一致,SAP主要影响土壤水氮和作物养分,氮磷肥主要影响土壤养分和作物生物量;在本试验条件下,当SAP 45 kg/hm²和氮肥120 kg/hm²配施再结合钾肥120 kg/hm²时,获得最大玉米产量1.27 kg/m²,相较于未施加SAP和氮磷钾肥的对照组,产量可以提高8 %,同时达到最大氮肥偏生产力105.83 kg/kg.     

PAM与SAP对土壤水分及小麦生长的影响

为了研究PAM和SAP对土壤水分及小麦生长的影响,在河套灌区以不施用PAM和SAP为对照,研究PAM-1处理、PAM-2处理、SAP-1处理和SAP-2处理对土壤水分及小麦生长的影响。结果表明:1PAM和SAP均能提高0~80cm土层的土壤含水率,其中PAM-1处理的保水效果最显著;2PAM和SAP对不同土层土壤含水率的影响存在一定差异,其中在0~40cm土层的影响最为显著,较对照土壤含水率平均提高21.41%,在40cm土层以下土壤的含水率影响较小;3施用PAM能促进春小麦分蘖和根系的生长,进而可提高春小麦千粒质量及产量,其中PAM-1处理的效果最显著,增产达29.18%。     

化学调控技术在旱地水肥利用中的应用进展

围绕旱地农业生产中的水肥资源高效利用展开讨论,主要介绍了以3种典型化学调控制剂(土壤改良剂PAM、土壤保水剂SAP和蒸腾抑制剂FA)为代表的化学调控技术在旱地农业水肥资源利用方面的调控机制和应用方法,重点对化学调控技术在旱地农业生产中的增强水肥保蓄、提高坡地水土保持、改善作物水肥利用性能及提升作物品质和产量4个重要环节上的应用研究进行了综述,最后提出未来化学调控技术在旱地农业中应用的重点研究方向.     

缓释氮肥减施对夏玉米产量与氮肥利用效率的影响

针对陕西关中地区夏玉米农田存在施氮量过多、氮肥利用效率过低的问题，设置常规施氮N1（300kg/hm2）、100%缓释氮肥N2（300kg/hm2）、65%缓释氮肥N3（195kg/hm2）、30%缓释氮肥N4（90kg/hm2）、不施氮N0共5个施氮水平，磷肥和钾肥均按统一标准施用，以不施肥CK为对照，于2018年和2019年在陕西杨凌地区进行了田间试验，研究不同缓释氮肥减施量对夏玉米地上部干物质累积、氮素累积吸收量、土壤硝态氮分布及累积、产量和氮肥利用效率等指标的影响。结果表明：施加氮肥可以显著提高夏玉米地上部干物质累积量、氮素吸收量和产，与当地常规施氮N1处理相比，N2处理和N3处理的地上部干物质累积量及氮素累积吸收量、氮素吸收效率、氮肥偏生产力、产量等指标均有显著增加；两年试验，N2处理与N3处理的地上部干物质累积量、氮素累积吸收量、产量无显著差异，但N3处理的氮肥偏生产力较N2两年分别提量高54.61%和56.25%，氮肥农学利用率分别提高35.24%和61.48%，营养器官氮素转运率分别提高17.34%和18.10%；缓释氮肥减施可以显著降低0~200cm土层的硝态氮残留量，并且可以提高0~40cm土层硝态氮占比，0~40cm土层硝态氮占比最大的为N3处理，较其他施氮处理提高6.82%~118.60%。在既能满足较高产量又能满足较高氮肥利用效率、较低氮素流失的情况下，缓释氮肥纯氮施用量195kg/hm2是该地区较优的施肥方式。     

氮肥运筹对夏玉米氮素盈亏与利用的影响

基于2年田间试验,确立了尿素(纯氮0、80、160、240 kg/hm2,基追比为2∶3)和控释氮肥(纯氮0、60、120、180、240 kg/hm2,一次性基施)运筹下夏玉米临界氮浓度稀释曲线模型,据此构建氮素吸收模型、氮素营养指数模型和氮积累亏缺模型进行夏玉米氮素营养诊断,并比较不同氮肥运筹的氮素利用效率。结果表明,夏玉米临界氮浓度与地上部最大生物量间符合幂函数关系。利用独立试验数据对模型进行验证,结果表明该模型可靠性较高(相对误差为0.46%~4.08%)。氮素营养指数模型和氮积累亏缺模型可用于诊断植株氮素营养并定量调控氮肥管理。尿素和控释氮肥的适宜施氮范围分别为160~174 kg/hm2和120~150 kg/hm2。与尿素相比,控释氮肥的氮肥利用率显著提高,获得理论最高产量时,可节省氮肥用量约14%。     

不同改良剂对滨海盐渍区土壤有机碳及土壤肥力的影响

研究了不同改良剂对滨海盐渍区土壤有机碳、盐分、pH值、土壤密度、养分及作物产量的影响。结果表明,与对照相比,不同改良剂均能明显提高0~20cm土层土壤有机碳,增加幅度为9%~57%。石膏、腐殖酸、有机肥的单施或配合施用均能明显降低表层土壤盐分和密度,提高土壤全氮、有效磷和速效钾,并能明显增加作物生物量和产量,增加幅度最高为35%和131%。     

基于土壤功能与胁迫的耕地土壤健康评价方法

基于功能性土壤管理理论,针对初级生产力、养分供给与循环、生物多样性供给、水净化与调节、碳封存与调节5种功能选取评价指标,通过识别水田、水浇地和旱地对不同土壤功能的供给和需求关系,构建土壤功能供需判别矩阵,并叠加重金属污染胁迫因素,评价耕地土壤的健康状况,从而实现了基于土壤功能与胁迫的耕地土壤健康评价。在河南省温县进行了评价方法的适用性研究,结果表明：温县5种土壤功能供需空间格局基本呈现由南向北逐渐递增的趋势,以青峰岭为界,中北部土壤功能的供需处于盈余状态,而南部区域处于失衡状态;土壤健康等级交错分布,亚健康面积占比最大,为44.4%,健康土壤零散分布在黄庄镇、番田镇、武德镇和祥云镇;土壤质地、土体构型、土壤养分、土壤生物活性和重金属污染胁迫是导致耕地土壤健康空间分异的主要因素。本研究可在理论上丰富土壤健康评价方法体系,在实践上促进耕地资源可持续利用与管理。     

土壤密度对土壤抗侵蚀性的影响

通过研究不同密度土壤的抗冲性、抗蚀性及抗剪强度,探索密度与土壤抗侵蚀性之间的相关关系,并进一步分析密度对土壤抗侵蚀性影响的机理。研究表明,随着土壤密度的增大,土壤的抗冲性与抗剪强度增强;但在土壤密度小于1.27g/cm3时,土壤的抗蚀性随着土壤密度的增大而增加,当土壤密度大于1.27g/cm3时,土壤的抗蚀性随着土壤密度的增大而减小。     

土壤采样器采样性能试验研究

农田土壤样品的快速获取及分析对科学施肥具有重要意义。土壤采样器是农田土壤采样的重要设备,获取和松放土壤的能力是评价其采样性能的重要指标。本文通过试验,从土壤样品长度和土壤松放后残余土壤质量两个方面分析自行设计的5种土壤采样器的采样能力,指出了1号土壤采样器设计综合采样性能较好。      

沙棘林地土壤肥力和水分

沙棘在土壤深厚、排水良好、有机质含量丰富的砂壤质土壤上生长良好(Wolf and Wegert,1993);良好生境下沙棘产量和质量均很高(Wahlberg and Jeppsson,1990)。在干旱半干旱地区,任何沙棘种植园的建立均需要解决水的供给问题。有关沙棘栽培种植文献的信息较为有限。在萨斯喀彻温省,防护林中的沙棘植株常处于水分和养分不足的胁迫之下。在工业化沙棘种植园中,栽培管理,特别是土壤肥力和水分相当重要。有关沙棘实用管理的生产指南已经编印,并提供给生产者(Li and Schroeder,1999)。许多有关沙棘土壤肥力的研究是在俄罗斯开展的。研究结果指出…     

不同质地条件下土壤表层温度与土壤蒸发量的关系研究

土壤表层温度与土壤蒸发量有着紧密联系,土壤质地对二者均有着重要影响。【目的】探究不同质地土壤表层温度变化对土壤蒸发的影响。【方法】选取2种质地原状土(粉壤土与砂土),进行配比混合,得到5种不同质地土壤。测量1次性供水与充分供水条件下不同土壤的蒸发量、土壤表层温度数据、土壤砂粒量,探究不同质地条件下土壤相对蒸发量(RE)和土壤表层相对温度差(RT)的关系。【结果】①1次供水和充分供水条件下RT随着蒸发过程的进行逐渐增大,当蒸发过程至水汽扩散阶段时,RT趋于稳定;②随着土壤砂粒量增大,蒸发至水汽扩散阶段时对应的RT逐渐减小;③土壤质地相同情况下,RT越大,其RE越小,回归建立了二者的二次函数关系;④RT相同情况下,土壤中砂粒量越高,其RE越小。【结论】土壤中砂粒量的不同,使土壤孔隙、热容量等性质产生差异,导致蒸发过程中土壤温度及蒸发量变化出现规律性特点,RE与RT呈与含砂率有关的二次函数关系。     

土壤结构改良剂影响下的土壤水分有效性研究

以聚丙烯酰胺(PAM)与磷石膏(PG)为土壤结构改良剂,利用离心机法,测定土壤水分特征曲线,从分析土壤的吸水能力和持水能力的角度出发,研究土壤结构改良剂对土壤水分有效性的影响。研究结果表明,土壤的吸水能力、持水能力与释水能力均表现出与用量密切相关;在使用土壤结构改良剂的情况下,仍然可用van Genuchten方程很准确的模拟土壤吸力与含水率之间的关系,即可作为使用土壤结构改良剂后的土壤水分特征曲线的模拟表达式;在试验的用量范围内,土壤结构改良剂的使用不会影响植物对水分的吸收和利用。     

土壤失水过程对土体收缩特性的影响

为探求不同质地和容重土壤失水过程中的土体收缩特性,选取山东壤土(SD)和陕西粉粘壤土(SX)作为供试土壤,并分别设定初始容重为1.30、1.40、1.50 g/cm~3,采用离心机法测定土壤水分特征曲线,同时对土壤脱水过程中土体轴向和径向收缩特征进行研究。结果表明,对于SD和SX土样,不同容重土壤含水率随吸力增加呈现不同幅度的减小趋势,但其减小速率均表现出"慢-快-慢"的变化特点;在土壤脱水过程中,土体线缩率随含水率减小而增大,Logistic模型可以较好地拟合线缩率与含水率之间的非线性关系(R~2在0.96~0.99之间);土壤轴向(δ_s)、径向(δ_r)和体积收缩应变(δ_V)均随容重增加而减小,SD和SX土样分别以水平收缩形变和垂直收缩形变为主。相关性分析表明,δ_s、δ_r和δ_V与砂粒含量呈负相关关系,与粉粒和粘粒含量呈正相关关系,且3种收缩特征指标与土壤颗粒含量之间的相关性受容重影响;对于SD土样,δ_s和δ_r与粘粒和粉粒含量显著相关,δ_V与砂粒含量显著相关;对于SX土样,δ_s、δ_r和δ_V与砂粒和粉粒含量显著或极显著相关,而与粘粒含量无显著相关性。     

土壤斥水性对含水率的响应模型研究

选用以色列3类不同质地的10种不同斥水性的土壤为研究对象,采用滴水穿透时间法测定土壤斥水性对含水率的响应关系,得到了不同土壤斥水持续时间随含水率变化的规律,通过Gaussian模型、Lorentzian模型和Lognormal模型对这种规律进行回归分析,最终得出了土壤斥水持续时间随含水率的变化规律符合Lorentzian模型。由此响应模型,就可以根据某种土壤部分斥水性对含水率响应的实测数据,计算出土壤斥水性的峰值含水率、峰值斥水性以及临界含水率,为不同土壤斥水性进行对比和土壤改良提供理论依据。     

覆膜开孔蒸发条件下土体高度对水盐运移的影响

通过不同高度土体在不同覆膜开孔率条件下的室内蒸发试验，研究了土体高度变化时水盐分布的差异与相互联系。试验结果表明，不同高度土体的单位深度累积蒸发量与时间变化符合Gardner理论关系，单位深度累积蒸发量与时间和土体总高度存在二元线性函数关系；单位深度累积蒸发量和单位膜孔面积单位深度累积蒸发量均与土体高度和覆膜开孔率存在较好的函数关系；土体高度越小，单位深度含盐量和盐分浓度变化幅度越大，土体高度是影响盐分上行的影响因素之一；覆膜开孔限制土壤水分蒸发速度进而影响土体盐分表聚，因此减小覆膜开孔率可以有效减少土体盐分表聚。