不同施肥制度对北方石灰性土壤无机磷形态影响研究

研究了不同施肥制度对石灰性土壤不同无机磷形态的影响。结果表明,各施肥处理均能明显提高土壤Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P质量分数,分别比CK增加了16.3%~23.2%、6.76%~10.03%、4.04%~6.45%、7.12%~11.42%,Ca10-P、O-P变化则不明显。化肥+有机肥+菌肥(NP+M+B)处理提高Ca8-P、Al-P质量分数效果明显,对Ca10-P有一定促溶作用;化肥+有机肥(NP+M)处理有效地增加了Ca2-P、Fe-P量;化肥+有机肥+菌肥、化肥+有机肥处理抑制O-P增加效果高于单施有机(M)、化肥(NP)处理。单施化肥处理可明显提高Ca2-P、Ca8-P量,单施有机肥处理的无机磷组分增长较为缓慢。化肥+有机肥+菌肥处理的玉米产量最高且与化肥+有机肥差异显著,且产量与Ca8-P、Fe-P显著相关,单施有机肥处理产量最低。综上所述,菌肥对Ca8-P、Al-P、Ca10-P、O-P有不同的活化效果,各施肥处理对提高土壤无机磷养分效果顺序为,化肥+有机肥+菌肥化肥+有机肥化肥有机肥CK。     

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。     

不同施肥处理红壤水肥耦合效应的研究

对湖南红壤地区不同施肥处理氮磷钾(NPK)、氮磷(NP)、氮(N)、空白(CK)和有机肥氮磷钾配施(NPKOM)小区中硝态氮、铵态氮、速效磷3种速效养分与土壤水分的耦合作用进行了研究,结果表明,未施有机肥的氮磷钾(NPK)、氮磷(NP)、氮(N)、空白(CK)4个处理土壤中硝态氮、铵态氮和速效磷与土壤含水率均呈极显著负相关关系(n=112;P0.01);有机肥与氮磷钾配施处理(NPKOM)土壤中硝态氮、铵态氮和速效磷3种速效养分与土壤含水率也呈极显著的负相关性(n=40;P0.01)。研究区土壤水分和速效养分存在着较好的耦合作用;而增施有机肥可以改善土壤的团粒结构和理化性质,更有利于水肥的耦合作用。     

农膜残留对土壤水动力参数及土壤结构的影响

随着地膜的大规模连续使用,农膜残留随之剧增,从而破坏了原有土壤结构,改变了土壤水分入渗及持水性能,严重阻碍了土壤水分和溶质运移。饱和导水率和土壤水分特征曲线是表征水分入渗性能及进行水分和溶质运移的重要参数,为了定量化和可视化残膜对水力特性及土壤结构的影响规律,通过设置5个残膜量处理(0、5、100、200、400 kg/hm2),利用室内试验研究了不同残膜量对水分入渗及土壤持水性能的影响,并基于CT扫描技术分析残膜对土壤结构的影响效应。结果显示:随着残膜量增加,饱和导水率呈显著指数下降趋势(p0.05),当残膜量达到200 kg/hm2时,饱和导水率仅为无膜处理的12%。在高吸力阶段(100 k Pa),残膜量增加土壤反而越易脱水,持水性能反而变差,即特征曲线左移;基于van Genuchten模型和Gardner模型对不同残膜量处理的吸力和土壤含水率进行拟合,精度均较高,模型中经验参数随残膜量增加均呈明显规律变化。当残膜量增加后,二值化后的CT图像显示片状黑斑面积明显增加,并与残膜量呈比例关系,其中400 kg/hm2处理黑斑面积是无膜处理的19倍。     

振动深松耕作对不同类型土壤水分特征曲线影响研究

为了探讨振动深松耕作措施对不同类型土壤的水分特征曲线的影响,利用吸力平板仪和压力膜仪对黑龙江省5种典型土壤,即黑土、黑钙土、水稻土、苏打盐碱土、沙土进行了测定。得到振动深松区和对照区的原状土壤在脱湿过程中不同吸力下的土壤含水率,并利用van Genuchten数学模型对5种土壤的水分特征曲线的实测值进行数值拟合,对比研究了5种土壤水分特征曲线及模型拟合参数、土壤当量孔径、土壤水分有效性及比水容量的变化。结果表明,振动深松前后土壤水分特征曲线差异显著。同一吸力下,深松区土壤含水率高于对照区,振动深松显著提高了土壤的有效供水能力,其中效果最佳的是苏打盐碱土和黑土。振动深松通过改善土壤结构,调整了孔隙孔径的比例,进而提高了土体的有效供水能力。     

基于Gardner模型的黔西南土壤水分特征分析

【目的】了解黔西南州不同地区土壤剖面(0~60 cm)持水特性的差异。【方法】在实验室内利用压力膜仪法测定了各土壤的水分特征曲线,并分析其土壤水分特征。【结果】黔西南州各植烟县不同土层土壤水分特征曲线匀可采用Gardner模型拟合,不同烟区土壤水分常数及持水特性有明显差异。其中兴义、贞丰、安龙和普安土壤持水性能强弱表现为40~60 cm20~40 cm0~20 cm,晴隆和兴仁烟区土壤持水性能表现为20~40 cm40~60 cm0~20 cm;各植烟县烟田0~20 cm土层土壤持水性强弱顺序为兴义,安龙,晴隆,贞丰,普安和兴仁;20~40 cm土层土壤的持水性强弱顺序为兴义,安龙,晴隆,兴仁,贞丰和普安;40~60 cm土层土壤的持水性强弱顺序为兴义、安龙、普安、晴隆、贞丰和兴仁。【结论】同一植烟县深层土壤持水能力强于表层土壤,不同植烟县间的土壤持水性也存在明显差异。     

荒漠草原坡面环境土壤水分特征

水分作为生态系统中最活跃的因素,在草原退化与其逆转过程中起着决定性作用。采用TSCⅠ型管式土壤水分仪对水利部水土保持生态监测中心微地形及其天然坡面的土壤含水量进行了长期定位监测,同时结合Ku~pF土壤水分特征曲线测定仪对坡面不同部位原状土的土壤水分特征曲线进行了测定。结果表明,荒漠草原土壤水分垂直分层主要包括为速变层、活跃层和次活跃层3种类型。土壤水分特征曲线可以较好地拟合为方程y=a ex+b。不同坡位之间,比水容量大小顺序为低洼地坡底坡中坡顶,低洼地、坡底土壤的供水、持水性能优于坡顶。     

秸秆覆盖与耕作方式对土壤水分特性的影响

通过分析不同秸秆覆盖量以及耕作方式对0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层土壤孔隙度、土壤持水性、土壤供水能力以及土壤水分有效性的影响,揭示黑土区秸秆覆盖、耕作方式对土壤水分特性的影响机制。结果表明:土壤持水性、土壤供水能力及土壤水分有效性与土壤孔隙度密切相关。0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层的土壤总孔隙度、毛管孔隙度、相同土壤水吸力下土壤含水率、比水容量以及有效水含量,在传统耕作条件下,秸秆覆盖均高于无覆盖;在秸秆覆盖条件下,免耕均高于传统耕作。免耕秸秆覆盖处理影响土壤孔隙度、土壤持水性、土壤供水能力及土壤水分有效性,随秸秆覆盖量增加,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、相同土壤水吸力下土壤含水率、比水容量以及有效水含量逐渐增大,随土层加深,各处理土壤孔隙度、土壤持水性及土壤供水能力逐渐减小。本研究区最适宜的秸秆覆盖与耕作方式为免耕150%秸秆覆盖处理。     

长期施肥对棕壤微生物量碳和水溶性有机碳的影响

通过棕壤长期定位施肥试验,研究不同施肥处理对土壤水溶性有机碳和微生物量碳的影响。结果表明：长期不同施肥对土壤水溶性有机碳和微生物量碳的影响差异显著,单施化肥处理水溶性有机碳含量明显低于无肥处理,但微生物量碳含量高于无肥处理;高量有机肥与化肥配合施用处理WSOC和SMBC含量最高,M1N1PK和M2N1PK处理WSOC含量比无肥处理N1PK分别增加了80．3％和148．6％;单施有机肥处理与有机无机肥配合施用处理的SMBC／TOC比值和WSOC／TOC比值均明显高于单施化肥及无肥处理,差异显著;单施化肥处理SMBC／TOC比值高于无肥处理,但WSOC／TOC比值低于无肥处理,这与SMBC与WSOC含量的变化趋势一致。     

腐殖酸对滨海黏质盐土持水性能的影响

【目的】研究腐殖酸对黄河三角洲黏质盐土持水性能的影响。【方法】通过压力膜法测定各处理不同水吸力下的土壤含水率,采用VG方程对土壤水分特征曲线进行拟合,分析土壤水分特征曲线;通过KSAT饱和导水率仪测定土壤饱和导水率,分析腐殖酸配施量与饱和导水率的关系;通过不同腐殖酸配比下黏质盐土持续蒸发试验,分析腐殖酸配施量与蒸发的关系。【结果】黏质盐土配施腐殖酸后,土壤水分特征曲线发生明显变化。各腐殖酸配施量下黏质盐土水分特征曲线均高于T0处理;土壤水分常数明显提高,其中T2处理和T5处理配量下提高显著;饱和导水率明显提高,且T2处理和T5处理提高显著,与T0处理相比分别提高36.96%和56.92%;结合6h和12h累计蒸发量结果,T2-T4处理蒸发量较小,其中,T4处理蒸发量最小,但腐殖酸添加量对土壤水分蒸发影响不显著。【结论】腐殖酸能有效提高土壤持水能力,且T2处理下黏质盐土持水能力最强。     

非饱和重塑黏土在不同击实条件下的土水特征曲线试验研究

采用压力板仪对非饱和重塑黏土在2种不同击实条件下的土水特征曲线进行了研究。即对该重塑土样开展标准击实试验,在击实曲线上取同一干密度对应的不同击实含水率的试样和击实曲线上最优含水率处的试样,并通过增加击实次数,得到另外2种击实干密度的试样,对上述试样进行土水特征曲线测试,并采用常用的土水特征曲线模型Van Genuchten模型、Fredlund 3参数模型、Fredlund 4参数模型对实测试样的土水特征曲线进行了拟合,其拟合结果较好。研究发现,击实干密度越大,空气进入值越高,试样持水能力越强。击实含水率越大,试样可塑性越好,持水能力越强,空气进入值也越大。     

Nutrient effects on diurnal variation and magnitude of hydraulic lift in winter wheat

We have investigated hydraulic lift by winter wheat in response to four fertilizer treatments—nitrogen (N), phosphorus (P), nitrogen and phosphorus (NP) and control (CK, no fertilizer)—in a greenhouse experiment, in which root systems of wheat plants were split between a drier, upper layer and a wetter, lower layer. The soil volumetric water content (Øv) was measured at 2 h intervals in the upper layer by time domain reflectometry (TDR). Under the N, NP and CK treatments the fluctuations in this parameter were maximal during the blooming stage, amounting to 0.0038, 0.0127 and 0.0100 m³ water m⁻³ soil, respectively, but under the P treatment it peaked at 0.0116 m³ water m⁻³ soil during the grain-filling stage. Increases in the Øv of the upper layer occurred from 22:00 to 04:00 (6.7, 11.5, 13.5 and 7.5% under the N, P, NP and CK treatments, respectively), during the blooming stage. The wheat roots under the NP treatment showed the highest level of hydraulic lift across the entire growth period (0.3762 m³m⁻³); 1.36, 3.49 and 1.02 times higher than under the CK, N and P treatments, respectively. Hydraulic lift was shown to be driven by the soil water potential difference between the upper and lower layers using controls in which the soil moisture content of the two layers was the same.     

香蕉种苗耗水规律及适宜节水灌溉制度研究

【目的】探讨香蕉育苗期的耗水规律,制定科学合理的节水灌溉制度。【方法】以‘巴西蕉’一级组培苗为材料,以椰糠为育苗基质,采用盆栽试验,设置6个水分上限(占田间持水率的百分比)处理:90%、80%、70%、60%、50%和40%(T90、T80、T70、T60、T50、T40处理),以100%相对含水率为对照(CK),每3天补水1次,测定了不同处理试验苗在苗期的日耗水量和生长生理指标。【结果】不同控水条件下的试验苗在整个苗期内单株日耗水量均呈上升趋势,各处理试验苗苗期总耗水量表现为:CK>T90处理>T80处理>T70处理=T60处理>T50处理>T40处理。在生长前期,T70处理的地上部指标的PCA得分最高,其叶片数和鲜质量分别较CK提高了16.67%和4.95%;在生长中期和后期,T80处理的得分最高,在生长中期,T80处理的茎粗和鲜质量分别较CK提高了15.64%和14.27%,在后期,茎粗和鲜质量分别较CK提高了34.62%和32.16%。根系的生长活跃度与基质相对含水率正相关,在生长前中期T80处理根系生长活力最强,而在生长后期T90处理根系生长活力最强。地上部与地下部异速生长模型为Y=0.1386·(x/r)0.7,R²=0.8076,模型评价的结果表明模型具有预测能力。【结论】香蕉苗期的最优节水灌溉制度为:在生长前期控制基质相对含水率为70%,中期和后期为80%。     

含残膜紫色土土壤水分特征曲线及模型分析

为探究残膜对紫色土土壤水分特征曲线的影响规律,设置了5组残膜量(0,90,180,360,720 kg/hm²),通过压力膜仪测定含残膜紫色土土壤水分特征曲线,并利用RETC软件结合统计分析方法确定最优模型.结果表明:残膜会降低紫色土持水性,减小容水度,降低土壤供水能力,含残膜土与纯土的含水率、容水度差异显著,在土壤水吸力400 kPa时,残膜量720 kg/hm²处理(LS5)的土壤含水率为无残膜处理(LS1)的86.36%;随着残膜量增多,低吸力段(主要排大孔隙土壤水)的当量孔径体积占比增大,而高吸力段(主要排中小孔隙土壤水)的当量孔径体积占比则减小,处理LS5的大孔隙占比较处理LS1增大了近16%;模型适应度分析表明,含残膜紫色土的最优拟合模型为VGM(m,1/n),最优模型的非饱和导水率模式为Mualem模式.研究结果可为研究西南片区残膜对紫色土水、盐运移的影响提供一定的参考.     

水肥减量对土壤硝态氮和番茄产量品质的影响

【目的】解决水肥一体化下水肥施用过量问题,合理调控土壤硝态氮积累量,保证番茄产量品质为目标,寻找适宜的水肥投入减量。【方法】采用日光温室小区试验,以当地农户水肥的平均投入量为对照(CK),设置了3个不同的水肥同步减量处理(H:80%CK、M:60%CK、L:50%CK),研究了水肥一体化条件下不同梯度的水肥投入减量处理对土壤含水率、土壤硝态氮、番茄果实产量品质和水肥利用效率的影响。【结果】全生育期0~20 cm和20~50cm间土壤含水率和0~50 cm土壤硝态氮积累量呈现为CK>H处理>M处理>L处理;番茄产量表现为:CK>H处理>M处理>L处理,且各处理之间差异显著;各处理水肥利用效率差异显著;其中,H处理0~50 cm土壤层硝态氮积累量和番茄果实产量与CK差异显著,分别为71%CK和83%CK,H处理的水肥利用效率显著高于CK(p<0.05),H处理的糖酸比为CK的1.18倍。在当地水肥管理条件下,水肥减量20%时,土壤含水率较高,可显著减小土壤硝态氮积累量,番茄减产最少(M和L处理的番茄产量分别为72%CK和67%CK)同时还可小幅改善番茄风味品质,显著提高水肥利用效率。【结论】综合以上分析,建议水肥减量小于20%为宜,否则可能造成大幅的番茄产量减产。     

不同灌水定额条件下土壤水分空间变化特征研究

通过时域反射仪,对不同灌水定额下土壤含水率的变化进行了试验研究,分析了不同灌水定额下的土壤含水率随深度变化的曲线特征。因灌水量不同,土壤水分曲线从"3"型到"7"型再到"2"型曲线,规律性地揭示了灌水量对不同深度土壤水分变化曲线的渐变影响。同时研究了土壤水分运移的时间效应和垂直分布特征,通过图表规律的汇总将0~180 cm土层按其土壤水分运移规律进行划分。土壤湿度的垂直变化可分为4层:活跃层(0~30 cm);贮水层(30~60 cm);缓变层(60~100 cm);均稳层(100~180 cm)。利用克立格法对各试验小区在N-S方向上进行了空间插值分析。采用多项式拟合与峰值拟合探讨这2种拟合方程在土壤含水率垂直分布上的应用。     

施氮量对扬黄灌区土壤水分、温度、碳氮及玉米产量的影响

针对宁夏扬黄灌区降水少、春季低温不利于玉米出苗和生长,而作物生育中后期高温胁迫导致玉米生产力低下等问题,在滴灌条件下设置秸秆全量还田(9 000 kg/hm²)配施3个不同纯氮用量:150,300,450 kg/hm²(即处理N1,N2,N3),并以秸秆还田不施氮肥为对照处理(CK),研究不同施氮量对土壤水分、土壤温度、土壤碳氮(土壤有机碳和全氮含量及碳氮比C/N)、玉米产量及水分生产率的影响.结果表明,N3处理对提高0~40 cm层土壤有机碳、全氮含量效果最佳,分别较CK处理显著提高41.5%和41.7%,而N2处理对调控土壤C/N效果最显著,较CK处理显著增加5.2%.秸秆还田配施氮肥均可提高玉米苗期(播后20 d)0~25 cm土层土壤的温度,且对玉米生育期内0~100 cm土层土壤具有很好的保水作用,以N2处理对土壤调温保水效果最佳.处理N1和N2能显著影响玉米的产量构成,较CK处理可显著增产46.2%~63.7%.同时,N2处理可显著提高玉米水分生产率,与CK处理相比,N2处理可显著促进玉米水分生产率提高36.1%.可见,秸秆配施300 kg/hm²氮肥还田在宁夏扬黄灌区对调控土壤水热环境和土壤碳氮比、促进玉米产量和水分生产率增加方面,效果最佳.