陶瓷空心微珠掺量对沙质土壤持水性的影响

特殊的地理位置与特定的自然环境，加之人类的生产活动影响导致部分地区土壤沙化趋于严重，沙质土壤因其特殊的质地，其持水能力急剧下降，干旱区植物难以生存，区域荒漠化加重，对生态环境造成巨大破坏。为恢复沙质土壤地区的生态环境，引入新型保水性多孔材料-陶瓷空心微珠对沙质土壤持水能力进行提升。利用土壤高速离心机模拟含陶瓷空心微珠沙质土壤的脱湿过程，结合Van Genuchten模型定量分析陶瓷空心微珠对土壤水分特征曲线及其参数的影响。利用土壤三相仪测定陶瓷空心微珠掺量对土壤三相变化的影响。结果表明：随陶瓷空心微珠掺量增加，土壤水分特征曲线形状斜率变化减缓，持水曲线减湿率降低，曲线形状参数n降低；随掺量增加土壤饱和含水率升高，提升效果随掺量增加逐渐减弱，随掺量增加土壤固相比降低，土壤液相与气相比升高，变化效果随掺量增加逐渐减弱。土壤水分特征曲线与土壤三相比测定结果表明沙质土壤持水性提升与陶瓷空心微珠掺量呈正相关，其提升效果随掺量增加而减弱。     

用石膏块电极测定土壤水势的探讨

本文以室内试验与田间实测资料说明,电导土壤水分测试仪,用石膏块作电极时,既可以测定土壤含水量,又能量测土壤水势(指土壤基质势)。笔者经反复试验表明,目前除张力计以外,用石膏块作电极,是在田间植物根区定位观测土壤水分和水势变化的唯一有效方法。因为这种方法,不破坏土壤结构,且能连续观测土壤水分和水势变化的动态过程。石膏块量测土壤水势的范围,因土壤质地的不同而不同,一般较粘重的土壤,可测范围为0.7—15巴。故此石膏块电极主要适于干旱半干旱地区,低水分含量状态下水势的测定问题。如与张力计并用,二者可互为补充,能使水势的量测范围扩展到0—15巴,因为张力计的量测范围约在0.8巴以下。     

有机质对黄土善土持水性与水肥效应的影响

黄土高原南部台塬地区有机质对土壤含水量的影响试验研究表明土壤水势相等时,随着土壤有机质含量提高,土壤水分含量增加。土壤水分能量(土壤水势)水平不同,有机质对土壤水分含量的效应值不同,在土壤水势为-40～-50kPa时,有机质对土壤水分含量的效应值最大,土壤水势大于-40kPa小于-50kPa,有机质对土壤水分含量的效应值逐渐变小;在不同土壤含水量条件下,土壤肥力(土壤有机质含量)与水势呈显著负相关,其直线斜率值能更好反映土壤水肥效应状况,并随着土壤含水量的降低,土壤水肥效应值增大,在低肥力土壤中,增施有机肥土壤水肥效应值增加最为显著。     

陇东黄土塬区土壤包气带水分水势特征研究

选取陇东黄土包气带为研究对象,综合运用数理统计与对比分析相结合的方法,研究黄土地区包气带土壤水分、水势变化特征和土水势构成结构,结果发现,在陇东黄土塬区,坡头荒地等较干旱、沙质土壤中,包气带水分变化呈对数分布特征,而耕作土壤其水分含量特征则不满足这种类型.在土水势构成方面,溶质势所占比例平均约为20%,其中坡头荒地约占...     

覆膜开孔条件下植物混掺对土壤蒸发的影响

为探讨覆膜开孔条件下植物混掺对土壤蒸发规律的影响,测定了不同植物混掺物(玉米叶和玉米芯)、土壤容重(1.35 g·cm~(~(-3))和1.40 g·cm~(~(-3)))、膜孔直径(2、4 cm和6 cm)在植物混掺比例为1%时的土壤水分扩散率、土壤水分特征曲线和土壤累计蒸发量。结果表明:相同土壤容重条件下的土壤水分扩散率呈现1%玉米芯纯土1%玉米叶;纯土及同种植物混掺物相同混掺比例处理中,土壤水分扩散率均表现为土壤容重1.35 g·cm~(~(-3))处理高于1.40 g·cm~(~(-3))处理;低吸力阶段,各处理土壤含水率下降较快,土壤水分特征曲线较陡,随土壤水吸力逐渐增大,曲线呈现变缓趋势;在相同土壤水吸力下,各添加植物混掺物处理的土壤含水率均高于纯土处理;不同土壤容重的土壤累计蒸发量呈现1%玉米芯1%玉米叶纯土;各处理土壤累计蒸发量随膜孔直径变化呈现出6 cm4 cm2 cm的规律;相同膜孔直径条件下,各处理土壤累计蒸发量均表现为土壤容重为1.40 g·cm~(~(-3))的处理高于1.35 g·cm~(~(-3))处理。     

河套灌区区域土壤水分特征曲线模型的确定与评价

为了研究河套灌区土壤特性参数的空间分布特征,本研究对河套灌区解放闸灌域9种土壤质地、110个土样进行室内土壤水分特征曲线测定,根据实验结果确定土壤水分特征曲线经验模型中的参数。同时分析了各模型参数与土壤物理特性之间的关系,为河套灌区区域土壤特征参数的进一步简化推求及水盐运动模拟提供参考依据。     

毛乌素沙地复配土壤水分特征曲线模型筛选研究

针对国家增加可利用土地、降低水土流失的需求,利用复配土壤对风沙土进行改良,是实现毛乌素沙地治理、区域生态修复的重要手段。测定不同复配比例土壤的水力学性质,并进一步筛选出合适复配土壤使用的水分特征曲线模型,运用高速离心机法测定对复配土壤水分特征曲线,环刀法测定复配土饱和导水率,并对比不同水分特征曲线模型对于不同比例复配土壤的模拟效果。研究表明:相同土壤水吸力下,添加砒砂岩处理的土壤含水率均高于纯风沙土处理;复配比例中砒砂岩含量越高,土壤保水性越高;当砒砂岩与风沙土复配比例高于5:1后,土壤水分特征曲线与纯砒砂岩差异不大;低吸力阶段,砒砂岩的添加减少了土壤中大孔隙的比例,而在中高吸力阶段,砒砂岩的添加增大了土壤中小孔隙的比例,进而提高土体的持水能力。模型适宜性分析结果表明,能够适配各处理的非饱和导水率模式最优模型为van Genuchten模型;砒砂岩与沙复配比例高于1:5后,Gardner模型的相关系数从0.9473上升至0.9929,残差平方和0.041降低至0.010,模拟效果逐渐超越van Genuchten模型,间接推求公式Arya-Paris模型物理概念明确,但影响因素过多,相较经验公式拟合效果不佳。     

旱作农业区土壤水分保蓄状态及其能量特征

在渭北旱地农田设置覆盖、耕翻等不同保蓄土壤水分处理,测不同层次土壤水分保蓄状况。结果表明:土壤含水量耕翻覆盖地>覆盖地>耕翻地>裸露休闲地。耕作层水分保蓄差异最为明显,但是在土层深度40~50cm处,耕翻过土壤含水量稍大于覆盖过土壤。同一土层土壤水分能量变化规律是土壤水势耕翻覆盖地>覆盖地>耕翻地>裸露休闲地,而同一土层土壤温度变化规律恰好与土壤水势相反,证明在影响土壤水势因素中,土壤水分的正效应>土壤温度;土壤温度日变幅明显是裸露休闲地和耕翻地大于覆盖地。     

云南干热河谷旱坡地两种覆盖措施对土壤水分的影响

针对干热区气候特点,设置了旱坡地地表盖沙和覆膜两土壤水分处理方武,2003～2005年连续测定其土壤水分变化情况.在地面覆盖物作用下,耕作层40 cm以上土壤水分随降雨量和蒸发强度变化而变化,土层40 cm下土壤水分较稳定;土壤原本含水量的高低影响土壤水分的变化程度.盖膜、盖沙措施使土壤水分只在土壤表层40 cm内有不同程度增加.总体来说,盖膜增加最多,比CK多5%;其次是盖沙,比CK多2.612%.深层土壤水分总体趋势是随土壤深度增加而增加,增加幅度随深度增加不断减少.     

晋西黄土区坡面林地土壤持水性能研究

测定吉县蔡家川流域不同植被类型土壤的持水性能,通过对土壤水分特征曲线的拟合,掌握不同林分土壤比水容量,并对不同林地的土壤水分进行分类,求出不同林地的有效水范围。在研究区主要造林树种中,刺槐及其混交林分的土壤水分利用范围最大,退耕地有效水分利用潜力最大。     

基于HYDRUS软件的植物混掺土壤水分特征曲线分析

为探求植物混掺对土壤持水性产生的影响,以甘肃景泰地区土壤为试验材料,设置1％玉米芯、1％玉米叶、3％玉米芯、3％玉米叶等不同比例、不同秸秆混掺物4种处理,采用离心机法测定土壤水分特性曲线,同时利用HYDRUS软件进行模拟计算。结果表明,在相同吸力下,相同混掺物处理,混掺比为3％的土壤体积含水率高于混掺比为1％的土壤;相同混掺比处理,混掺玉米叶的土壤体积含水率高于混掺玉米芯的土壤,且混掺处理后土壤体积含水率均高于纯土;不同土壤水分特征曲线的模型拟合分析表明,不同处理的最优拟合模型均为Van Genucht-en模型。研究结果可为探索该地区植物混掺条件下土壤水盐运移规律提供一定参考。     

四川盆地丘陵区秸秆还田少免耕对土壤水分特征的影响

四川盆地丘陵区季节性干旱严重,为了阐明秸秆还田少免耕对土壤持水保水性能的影响和抗旱节水效果,采用压力膜法,测定了4年定位试验田的土壤水分及其能态变化特征.结果表明:秸秆还田少免耕土壤水吸力与土壤含水量之间具有明显的幂函数关系,可用幂函数方程θ=a S~b进行拟合;秸秆还田免耕增加了10～20 cm土层通气空隙的当量孔径,降低了无效空隙的当量孔径,改善了心土层土壤结构;秸秆还田提高稻田耕层土壤持水性能,增加土壤水分库容量;秸秆还田后通过增加土壤有机质提高了土壤毛管空隙含量,提高土壤有效水含量;秸秆还田提高土壤耐旱性能和供水能力,不同耕作方式的耐旱性秸秆还田免耕优于秸秆还田间耕.     

天津城市绿地土壤水分特征曲线模型及参数确定

为定量评估天津城市绿地土壤水分特征曲线模型的适应性,运用张力计法获得绿地土壤水分特征曲线,选取Brooks-Corey模型、Gardner模型、Campbell模型、Van Genuchten模型、Gardner-Russo模型拟合土壤水分特征曲线,利用改进的粒子群算法确定模型参数,使用剩余平方和对模型进行评价。结果表明:Van Genuchten模型较常用的Gardner模型更好地描述天津城市绿地土壤水分特征曲线,Gardner-Russo模型模拟效果最差。通过仿真实验证明改进的粒子群算法计算土壤水分特征曲线模型参数的精度优于非单纯形法、阻尼最小二乘法、混合遗传算法以及随机粒子群算法。     

A novel technique using the Hendrickx centrifuge for extracting winter sporangia of <Emphasis Type="Italic">Synchytrium endobioticum</Emphasis> from soil

A zonal centrifugation method, known as the Hendrickx centrifuge technique, was tested for routine detection of winter sporangia of Synchytrium endobioticum in soil. In four experiments the ability of the Hendrickx centrifuge to extract the sporangia from soil was compared with a method used by the Dutch Plant Protection Service, which is a modification of the recommended EPPO method. Naturally and artificially contaminated soil samples were used to study the recovery percentage of and variation in numbers of winter sporangia. The effects of soil type and inoculum density were studied. The Hendrickx centrifuge method, developed originally for extraction of free living nematodes from soil, performed better than the method used by the Dutch Plant Protection Service. This was due to a better extraction recovery (60% higher), a lower measurement error (50% lower) and a lower detection level (down to 0.02 sporangia g⁻¹ soil). The Hendrickx centrifuge method is much less labour-intensive than the method used by the Dutch Plant Protection Service. It can be used to extract many different organisms from soil, and DNA can be subsequently extracted from the supernatant for further PCR analysis. Inclusion of the Hendrickx centrifuge method in the official EPPO diagnostic protocol for regulated pests is recommended as an alternative method for detection of sporangia in soil.     

Dye injection for predicting pesticide movement in micro-irrigated polyethylene film mulch beds

A new method is described for tracing water movement in polyethylene film covered soil beds. Dye was delivered via a drip tape micro-irrigation system which was placed in the bed as the soil beds were shaped and covered with polyethylene film. The dye was injected into the system and irrigated with water for 4-24 h at 0.41-1.38 bar (41-138 kPa) pressure depending on the experiment. The dye appeared as blue circles on the soil surface within 20 min of injection and produced a three-dimensional pattern in the soil profile. Injection-irrigation-pressure scenarios were evaluated by measuring dye movement directly below and between emitters by sliding fabricated blades vertically into the bed at the desired examination point and excavating the soil away from the blade. The dye typically produced a U shape on the face of the bed and the area was calculated for each of these exposed faces. The area increased as the length of irrigation and water pressure increased. Interrupted irrigation (pulsing) scenarios did not alter the calculated areas encompassed by the dye compared to uninterrupted irrigation scenarios. The blue dye provided a direct, inexpensive and easy method of visualizing water movement in soil beds. This information will be used to optimize application of emulsifiable plant-care products in polyethylene film mulch beds.     

四种方法推求土壤导水参数的差别与准确性研究

利用土壤水分特征曲线拟合公式和实测的饱和导水率间接推求土壤非饱和导水参数K(θ)和D(θ)是目前大多数水文模型普遍采用的方法。以长武黑垆土为例,对其中比较流行的Broadbrige-White模型、VanGenuchten模型、Burdine模型和Mualem模型推求土壤导水参数的差别和准确性进行了比较分析。结果发现:在较高含水量范围内,4种方法推求的土壤导水参数与实测值相差很小,具有较高精度;用4种方法计算土壤水分扩散率D精度要明显高于对非饱和土壤导水率K计算精度;对黑垆土而言,用Broadbrige-White模型推求的土壤非饱和导水参数K和D精度最高。     

Improved real-time PCR assay for detection of the quarantine potato pathogen, <Emphasis Type="Italic">Synchytrium endobioticum</Emphasis>, in zonal centrifuge extracts from soil and in plants

Real-time PCR was used for quantitative detection of the potato pathogen, Synchytrium endobioticum, in different substrates: zonal centrifuge extracts, warts and different plant parts of potato. Specific primers and a TaqMan probe, designed from the internal transcribed spacer region of the multi-copy rDNA gene were tested in extracts from artificially and naturally infested soil. Co-amplification of target DNA along with an internal competitor DNA fragment made the diagnostic assay more reliable by guarding against false negative results. A calibrations curve was created by spiking zonal centrifuge fractions of clean soil samples with a dilution series of winter spores. The Taqman assay was also performed on infected potato plant material (stolons) along with the detection of the cytochrome oxidase gene as a potato endogenous control. Sensitivity of the TaqMan assay was improved at least 100-fold and proved to be reliable for accurate diagnosis of the disease.     

甘肃省典型土壤持水特性及影响因素研究

研究了甘肃省14个类型区12种典型土壤的物理性质,并测得不同水势下的土壤重量含水量,利用Gardner经验方程拟合出其土壤水分特征曲线,对不同土壤的持水性及其影响因素作了研究。结果表明:甘肃省典型土壤持水能力差异明显,整体而言,甘南高原类型区土壤持水和供水能力较好,区内典型土壤拟合参数A值均在20以上,且较为稳定;陇南山地丘陵类型区土壤供水能力最佳,持水能力较好,区内典型土壤拟合参数A值均在24以上,但稳定性较弱;黄土高原类型区内土壤持水性适中,供水能力较弱,稳定性最佳;河西干旱半干旱类型区的土壤持水、供水能力及稳定性均较差,区内典型土壤除潮土外拟合参数A值均在17以下;土壤质地(0.002 mm粘粒含量)、总孔隙度对甘肃省土壤的持水性影响最为显著,其次为土壤毛管孔隙度、密度和容重。     

基于FlexPDE的膜孔灌土壤水分运动数值模拟

基于实测扩散率资料和土壤水分特征曲线，利用FlexPDE软件对膜孔灌溉的土壤水分运动进行模拟，探索恒定水头条件下膜孔灌溉土壤水分入渗特性和剖面水分分布特征。结果表明：FlexPDE软件模拟粉粘壤土（处理2、3）和砂壤土（处理1、4）的含水率与实测之间的平均相对误差分别为5.930%、8.340%、9.600%和14.040%,其中粉粘壤土模拟与实测土壤含水率相对误差小于5%、10%和20%的比例分别为40%、68%和84%，砂壤土相对误差小于5%、10%和20%的比例分别为12%、40%和72%，粉粘壤土的模拟效果较砂壤土理想；基于模拟获取的土壤储水量与土壤实测累积入渗量呈线性关系，相关系数均大于0.9，且二者与入渗时间呈幂函数关系，随入渗时间增加而增大，但增速逐渐变缓；利用FlexPDE预测分析膜孔间距、膜孔直径和入渗水深对粉粘壤土膜孔灌溉单向交汇时刻、水分分布和储水量的影响，发现膜孔间距对于交汇初期土壤的水分分布影响较大，膜孔直径对于土壤交汇时间以及储水量影响显著。