不同整地方式下施肥对夏玉米产量及水氮利用效率的影响

通过连续两年田间试验研究了平作、垄沟及成垄压实等不同整地方式条件下施肥对夏玉米产量、氮肥利用率(NUE)及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明，不同整地方式因影响田间土壤水分、养分的运动和分布，从而进一步影响到施肥效果，故不同整地方式条件下施肥可影响玉米产量及主要产量构成因素，如穗重、穗粒数、500粒重等。平地条件下玉米生物学产量及籽粒产量及其主要构成因素最小，成垄压实与垄沟条件下分别较平地条件下提高玉米籽粒产量9.5%～10.3%和4.2%～6.3%。成垄压实与垄沟条件下玉米产量构成因素差异不大。不同     

施氮与基因型对半湿润区冬小麦灌浆期籽粒氮、磷累积的影响

在年均降水量632mm的黄土高原南部半湿润区红油土上以“9430”、“小偃6号”和“商188”为供试材料,研究了不施N和施N(90kg/hm2)条件下不同基因型冬小麦灌浆期间籽粒中N、P累积特性。结果表明,不同基因型冬小麦灌浆期间籽粒含N量呈现出“高-低-高”的时间变化趋势,而籽粒含P量基本呈直线下降趋势。不同基因型小麦籽粒最终含N量的高低与灌浆进程中籽粒含N量的高低一致,“小偃6号”籽粒含N量始终高于“商188”和“9430”。在整个灌浆期间,籽粒中N累积速率显著高于P累积速率,灌浆末期表现更为明显。籽粒N的活跃累积期与千粒重呈显著正相关,提高籽粒中N累积速率有利于增加籽粒蛋白质含量。基因型是控制籽粒中N活跃累积期和N活跃平均累积速率的主要因子,而基因型对籽粒P活跃累积期和平均累积P速率无显著影响。施N虽然对灌浆期间籽粒N、P累积参数无显著影响,但在一定程度上可以提高灌浆进程中籽粒含N量,对最终籽粒N累积具有一定的促进作用。     

秸秆覆盖对黄土坡面矿质氮素径流流失的影响

利用室内模拟降雨试验，研究了秸秆覆盖对坡面土壤矿质氮素径流流失和入渗的影响。结果表明：秸秆覆盖可使侵蚀量显著减少，减沙效应十分明显。由于秸秆覆盖使坡面径流流速减弱，增加了表层土壤与地表径流的作用强度，使溶解和解吸于径流中的矿质氮素含量增加，但由径流显著减少，矿质氮流失总量仍减少。与裸地相比，秸秆覆盖可显著地增加土壤水分和硝态氮的入渗深度和入渗量。     

土壤干湿收缩特征研究进展

土壤收缩特征是土壤在干燥、湿润交替变化过程中所表现出的土壤容积随含水量改变的关系。本文就土壤容积变化表示方法、土壤收缩特征曲线模型、膨胀土水分运动等方面进行总结和归纳,以便为优先流运动和土壤胀缩运动提供重要的参考价值。     

六道沟流域典型坡面不同土地利用方式下土壤水分动态变化研究

以黄土高原水蚀风蚀交错带六道沟小流域典型坡面为研究对象,分析了雨季不同土地利用方式下土壤水分的动态变化。研究结果表明:雨季不同土地利用方式下不同测定时期土壤储水量的变异程度为退耕苜蓿地>荒地>退耕林地>农田,均为弱变异;土壤含水量在垂直剖面方向均存在显著差异,随土层深度的增加都呈现出减小趋势,且变异程度为荒地>退耕林地>退耕苜蓿地>农田;沿坡长方向从坡顶到坡脚土壤含水量和生物量的变化呈波浪状,且生物量波峰基本与土壤水分波谷相对应,这说明较高的植被生产力消耗较多的土壤水分。     

黄土高原旱塬区高产玉米田土壤干燥化与产量波动趋势模拟研究

为研究黄土高原旱作高产玉米田土壤干燥化与产量波动趋势,利用EPIC模型对黄土高原南部旱塬区玉米水分生产潜力和土壤水分动态进行中期(12a)和长期(30a)定量模拟研究。结果表明,在12a实时气象条件下的模拟时段内,旱塬地玉米水分生产潜力随降水量变化呈现波动性降低趋势,3m土层土壤有效含水量也表现为剧烈波动性和逐渐下降趋势,土壤干燥化趋势明显;在30a模拟气象条件下的模拟时段内,旱塬地玉米水分生产潜力呈现明显波动性轻微降低趋势,3m土层土壤有效含水量季节性和年际间波动性剧烈,从长时段看土壤有效含水量呈现略微上升趋势;在降水量减少幅度不显著的情况下,旱塬玉米地土壤干燥化现象只是一种短期过程,通常不会导致长期性土壤强烈干燥化现象发生,但玉米产量随降水量变化的波动性不可避免。     

陕北黄土高原雨养区谷子棵间蒸发与田间蒸散规律

为了提高黄土高原雨养区谷子的降水利用效率,该文利用中型称重式蒸渗仪和微型蒸渗仪并结合谷子整个生育期内生物指标的动态变化过程,对神木六道沟流域谷子棵间蒸发与田间蒸散规律进行了研究。结果表明,Logistic模型可以很好地模拟谷子株高和盖度的变化,模型计算值与实测值的相关系数均达到0.99。神木六道沟流域的降水总量和谷子的耗水量基本持平,在谷子抽穗期到灌浆期出现了阶段性的缺水。在谷子整个生育期内谷子棵间蒸发占总耗水量的44%。叶面积指数、0～10 cm土层土壤含水率与棵间蒸发与田间蒸散比值间均呈指数函数关系,其决定系数均在0.8以上,且呈现出极显著的相关性。研究为当地合理利用有限水资源和提高水分利用效率提供理论支持。     

黄土高原不同土质和植被类型下Cl~-运移特征及影响因素

为确定不同土质和植被类型下溶质运移特征及影响因素,采用垂直土柱易混置换法,研究了陕北六道沟和圪丑沟流域不同土质(砂土S、壤土L)和植被类型(乔AR、灌SH、草GR)下Cl~-运移特征。结果表明:Cl~-初始穿透时间(TS:12～80 min)、完全穿透时间(TE:75～480 min)、平均孔隙水流速(V:0.52～1.98 cm·h~(-1))和水动力弥散系数(D:0.75～2.55 cm2·h~(-1))均随土壤质地、植被类型和土层深度而发生变化。0～20 cm土层Cl~-的TS和TE最小,随深度增加而增大,V和D则相反。同一质地不同植被类型条件下0～1 m剖面中Cl~-的V和D均值表现为:S-AR S-GR S-SH和L-AR L-SH L-GR,TS和TE则相反,这是由于砂土和壤土中不同类型植物根系生物量剖面分布具有显著差异,进而影响大孔隙数量、孔隙连通性密度和优先流路径。同一植被类型不同质地土壤0～1 m剖面中Cl~-的V和D均值表现为:S-AR L-AR;S-SH L-SH;S-GR L-GR,TS和TE则相反,这是由于土壤机械组成影响孔隙分布状况,砂土中大孔隙数量多且孔隙连通性密度高,有助于形成优先流,而壤土中细小孔隙所构成的复杂孔径及带电团聚体对离子的吸附作用会阻碍Cl~-运移。容重、大孔隙数、孔隙连通性密度、有机碳含量和颗粒组成均与V,TS和TE显著相关,表明土壤性质显著影响不同土质和植被类型下Cl~-运移特征。上述结果可为黄土高原不同质地土壤人工植被合理布局与配置,降低养分流失风险,提升生态系统服务功能提供参考。     

毛乌素沙地不同地下水位埋深下土壤水补给特征及影响因素

土壤水分是毛乌素沙地植被恢复与生态重建的关键因子,揭示不同地下水位（Groundwater Level,GWL）埋深下土壤水的补给与转化特征对于提高水资源利用效率和植被可持续建设具有重要意义。试验通过定期测定毛乌素沙地东南缘圪丑沟流域沙柳（GWL范围253～260 cm）、樟子松（GWL范围87～93 cm）和长柄扁桃林地（GWL范围172～176 cm）降水、土壤水及地下水δ2H和δ18O,分析了不同GWL埋深下3种林地土壤水补给特征及其影响因素。结果表明：沙柳、樟子松及长柄扁桃林地土壤水δ2H和δ18O均位于当地大气水线的下方,且3种林地土壤水线斜率（5.69～7.13）均小于当地大气水线斜率（7.79）,表明各林地土壤水均在不同程度上受当地降水的补给。监测期间沙柳林地0～20 cm土壤水、樟子松和长柄扁桃林地0～40 cm土壤水均表现出重组分同位素贫化轻组分同位素富集的现象,且与降水同位素呈显著正相关关系（P < 0.05）,表明不同林地浅层土壤水（< 40 cm）更易受降水补给的影响。不同林地深层土壤水（沙柳林地180 cm以下,樟子松林地60 cm以下,长柄扁桃林地120 cm以下）δ2H和δ18O的均值与地下水接近,且随深度增加土壤水重组分同位素逐渐贫化并趋于稳定（变异系数 < 10%）。根据不同深度土壤水δ18O和地下水δ18O之间的相关关系,得出监测期间3种林地（沙柳、樟子松和长柄扁桃林地）地下水向上补给土壤水的深度范围分别为73～80、27～33和52～56 cm。因此,毛乌素沙地浅层地下水对深层土壤水的补给可在一定程度上缓解旱季土壤水分亏缺,为保障该区人工固沙植被生长提供潜在的水分来源。     

黄土高原北部紫花苜蓿草地退化过程与植被演替研究

采用空间序列代替时间序列的方法研究了黄土高原北部陕西省神木县六道沟小流域紫花苜蓿人工草地在1~30年的群落演替特征。结果表明,由于气候干旱、土壤贫瘠等原因,黄土高原北部紫花苜蓿草地生产力普遍偏低,最高鲜草产量为4 000~5 000 kg/hm2,而且生长盛期持续时间较为短暂,最多不超过6年。建议对紫花苜蓿草地采取适当的管理措施,比如中耕除草与施肥,改善苜蓿种群的基质条件、缓解种群竞争压力,可以在一定程度上延长人工草地的使用寿命。种植紫花苜蓿可以显著加快植被的自然演替进程,经过10年时间紫花苜蓿草地即可以演替到该地区的稳定草原群落———长芒草群落。豆科、菊科与禾本科3大科植物在紫花苜蓿草地退化过程中处于举足轻重的地位,属于这三大科植物的种数合计占相应演替阶段出现植物种数的54.5%~78.6%。茵陈蒿、草木樨状黄芪与达乌里胡枝子作为长芒草群落的主要伴生植物,反映了研究区干旱的气候条件与贫瘠的土壤肥力特征。