覆膜对滴灌棉田土壤水分时空运移的影响

【目的】对比分析覆膜与无膜滴灌棉田土壤水分在时间维度上以及空间维度上的运移规律,为棉花精准灌溉、无膜棉栽培技术提供理论依据与技术支撑。【方法】以膜下滴灌和无膜滴灌作为试验处理,采用5TE土壤水分温度传感器实时采集棉花全生育期土壤水分数据,采用Voxler和Surfer等软件对土壤水分网格数据进行时空插值、3D可视化以及切片。【结果】膜下滴灌土壤水分含量整体高于无膜滴灌处理;垂直方向上,膜下滴灌各不同深度土层间的运移加快,土壤水分含量随着深度增加而增加,在底层土壤(80~100 cm)水分含量最多,而无膜滴灌各土层间的土壤水分交流不活跃,水分主要集中表层土壤(0~20 cm);水平方向上,2种处理的近根系和远根系土层的土壤水分含量无显著差异;时间维度上,随着棉花生育进程的推进,膜下滴灌处理的土壤水分含量总体呈现上升的趋势,土壤水分消退速率在滴灌前(6月20日)为3×10^-4 m³/(m³·d),6月20日至8月11日(滴灌后)维持在30×10^-4 m³/(m³·d),8月11日至8月26日增至30×10^-4 m³/(m³·d),8月26日(最后1次滴灌)后降低至30×10^-4 m³/(m³·d),而无膜滴灌处理的土壤水分变化较为平稳,滴灌前水分消退速率在0.7×10^-4 m³/(m³·d),滴灌后为10×10^-4 m³/(m³·d)。【结论】覆膜处理能使土壤水分从表层向下运移,底层(80~100 cm)水分最多;而水平方向上,2种处理的近根系和远根系土壤水分无明显差异;时间维度上,覆膜处理提高了滴灌棉田的土壤水分的变化波动,使其水分消退速率增加,无膜处理的水分消退速率却保持稳定。     

不同程度镉污染对棉花生长和镉富集特征的影响

【目的】研究不同程度镉污染土壤下棉花生长和镉富集的特征。【方法】采用盆栽模拟方法,添加外源镉,分析棉花种植后土壤pH和镉含量的变化,以及镉胁迫对棉花生长和镉积累量的影响。【结果】棉花根系具有酸化作用,使其根际土壤pH下降,随镉胁迫浓度的增加,酸化受到抑制,土壤有效态镉含量随之显著降低。棉花株高和地上部生物量随镉浓度增加逐渐降低,根系则相反。棉花各器官镉含量、转移系数与积累量随镉浓度的增加显著升高。在不同镉胁迫下,棉花根系镉富集系数均>1。在10 mg/kg镉胁迫下茎、叶和蕾富集系数分别达到0.98、0.33和0.63;镉富集量分别为74.01、39.5和98.623 μg/盆,表现出较强的积累能力。【结论】在镉胁迫下棉花根系生物量增加,地上部生物量降低,随镉浓度的增加,棉花镉积累量增大,在5和10 mg/kg镉胁迫下棉花地上部镉积累量显著高于地下部。     

库布齐沙漠北缘不同人工灌木林地土壤肥力质量状况

在库布齐沙漠北缘杭锦旗段选择柠条、沙柳、花棒和杨柴等4种人工灌木林为对象,以流动沙地为对照,研究不同人工灌木林下土壤理化性质、微生物数量和酶活性特征及其相互间的关系,并运用综合指数法对各人工灌木林土壤综合质量进行评价。结果表明:1）总体上,各人工灌木林地土壤容重、蒸发速率和pH值低于流沙地,土壤含水量、入渗率、田间持水量、总孔隙度、速效N、速效P、速效K和有机质含量高于流沙地,土壤盐分与流沙地无显著差异,不同人工灌木林对土壤理化特性的改善存在差异。2）各人工灌木林地土壤酶活性均强于流沙地,总体而言,柠条林地和沙柳林地的建植对土壤酶活性影响较大,花棒林地和杨柴林地的建植对土壤酶活性影响较小。磷酸酶与脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶呈极显著正相关,蔗糖酶与脲酶、多酚氧化酶间极显著正相关。3）各人工灌木林土壤微生物数量均显著多于流沙地,柠条和沙柳林地土壤微生物数量多于花棒和杨柴林地;各类人工灌木林地和流沙地土壤中放线菌数量最多,细菌数量次之,真菌数量最少。细菌、真菌和放线菌间无显著相关性;细菌除了与脱氢酶相关性较低外,与其他酶均极显著正相关;真菌仅与多酚氧化酶显著负相关;放线菌与脲酶、蔗糖酶、磷酸酶显著正相关。 4）各人工灌木林地和流沙地土壤肥力高低为柠条林地＞沙柳林地＞花棒林地＞杨柴林地＞流沙地,人工灌木林的营造改善了土壤理化特征和生物学性质,显著地提高了流沙地土壤肥力质量,营造柠条林效果最佳。     

大荔枣园土壤养分空间分布及土壤肥力综合评价

为探究大荔县冬枣产区土壤肥力状况,采集了303个有代表性枣园土壤样品,测定了土壤pH、有机质、硝态N、铵态N、碱解N、有效P、速效K、有效Fe、有效Mn、有效Zn、有效Cu等指标,用ArcGIS软件绘制了土壤有机质和速效N、P、K的空间分布图,并应用主成分分析方法对枣园土壤肥力状况进行了综合评价。结果表明,pH值在各个采样点间的变异性较小,其余土壤肥力指标都存在着较大的变异,并且偏度和峰度>0,属于右偏态尖峰型;整体来看,大荔枣园土壤pH偏碱性,碱解N含量较为丰富,有效P含量中等偏低,速效K含量极其丰富,有机质含量较为缺乏。空间分布规律表现为土壤碱解N、有机质规律一致,东北区域低、其他区域高;有效P含量北部高南部低;除东北部少数区域外,土壤速效K含量普遍达到丰富或极丰富水平。主成分分析显示,有机质、速效K、有效Fe和有效P是影响冬枣园土壤肥力最主要的因素,通过对各乡镇的综合得分均值进行比较,发现各乡镇土壤得分高低与土壤养分空间分布结果相吻合。     

土壤增温隔水处理对杉木幼林材管胞形态的影响

采用地下管道进行土壤增温5℃与透明U型管隔离降水50%的方法,人工模拟21世纪末全球气候变暖大环境下闽西北中亚热带地区杉木的生长环境。借助生物数码显微图像分析系统测定了土壤增温隔水处理对杉木幼林材管胞形态的影响规律。结果表明,土壤增温5℃极显著降低了杉木幼林材管胞长度、宽度、腔径和长宽比,显著提高了杉木幼林材管胞壁腔比,而对杉木幼林材管胞壁厚影响不显著;隔离降水50%极显著降低了杉木幼林材管胞宽度、壁厚和腔径,极显著提高了杉木幼林材管胞长宽比,而对杉木幼林材管胞长度、壁腔比影响不显著;土壤增温5℃且隔离降水50%极显著降低了杉木幼林材管胞的壁厚,显著降低了杉木幼林材管胞的长宽比;土壤增温对杉木幼林材管胞形态的影响总体上大于隔离降水。研究结果为全球变暖大环境下杉木人工林木材品质定向培育及其合理利用提供理论依据。     

成都市龙泉山城市森林公园立地条件类型划分研究

龙泉山城市森林公园是成都市建设“公园城市”的重要一环,收集该区域的森林资源二类调查小班数据,在ArcGIS10.2下利用渔网（Fishnet）将该区域按2 km×2 km划分为319个格网,在格网中心点进行样点设置。在非水域和建设用地的样点（共计307个）周围设置20 m×20 m的样地,调查地形和植被情况,采集土壤样品带回实验室分析测试土壤理化性质。通过主成分分析和系统聚类确定主导立地因子,最后划分龙泉山城市森林公园立地类型并确定困难立地类型。结果表明,龙泉山城市森林公园的立地条件主导因子为地貌、土壤类型、坡位、土层厚。该区域共划分出3个立地类型区、3个立地类型组、34个立地类型。其中,困难立地类型有13个,面积394.47 km²,占公园面积30.94%。对困难立地,应结合实际,采取工程措施结合植树造林、植草、封禁等不同措施进行植被恢复。研究结果可为该区域的森林结构优化和生态、景观质量提升、植被恢复等工程建设中树种选择提供科学依据。     

秦岭2种林分土壤性质的季节性变化对细菌群落多样性和组成的影响

研究秦岭山区2种林分土壤性质的季节性变化对土壤细菌群落多样性和结构特征影响,为该区生态恢复及物质循环提供理论依据。以云杉林和红桦林土壤为对象,采用Illumina Miseq高通量测序技术初步探讨了这2种林分不同季节土壤细菌多样性（Chao1指数和Shannon指数）和群落组成,并采用相关分析和冗余分析（RDA）等方法,探讨了土壤性质,包括pH、土壤温度、土壤含水量（SWC）、土壤有机碳（SOC）、可溶性有机碳（EOC）、微生物生物量碳（MBC）和易氧化有机碳（DOC）对土壤细菌多样性和群落的影响。结果表明:1）2种林分土壤细菌Chao1指数和Shannon指数具有明显的季节性变化特征,夏季最高,冬季最低,春季和秋季居中。2）2种林分土壤中酸杆菌门、拟杆菌门和变形菌门为优势菌门,酸杆菌门相对丰度在秋季最大,冬季最低,而拟杆菌门相对丰度则相反,在冬季达到最大值,秋季最低。3）相关分析表明,细菌多样性与温度负相关,与土壤pH、SWC、SOC、EOC、DOC和MBC含量正相关。4）RDA分析结果表明,SWC是影响真菌群落组成季节性变化的主要因素,其次是EOC和SOC含量。这些研究结果表明,秦岭林区土壤细菌群落多样性及群落组成的季节性变化是土壤养分及土壤环境因素（温度和含水量）共同作用的结果。     

不同林型兴安落叶松林土壤理化特征

以不同林型（草类、杜香、杜鹃）兴安落叶松林0~60 cm土壤为研究对象,探讨兴安落叶松林土壤理化性质及其相关性。结果表明:1）0~60 cm土层,兴安落叶松林土壤含水量为17.93%,容重为1.07 g/cm³,随土层深度增加,土壤含水量呈下降趋势,容重呈递增趋势;2）兴安落叶松林土壤为弱酸性（pH=5.59）,随土层深度增加,pH呈递增趋势;3）兴安落叶松林土壤铵态氮含量为17.94 mg/kg,速效K含量为89.05 mg/kg,有效P含量为17.85 mg/kg,有机P含量为0.43 g/kg,随土层深度增加,各养分指标含量均呈下降趋势;4）兴安落叶松林土壤各金属氧化物的含量大小依次为Al₂O₃（13.77%）>Fe₂O₃（5.44%）> K₂O（2.33%）>Na₂O（1.80%）>MgO（1.30%）>CaO（1.25%）,随土层深度增加,除CaO外,各指标含量整体呈增加趋势,且表层含量与其他土层间差异显著;5）林型对土壤含水量、pH、铵态氮、有效P、MgO、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃的影响显著,而对容重、速效K、有机P、Na₂O和K₂O的影响不明显。表明兴安落叶松3种林型的土壤理化性质存在一定差异,草类-兴安落叶松林的土壤理化特征显著区别于杜香-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林,可为兴安落叶松林的可持续经营提供依据。     

风沙土添加油页岩对花生生长及产量的影响

采用田间试验研究油页岩与有机肥按不同比例配施(0：1,1：1,1.5：1,2：1)对花生生长及产量的影响,试验结果表明：油页岩与有机肥配施对花生产量、农艺性状和生理指标有显著的促进作用,具有良好的氮肥作用,其中油页岩与有机肥按1.0-1.5:1配施的处理最佳,可使花生产量、果实数、双粒数、单株果重、主茎高、侧枝长分别比对照CK增加108%,86%,99%,50%,110%,86.7%;使花生叶绿素含量(SPAD)和净光合速率较CK增14.6%和89.7%。但高用量油页岩对花生植株的生长及光合性能产生一定抑制作用,因此,在实际应用过程中须注意用量,或经有效处理后再行开发利用。     

土壤固有频率与孔隙度、含水率的关系研究

为确定土壤含水率、土壤孔隙度与土壤固有频率的关系,采用自制的土壤压实机械进行土壤试样制作,运用试验模态分析法,进行不同含水率和孔隙度下土壤固有频率的测定。获得了不同孔隙度下土壤固有频率和土壤含水率的关系曲线以及不同含水率下土壤固有频率和土壤孔隙度的关系曲线。分析结果表明:土壤试样含水率为3%~15%时,当土壤孔隙度一定,土壤试样固有频率除含水率为3%时呈线性增长,其余含水率均为先增大至含水率为9%左右后开始降低;土壤试样孔隙度为40%~48%时,当土壤含水率一定,土壤的固有频率随着土壤孔隙度的升高而增大。试验结果可为研究不同农机具作业后土壤—车辆振动系统的传递提供依据。