黏粒质量分数对土壤水分蓄持能力影响的模拟试验

通过人工配制不同质地土壤,测定土壤水分特征参数,研究土壤中黏粒质量分数对其水分蓄持能力的定量影响。结果表明：1）黏粒质量分数对土壤水分蓄持能力有较大影响,土壤持水能力随黏粒质量分数增加而递增。2个水分特征曲线模型——Gardner模型及van Genuchten模型中,表征土壤持水能力的参数均随黏粒质量分数增加而增大。2）黏粒质量分数对土壤比水容量有较大影响,试验土壤在任一水吸力水平下的比水容量值均随其黏粒质量分数增大而增大。3）试验土壤饱和含水量、田间持水量分别与黏粒质量分数呈指数、对数正相关,凋萎系数与黏粒质量分数呈指数正相关。4）试验土壤有效水、迟效水含量随黏粒质量分数增加呈先升高后降低趋势,二者与黏粒质量分数均呈抛物线关系,最高点分别出现在黏粒质量分数为35.9%和35.8%处,易效水含量与黏粒质量分数相关性不显著。研究结果可为黄土区土壤水分蓄持机制进一步研究提供一定理论依据。     

中国“农业北水南调虚拟工程”现状及思考

基于中国南北方粮食调动的变化分析,结合农业水足迹与虚拟水理论,提出中国在实施南水北调实体工程建设的同时,自1990年已经形成并运行着一个“农业北水南调虚拟工程”。计算结果表明,该工程在1990－2008年期间年均调运虚拟水量已超过200亿m3,远大于南水北调实体工程目前的调水规模;北水南调虚拟工程调水量总体上呈增加趋势,依靠现有南水北调实体工程难以支撑中国北方粮食生产,解决这一问题的唯一出路只能是依靠科学技术,大力发展现代节水农业,提高粮食生产的综合用水效率。考虑到中国南北方经济状况的现实差距,以及“农业北水南调虚拟工程”的长期运行,建议国家实施区域虚拟水贸易战略,同时,加强区域农业水足迹演变与控制研究,制定区域农业水足迹相关技术标准,为实施区域虚拟水贸易战略提供科学依据与政策支持。     

我国农业用水结构演变态势分析

农业用水结构对农业用水效率及效益有较大影响。采用1949~2006年农业用水资料分析了我国农业用水结构的演变历程,并根据农业用水结构的发展变化及灌溉农业的发展历史和未来发展方向,将1949~2050年我国农业用水水平分为初级利用、低效利用、合理利用及高效利用4个阶段。研究表明:我国农业用水结构日趋合理,农业用水比重持续减少,农、林、牧、渔用水及粮、经、饲作物用水比例协调程度不断提高。据此,提出了注重农业用水结构优化的农业经济用水量概念。华北地区的实例分析表明,在同时提高农业用水综合效益的情形下,依靠优化农业用水结构可年节水199.94亿m3;而有无用水结构优化的综合节水措施节水效果相差29.97亿m3。     

不同改良剂对旱地苹果园温室气体排放的影响

为探讨不同土壤改良剂对黄土丘陵区旱地苹果(Malus pumila Mill)园温室气体排放的影响,设置空白对照(CK)、胶质芽孢杆菌(JZ)、枯草芽孢杆菌(KC)及生物炭(BC)4个处理,采用静态暗箱-气相色谱法监测温室气体(CH4、CO2和N2O)排放情况,并综合分析和评价不同土壤改良剂在旱地果园的固碳减排效果。结果表明:试验期内,CK、JZ、KC和BC平均土壤(0~25 cm)温度分别为17.4、17.5、17.7℃和16.9℃;表层(0~20 cm)土壤平均孔隙含水率(WFPS)分别为38.23%、45.66%、38.93%和44.46%,JZ和BC较CK处理显著增加了表层土壤水分(P<0.05)。JZ、KC和BC处理CH4吸收总量较CK处理分别减少15.4%、13.4%和28.4%;3种处理的CO2排放总量较CK处理分别减少0.06%、4.0%和28.8%,N2O排放总量较CK处理分别增加了-6.3%、7.2%和103.1%。整体上,3种改良剂中,生物炭在增加土壤水分含量和N2O排放,并减少CH4吸收和CO2排放方面的综合效果最突出。综合分析土壤水分和温度等环境因子对温室气体排放的影响,土壤温度与3种温室气体排放呈正相关,土壤水分与CO2、N2O排放呈负相关。因此,推荐旱地果园施加生物炭,以达到保水固碳效果。     

坡耕地土壤水分入渗影响因素分析

介绍了千年生态系统的目的、任务、概念框架、实施过程及服务对象等，并提出了中国应该采取的对策。千年生态系统评估的目的是提高对生态系统的管理水平，为决策者提供信息。其任务是评估生态系统现状、预测生态系统的未来变化、提出对策、在典型地区实施评估计划。     

不同耕作管理措施对坡耕地降雨入渗的影响

利用人工模拟降雨试验,研究了不同耕作管理措施对坡耕地降雨入渗的影响,并采用有限差分法对入渗过程进行了数值模拟。结果表明,土壤入渗速率的计算值与实测值吻合较好,且耕作管理措施可明显增加坡面土壤的水分入渗,在相同入渗时间情况下,土壤稳渗速率大小排序为等高耕作>人工掏挖>人工锄耕>直线坡,在中小坡度和中小雨强条件下,这种特征表现更为显著。     

土壤改良剂改土培肥增产效应研究综述

土壤改良剂研究已是近年来国内外广泛关注的热点,在对土壤改良剂发展及其种类进行简要回顾的基础上,对土壤改良剂的改土培肥效应(物理结构、化学特性、生化特性)、作物增产效应及其施用技术进行了较为全面的分析和评述,并提出了目前存在的问题和展望了土壤改良剂的研究趋势。     

基于GIS的区域雨水资源化潜力评价模型研究

区域雨水资源化潜力的定量评价对于雨水资源开发利用的宏观决策、规划设计具有十分重要的意义。该文以黄土高原地区为例，系统分析了影响区域雨水资源化潜力的各个因子，确定定量评价区域雨水资源化潜力的各项指标，并运用GIS技术，集成多种来源、多种比例尺和多种类型的数据，建立区域雨水资源化潜力定量评价模型。评价模型对于黄土高原地区雨水资源可持续利用及生态与环境保护具有重要作用。     

地膜秸秆复合覆盖改善龟裂碱土水盐特性提高油葵产量

为了提高盐碱地降水利用率,抑制化学(脱硫石膏)改良碱土过程中土壤盐分表聚及板结问题,该文以宁夏平罗县西大滩盐碱地试验站为例,设置了地膜秸秆复合覆盖(plastic and straw dual mulching,PSM)、地膜覆盖(plastic film mulching,PM)、秸秆覆盖(straw mulching,SM)和无覆盖常规种植(no mulching,CK)4个处理,探讨改良龟裂碱土过程中不同覆盖措施下旱地油葵的土壤水盐结构特征及其对产量的影响。结果表明,PSM处理有效提高了30~100 cm土层土壤贮水、持水能力,推迟油葵消耗相对深层60~100 cm土壤水分的时间;在30~90 cm土层,其水分活跃性显著高于其他处理;比单一覆盖抑盐效果佳,土壤盐分缓冲性增强,盐分表聚程度显著降低;同时能显著降低土壤容重,提高土壤孔隙度。PSM处理提高了油葵苗期存活率和产量,其较PM、SM处理和CK分别增产35.45%,120.15%,87.80%(P0.05);PSM处理较PM、SM处理和CK的降水利用效率分别提高了14.71%、86.45%和59.05%(P0.05),其水分利用效率分别比SM和CK提高了10.80%和32.71%。综上,地膜秸秆复合覆盖(PSM)可增强土壤保墒抑盐能力,改善作物根区土壤水盐环境,提高天然降水的生产潜力;促进碱土改良初期的保苗增产,提高经济效益。     

土壤改良剂与氮肥配施对玉米生长及其养分含量的影响

采用盆栽试验研究了秸秆配方、废料配方和胶土配方3种改良剂与氮肥配施对玉米植株生长状况、生物量、叶绿素含量、全N及全P含量的影响。结果表明:3种改良剂与0.5 g/盆氮肥配施可以显著提高株高、茎粗、叶面积、地上地下生物量、叶绿素含量及植株全N含量,且以秸秆配方配施效果最佳,过量施用氮肥(1.0 g/盆)时,各指标与0.5 g氮肥水平下的值相比增加幅度甚小,茎粗和地下生物量甚至有下降的趋势。改良剂因素和氮肥因素对全P含量也有一定的影响,但二者交互作用对其并未产生显著性影响。因此,在施加改良剂的条件下可以适当地减少肥料的使用量,在满足植物体吸收利用前提下,既减少了养分投入和浪费,又减轻了对环境的污染。