冻融交替对砒砂岩与沙复配土壤氮素的影响

[目的]探讨冻融作用对毛乌素沙地陕北榆林地区砒砂岩与沙复配土壤氮素的影响,对于提升毛乌素沙地土壤肥力具有重要作用。[方法]通过室内培养试验,探讨不同比例砒砂岩与沙复配土壤氮矿化过程对冻融的响应特征。[结果]冻融交替作用对土壤氮的矿化有显著影响,在冻融1周期时,3种比例复配土壤中硝态氮、铵态氮含量增加较快。在冻融2周期后,复配土壤中硝态氮、铵态氮含量均出现下降趋势。冻融5周期,复配土壤中硝态氮、铵态氮含量均开始呈现稳定增加趋势。冻融10周期后,1∶1,1∶2及1∶5复配土壤铵态氮含量分别增加了10%,49%与11%,硝态氮含量分别增加了14%,39%与34%,其中1∶2复配土硝态氮、铵态氮含量较1∶1,1∶5增加显著,对氮素的保持性能较好。[结论]冻融循环促进了土壤有机氮的矿化,有利于土壤中硝态氮、铵态氮的累积,为早春农作物的生长提供足够的氮素。     

砒砂岩改良风沙土对作物产量影响的RZWQM2模型模拟

基于2012—2013年陕西省榆林市榆阳区小纪汗乡玉米大田试验结果,利用不同复配比例的砒砂岩改良风沙土(砒砂岩与风沙土按体积比1∶1(T1)、1∶2(T2)、1∶5(T3)混合)处理下土壤水分、地上部生物量、叶面积指数和产量数据对RZWQM2(Root zone water quality model 2)模型进行校正和验证,然后利用验证后的模型模拟不同复配比的土壤水分动态和玉米产量变化。模型校正和验证结果表明,土壤分层含水量模拟值和实测值之间的均方根误差(RMSE)分别在0.011~0.042 cm~3/cm~3和0.008~0.029 cm~3/cm~3范围内变化;地上生物量模拟值和实测值之间的RMSE分别在512~1 245 kg/hm~2和598~1 461 kg/hm~2之间变化;作物产量的模拟值与观测值之间的RMSE变化范围分别为84~249 kg/hm~2和71~485 kg/hm~2。模型模拟结果表明,RZWQM2模型能够较好地模拟砒砂岩改良风沙土对作物产量的影响,3种砒砂岩改良风沙土配比中,砒砂岩与风沙土的体积比为1∶2处理(T2)下玉米产量最高,1990—2013年的平均产量为3 527 kg/hm~2,变化范围为880~7 206 kg/hm~2。因此,砒砂岩与风沙土的体积比为1∶2复配模式下对玉米增产的效果较优,该复配模式可作为该地区砒砂岩改良风沙土复配比例的推荐选择。     

气候变化和人类活动对黄河流域砒砂岩区植被覆盖的影响

[目的]砒砂岩区是黄河流域土壤侵蚀最为严重的区域,探讨该地区植被覆盖度变化状况及其影响的驱动因素,以期为该区植被恢复及生态重建工作提供科学参考。[方法]基于2000—2022年的MOD13Q1 NDVI数据,运用Sen趋势、Mann-Kendall显著性检验、Hurst指数、残差分析等方法分析砒砂岩区研究期内的植被覆盖度时空变化趋势,并探究植被覆盖度与气候因子及人类活动的响应关系。[结果](1)2000—2022年砒砂岩区植被覆盖度增加,增速为4%/a(p<0.05);空间尺度上,研究区植被覆盖度在3个区有明显的分异效果,整体呈现“南高北低,东高西低”的分布态势;(2)研究期内,砒砂岩区植被覆盖度与降水量呈正相关区域占总面积的66.30%,负相关区域占总面积的33.70%;与气温呈正相关区域占总面积的92.19%,负相关区域占总面积的7.81%;(3)残差分析结果表明,2000—2011年人类活动多以负面影响为主,2012—2022年人类活动多以正向影响为主。[结论]研究期间砒砂岩区植被覆盖度呈显著上升趋势,与年均气温的相关性高于年降雨量,且一系列生态保护工程为改善植被情况做出了...     

砒砂岩中植物促生芽孢杆菌的筛选及其对土壤的改良作用

[目的]筛选砒砂岩土壤中植物促生芽孢杆菌,为微生物强化植物改良砒砂岩土壤的科学设想提供资源和技术基础。[方法]以产生植物激素IAA(indole acetic acid)、铁载体和生物膜为筛选指标,从内蒙古砒砂岩区土壤和植物样品中筛选植物促生芽孢杆菌,采用盆栽试验探究植物促生芽孢杆菌改良砒砂岩土壤特性和促进苜蓿和黑麦草生长的作用。[结果]筛选到的12株芽孢杆菌产生IAA、铁载体和生物膜的能力不同,分别属于Bacillus halotolerans,B.atrophaeus,B.siamensis和B.zhangzhouensis种群。与对照相比,B.halotolerans P75能够显著增加砒砂岩土壤的有机质含量(24.7%)、速效磷含量(11.9%)和速效钾含量(21.0%)等养分指标,每1 g土壤可培养细菌达到7.4 lg CFU,土壤蔗糖酶活性显著增强(58.8%)。接种B.halotolerans P75后,在砒砂岩土壤中生长的苜蓿和黑麦草干重增加22.3%～81.5%,[结论]从生长于砒砂岩土壤的苜蓿根内筛选到B.halotolerans P75,可提高砒砂岩土壤肥力,促进苜蓿和黑麦草生长,具有强化植物改良砒砂岩土壤的潜力。     

不同密度砒砂岩风化物坡面水蚀机理试验研究

为研究砒砂岩风化物坡面水蚀机理,以期对鄂尔多斯水土流失治理提供数据参考,采用降雨模拟系统进行不同雨强、不同密度下降雨侵蚀试验,用直剪仪测得密度为1.7 g/cm³砒砂岩风化物的黏聚力和内摩擦角,揭示了各密度坡面入渗产流及侵蚀特点的成因.结果表明:密度为1.7 g/cm³的坡面稳渗率随雨强的增大而增大;对于1.5 g/cm³的坡面侵蚀量对入渗速率的敏感率最高,1.6 g/cm³的坡面侵蚀量对累积入渗深度的敏感率最高,而1.7 g/cm³的坡面侵蚀量对产流量的敏感率最高;抗剪强度和侵蚀量的时程曲线呈负相关并有一定的对应性.从直剪试验和敏感度分析的角度均表明造成1.7 g/cm³坡面侵蚀的主因是水流冲刷.     

复合侵蚀作用下砒砂岩坡面产流产沙过程试验

通过模拟室内风力、水力、冻融条件,进行单一水蚀、冻融+水蚀、冻融+风蚀+水蚀3种营力组合试验,揭示了复合侵蚀条件下的砒砂岩产流产沙变化规律。结果表明:(1)相同降雨条件下,冻融+水蚀、冻融+风蚀+水蚀试验的径流量均为水蚀试验的1.2倍,产沙量分别为水蚀试验的2.4,2.8倍。冻融能够增大砒砂岩产流产沙量,风蚀对增加侵蚀产沙量的作用较小。(2)砒砂岩产流产沙过程的峰值及变幅随营力种类的增多而增大,单一水蚀的产流产沙过程相较于复合营力作用下的水沙过程具有显著的坦化特征。(3)复合侵蚀作用使初始入渗率增加,随着降雨的进行对入渗的影响逐渐减小。营力作用的增加使初始含水率更大,后期更小。(4)砒砂岩的累计产流量与累计产沙量呈幂函数关系。冻融作用对水沙关系的影响较大,风力作用的影响较小。此试验表明,复合侵蚀营力作用的增多会加剧砒砂岩坡面的侵蚀过程,从而使侵蚀产沙量增大。     

The potential of glauconitic sandstone as a potassium fertilizer for olive plants

This study evaluated the potential of glauconitic sandstone as a fertilizer for supplying potassium to plants. The glauconite sandstone (Maraveh, Iran), as analyzed by X-ray fluorescence, was composed of 2.24% potassium oxide plus high contents of silicon, aluminum and ferric oxide. One-year old olive trees, Olea europaea L., were grown in sand or hydroponic culture in a greenhouse under three potassium treatments. Modified Hoagland nutrient solutions based on potassium treatments including 0.5 mM K⁺, 5 mM K⁺ and 400 g glauconitic sandstone powders (per 10 L in hydroponics and per 2.5 L in sand instead of K⁺ supply) were used in both cultures. Plants grown under the three different potassium treatments did not show any potassium deficiency symptoms. In the sand culture, growth and potassium content were higher in plants fed with 5 mM potassium than with the other two potassium treatments. Growth retardation and decreased potassium content in plants fed with 0.5 mM potassium were more severe in the hydroponic culture than in the sand culture. However, plants fed with 400 g glauconitic sandstone showed higher growth in the hydroponic culture than the sand culture. Thus, glauconitic sandstone has the ability to release potassium and can be utilized in combination with other potassium fertilizers.     

砒砂岩沟谷种植沙棘林防止土壤重力侵蚀的实践

黄河中游的砒砂岩区是我国土壤侵蚀最为严重的地区之一,也是黄河下游河道淤积物中粗泥沙的集中来源区之一。该区严重的重力侵蚀,构成了流域产沙的主体,并为水力侵蚀提供了丰富的泥沙来源。1999—2008年在砒砂岩裸露沟谷地段种植的沙棘林保存面积达1 642.86 km2,较好地减弱或消除了产生表层碎屑层的水热条件,起到了很好的拦截泻溜作用。据估算,砒砂岩区目前人工沙棘林平均减少的土壤侵蚀模数(重力)为4 833 t/(km2.a),年可减少土壤重力侵蚀量达741万t,为减少入黄粗泥沙发挥了很好的作用。     

文安斜坡东营组储层物性特征及影响因素

对储层岩石学特征(主要包括岩石类型、碎屑组合特征及填隙物特征等方面)进行了研究,并在孔渗、压汞、常规薄片及铸体薄片鉴定的基础上,对储层的孔隙度、渗透率及孔喉特征、孔隙的演化进行了分析。研究结果表明,砂岩成份成熟度和结构成熟度均较低;该区东营组储层从低孔低渗到低孔特低渗储层到高孔高渗储层均发育;纵向上,储层物性总体上随深度的增加而降低;储层总体上较好,以原生粒间孔为主,粒间溶孔常见,主要为粒间溶蚀扩大孔;储层物性主要受控于沉积因素,而受成岩的影响较小。     

自然降雨条件下坡面侵蚀地表粗糙度的空间异质性

地表粗糙度是影响地表侵蚀的重要参数之一,也是土壤侵蚀研究的热点问题之一,研究自然降雨过程中砒砂岩区地表粗糙度的空间异质性,对其探索土壤侵蚀响应规律具有重要意义。以裸露砒砂岩为研究对象,采用地统计学和ArcGIS空间分析相结合的方法研究了坡面尺度次降雨过程下的地表粗糙度空间异质性特征。结果表明:地表粗糙度在次降雨过程中表现出中等变异性;地表粗糙度在次降雨过程中都具有较强的空间自相关性;由空间分布特征分析得出,地表粗糙度的增加量或者减少量在坡面下坡的数值变化较为明显,说明坡面的变化是坡顶被冲刷,坡底被填充;砂粒和粉粒含量均在坡下减小,而黏粒含量增大,地表粗糙度在坡下数值变化较明显,因此,地表粗糙度的变化随着土壤黏粒的变化而变化;降雨前后土壤黏粒与地表粗糙度表现出正相关,雨后的相关性更强烈,粉粒与其关系不显著,砂粒与其呈现负相关。