玉米生长期土壤抗蚀性特征及其影响因素分析

土壤抗蚀性是评定土壤抵抗土壤侵蚀能力的重要参数之一,为了摸清川中丘陵区土壤抗蚀力变化特征,该文通过野外调查与室内分析相结合方法,开展玉米生长期土壤抗蚀性特征及其影响因素研究。研究结果表明:玉米季各生育期土壤抗蚀指数随着土粒浸水时间延长均呈下降趋势,0～20 cm土层抗蚀指数均大于20～40 cm土层。各生育期土壤抗蚀指数总体特征表现为:苗期-小喇叭口期土壤抗蚀指数呈较小的增长趋势,小喇叭口期-抽雄期土壤抗蚀指数呈大幅增加并于抽雄期达最大,抽雄期-成熟期土壤抗蚀指数却呈小幅下降趋势。随玉米生育期推进,土壤抗蚀性总体表现为:抽雄期成熟期大喇叭口期小喇叭口期苗期。玉米植株对土壤抗蚀性的增强效应主要体现在大喇叭口期-成熟期,0～20 cm土层土壤抗蚀性增强效应明显优于20～40 cm土层。土壤抗蚀性与土壤容重和2 mm水稳性团聚体呈显著正相关,与土壤有机质含量和0.25 mm水稳性团聚体分别呈极显著正相关和负相关,与含根量、根系表面积、根系体积和总根长呈极显著正相关。研究成果为区域水土流失防治措施配置及土壤侵蚀预报提供理论依据。     

黄土丘陵区不同林龄人工刺槐林土壤抗蚀性演变特征

 采取时空互代法,以黄土丘陵区不同林龄的人工刺槐林为研究对象,选取坡耕地为对照,分析土壤抗蚀性的变化过程,并在此基础上提出土壤抗蚀指数。结果表明,黄土丘陵区坡耕地种植刺槐林后:>0.25 mm土壤水稳性团聚体、>0.5mm土壤水稳性团聚体、平均质量直径、有机碳含量较坡耕地显著增加,并随林龄增加逐渐升高;土壤团聚状况、团聚度显著高于坡耕地并随林龄增加先降低后升高;土壤结构破坏率、分散系数和分散率呈波动式降低;小粒径的微团聚体和机械组成逐步向大粒径转变。相关性分析表明:>0.25mm土壤水稳性团聚体、>0.5mm土壤水稳性团聚体、平均质量直径、有机碳与全氮、碱解氮、速效钾、全磷呈显著正相关(P<0.05),与土壤密度呈显著负相关;结构破坏率、分散系数和分散率则与全氮、碱解氮、全磷呈显著负相关;团聚状况、团聚度与全氮、全磷呈显著正相关。土壤抗蚀指数随人工刺槐林林龄的增加而显著升高,可以全面、客观地反映土壤抗蚀性能的演变过程。侵蚀环境下的坡耕地由于受到人为活动的干扰,土壤抗蚀性较差,种植刺槐林后,土壤抗蚀性显著增强。     

南京紫金山灵谷寺不同林地土壤抗蚀性研究

为研究南京紫金山灵谷寺不同林分林下土壤的抗蚀性,对该区域内的4种植被（麻栎、枫香、白栎、桂花）林下土壤抗蚀性特征及其影响因素进行了研究。结果表明:不同林分土壤抗蚀性能存在明显差异,土壤抗蚀指数表现为桂花 > 枫香 > 麻栎 > 白栎。土层土壤抗蚀指数随深度增加而减小,有一定的规律性。发现本地区土壤抗蚀指数随浸水时间而减小,呈二次多项式函数关系,其通式为S=at²+bt+c。土壤中（> 0.25 mm）水稳性团聚体与土壤抗蚀指数在0.01水平上呈极显著正相关。对16个指标的主成分分析结果表明,总孔隙度、水稳性指数、团聚度、（> 0.25 mm）水稳性团聚体含量、有机质、全氮对土壤抗蚀性影响较强。计算各林地土壤的抗蚀性综合指数,得出各林地土壤抗蚀性由强到弱依次为:桂花（0.24）,枫香（0.08）,麻栎（-0.13）,白栎（-0.18）。     

东祁连山不同高寒灌丛草地土壤抗蚀性研究

为探讨祁连山东段不同高寒灌丛草地的土壤抗蚀性特征,采用野外调查和室内试验的方式,对东祁连山金露梅、柳、杜鹃3类高寒灌丛草地的土壤抗蚀性特征及其影响因素进行了研究。结果表明:不同灌丛草地土壤水稳性团聚体主要以0.5mm的大粒径水稳性团聚体为主,土壤团聚结构破坏率表现为:柳灌丛草地杜鹃灌丛草地金露梅灌丛草地;土壤水稳性指数依次为:杜鹃灌丛草地(97.1%)柳灌丛草地(96.9%)金露梅灌丛草地(95.8%);土壤抗蚀指数表现为:杜鹃灌丛草地最大(95.0%),金露梅灌丛草地最小(92.9%)。总体上,杜鹃灌丛草地的土壤抗蚀性最强,金露梅灌丛草地的土壤抗蚀性最差。通过灰色关联度法,对0.5mm的机械团聚体含量、0.25mm的机械团聚体含量、0.25mm的水稳性团聚体含量、0.5mm的水稳性团聚体含量、土壤结构破坏率、水稳性团聚体平均质量直径、有机质、土壤崩解率、土壤水稳性指数、土壤抗蚀指数10个土壤抗蚀性指标进行评价分析认为,影响高寒灌丛草地土壤抗蚀性最主要的因素是水稳性指数、0.25mm水稳团聚体和水稳性团聚体平均质量直径。     

三峡库区狗牙根根系固坡抗蚀效应研究

研究了三峡库区嘉陵江岸的野生狗牙根(Cynodon dactylon (L.) Pers.)根系在土壤表层(0-30 cm)的分布特征,并从土壤理化性质和抗剪强度方面分析了其固坡抗蚀效应。研究结果表明:(1)样本的根系密度(RSD,root system density)与根系生物量呈较显著的正线性相关(R2=0.874 7),且90%总根数和86%的总根量均集中分布在0-30 cm的表土层;(2)狗牙根根系改变了土壤结构,土壤容重与根系生物量呈极显著的负线性相关(R2=0.977 8),总孔隙度与根系生物量呈极显著的正线性相关(R2=0.980 5);(3)狗牙根根系提高了土壤团聚体和有机质含量,土壤团聚体、有机质含量均与根系生物量呈极显著的正线性相关(R2=0.947 7,0.952 7);(4)根系增强了土体的抗剪强度,根系密度越大则抗剪强度增量越大;(5)根系对土体抗剪强度的增强主要是通过粘聚力来实现;(6)根系主要是通过增强土体的抗剪强度来实现其固坡抗蚀效应。     

盱眙火山岩丘陵区不同林地土壤抗蚀性评价

以盱眙火山岩丘陵区5种不同的人工林（杨树林、杨梅林、朴树林、墨西哥柏林、桃树林）为研究对象,通过对土壤水稳性团聚体特征、有机质含量等指标的测定与分析,研究了人工林对土壤可蚀性的影响。对林地土壤的抗蚀性指标进行主成分分析和相关性分析将10个抗蚀指标降到了4个:> 0.5 mm水稳性团聚体含量、 > 0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体稳定性指数、有机质含量。并运用回归分析建立了不同林分下土壤抗蚀性综合评价模型Y=0.073X₄+1.066X₅+9.261X₉+0.554X₁₀-64.939。结果表明杨树林地土壤的抗蚀性在5种林分中是最好的。     

山西省土石山区典型防护林土壤抗蚀性研究

选择山西省中阳县车鸣峪林场4种典型防护林为研究对象,通过静水崩解试验测定土壤抗蚀指数并对其与土壤基本理化性质的关系进行了研究。结果表明,不同防护林土壤抗蚀性能存在明显差异,土壤抗蚀指数表现为:落叶松白桦混交林>白桦纯林>落叶松纯林>辽东栎纯林。土壤抗蚀指数随土层深度的增加而减小,表现为0-20cm土层抗蚀指数是20-40cm土层的2~5倍。土壤抗蚀指数随浸水时间的增加而减小,呈三次多项式函数关系。土壤抗蚀性指数与容重、粒径>0.25mm土壤水稳性团聚体、有机质含量和全氮含量呈显著正相关关系,与其基本理化性质存在一定的线性关系。     

三峡库区5种耐水淹植物根系增强土壤抗侵蚀效能研究

考察了三峡库区嘉陵江岸5种耐水淹植物的根系在土壤表层(0-30 cm)的分布特征,从抗冲性和抗蚀性两个方面明确了它们对土壤抗侵蚀的增强效能,并对其根长密度(RLD,root length density)进行了分析。研究发现:(1)狗牙根、空心莲子草、牛鞭草和野古草的根系生物量主要分布在土壤上表层(0-10 cm),荻根系生物量在土壤表层分布比较均匀;(2)狗牙根、牛鞭草和野古草的RLD及D(直径)≤1 mm RLD在土壤上表层分布较多,荻和空心莲子草的RLD及D≤1 mm RLD在上、中表层(10-20 cm)之间无显著差异;(3)5种耐水淹植物的根系对土壤抗冲性和抗蚀性都有显著的增强效应;(4)土壤抗冲性增强值,抗蚀性增强系数与5种耐水淹植物的RLD及D≤1 mm RLD关系密切,符合线性回归。结果表明,5种耐水淹植物均能在三峡库区消落区植被构建中发挥较强的抗侵蚀效应,其中荻的增强效应最明显;RLD,特别是D≤1 mm RLD能很好地表征植物根系对土壤抗侵蚀能力的增强效能。     

川西高寒山地灌丛草甸土壤抗蚀性研究

以康定折多山高寒山地灌丛草甸土壤为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,运用主成分分析法对土壤抗蚀性进行综合评价,以期探讨不同海拔和坡向土壤理化性质及抗蚀性差异。结果表明:(1)淋溶层土壤理化性质的变化剧烈程度高于淀积层土壤,且这种变化不受海拔和坡向的影响,不同坡向间土壤的性质差异主要受气候因素主导;(2)土壤各理化性质指标之间以及土壤理化性质与抗蚀性之间有明显的相关性,其中土壤抗蚀性受团聚体含量及稳定性的影响最大;(3)研究区土壤抗蚀性的大小顺序为3800 m半阳坡>4200 m半阴坡>3800 m半阴坡>4200 m半阳坡>4000 m半阳坡>4000 m半阴坡。其中>0.25 mm风干团聚体含量、团聚体GMD值和团聚体分形维数D 3个指标为评价该地区土壤抗蚀性的最佳指标。可见,不同海拔和坡向间土壤抗蚀性有明显分异特征,提高土壤团聚体含量及稳定性是加强该区土壤抗蚀性的关键。     

滇中尖山河流域不同土地利用类型土壤抗蚀性

为揭示滇中尖山河小流域不同土地利用类型的侵蚀特性,以滇中尖山河小流域4种不同土地利用类型(坡耕地、裸地、林地、园地)不同土层(0—10,10—20,20—30 cm)土壤为研究对象,通过对土壤抗蚀性15个指标的测定与分析,研究了不同土地利用类型对土壤抗蚀性的影响。结果表明:不同土地利用类型中坡耕地、裸地5 mm土壤水稳性团聚体显著低于林地、园地,5 mm水稳性团聚体含量表现为裸地(12.72%)大于坡耕地(8.93%),且坡耕地0.25 mm团聚体随土层深度的增加而降低;土壤团聚体结构破坏率表现为裸地坡耕地林地园地,土壤有机碳含量与0.25 mm水稳性团聚体含量均达到极显著正相关。不同土地利用类型下园地和林地土壤的抗蚀指数、结构系数、团聚度、土壤结构和稳定性、抗分散强度和保水保肥能力最高,水稳性指数较大,分散系数最小,土壤抗蚀性能最强。不同土地利用类型综合抗蚀指数大小顺序为园地(0.823 6)林地(0.520 4)坡耕地(-0.382 2)裸地(-0.961 8)。综上,实行人工造林能够显著提高原土结构稳定性,园地和林地在增加土壤抗蚀性方面有明显优势,加强人工林建设可作为研究区土壤改良的有效措施。     

玉米生长后期的根系分布研究

为了研究玉米生长后期根系的生长发育规律,利用中国气象局固城农业气象试验站大型根剖面系统,采用微根管观测系统及方形整段标本法和地下根系室玻璃窗,对‘屯玉46号’玉米根系的生长状况进行了试验研究。结果表明:垂直方向上,方形整段标本法和微根管法测得的根长密度占整层总根长密度比例的变化趋势一致,相关系数分别为0.987和0.717,且两种方法在0~20 cm土层的根长密度比例均为最大。0~60 cm土层为玉米根系生长活跃区,方形整段标本法测得根长密度生长量为其余层的4倍。两种方法测得的根长密度无显著差异,相关系数为0.830,均匀性水平较好。玉米成熟期根系的水平幅度较乳熟期窄,下层根系仍处于生长中,垂直深度增加。玻璃窗与方形整段标本法观测的根深测定结果存在差异,这可能与观测环境条件不一致有关。     

The use of the ingrowth core method for measuring root production of arable crops — influence of soil conditions inside the ingrowth core on root growth

The ingrowth core method can be used to measure root gross growth (i.e. root production). A mesh bag filled with root free soil is buried into the root zone. After about 14 days, the bag is pulled out and root length inside the core can be determined. An objection against this method is the inability to obtain the same soil conditions inside the bag as outside, which can result in different root growth pattern in the ingrowth core compared to the bulk soil. To study this, mesh bags were buried in a stand of oilseed rape and were filled with soil at different nitrate, phosphate, moisture, and bulk density levels. Results showed that root growth was only influenced by a high nitrate content and a high soil density in the cores, which resulted in higher and lower root length densities (RLD), respectively. In a long‐term ingrowth experiment similar root length densities in the cores and in the bulk soil were measured, indicating that there were no root growth enhancing or impeding conditions inside the ingrowth cores. The conclusion is drawn, that the ingrowth core method gives reliable results, provided the N content and the soil density inside the bags are comparable to the bulk soil.     

Soil structural management and production in a non-cultivated peach orchard

Soil managements other than frequent cultivation are often needed for orchard production on poorly structured soils. Irrigated peach trees (Prunus persica L. Batsch), grown for nine years under the Tatura system of soil management described, produced consistently at least three times the average yield of trees grown commercially on similar soil types. The Tatura system of soil management included soil modification to 60 cm depth, hilled surface soil, subsequent non-cultivation, straw mulch and frequent irrigation. The structure of the deepened surface soil approached that required for maximum root growth as specified in earlier work, and was maintained for nine years.The surface soil remained stable (slaking percentage <10) allowing high rates of infiltration. Macroporosity in the surface soil to a depth of 37 cm at nine years was 14% compared with the standard of 20% suggested by earlier work. However, oxygen concentrations exceeded 10% in the modified layer within 24 h of irrigation. For most of the nine years, penetrometer resistance to a depth of 37 cm was below or close to 1 MPa for soil at ?10 kPa matric potential. The root length to 60 cm depth was 60% greater than that of peach trees in an adjacent cultivated orchard.     

灌溉制度对膜下滴灌甜菜产量及水分利用效率的影响

为制定新疆合理的甜菜膜下滴灌制度,设置3个灌水次数(8、9和10次)和2个灌水定额(45和60mm)两因素全组合试验,于2016—2017年在新疆玛纳斯县农科院甜菜改良中心开展田间试验。结果表明,灌水次数增加时甜菜叶面积指数与产量增加,含糖率降低,对甜菜的水分利用效率、耗水量无明显影响(P0.05),甜菜叶绿素值随灌水次数与定额增加呈下降趋势;在灌水次数与定额交互作用下,灌水8次时由于土壤相对含水率低于50%,甜菜会减产;当灌水9次,灌水定额为45 mm时,增加15 mm灌水定额土壤相对含水率达50%以上,此时甜菜增产7.4%～7.7%,糖产增加9.4%～9.7%;而继续增加灌水次数时,会导致甜菜含糖率降低而降低糖产。因此针对新疆膜下滴灌甜菜以60 mm灌水定额灌水9次为宜,可获得高产与糖产,较传统新疆膜下滴灌甜菜制度节水10%。该研究对指导新疆膜下滴灌甜菜灌溉制度具有一定意义。     

华北平原冬麦田根呼吸对土壤总呼吸的贡献

用LI-6400便携式光合作用测量系统及LI-6400—09土壤呼吸室对冬小麦关键生长期农田土壤各组分呼吸速率进行了测定,并用根生物量外推法（RBE）和根去除法（RE）两种方法估算了根系呼吸对土壤总呼吸的贡献。结果表明：土壤各组分呼吸速率有明显的季节变化,土壤中根生物量解释了大约44％的土壤呼吸的季节变化;土壤各组分呼吸速率与5—10cm土壤温度关系密切,呈指数正相关,Q10值为1．4～1．6;用根生物量外推法（RBE）得到的根呼吸对土壤总呼吸的贡献为18％～54．3％、平均值为32％,比根去除法（RE）得到的贡献率（32．6％～58,1％）、平均值（44,6％）低。两种方法描绘的根呼吸季节变化趋势一致,且都在小麦花期表现出峰值。综合两种方法,得出华北平原冬麦田根呼吸对土壤总呼吸的贡献率为32％～45％。     

Occurrence of vesicular-arbuscular mycorrhizae with Amaranthaceae in soils of the Indian semi-arid region

Summary Some members of the family Amaranthaceae, which has mostly been reported as non-mycorrhizal, were examined for a symbiotic association with mycorrhizae in the semiarid and arid zones. Ten species belonging to five genera, Achyranthes, Aerva, Alternanthera, Amaranthus, and Celosia were examined, using 1.0-cm long root standards. Intercellular hyphae, vesicles and arbuscules were observed in the root cortex. The number of different types of spores in the rhizosphere soil of different plants ranged from one to three. The spores isolated represented nine species belonging to four genera, Glomus, Gigaspora, Sclerocystis, and Scutellospora. No correlation could be established between spore counts and either soil pH or soil moisture.     

Determination of Potassium Delivery to the Roots of Cereal Plants

Potassium (K) delivery to the roots of cereal plants in soils is determined by both soil and plant factors, root growth and root length density in particular, being of major importance. In Part A of this paper an evaluative framework is shown for sandy and loamy-silty soils for determination of root length density based on available field capacity, soil depth in 10 cm steps and the climatic water balance. A good correlation (r² = 0.86) was found when the root length densities were determined at ear emergence. With the help of correction functions root length densities can be subsequently estimated for the other phenological stages (stem elongation, flowering and yellow ripeness). The method described is suited for determining root length densities in water and nutrient transport simulation models. In Part B exchange resins were used to simulate the K delivery from the soil to the root. Measurements were made for different soils and water contents. The depletion zone near the exchange resin was 6 mm thick after 4 days. This corresponds to results obtained from root measurements. Comparisons between a sandy and a loamy-silty soil show, that K delivery by diffusion for equal concentrations depends primarily on soil moisture and pore tortuosity. This leads to the conclusion, that soil physical properties must be taken into consideration when evaluating chemical soil analysis and recommendating fertilizer applications.     

等高反坡台阶整地对不同耕作系统根土微生态的影响

[目的] 为探究坡耕地等高反坡台阶整地对玉米连作和玉米—芸豆轮作系统根土微生态特征的影响。[方法] 以玉米—芸豆轮作为研究对象,玉米连作为对照,采用野外原位监测采样和室内试验分析相结合的方法,通过GC-MS和高通量测序技术分析作物根系分泌物和土壤微生物群落组成、结构特征,揭示坡耕地等高反坡台阶整地对玉米连作和玉米-芸豆轮作根系分泌物种类、含量和土壤微生物群落组成及多样性的影响。[结果] (1)根系分泌物相对含量变化在CRT措施上更为突出,在轮作模式中更为显著。(2) CRT2处理提高土壤微生物群落数量、丰富度和多样性效果更显著。(3)在根系分泌物与土壤微生物互作下,根系分泌物、土壤微生物、土壤环境因子的两两相关性在CRT2处理下更显著。[结论] 坡耕地等高反坡台阶整地通过改变玉米连作和玉米—芸豆轮作的根系分泌物含量,使作物根土微生态环境发生变化,提高土壤微生物数量、多样性及丰富度,且该措施与玉米—芸豆轮作结合的提升效果更佳,对根土微生态的改善作用更显著。研究结果为坡耕地作物种植、耕作方式选择及改善土壤微环境和水土流失综合治理提供理论基础。     

青海三江源地区土壤水分常数转换函数的建立与比较

利用土壤理化性质数据建立转换函数是间接获得土壤水力参数的重要手段之一。基于测定的土壤理化性质和土壤水分常数数据,本文采用回归分析、BP神经网络和基于BP神经网络的Rosetta模型3种方式分别建立了青海三江源地区土壤饱和含水量、毛管持水量和田间持水量的转换函数,并对其预测精度进行了比较。结果表明:(1)回归分析方法总体预测效果比较理想,特别是田间持水量的平均误差(ME)和均方根误差(RMSE)都在3.397%以下,决定系数(R2)高达0.868;(2)BP神经网络方法的预测效果非常理想,各土壤水分常数平均误差和均方根误差都在4.685%以下,并且决定系数均在0.857以上;(3)Rosetta模型的预测效果相对较差,特别是饱和含水量和毛管持水量,平均误差(ME)和均方根误差(RMSE)相对较大,决定系数(R2)相对较小。3种方式中,BP神经网络方法所建立的毛管持水量和饱和含水量转换函数均为最佳,回归方法所建立的田间持水量的转换函数要好于BP神经网络方法和Rosetta模型,Rosetta模型对土壤水分常数的预测效果不如其他两种方式。研究可为青海三江源地区土壤水力特性参数研究以及区域尺度上土壤水分估算提供科学依据。