甘肃小陇山林区不同林分对土壤团聚体稳定性的影响

为探究甘肃小陇山不同林分对土壤团聚体稳定性的影响,选取小陇山林区3种典型林分(油松林、日本落叶松林、锐齿栎林)为研究对象,用Le Bissonnais中的快速湿润(FW)处理方法测定其不同土层深度(0—10,10—20,20—40 cm)土壤团聚体平均质量直径(MWD),并进一步研究土壤基本理化性质(土壤机械组成、SO...     

湿润速度对土壤表面强度和土壤团聚体结构的影响

为揭示地表结皮形成的物理机制和防止结皮形成的措施提供理论支持,该文以中国3种典型的土壤（黄土、红壤和黑土）为研究对象,采用2 mm/h（慢速）,10 mm/h（中速）,50 mm/h（快速）3种湿润速度,研究无降雨条件下不同湿润速度对土壤表面强度和土壤团聚体结构的影响。结果表明：不同湿润速度对3种土壤的表面强度的影响程度由大到小为黄土,黑土,红壤;3种土壤中,红壤的团聚体稳定性最好,其次是黑土,黄土最差;除黄土和红壤各自慢速湿润与中速湿润对平均质量直径（MWD）的影响差异不显著,其余各种土壤不同湿润速度对MWD的影响差异均显著。     

电解质对喀斯特地区土壤团聚体稳定性的影响

为研究电解质对喀斯特地区土壤团聚体稳定性的影响,及为喀斯特石灰土地区的土壤结构改善和该地区的农林生产提供理论参考,选取广西南宁马山县3种用地的石灰土作为研究对象,分析土壤团聚体在各浓度(0.00、0.05、0.10、0.20、0.50、1.00 mol/L)电解质(KCl、NaCl、MgCl₂)溶液中的稳定性和破碎过程。结果表明：(1) 电解质浓度＜0.10 mol/L时,随着电解质溶液浓度增大,破碎团聚体中5–3 mm粒径组分含量著降低,＜0.25 mm组分含量均明显增加。(2) 破碎实验中团聚体基本在第1 min内完成大部分团聚体的破碎,纯水中的团聚体破碎速率明显慢于电解质溶液。(3) 本研究在MWD值的基础上提出“团聚体动态稳定指数”概念,根据团聚体动态稳定指数可得,各土壤团聚体稳定性大小表现为：柑橘园＞桉树林＞坡耕地。综上,电解质显著影响喀斯特土壤团聚体稳定性,且在＜0.10 mol/L时团聚体稳定性随电解质浓度增大而先快速降低后缓慢降低；电解质溶液会显著提升团聚体的破碎量和破碎速度。     

添加水稻秸秆对不同类型土壤团聚体分布和稳定性的影响

以不同类型土壤(红壤、潮土、砂姜黑土)为研究对象,通过室内模拟试验,研究水稻秸秆添加对3种类型土壤水稳性团聚体分布及稳定性的影响。培养温度为28℃,培养时间为120d。研究结果表明:未添加水稻秸秆的3种类型土壤(对照组),微团聚体(250μm)占主体,2 000μm粒级水稳性团聚体含量最少。与对照相比,添加水稻秸秆后促使2 000μm粒级水稳性团聚体显著增加(p0.05),大团聚体(250μm)占主体。红壤、潮土、砂姜黑土试验组250μm水稳性团聚体比对照组增加的比例分别为35.6%,41.1%,22.0%,潮土的增加比例最为明显。3种类型土壤水稳性团聚体的平均重量直径(MWD),几何平均直径(GMD)显著增加(p0.05),分形维数(D)值、土壤不稳定团粒指数(ELT)显著减少,土壤结构和抗侵蚀能力明显得到改善,潮土的稳定性指标变化最为明显,团聚体结构改善效果最好。3种类型土壤0.25mm(R0.25)水稳性团聚体含量与GMD,MWD间呈极显著正相关关系(p0.001)。     

转移矩阵法评价土壤团聚体的稳定性

团聚体稳定性是土壤的基本性质,反映了土壤肥力的高低。在3个合理假设的基础上,通过建立干筛和Yoder法湿筛结果之间的转移矩阵,并通过不同径级团聚体的保存率构造了团聚体稳定性指数。该稳定性指数与文献结果具有良好的一致性,说明了转移矩阵方法可用于土壤团聚体稳定性的评价。同时利用该方法分析了不同径级团聚体抗破裂能力大小,发现降雨模拟、干湿循环(1次)、干湿循环(10次)和Yoder湿筛法影响的团聚体粒径并不相同。>0.25 mm水稳性团聚体含量虽然在整体上与团聚体的稳定性具有良好的相关性,但并不是随着>0.25 mm水稳性团聚体含量的增高,每个径级范围的团聚体稳定性增强。该方法可充分利用团聚体分析所得的信息,为进一步认识土壤团聚体的稳定性提供方法支撑。     

植茶年限降低土壤团聚体稳定性并促进大团聚体中钾素释放

  【目的】   研究植茶年限对土壤团聚体稳定性以及供钾和释钾能力的影响,以期为指导茶园土壤施肥、促进茶园生态系统可持续发展提供科学依据。   【方法】   采集四川省雅安市草坝镇茶园农业生态区植茶年限分别为5 a、10 a、15 a和30 a的原状土 (0—15和15—30 cm),利用湿筛法分离出粒径> 2 mm、0.25～2 mm、0.053～0.25 mm和 < 0.053 mm的土壤样品,分析其稳定性、各粒级土壤速效钾和缓效钾含量,并采用四苯硼钠 (NaTPB) 浸提法探讨了其有效钾释放特征。   【结果】   各植茶年限土壤均以大团聚体 (粒径> 0.25 mm) 为主,质量占比为75.87%～95.75%,但随植茶年限增加,土壤大团聚体比例显著减少 (P < 0.05),且各土层土壤团聚体平均重量直径 (MWD) 均明显减小。15 a和30 a的茶园土壤中同一粒级团聚体的土壤速效钾和缓效钾含量均高于5 a和10 a茶园。5 a和10 a茶园土壤中各粒级团聚体中速效钾含量分布较为均匀,15 a和30 a的茶园土壤速效钾含量随大粒级团聚体的增加而增高。土壤缓效钾在各年限茶园均表现为微团聚体 (粒径< 0.25 mm) 高于其他团聚体组分。各茶龄土壤不同粒级团聚体有效钾累积释放量在102.3～236.5 mg/kg,且呈现前期快、后期较稳定的趋势,释放过程均以扩散模型拟合程度最好。进一步比较表明,植茶15 a和30 a的土壤团聚体有效钾累积释放量明显高于植茶5 a和10 a时的土壤。   【结论】   茶园土壤中以大团聚体 (粒径> 0.25 mm) 的比例最高,但随植茶年限的增加,微团聚体 (粒径< 0.25 mm) 比例增加,土壤结构稳定性降低,特别是15—30 cm土层土壤。大团聚体的减少促进了土壤速效钾、缓效钾的释放,因而,植茶15 a和30 a的土壤速效钾含量较5 a和10 a的茶园高,但是会耗竭土壤钾库,不利于茶园的可持续利用。     

土壤原始颗粒对不同破碎机制下团聚体稳定性的影响

土壤团聚体是土壤结构的基本单元,其稳定性是描述土壤抵抗外力破坏作用的重要指标.目前常用的团聚体测定方法很少考虑到土壤原始颗粒对其不同破碎机制下稳定性的影响.以两种不同质地团聚体特征差异明显的壤质砂土和砂质黏壤土为研究对象,对土壤全样进行快速湿润(FW)、预湿润后震荡(WS)以及慢速湿润(SW)三种处理方式预处理以研究团...     

冰草根系生长发育对土壤团聚体形成和稳定性的影响

以陕北黄绵土为材料,采用德国生产的生长箱进行盆栽实验,研究冰草生长发育对土壤团聚体形成和稳定性的影响。实验设计包括5个生长期(15,30,45,60,75d)和各生长阶段的对照实验。研究结果表明,在75d冰草生长发育过程中,冰草根系生长发育对土壤团聚体的形成及其稳定性的影响不明显,而土壤干湿交替对土壤团聚体的影响大于冰草根系生长发育对土壤团聚体的影响。造成冰草根系生长发育对土壤团聚体稳定性影响不明显的主要原因是黄绵土团粒结构较差和冰草生长期较短。     

毛竹林地土壤团聚体稳定性及其对碳贮量影响研究

通过对集约经营毛竹林地土壤团聚体的测定,结果表明毛竹林地3个土壤层次各粒径团聚体分布特征为>5 mm的含量在土壤团粒结构中占主导地位,占总团聚体的比例为26.39%~42.38%;其次为1~5 mm含量,占14%~18%;<0.25 mm的含量最小,占2.31%~6.73%。毛竹林土壤团聚体平均重量直径平均值为0.90 mm,并且随着土壤层次的增加有逐渐增加的趋势。毛竹林地土壤总有机碳的积累与0.25~3.15 mm土壤团聚体中有机碳含量呈显著相关,与>3.15 mm和<0.25 mm团聚体有机碳含量相关不显著。毛竹林地0~20 cm土壤层中,分布在>5 mm和3.15~5 mm粒径土壤团聚体中的有机碳比例分别为14.86%和11.26%,低于20~40 cm和40~60 cm土壤。这也说明,长期集约经营毛竹林后,林地土壤有机碳含量下降的主要原因可能是>5 mm粒径土壤团聚体有机碳含量下降。     

Effect of long term crop rotations and rewetting of soil on stability

Abstract. Soils, of clay texture, were taken from two crop rotations in a long term trial, (i) maize - spring oats - maize, (ii) maize - spring oats - autumn oats - red clover, and from an adjacent uncropped fenceline. Wet sieving was preceded by wetting under vacuum, wetting under tension or by direct immersion. The undisturbed soil was the most stable; the inclusion of clover in the rotation improved aggregate stability. Direct immersion was most disruptive in disintegrating aggregates followed by vacuum and pre-wetting under tension.     

土壤初始含水率对膜孔灌湿润体特征的影响

为了研究膜孔灌中土壤初始含水率对湿润体特征及累积入渗量的影响,首先通过室内试验验证HYDRUS模拟西安粉壤土膜孔灌湿润体形状以及含水率分布的可靠性,然后基于HYDRUS模型模拟在不同初始含水率条件下膜孔灌湿润体的变化过程。结果表明:基于HYDRUS模型模拟的累积入渗量和湿润锋运移距离与室内试验结果的R~2均接近1,标准偏差绝对值均小于10%,拟合良好,表明HYDRUS模型模拟入渗过程的可靠性。膜孔灌湿润锋形状可采用椭圆方程表示。当初始含水率较小(不大于0.1 cm~3/cm~3)时,湿润体半径的含水率分布可采用椭圆方程表示;从膜孔中心到湿润锋表面,随着初始含水率的增大,湿润体内的含水率梯度减小,湿润体半径的含水率分布曲线由椭圆曲线逐渐转变为平缓曲线。基于湿润体含水率分布规律建立了考虑初始含水率的累积入渗量模型,累积入渗量与湿润体半径的三次方呈正比,湿润体半径可表示为湿润锋水平运移距离和垂向运移距离的几何平均值;对于不同的膜孔半径(1～5cm),模型计算累积入渗量与HYDRUS模拟值的R~2为0.99,标准偏差绝对值小于10%;对于粉土、粉壤土和壤土,当初始体积含水率不大于0.25 cm~3/cm~3算累积入渗量与HYDRUS模拟值的R~2为0.99,标准偏差绝对值小于10%,结果表明该模型对不同土壤质地和膜孔半径的适用性良好;该模型在计算作物灌水需求量方面优于Kostiacov模型等传统的经验模型。该研究揭示了不同初始含水率下的膜孔灌湿润体特征,并建立了累积入渗量模型,可为膜孔灌灌溉水量的计算提供参考依据。     

室内模拟降雨条件下土壤水分入渗及再分布试验

降雨入渗对城市绿化、防洪排涝、农业生产等方面有着重要的意义。采用室内模拟降雨,使用时域反射仪采集相关数据,从土壤含水率变化特征和湿润锋运移特点等方面,研究了在垂向一维条件下不同雨强降雨对水分入渗的影响,探讨在降雨条件下土壤水分的再分布情况,从而确定试验所用砂壤土保水性最优土层范围。结果表明：降雨结束后,土壤水分的再分布主要受土水势控制,随着时间的延长,蒸发作用逐渐占据主导地位;试验所用砂壤土的最佳保水性土层深度为20～35 cm,可为植物的选栽提供参考。     

长期施肥对华北农田褐土团聚体微结构与稳定性的影响

为定量分析不同施肥措施对华北农田褐土微观结构及稳定性的影响,该研究依托长期定位施肥试验,集成同步辐射显微CT（SR-μCT）与图像处理技术对不施肥（CK）、氮磷钾肥（NPK）和有机、无机配施（OF）三种处理土壤团聚体微结构及其稳定性进行定量分析,结果表明：经过26 a不同施肥处理,研究区土壤孔隙微结构与稳定性产生了实质性变化,其中长期OF处理土壤孔隙度、大孔隙率、狭长孔隙率、平均孔隙直径、平均弯曲度、孔喉平均表面积及平均质量直径等指标较CK处理分别提升了23.84%、145.71%、21.43%、37.16%、21.3%、51.12%和59.26%,表明长期OF处理显著改善了研究区土壤微结构,提升了团聚体稳定性。长期NPK处理与CK处理土壤团聚体在微结构特征与稳定性方面相似,但大孔隙（等效直径≥500 μm）率均显著低于OF处理（P<0.05）。研究结果可为农业土壤质量评价与保护提供支撑。     

不同改良剂对黄绵土水稳性团聚体的改良效果及其机制

通过室内土柱培养,采用聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,PAM)、沃特保水剂、β-环糊精、腐殖酸等4种土壤结构改良剂对黄绵土水稳性团聚体进行改良。结果表明:4种改良剂均可促进>0.25 mm水稳性团聚体的形成,在浓度0.05%～0.40%范围内,其改良效果表现为PAM>β-环糊精>沃特保水剂>腐殖酸,且黄绵土团聚体分形维数显著降低,尤以PAM改良效果最明显;在低浓度条件下,4种改良剂均可有效地降低土壤密度;土壤粒径分布表明,PAM改良黄绵土水稳性团聚体的机制是使<1 mm粒径的团聚体团聚为更大的团聚体,尤其是团聚为>5 mm的团聚体,PAM在4种改良剂中对黄绵土改良效果最好。阐明不同改良剂对黄绵土水稳性团聚体的改良效果及机制,可为合理利用改良剂改良土壤结构提供理论依据。     

无压灌溉土壤湿润体含水率分布规律与模拟模型研究

该文通过室内试验,分析研究了无压灌溉土壤入渗率变化过程和土壤湿润体内含水率分布规律。试验结果表明：无压灌溉的累计入渗量与时间呈幂指数关系,土壤入渗率趋于零是无压灌溉过程结束的标志。同时,引进场的概念,结合土壤含水率试验数据,建立了无压灌溉土壤湿润体内含水率分布的理论模拟模型,并用实测值进行了验证。该模型简单、实用、精度高,实测值与预测值之间具有较高的相关性,相关系数达0.899以上。该研究结果对大田土壤水分调节和管理具有指导作用。     

点源供水条件下残膜对土壤水分运移的影响

通过室内模拟试验,研究残留地膜对土壤水分运移的影响,阐明不同残膜污染水平下土壤水分入渗过程。试验共设置6个残膜梯度,采用马氏瓶恒压供水175 min,根据时间间隔记录马氏瓶读数和湿润面积,分析不同残膜污染水平下土壤水分入渗过程的差异。研究结果表明,残膜会阻碍土壤湿润锋的运移,残膜量在0~360 kg/hm2区间时,当湿润锋经过0~10 cm土层,湿润锋横向距离随着残膜量的增加呈现先减小后增加的变化,当湿润锋经过10~20 cm土层,横向距离随着残膜量的增加而逐渐降低。残膜对湿润锋的垂向运移有显著的阻碍作用,但残膜量的多少对湿润锋垂向距离变化没有显著影响。残膜的存在会提高土壤湿润比和稳定入渗率,残膜区土壤湿润体变小,水分滞留在湿润体内,影响水分在土壤中正常运移与分布。当残膜量达到720 kg/hm2时,残膜区土壤大孔隙比例增加,导致土壤优势流明显,与其他残膜处理相比,湿润锋的运移加快,湿润比和稳定入渗率降低。该研究从土壤水分运移角度阐明了残膜污染危害的过程和机理,为残膜污染的防治提供了理论的依据。     

竖管地表滴灌下风沙土稳定入渗率与湿润体估算模型

为了量化解决竖管地表滴灌过程中滴头流量与竖管结构参数(竖管直径和竖管埋深)、土壤湿润体与植物根系的匹配问题,该研究通过12组竖管内积水(2 cm水头)入渗试验(9组率定,3组验证),测定不同竖管直径(8.8、10.6、12.6、14.2 cm)和竖管埋深(15、20、25 cm)条件下风沙土累积入渗量变化过程,并采用P...     

土壤点源入渗自动测量系统监测滴头下土壤湿润过程

土壤水运动过程是滴灌系统设计和运行管理的重要内容。该研究采用点源土壤入渗自动测量系统,利用计算机可控数码相机和图像识别技术测量滴灌地表湿润面积和土壤湿润体随时间的变化过程。采用正三棱形有机玻璃土箱,设计一系列点源滴灌室内试验,获得点源滴灌入渗过程随时间的变化过程。试验采用3个流量:2、4及8 L/h处理,每个处理设置了3个重复。用数码相机每4 min拍摄一次地表湿润面积,用于计算地表湿润面积随时间的变化过程。同时,在1、2、3、4、6、8、10、12、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、140、160、180 min时刻,在贴在土箱侧面的透明胶片上,手工记录地表湿润面积和垂直湿润锋面随时间的变化过程。由测量系统根据记录的地表湿润面积随时间的变化过程自动计算得到土壤的入渗过程。通过入渗过程,计算得到滴头下地表土壤的湿润面积,由计算得到的土壤入渗率和计算得到土壤的湿润剖面,将计算结果与实测结果对比,检验测量的精度。结果表明,手工测量得到的地表湿润面积都略大于由土壤入渗自动测量系统计算得到的入渗率计算的地表湿润面积。由计算得到的入渗率预测的土壤入渗深度,略大于实测土壤入渗深度。计算得到前者的相对误差为2%~15%,后者的相对误差为1%~8%。说明土壤入渗自动测量系统,能够准确描述点源滴灌地表湿润过程及土壤入渗过程,并能预测不同流量下垂直入渗深度,测量方法可以为滴灌系统的设计提供相关参数。