模拟降雨条件下树脂包膜控释尿素对土壤氮素流失的控制效应

采用三种类型土壤,通过静水释放试验和模拟降雨试验方法,研究了树脂包膜控释尿素对土壤氮素流失的控制效应。研究结果表明,树脂包膜控释尿素具有良好的控制释放性能;在历次模拟降雨过程中,褐土、棕壤和红壤的平均产流强度均呈现出先上升后稳定平缓的趋势;树脂包膜控释尿素的控释性能有效推迟了土壤径流硝态氮和铵态氮流失高峰的出现;与普通尿素相比,施用树脂包膜控释尿素降低了土壤径流硝态氮和铵态氮以及总氮流失量的23.9%～30.4%,20.6%～30.8%,3.7%～7.9%,进一步证实了树脂包膜控释尿素的推广施用能够控制土壤氮素流失,是防治农业面源污染的有效措施之一。     

一种简易的土壤透气速率测定方法及其应用

以原状土壤为试验对象,基于传统常压测定法设计出一种简单而准确的土壤透气速率测定方法。研究结果表明:该方法克服了传统常压测定法变压测定过程导致精度降低的问题,同时又具备简单易行的优点。运用该方法对长期定位试验土壤进行研究,发现长期配施有机无机肥可提高红壤稻田耕作层土壤透气速率,改良土壤通透性。     

土壤容重对黑土坡面养分流失的影响

为深入了解土壤容重对黑土区坡面养分流失的影响,在沈阳农业大学水利试验基地,采用室内人工模拟天然降雨的方法,对不同容重条件下的黑土坡面养分流失进行研究。试验结果表明:土壤容重是影响坡地溶质迁移以及坡面降雨产流产沙的重要因素。土壤容重在0.8~1.3g/cm~3间变化时,随泥沙流失的养分与径流水样中养分的流失呈现出相似规律。随着容重增大,径流系数变大,产流时间提早,入渗率减小,溶质(N、P、K)的流失量增加。在产流初期,径流强度增加显著,径流硝态氮衰减速率快,10min内基本达到本底值,同一时段径流水样中PO_4~(3-)-P和K~+浓度升高,而产流后期,溶质浓度含量由于土壤发生面蚀甚至沟蚀而随容重呈相反变化。土层湿润锋深度随容重增大而变浅,容重为0.8g/cm~3时,湿润锋可达15cm,容重为1.4g/cm~3时,仅淋失到地表11cm深处,且表层土壤容重对硝态氮在土层中流失的影响大于对速效磷和速效钾流失的影响。当容重增大至1.4g/cm~3时,土壤结构坚实,养分浓度有所降低,流失量小,土壤流失情况减弱,说明采用适当的耕作措施改变表层容重可有效控制土壤侵蚀的发生。通过数学模拟分析,也进一步证实了幂函数是较为适于模拟黑土区溶质流失变化过程的模型。     

电解质对土壤水土迁移特征的影响

以不同浓度的Ca(NO3)2电解质溶液为水源,在大雨强高坡度下进行降雨模拟,研究紫色土水土迁移特征,试图探索在较强的物理破坏下电解质作用对土壤侵蚀的影响.结果表明:自来水降雨对土壤中的电解质产生很强的稀释效应,改变土壤表面电场而产生强大的化学分散力(水合斥力和静电排斥力),因而产生土壤强烈的分散.降雨中加入的Ca(NO3)2电解质屏蔽了土壤电场而减弱了这种化学分散力,因而减弱了土壤分散,增加了渗透,减缓了水土流失的进程,这种作用随着降雨中Ca(NO3)2浓度的增高而增强.因此土壤侵蚀的根本原因是土壤电解质及其浓度控制下的化学分散力.     

不同pH降雨淋溶对原状水稻土土壤酸化的影响

采用原状土柱定时定量淋溶的方法,用pH为2.5,4.5和6.5的模拟降雨淋溶了太湖地区典型的水稻土-黄泥土.淋溶量为5 L/柱,研究原状土柱土壤淋溶后酸碱性变化及盐基离子的淋洗规律.结果显示,不同pH降雨淋溶后,土壤仍处在初级缓冲体系,即阳离子缓冲体系,但大量的盐基离子被淋溶出土体,淋出液的pH都在7.4以上,各淋溶处理淋出量最大的是Ca2+,淋出率最高的则为Mg2+,Na+和K+淋出量明显小于前两者,K+淋出量则最小,各处理间的各盐基离子的淋出量随淋溶液pH的降低而上升.淋溶后的土柱土壤pH和酸碱缓冲容量都出现下降,与淋溶前土壤相比,PH 2.5的处理0-10 cm土层和10-20 cm土层,土壤pH下降0.65,0.30个单位;PH 4.5的模拟降水处理降幅分别为0.42,0.04个单位;PH 6.5的模拟降水降幅为0.08,0.15个单位,各处理20-40 cm土层的pH则受模拟降雨的影响较小;同时采用酸碱滴定法测定了初级缓冲体系下各处理土壤的酸碱缓冲容量,结果显示0-10 cm土层,土壤酸碱缓冲容量降幅最大,和试验前处理土壤对应的土层相比,pH2.5,4.5,6.5的降雨处理降幅分别为31.83%,19.58%,15.59%,各pH 2.5,4.5,6.5的降雨处理10-20 cm土层降幅分别为23.93%,14.73%,7.17%.而各降雨处理20-40 cm土层降幅都小于5%.研究表明,虽然模拟半年度不同pH降雨淋溶处理下,大量盐基离子从土体表层被置换淋洗,导致表层土壤pH的降低,相比之下,不同pH的模拟降雨对土壤的酸化作用随pH的降低而上升.虽然淋溶后各处理土壤仍处在初级缓冲体系,但其表层土壤酸碱缓冲容量的下降必将加速土壤的进一步酸化.     

模拟酸雨对碱性农田土壤酸缓冲容量的影响

采用模拟降雨设备,用改进的酸碱滴定曲线法研究了pH值分别为3.0,3.5,4.0,4.5和5.0的酸雨在降雨量达到120 mm,240 mm,360 mm和480 mm时土壤酸缓冲容量的变化情况.结果表明,酸碱滴定曲线法适用于天津碱性农田土壤,使北方碱性土壤酸缓冲容量降低的酸雨pH临界值可能在3.5左右.降雨量对土壤酸缓冲容量有明显影响,酸缓冲容量变化率K在120 mm处理时有最大值,并随降雨量增加有降低趋势.     

土壤大孔隙形态对喀斯特区水土漏失过程的影响

在岩溶作用下,喀斯特土壤—表层岩溶带耦合发育,上覆土壤中大孔隙与下伏表层岩溶带中裂隙、管道存在密切的水力联系,然而土壤大孔隙影响土壤—表层岩溶带系统中水土漏失的过程机理尚不清楚。通过人工模拟降雨试验,采用试验微区模拟不同土壤大孔隙形态（出露型、浅埋型、深埋型）,并以全土微区为对照,探讨了土壤大孔隙对喀斯特地区水土漏失过程的影响。结果表明：与全土微区相比,土壤大孔隙的存在明显加速了水分的垂直渗漏,其对水分渗漏量的影响表现在峰值不同（出露型 > 浅埋型 > 深埋型 > 全土）。土壤大孔隙也给土壤漏失带来风险性,不同形态土壤大孔隙间土壤漏失存在显著差异,表现为出露型 > 浅埋型 > 深埋型 > 全土。本研究中土壤漏失量总体较少（<10 g）,土壤强烈漏失现象只在极端状况下发生（雨强为120 mm/h的出露型土壤大孔隙微区）。漏失泥沙主要以粒径<2 mm的小颗粒为主, > 5 mm的大颗粒仅出现在出露型土壤大孔隙微区。土壤漏失因子（土壤漏失量、漏失土壤细颗粒含量）与水分渗漏因子（水分垂直渗漏出流时间、水分渗漏量）存在显著相关关系,说明土壤漏失主要受到水文过程的驱动。土壤大孔隙形态和降雨强度控制了水分渗漏过程,进而影响到土壤漏失过程。研究结果可为该区石漠化治理和地下水污染防控提供科技支撑。     

模拟酸雨对荔枝果园土壤磷素等温吸附与解吸特性的影响

采用等温吸附试验方法研究了模拟酸雨对荔枝果园土壤磷的吸附与解吸特性的影响。试验结果表明,不同处理间土壤对磷的最大吸附量(Xm)为pH2.5>pH4.5>CK=pH6.5,其中pH2.5的酸雨淋溶处理对磷的最大吸附量(Xm)与其它处理间差异显著;土壤吸附磷的解吸量(Xd)分别与相应的吸附量(X)和原平衡溶液浓度(C)呈显著的指数相关和线性相关,随着土壤对吸附量的增加,土壤磷的解吸量呈指数增长。     

模拟降雨下土壤剥蚀率和水流含沙量的关系

为了确定坡面土壤剥蚀率与水流含沙量的关系,利用变坡土槽模拟降雨试验,对剥蚀率和含沙量关系及其影响因子进行系统分析。结果表明,土壤剥蚀率和水流含沙量与雨强的关系较为密切,土壤剥蚀率和水流含沙量随雨强的增加而增加;坡度对土壤剥蚀率有一定影响,在试验的坡度和流量范围内剥蚀率、含沙量随坡度增加呈先增加后减小趋势,24°为临界坡度;土壤剥蚀率与水流含沙量之间呈幂函数关系,两者相关性显著(Dr=aSbc,其中0.01a0.05,0.9b1.4)。     

降雨强度和坡度对土壤氮素流失的影响

采用人工模拟降雨的方法,研究了不同雨强(30,50,65,100mm/h)和坡度(0°,5°,10°)下粘质土坡面土壤氮素流失过程,以及雨强、坡度对单位面积土壤氮素流失量的影响。结果表明:(1)降雨过程中,随着雨强和坡度的增大,氮素流失的浓度和总量都会相应增加,且雨强和坡度越大,氮素流失浓度变化越快,径流浓度稳定时间越早;(2)不同雨强下坡度与单位面积土壤氮素流失量呈线性相关,且随着雨强的增大,坡度对单位面积土壤氮素流失量的影响变小;不同坡度下雨强与单位面积氮素流失量的线性关系显著,当雨强一定时,坡度的改变对氮素流失量的变化速率影响不大;(3)雨强和坡度与单位面积氮素流失量之间有显著的线性关系,相关系数达到0.978 9~0.982 0;(4)相同条件下,雨强对氮素流失量的影响比坡度大;(5)在降雨过程中,累积径流量与3种形态氮的累积流失量之间有显著的线性关系,相关系数达到0.914 5~0.961 1。     

用于土壤侵蚀试验的降雨模拟器研究进展

述评悬线式、针头式、管网式、喷头式4种降雨模拟器的特性及其应用现状与前景。悬线式和针头式降雨模拟器具有降雨强度下限低、均匀性好等优点,但在模拟降雨时,控制面积小,雨滴粒径偏大而且单一,所以应用渐少。管网式与喷头式降雨模拟器所产生的雨滴粒径与能量分布与天然降雨更为接近,广泛应用于土壤侵蚀试验研究中。目前,智能化、自动化、大型化的降雨模拟大厅不断涌现,同时根据雨滴发生基本原理搭建的手控、简易的降雨模拟器仍有其强大的生命力。     

土壤侵蚀降雨物理学简论

土壤侵蚀降雨物理学是一门尚待建立的学科。从土壤侵蚀降雨物理学的概念出发,探讨土壤侵蚀降雨物理学的主要内容及其与相关学科的关系,在回顾土壤侵蚀降雨物理学的相关理论发展简史的基础上,认为土壤侵蚀降雨物理学是气象学、水土保持学的交叉学科,是值得发展的新学科。     

重庆地区紫色土和紫色泥岩物质组成与微结构研究

根据紫色土与紫色泥岩的X-射线矿物鉴定、粒度分析、电镜鉴定及野外观察,研究了紫色土与紫色泥岩的矿物组成、粒度组成及其易发生侵蚀的原因。结果表明,紫色土与紫色泥岩矿物成分与含量差异很小,均以石英和长石为主,黏土矿物中蒙脱石含量较其他矿物多;粒度成分也非常接近,以粉砂和黏粒为主。紫色土以碎屑粒状孔隙充填式胶结微结构为主,另有少量粒状接触胶结微结构和粒状块状胶结微结构,胶结物以黏土为主,仅含有3%左右的Fe2O3化学胶结物;紫色泥岩微结构的突出特点是微型片结构和微型块状结构占主要地位。蒙脱石的较高含量指示紫色泥岩与紫色土为膨胀类岩土。紫色泥岩与紫色土在湿润气候条件下的频繁胀缩是它们易于发生物理风化和易受侵蚀的主要原因,微型块状结构、微型片状结构和密集微型裂隙也是其抗蚀性差的重要原因。紫色泥岩的微型块状与微型片状结构和密集微型裂隙主要是在成岩过程中产生的,是原始沉积形成的大量球形、椭球形黏土形态受到成岩过程中挤压作用的结果。     

人工降雨条件下施加粉煤灰对耕作土壤结构和水土流失的影响研究

利用人工模拟降雨试验,研究了0°～20°坡度下的耕作土壤施加0～10%的粉煤灰后,对土壤结构和入渗、产流、产沙的影响。研究结果表明：随农田耕作层中粉煤灰含量的增加,土壤入渗速率明显加快,含10%粉煤灰土壤的入渗速率,较对照(土壤不加粉煤灰)提高了55.34%;施加粉煤灰降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度,含10%粉煤灰的土壤,在10°坡时的容重较对照减小了17.42%,而孔隙度提高了9.84%;坡面产流量和土壤流失量降低,含10%粉煤灰的土壤,在20°坡时的产流量仅为对照的26.87%。因此,施加10%的粉煤灰,可有效改善土壤结构和蓄水减沙,具有较高的实用价值。     

建设项目水土流失现状与综合治理对策

根据“中国水土流失与生态安全综合科学考察项目”中“建设项目水土流失研究课题”所取得的相关成果,总结全国“十五”期间建设项目的概况、建设项目所造成水土流失的特点、水土流失量及其分布特点,从法制建设与宣传教育、科研和技术支持体系建设等方面对建设项目水土流失综合治理工作提出了对策建议。     

Contribution of sewage sludge to erosion control in the rehabilitation of limestone quarries

The aim of this study was to evaluate the effects of high doses of municipal sludge on soil aggregation and to assess its value for soil erosion reduction, both under natural and in simulated rainfall conditions. Doses of 200 and 400 Mg ha⁻¹ sewage sludge (dry weight) were applied to the soil of experimental plots situated on a 28 degree slope. Two sludge application procedures were tested: pre-mixing into the soil before disposal on the slope, and direct application on the soil surface. Sheet erosion was measured by collecting the sediment carried down to a Gerlach trough situated at the base of the plots. Simulated rainfall, with an intensity of 64 mm h⁻¹, was applied to evaluate soil erodibility. When the soil had no vegetation, the erosion measured on plots treated with sludge represented less than 10 per cent of the erosion from the control plot. Even when the vegetation was well developed, the erosion was also lower in the plots where sludge had been applied. In simulated rainfall, the soil loss was inversely proportional to the sludge dose, and when sludge was applied directly on the soil surface the erosion rates and particle mobilization caused by raindrop impact were minimal. Sludge amendments increase infiltration rates and improve soil structure, increasing the mean weight diameter of aggregates and their water resistance.     

降雨侵蚀因子和植被类型及覆盖度对坡耕地土壤侵蚀的影响

为探讨降雨和植被对辽西褐土区农耕坡地土壤侵蚀的影响,2006-2010年采用坡面径流小区观测法研究了天然降雨条件下降雨侵蚀因子、植被覆盖度、植被类型对坡耕地地表径流量、土壤侵蚀量的影响。设5°和10°两个坡度水平,以甘薯和谷子为供试作物,2006-2007年对照区为天然荒草地,2008-2010年为裸坡地。结果表明,甘薯地径流量和侵蚀量与降雨量(R)、最大30 min雨强(I_(30))、R×I(平均雨强)、R×I_(30)正相关显著(P0.05);裸坡地径流量与R、R×I_(30)正相关显著(P0.05),侵蚀量与I_(30)、R×I_(30)正相关显著(P0.05),与降雨量相关不显著(P0.05)。甘薯地和裸坡地的径流量和侵蚀量与平均降雨强度正相关均不显著(P0.05)。回归分析表明,降雨量主要影响径流量,最大30 min雨强主要影响侵蚀量。中、高雨强下,侵蚀量与径流量显著正相关(P0.01)。甘薯地径流量和侵蚀量与植被覆盖度呈显著负指数关系(P0.05)。5°坡耕地,不同植被类型侵蚀量为甘薯地荒草地谷子地;10°坡耕地,荒草地侵蚀量总体最少。多元回归分析表明,对土壤侵蚀的影响为地表径流降雨侵蚀力(R×I_(30))植被覆盖度。通过连续5 a坡面径流小区观测,初步探明降雨和植被对辽西褐土区农耕坡地土壤侵蚀的影响,可为该区坡耕地土壤侵蚀的有效防治提供一定的理论依据和技术支撑。     

暴发性水土流失防治思路探讨

滑坡与泥石流联系密切.滑坡、泥石流灾害属于水土流失的范畴,是与经常性水土流失相对应的暴发性水土流失类型,其造成的损失巨大,对它的防治要引起足够的重视,要彻底防治必须按照综合防治策略进行,最终效果要用综合效益进行全面评估.     

天然降雨条件下3种土壤坡面的侵蚀过程及颗粒组成

选取南方红壤侵蚀区3种典型的侵蚀土壤坡面和3场具有代表性的天然降雨,在同等试验条件下对其产流产沙规律及降雨前后坡面土壤颗粒组成进行对比。结果表明：在相同的侵蚀条件下,3种土壤的径流量表现为紫色土〉花岗岩红壤〉第四纪红黏土;产沙量表现为花岗岩红壤〉紫色土〉第四纪红黏土;通过降雨前后3种土壤表面的颗粒组成比较发现,3种土壤表面颗粒均有粗化的趋势。大量细颗粒的流失,是造成土壤退化乃至生态恶化的重要原因。     

浅论节水灌溉与水土流失

节水灌溉广义上包括水源开发与优化利用措施、农业耕作栽培、节水技术措施以及节水灌溉技术措施等.这些措施会单独或联合作用而改变影响土壤侵蚀发育的某些因子,从而起到减弱土壤侵蚀、保持水土的作用.笔者从不同的节水措施着手,综述它们对保护、改良及合理利用山丘区水土资源,改变坡面微小地形,增加地面粗糙率和植被覆盖率,拦蓄降水,减缓地表径流,减少土壤冲刷,改良土壤结构,增加土壤抗蚀、渗透、保水性能等方面的作用.