冻融循环对农田黑土可溶性氮组分的调控效应

为深入了解非生长季农田黑土氮素转化过程,采用室内冻融模拟培养试验研究不同冻融因子[冻融温度(冻结温度:-3、-6、-9、-12、-15℃;融化温度:2、5℃)、冻融循环次数(1、3、6、10、15;在-3℃冻结6 d、2℃融化1 d为1个冻融循环次数)、水分含量(10%、20%、30%)]对农田黑土可溶性氮组分含量的影响。结果表明,较大的冻融温差(-15～-12℃/2～5℃)、适宜的冻融循环次数(1～3)和水分含量(20%～30%)是影响农田黑土可溶性氮组分含量的主要驱动因子。随着冻结温度降低,冻融土壤可溶性无机氮(DIN,NH_4~+-N+NO_3~--N)和可溶性全氮(DTN)含量均显著增加,以-15℃冻结时最大分别为89.84、101.99 mg/kg,而可溶性有机氮(DON)含量的变化行为受融化温度的协同影响。随着融化温度升高,冻融土壤DIN、DON和DTN含量均无显著性变化。随着冻融循环次数增加,冻融土壤DIN含量显著降低,以循环次数15时最小(83.21 mg/kg),而DON和DTN含量均先升高后降低,分别在循环次数6和3时达到最大值。随着水分含量增加,冻融土壤DON和DTN含量均显著增加,以水分含量30%时最大,分别为20.57、107.62 mg/kg,而DIN含量无显著性变化。可见冻融作用显著促进非生长季农田黑土氮素转化,有利于土壤有效氮的累积。     

冻融循环对农田黑土微生物量氮及酶活性的影响

为了深入了解非生长季农田黑土氮素转化过程及酶学响应行为,采用室内冻融模拟培养试验研究了不同冻融因子(冻融温度、冻融循环次数、水分含量)对农田黑土微生物量氮(MBN)及蛋白酶、硝酸还原酶活性的影响。结果表明,较大的冻融温差(-15～-12℃/2～5℃)、适宜的冻融循环次数(6～15)和水分含量(20%～30%)是影响农田黑土MBN含量及蛋白酶、硝酸还原酶活性的主要驱动因子。随着冻结温度降低,冻融土壤蛋白酶活性先升高后降低,MBN含量显著降低,这与硝酸还原酶活性的变化行为正好相反。随着融化温度升高,冻融土壤MBN含量、蛋白酶及硝酸还原酶活性均无显著性变化。随着循环次数增加,冻融土壤MBN含量和硝酸还原酶活性均先升高后降低,而蛋白酶活性则显著升高。随着水分含量增加,冻融土壤MBN含量先升高后降低,蛋白酶活性显著升高,这与硝酸还原酶活性的变化行为正好相反。可见,冻融循环对农田黑土氮素转化及土壤酶活性具有重要影响。     

土壤水分蒸发与吹风的关系

通过室内模拟试验,建立了不同吹风时间及吹风强度下的土壤水分蒸发动力学模型,在此模型中,土壤水分蒸发量W与时间对数(1nt)呈直线正相关.吹风时间和吹风强度对土壤水分初始蒸发量影响较大,随着时间推移,影响强度减小.同时对不同水分条件下吹风强度与土壤水分蒸发关系的研究表明,当初始含水量较高时,吹风强度越大,水分损失量越大;反之,水分损失量越小.     

不同耕作方式对黑土区农田土壤物理特性的影响

为探讨耕作方式对黑土区农田土壤物理特性的影响,2016年6—9月在内蒙古自治区呼伦贝尔市阿荣旗试验区设置3种耕作方式深松(SS)、免耕(MG)及常规耕作(CK),分别采集0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm土层的土样,对土壤容重、含水量、土壤渗透速率及土壤孔隙度进行调查。结果表明：3种耕作方式土壤容重及含水量均表现为SS>CK>MG;土壤入渗特征表现为初始入渗率>平均渗透率>稳定入渗率;土壤入渗速率及累计入渗量表现为SS>CK>MG;土壤孔隙度以SS处理下最高且随着月份的增加土壤孔隙度降低。主成分分析表明,初始入渗速率和渗透总量对不同耕作方式最为敏感,可以作为考察东北黑土区农田耕作效应与缓解黑土地退化的评价指标。由综合得分可知,不同耕作方式下土壤性能优劣表现为SS>MG>CK。综上,深松耕作可以有效的降低土壤容重,提高土壤含水量,促进土壤渗透能力;免耕更有利于水分的保持,降低土壤的无效蒸发。     

贡嘎山东坡亚高山森林土壤水分动态变化分析

根据贡嘎山东3000m处观测实验站记录资料,分析土壤水分含量动态变化,初步结论如下:裸地土壤含水量在高于次生林地且变化幅度大;土壤上层水分含量比下层低且变化幅度大;土壤水分含量动态变化与降水、蒸发关系不很密切;除11月中下旬至次年4月上旬为冻结期外,5～10月土壤水分含量变化可大致划分以下三个阶段:融冻上升期、水分充足稳定期、水分含量下降期。     

水稻灌浆期冠-气温差与土壤水分和气象因子的关系

在水稻灌浆结实期进行不同梯度水分胁迫处理,研究该时期水稻冠-气温差(冠层-空气温差)与土壤水分及气象因子间的关系.结果表明,灌浆期水稻冠-气温差与土壤水分含量关系密切,总体来说,土壤含水量越低,冠层温度越高,冠-气温差的算术值越大,而且冠层温度一般来说都低于气温,灌浆前期表现得尤为明显.冠层温度与气象因子中的大气温度、太阳辐射呈极显著正相关,与空气湿度呈极显著负相关,与风速呈负相关但不显著.一天中,不同水分处理间冠-气温差差别最大的时间在各灌浆时期表现不同,但基本集中于12:00～15:00.     

白浆土的水分性质和水分动态

通过试验和调查研究,发现大部分白浆土的干燥度在1.00～1.27之间,各土层的水分性质差异显著。白浆土水分变化可分为冻结凝聚期,融冻返浆期,初夏干旱期,伏雨湿涝期和秋夏稳定期。研究表明,调节土壤水分是利用改良白浆土的首要问题。     

连续周年耕作对砂姜黑土农田蓄水保墒及作物产量的影响

【目的】筛选利于改善黄淮区砂姜黑土农田蓄水保墒效果及提高作物产量的夏玉米-冬小麦周年耕作方式。【方法】在秸秆全量还田条件下设置5个夏玉米季-冬小麦季周年耕作方式处理:免耕-旋耕(对照)、免耕-深耕、深松-旋耕、深松-免耕、免耕-免耕,通过多年定位试验研究周年耕作方式对砂姜黑土农田土壤容重、土壤水分及作物籽粒产量的影响。【结果】与对照处理相比,免耕-深耕处理显著降低夏玉米收获期15—25 cm土层土壤容重和冬小麦收获期20—35 cm土层土壤容重,深松-免耕和深松-旋耕处理显著降低夏玉米收获期15—40 cm土层土壤容重和冬小麦收获期20—25 cm土层土壤容重,而免耕-免耕处理显著增大夏玉米收获期0—10 cm土层土壤容重和冬小麦收获期5—20 cm土层土壤容重。免耕-深耕、深松-旋耕和深松-免耕处理显著增加夏玉米收获期0—40 cm土壤贮水量,而深松-旋耕和免耕-免耕处理却降低冬小麦收获期0—40 cm土壤贮水量。与对照免耕-旋耕处理相比,深松-免耕处理提高夏玉米-冬小麦整个周年内20—40 cm土层土壤含水量,免耕-免耕处理提高作物收获期40—160 cm土壤含水量,而深松-旋耕处理在冬小麦收获期则降低40—160 cm各土层土壤含水量。深松-旋耕和深松-免耕处理显著增加夏玉米-冬小麦周年籽粒产量,增幅分别为7.67%和10.21%,免耕-深耕处理冬小麦籽粒产量增加而夏玉米产量降低,最终周年籽粒产量降低0.44%,免耕-免耕处理夏玉米-冬小麦周年籽粒产量降低2.19%。【结论】深松-旋耕和深松-免耕处理能够降低土壤容重、提高作物籽粒产量,其中深松-免耕处理能够改善土壤蓄水保墒能力,产量及经济效益增加效果较优,可作为相对较适宜的黄淮区砂姜黑土农田夏玉米-冬小麦周年耕作方式。     

旱地马铃薯覆膜免耕对土壤典型理化性状的影响

为研究旱地马铃薯覆膜免耕对土壤典型理化性状的影响,对该模式下农田土壤水分、温度、容重及养分的变化进行探究。结果表明,随覆膜免耕年限的延长,0～40 cm土层的土壤容重逐步增加,且以0～10 cm土层的土壤容重增幅最大;0～100 cm土层内土壤含水量也随免耕年限的延长而增加;覆膜免耕有效增加土壤表层有机质和全氮含量,而速效钾含量在15～30 cm土层呈增加趋势。     

红壤水分扩散率和入渗性能的研究

研究了鄂东南５种母质发育的红壤水分扩散率和入渗性能,结果表明：土壤水分扩散率随土壤含水量的变化而变化,在含水量较高的情况下,表土层的土壤水分扩散率高于心土层和底土层;在低含水量的情况下,表土层的土壤水分扩散率低于心土层和底土层,影响土壤水分扩散率的主要因素是土壤容重。供试土壤水分稳定入渗速率均是表土层大于心土层和底土层,不同母质发育的土壤表土层以石英砂岩和花岗岩发育的红壤稳定入渗速率较大。,ｎ＝１７）,这是由于混状土柱的土壤水分扩散率主要受土壤总孔隙度的影响,容重小,总孔隙度大,土壤水分扩散率大。     

日光温室内土壤温度对土壤含水率变化的影响

为探究土壤表层的含水率随土壤温度变化的规律,以呼和浩特地区的日光温室室内土壤为研究对象,利用土壤水分-温度传感器测试土壤含水率和土壤温度,采用Gaussian函数多峰拟合和线性拟合方法对土壤温度与含水率的关系进行拟合分析。结果表明:在3个试验区域的不同深度土层内,土壤含水率随土壤温度的变化均呈现线性变化规律,且越接近土壤表层,线性关系越显著。通过拟合方程得到的含水率计算值与实测值相对误差小于5%。本研究对日光温室内土壤环境的监测与控制具有指导意义。     

保护性耕作对黑钙土水分及温度的影响

以黑龙江省兰西县黑钙土为研究对象,在常规、免耕、秸秆覆盖3种耕作处理下,研究了玉米田不同深度下土壤水分及温度的动态变化.结果表明,保护性耕作可以增加土壤水分,以20 cm土层内效果明显.3种耕作处理的土壤含水量差异不大,秸秆覆盖处理增加水分的效果最好,秸秆覆盖处理的土壤含水量略高于免耕处理,保护性耕作对增加20 cm以...     

黑土坡耕地水保措施下土壤水分时空变异分析

利用经典统计学和地统计学对黑土坡耕地水保措施下土壤水分含量的时空变异规律进行研究,结果表明,黑土坡耕地土壤水分呈现中等强度的空间异质性,水土流失对土壤含水量的影响可达2 km,采取水保措施可逐渐减弱其空间异质性,对土壤水分的影响可缩短到100 m以内。不同水保措施对减弱土壤水分空间变异程度表现不同,其中梯田和地埂植物带最为显著。合理使用人工水保措施是黑土坡耕地高效管理的重要措施。     

高分子树脂保水效果研究

采用田间小区试验和室内模拟试验相结合的方法 ,研究了高分子吸水树脂 IM- 4 0 0对保持土壤水分、抑制土壤水分蒸发的效果。研究结果表明 ,该吸水树脂能有效地减少土壤水分蒸发。在田间小区试验条件下 ,种植玉米施用树脂可减少坐水量 6 0 %～ 80 % ,在播后 6 0 d内无明显降水情况下 ,土壤水分比对照高 2 .4 1个百分点。在室内条件下 ,高分子树脂显著降低了土壤水分蒸发量 ,对砂土效果尤为明显。试验结果还证明 ,这种树脂可以反复吸水保水 ,有效时间可达 2个月以上 ,从而保证从大田作物播种到雨季开始这一时段对作物的供水     

高速公路绿化带土壤水分动态变化规律研究

【目的】研究高速公路绿化带边坡的土壤水分动态变化规律,旨在为高速公路生态绿化提供参考。【方法】2009年4-11月对河北固安县廊涿高速各观测点(阳坡、阴坡、平地及中央隔离带)不同土层深度(0~40cm)含水量及降雨量进行连续观测,分析了高速公路绿化带土壤水分的动态变化规律。【结果】4-5月,各观测点土壤含水量持续下降;5-8月,各观测点土壤含水量迅速增加,并保持在较高水平;8-10月,各观测点土壤含水量逐渐降低;10-11月,各观测点土壤含水量稳中有升。各观测点表层(0~10cm)和下层(10~20cm)的土壤含水量波动较大,变异系数平均值为28.39%和24.85%,深层(20~40cm)土壤含水量的变化明显减弱,变异系数平均值为19.41%。在0~40cm土层,中央隔离带的土壤含水量较高,阴坡和阳坡次之,平地最低。【结论】高速公路边坡土壤水分的季节性动态变化规律显著,且与降雨规律一致。5-10月的土壤水分条件最好。土壤水分的空间变化可分为速变层(0~20cm)和活跃层(20~40cm)2个层次。各观测点中,中央隔离带的土壤水分条件最好,阴坡和阳坡次之,平地土壤水分条件最差。     

电阻式土壤含水率非扰动连续测量装置的研究

介绍了一种电阻式土壤含水率非扰动连续测量装置;阐述了电阻式土壤水分传感器的结构与工作原理;分析推导了传感器电阻、土壤水势及土壤含水率之间的关系;同时介绍了测量装置的接口电路、单片机数据采集、处理、计算与控制系统的硬件结构及应用程序框图。试验表明,该装置测量速度快、测量精度高,具有显示直观、操作方便、便于携带、适用范围广的优点。     

不同肥力塿土、棕壤磷酸酶活性对土壤培养温度和含水量的响应

为研究土壤培养温度,含水量和肥力差异对土壤磷酸酶活性的影响,采用室内培养,以不同肥力(CK、NPKM)长期定位试验土壤(塿土、棕壤)为供试土壤,分别设定3个培养温度(-20、4和25℃)和3个水分处理(10%、25%和40%),避光培养2个月,测定土壤磷酸酶活性变化。结果表明:1)土壤磷酸酶活性变化对培养温度响应不敏感;2)培养的土壤含水量显著影响土壤磷酸酶活性变化,且与土壤肥力关系密切。对于含水量25%处理,低肥力CK在土壤含水量为40%时,磷酸酶显著增加50%以上;3)土壤有机磷浓度与土壤磷酸酶活性呈正相关,相同土壤有机磷浓度时,棕壤的磷酸酶活性始终大于塿土。因此,土壤水分是影响低肥力土壤有机磷积累-矿化动态平衡的重要因素,而有机磷浓度是决定土壤磷酸酶活性主要因素之一。     

上海农田杂草发生与消长研究——土壤湿度对农田主要杂草发生的影响

温度和土壤湿度都是杂草发生必不可少的重要条件。不同类型的杂草种子只能在一定的含水土壤中发芽出苗。鸭舌草等水生杂草种子只能在30～50%含水土壤中发芽,以40～50%的含水土壤中发芽率最高,发芽最快。绿狗尾等旱生杂草种子能在10～50%的含水土壤中发芽,以15～30%含水土壤中发芽率最高,最快,而在40～50%的含水土壤中发芽率反而下降。牛繁缕、稗草等湿生杂草种子能在10～50%的含水土壤中发芽,以15～30%的含水土壤中发芽率最高,发芽最快,在40%以上的含水土壤中反而发芽率略低,发芽势慢。     

土壤水分变异对降雨和植被的响应

在我国半干旱地区水土流失严重的黄土高原,开展土壤水分的时空变异研究有着极其重要的生态意义,是土地可持续利用的基础。该文利用时间序列分析方法,研究了黄土高原丘壑区降雨、植被对土壤水分特征变化的影响。结果表明,红豆草和豌豆的表层土壤含水量对降雨响应速度快于油松土壤含水量;水分入渗增湿与同期降雨量密切相关;土壤含水量对降雨的响应时间随土层深度的增加而变长。     

基于指数滤波法的中国区域深层土壤水分估算

微波遥感技术已经可以实现区域尺度表层土壤水分的观测,但是与生态、水文和农业等领域更密切相关的是深层土壤水分,如何实现由表层土壤水分估算深层土壤水分仍是亟待解决的科学问题。本研究利用中国区域2 121个土壤水分观测站点的多层土壤水分数据(统计数据未含港、澳、台地区。下同),基于10 cm土壤水分,应用指数滤波法分别估算20、30、40和50 cm深度的土壤水分。结果表明：1)随着土壤深度的增加,指数滤波法的估算精度逐渐下降,NSE(纳什效率系数)中值对应4个深度分别为0.76、0.54、0.39和0.28,R²(决定系数)中值分别为0.86、0.73、0.64和0.59,RMSE(均方根误差)中值分别为0.023、0.027、0.028和0.028 m³/m³;2)由2 121个土壤水分站点率定得到的站点最佳T值(表征土壤水分从表层运移至深层的时间)的中值估算深层土壤水分具有可行性,尤其估算浅层(如20 cm)土壤水分时,估算结果与用最佳T值相比,93%的站点NSE差值<0.05,82%的站点RMSE差值<0....