绿洲-荒漠交错带潜水-土壤-植被-大气连续体水热传输模型研究

该文以干旱区绿洲-荒漠交错带为研究对象,以质量守恒原理与能量平衡原理为基础,建立了潜水-土壤-植被-大气系统中水分与热量传输模式,并提出了求解潜水-土壤-植被 大气系统的数值模拟分解 协调新方法,用天山北麓三工河流域绿洲-荒漠交错带的实测资料验证了水热传输模型的可靠性.结果表明,植被冠层蒸腾量模拟值与实测值比较接近,其最大误差为11.3%,土壤含水率的模拟值与实测值的最大误差仅为5.9%,土壤温度模拟值与实测值的最大误差为8.3%,用该模型模拟绿洲-荒漠交错带潜水-土壤-植被-大气连续体水热动态传输过程、植被蒸腾量、地表蒸发量和植被的根系吸水率具有较高的精度.      

旱地麦-玉-苕轮作中钾肥效益定位研究

四川省农业科学院土壤肥料研究所同国际钾肥研究所合作,在旱地小麦-玉米-红苕轮作中定点连续施用氯化钾试验,研究其效益和对土壤有效钾和氯含量的影响.试验从1998年玉米一季开始至2001年小麦收后结束.历时3年9茬作物.结果表明季季连续施用氯化钾增产效果和效益都十分明显.施用后土壤表层有效钾增加,同时氯也略有增加,但不构成危害.同时试验研究也证明有机肥仍是价廉物美的丰富的钾源.     

黑龙江省不同土地利用下季节降水-径流-土壤水响应关系研究

为剖析黑龙江省降水、径流、土壤含水量响应关系,以季节为时间尺度,计算全省网格降水、径流和土壤含水量相关系数及比值.其中,降水和径流四季的相关系数均值及春夏秋三季径流与降水比值分别为0.39、0.85、0.55、-0.08和0.23、0.20、0.10;降水和土壤含水量四季相关系数均值及春夏秋三季土壤含水量与降水比值分别为0.31、0.66、0.50、-0.02和0.25、0.08、0.24;四季径流和土壤含水量相关系数均值及春夏秋三季土壤含水量与径流比值分别为0.37、0.58、0.47、0.02和1.12、0.40、2.42.黑龙江省降水-径流、降水-土壤含水量、径流-土壤含水量的响应程度因季节而不同,其响应程度由强至弱为:夏季>秋季>春季>冬季,且冬季相关性极弱,为研究黑龙江省区域各水源转化和季节水资源优化配置提供参考.     

黄金梨土壤-植物-大气连续体界面水分特征

开展土壤-植物-大气连续体(SPAC)中水分及水势特征分析,对于揭示植物水分状况对环境变化的响应机制具有重要意义.在喀斯特区黄金梨果实膨大期间对大气、植物、土壤进行水分和水势的连续定点监测与分析.结果表明:光合有效辐射、饱和水汽压差、空气温度与植物茎流、土壤水势表现出明显的一致性.0～15 cm土层的土壤水势对SPAC...     

2-羟基-1，4-萘醌在土壤中降解作用和淋溶行为研究

采用室内培养法和土柱法,研究了2-羟基-1,4-萘醌在土壤中的降解作用和淋溶行为。结果表明,2-羟基-1,4-萘醌在灭菌和非灭菌土壤中的降解半衰期分别为3.47～6.98d和0.42～0.53d,且随着2-羟基-1,4-萘醌浓度增加,其降解半衰期延长。说明微生物对其降解过程起主导作用。参考POPs国际公约关于化学品持久性的定义,2-羟基-1,4-萘醌在土壤中属于易降解有机物。通过2-羟基-1,4-萘醌在土壤中的淋溶研究发现:当其添加浓度为5mg·kg-1和10mg·kg-1时,各处理土层中均未检出2-羟基-1,4-萘醌;当添加浓度为20mg·kg-1时,仅在0～10cm土层样品中检测到2-羟基-1,4-萘醌。与未老化土壤相比,2-羟基-1,4-萘醌在老化土壤中的淋溶作用减弱。     

鱼-稻-苇-蒲模式对苏打盐碱土的改良

对松嫩平原苏打盐碱地鱼-稻-苇-蒲开发模式土壤微生物和土壤化学性质进行了初步测定。结果表明：渔业开发后,土壤pH、含盐量平均下降了8．17％和43．57％,土壤有机质、全量N、P、K和速效性N、P、K均显著增加;土壤阳离子交换量和交换性盐基总量平均分别增加8．21％及27．71％。稻田、苇塘和蒲塘土壤微生物总量平均分别增加10.0倍、1.9倍和2.3倍;土壤酶的活性增强。排水洗盐对降低土壤含盐量的贡献率约为80％,稻秆、芦苇和蒲草的富集作用对降低土壤含盐性增强。排水洗盐对降低土壤含盐量的贡献率约为80％,稻秆、芦苇和蒲草的富集作用对降低土壤含盐量的贡献率约为10％。该模式对苏打盐碱土壤具有明显的改良效果。     

甘氨酸-β-环糊精对土壤中铅的增溶解、吸行为研究

为改善β-环糊精(β-CD)的水溶性及对重金属的配位能力,将β-环糊精和甘氨酸在碱性条件下用环氧氯丙烷连接起来,合成水溶性极好并能跟重金属形成配位作用的甘氨酸-β-环糊精(GCD),研究了GCD对铅的增溶、解吸行为,考察了pH、离子强度、有机质和甘氨酸-β-环糊精初始浓度对铅的解吸影响.结果表明,GCD对碳酸铅的增溶效果显著,当其浓度为30 g·L-1时,水溶液中铅离子浓度可接近7 000 mg·L-1.GCD对铅解吸能力随着土壤中有机质含量的增加而降低,pH值的升高、离子强度的增加和GCD初始浓度增加有利于铅的解吸.GCD对铅污染土壤的解吸符合准二级动力学模式,该静态解吸研究可以为铅污染土壤的修复提供基础信息.     

土壤-植被-大气连续体中的尺度转换问题

土壤-植被-大气间的相互作用强度高度地依赖于时空尺度。其中,反馈机制贯穿于土壤-植被-大气相互作用的始终。在各个时空尺度中,多因子交互作用,尺度不同起主导作用的过程和控制因子可能有所不同,从而增加了土壤-植被-大气连续体尺度转换研究的难度。从空间和时间尺度上总结了近年来有关学者对尺度转换及反馈机制在模拟中如何应用的研究结果,并在该基础上指出了当前合理描述土壤-植被-大气连续体区域尺度系统行为需要关注的问题和挑战。     

土壤-根系复合体工程常数的理论研究

根据土壤的基本特性、土力学的基本理论和复合材料力学的基本方法,分析了土壤-根系复合体的力学特性.运用Whitney-Riley模型,推导出土壤-根系复合体根系生长方向的弹性模量EL、垂直于根系生长方向的弹性模量ET和根系生长平面的剪切模量GLT等工程常数的理论计算公式,为进一步研究土壤-根系复合体工程特性提供了一种方法,具有一定的参考价值.     

重金属-有机物复合污染农田土壤修复策略研究

介绍了我国农田土壤重金属-有机物复合污染现状,重点分析了重金属-有机物土壤复合污染的相互作用及过程,对适用于复合污染农田土壤联合修复技术进行了总结.在此基础上,结合生物碳用于土壤修复的机理与实践情况,提出了“不同种类生物炭改良＋耐性植物”这一针对重金属-有机物复合污染农用土壤有效的修复策略.     

稻-稻-油菜轮作对土壤枯草芽孢杆菌数量的影响研究

为检测长期进行稻-稻-油菜轮作土壤中枯草芽孢杆菌的数量变化,以长期稻-稻连作土壤为对照比较。在连续30年轮作和连作的大田(湖南安仁试验基地)进行试验,应用荧光定量PCR技术,对两类土壤中的枯草芽孢杆菌的数量进行检测。试验于2015年7月、10月和2016年4月3个时期对定点试验土壤进行取样。通过枯草芽孢杆菌特异性引物进行荧光定量PCR扩增。3个时期采样土壤的检测结果:轮作土壤中枯草芽孢杆菌数量比连作土壤分别增加37.50%,27.06%和20.20%;轮作和连作2015年7月采样土壤中枯草芽孢杆菌数量大于2016年4月采样土壤测定值,大于2015年10月采样土壤测定值。研究结果表明稻-稻-油菜轮作提高了土壤枯草芽孢杆菌的数量,使土壤中对作物生长有益的特定功能微生物数量增加,有利于改善土壤生态环境。     

土壤-植物根系复合体本构关系的理论研究

为研究土壤-根系复合体强度问题,运用土壤力学理论和复合材料力学方法分析了土壤-根系复合体的力学特性和力学模型;在弹性、横观各向同性条件下,计算得出了表征土壤-根系复合体应力-应变关系的本构方程。研究结果表明:土壤-根系复合体的强度,不仅与土壤和根系的材料特性、形态结构、含水率以及根系含量有关,而且与土粒和土粒之间、土粒和根系之间的黏聚力、内摩擦力密切相关。     

蓄水条件下土壤-水体水盐运移的室内试验

土壤水盐运移规律的研究是目前土壤物理学、农田灌溉学研究的一个重要方面,也是防治盐碱化、改良盐渍土的核心问题.蓄水条件下水体与土壤界面之间必然存在着盐分的迁移.通过实验室模拟田间实际情况,观测水体-土壤界面之间的水盐运移动态,得出水体-土壤界面盐分迁移的基本规律.采用"不排而蓄"的方法,监测不同时段土壤含盐量和土壤不同层段的含盐量.分析结果表明:蓄水条件下土壤表层盐分降低,底层盐分增多,从而充分说明在蓄水条件下,水体-土壤界面间的循环压盐原理能够降低土壤表层的盐分,加速土壤耕作层脱盐,降低含盐量,保证作物的正常生长.     

长期稻-稻-油菜轮作对土壤理化性质及微生物群落结构的影响

为探究南方丘陵地区稻-稻-油菜轮作对土壤理化性质和微生物群落结构的影响,采用常规土壤农化分析和磷脂脂肪酸(PLFA)分析方法,以安仁县长期稻-稻-油菜轮作(DDY)和稻-稻连作(DD)土壤为研究对象,比较长期(30 a)DDY和DD处理后3个时期(早稻成熟期、晚稻成熟期、油菜成熟期)土壤理化性质和微生物群落结构的差异。结果表明,DDY处理土壤全氮、全磷含量及pH值均低于DD处理,其中,全氮含量在3个时期均差异显著,全钾含量增加但与DD处理差异不显著,有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量呈动态变化。轮作对土壤全氮含量影响较大,3个时期DDY处理全氮含量分别较DD处理降低50.76%、46.67%、49.62%。土壤微生物PLFA分析结果表明,与DD处理相比,DDY处理土壤微生物PLFA总量显著提高,3个时期分别提高19.69%、20.20%、49.12%,其中,DDY处理土壤细菌PLFA量显著增加,真菌PLFA量显著降低,真菌与细菌PLFA量比值显著降低。对土壤微生物PLFA进行主成分分析表明,轮作对微生物群落结构产生明显影响,2种种植方式主要影响土壤中细菌和真菌的数量。总之,长期稻-稻-油菜轮作促进了土壤全氮和全磷的分解,显著提高微生物生物量,尤其是细菌生物量,显著降低真菌生物量,提高两者的比值。     

用于田间作物-水分关系研究的ThuSPAC模型

:田间作物水分关系是土壤植物大气连续体(Soil Plant Atmosphere Continuum,简称SPAC)理论的重要研究内容.本研究介绍的ThuSPAC(Tsinghua University SPAC)模型,包含土壤水热运移(Soil)模型、冠层(Canopy)模型、土壤-植物-大气连续体(SPAC)模型、冬小麦生长模拟(Wheat)模型、冬小麦生长与SPAC水热运移耦合的WheatSPAC模型5个独立的模型.利用ThuSPAC模型,可以根据土壤条件、冬小麦品种参数、气象条件及灌溉条件等,动态模拟土壤、冠层中水分温度的分布规律、冬小麦生长过程及最终产量.模型的开发语言为Visual Basic,界面友好,在相关领域的研究中具有广泛的应用前景.     

渭干河-库车河三角洲绿洲植棉土壤的粒度分布特征

[目的]为了评价棉花长期连作土壤的物理性质即属性.[方法]利用棉花长期连作区试验,研究不同连作区棉田土壤粒度特征以及不同土壤层粒度特征的动态变化.[结果]库车县土壤多以细粉沙-中粉沙-极细粉沙-黏土为主的颗粒组成,属黏质壤土;沙雅县土壤多以粉沙-粗粉沙-细粉沙-极细粉沙为主的颗粒组成,属沙质壤土;新和县土壤多以中粉沙-粗粉沙-极细沙-细粉沙质地为主的颗粒组成,属粉沙质壤土.[结论]不同土壤剖面质地的粒度参数（X）、σ、SK与KG值与值存在差异,反映不同样地及不同土壤层的粒度特征.这为当地农业因地制宜发展提供了一定的理论基础.     

通海县蔬菜-大麦-烤烟模式在烤烟持续发展中的作用

通过2006年至2007年连续2年对云南省通海县实施的蔬菜-大麦-烤烟种植模式示范进行调查分析,结果表明,蔬菜-大麦-烤烟种植模式不仅能增加烤烟产量2.81%,提高中上等烟比例3.97个百分点,提高烤烟的产值9.29%,而且在节本增效、改善土壤理化环境、优化土壤微生物区系分布和保护农田生态环境方面显示出良好的推广应用前景,尤其随着应用年限的延伸,其在烤烟持续发展中的作用也将愈加明显。     

果-草-兔生态农业模式的综合效益试验研究

2000～2001年对比试验结果分析表明,果-草-兔农牧结合的生态农业模式与单纯果园、果-菜结合等传统的生产模式相比,不但具有显著的经济效益、较好的社会效益,而且能显著改善土壤物理性状,增强土壤蓄水力,提高土壤肥力;同时,能有效控制杂草及减少果园病虫发生,从而维护农业生态环境。因地制宜地采用多种生态农业模式,实现产业化经营,是提高地力,增加经济效益,改善传统果业发展模式的重要发展方向。     

长期施肥土壤β-葡糖苷酶动力学特性研究

    以长期施肥的黑土和棕壤为供试对象,对土壤β-葡糖苷酶动力学特性进行研究.结果表明,土壤β-葡糖苷酶的酶促反应符合一级动力学模型.黑土有机肥处理对土壤β-葡糖苷酶动力学参数影响较大,Km和Vmax值均高于单施化肥和对照处理:与对照相比,化肥处理影响较小.棕壤施用化肥后,Km和Vmax值与其他处理相比均减小,有机肥处理后Vmax和Vmax/Km值增大.2种土壤各施肥处理β-葡糖苷酶的Vmax值与土壤有机质、全氮含量均呈显著正相关关系,并对施肥处理的响应较敏感.     

土壤-植物系统铜污染与修复的研究进展

综述了近几年来国内外土壤-植物系统铜污染的研究态势,包括铜胁迫下土壤生态系统的响应、铜的土壤行为、铜污染土壤的生物修复特别是植物修复、以及未来的研究展望,以推动国内铜污染土壤治理的进一步研究.