土壤水压榨取样仪的研制及其应用

经性能测试和技术检验表明，中国科学院地理研究所研制的土壤水压榨取样仪性能较稳定，重现性良好，具有取样速度快、操作简便等特点，可用于土壤水化学研究中的土壤水取样，且可用于含水量较低的土壤（＞１０％即可）。本文介绍了该仪器的构造、工作原理及性能。     

土壤水压榨取样技术及其土壤样品采集与保存的研究

本研究探讨了一种方便适用的土壤水取样方法及其配套技术。试验结果表明，采用自行研制的电动土壤水压榨取样仪进行土壤水压榨取样，样品的重复性良好。如果在土壤取样时共取30个点，则样品的代表性可以基本满足土壤水化学研究的试验要求。从田间采集的供土壤水化学研究使用的新鲜土壤样品，在用双层塑料袋密封的情况下，于4℃的冰箱中保存的时间不应超过3天。     

黄白土的持水特笥及施用有机物料的效应研究

用张力计法测量了黄白土的持水特性及施用有机物料对黄保水和供水性能的影响。结果表明：（1）在张力计测定范围内，黄白土土壤水吸力与含水量之间表现出显著的线性相关。（2）施用有机物料，可以提高土壤的保水性能。其中施用牛粪的效果要优于麦秸。施用有机物料，还可以提高土壤速效水的上限，降低速效水的下限，提高速效水的含量，增强土壤水的有效性。     

长江河口地区土壤水盐动态特点与区域土壤水盐调控研究

河口地区土壤水盐动态有丰水年份春秋季土壤积盐、枯水年份夏季土壤积盐的季节性特点,且各季节积盐的机理也不同。分析研究了河口地区不同水文年间不同季节的土壤水盐动态调控指标。分析河口区域土壤盐分的分布状况及近几年来河口区域秋冬季咸潮入侵加重和雨季土壤盐化程度加剧的状况,针对性的开展河口区域不同水文年各季节的土壤水盐调控,采取各种水利措施和农耕措施控制区域土壤水盐状况向有利于土壤改良和提高生产率的方向发展。     

氢氧稳定同位素技术在土壤水研究上的应用进展

土壤水是水资源的重要组成部分,是连接自然界水循环的重要环节;一个地区的土壤水资源状况与当地作物生产、生态环境质量以及社会经济发展息息相关。应用稳定氢、氧同位素技术可从宏观和微观的结合上把握土壤水循环过程,阐明其相关机理;近年来这一技术有了长足进步,正在逐渐发展成为研究土壤水循环特别是探究土壤水分运移和转化规律的有效手段。在简述土壤水氢、氧同位素基本知识的基础上,从水的地球化学循环原理出发,讨论影响土壤水氢、氧同位素富集的因素,着重介绍了土壤水循环研究中的同位素技术的要点和特点,并对这一研究领域未来的发展进行了展望。     

新型FDR土壤水盐一体传感器标定研究与应用

运用新型频域反射(FDR)技术和分频技术,实现传感器水盐同时测量。因土壤质地、容重等差异,土壤水盐标定是利用FDR监测土壤水盐过程中的必要环节。以东北壤土为试验对象,利用"由湿到干,由小到大"的土壤水盐运动规律,通过土柱试验,用烘干法和土壤溶液电导率法对FDR进行室内标定研究。同时,将时域反射(TDR)式水盐传感器作为对照系,进行稳定性、精准度比较。结果表明:1)经土壤水分标定曲线校正后,FDR式水盐一体传感器具有很高的测量精度,可达±1%~3%;2)在土壤里对同一水盐含量进行百次重复测定,TDR传感器水分平均值为20.07%,相对标准偏差为0.18%;盐分(电导率)平均值为0.29 m S/cm,相对标准偏差为11.06%;新型FDR传感器水分平均值为20.08%,相对标准差为0.21%;盐分(电导率)平均值为0.31m S/cm,相对标准差为8.49%。新型FDR土壤水盐一体传感器可用于农田土壤连续水盐监测,提供稳定、精确的基础数据,结合数据分析软件,指导种植生产。     

干旱半干旱区土壤水稳定性氢氧同位素混合模型研究

干旱半干旱区土壤水含量极低,可提取的土壤水量常不足以分析其稳定性同位素δD和δ18O组成,制约了稳定同位素技术在该地区的应用。本研究以干旱半干旱地区两种典型土壤为对象,将土壤水与超纯水按一定比例混合,稳定同位素分析发现土壤水、混合水、超纯水的氢氧同位素在同一条直线上,呈极显著线性相关(R20.99,P0.001),与端元混合模型计算结果非常吻合(R20.99,P0.001),且不受土壤质地与有机碳等性质的影响。研究结果为干旱区土壤水氢氧同位素分析提供了有效的技术途径。     

农田土壤水动态系统及其发展特征

土壤水动态系统（ＳＰＡＣ）属地、气水循环的微域水循环，是以蒸发和降水为基础的往复水循环，有直循环、单循环和复循环等３个子系统。在分析土壤水动态变化过程基础上，指出其３个基本特征：①每个周期内土壤的降水收入与蒸散消耗基本平衡；②单循环与复循环既可并合运行，又可相互替代；③不同土壤具有不同的蓄墒量，以及不同的蓄墒活动量与滞留量。     

大沽河中游地区土壤水与浅层地下水转化关系研究

青岛作为北方严重缺水城市之一,其水资源的合理利用对青岛的发展至关重要。通过对大沽河流域土壤水、地下水的长期观测,利用简化后的土壤水量平衡方程并结合Hydrus-1d软件对地下水浅埋区农田土壤水与地下水的转化关系进行了分析和计算,同时得到了该区域土壤水资源量。结果表明,土壤水分与降雨、地下水位埋深存在较快的响应关系;土壤水与地下水可以相互补给,且不同时期具有不同的转化特征:玉米生长期内土壤水与地下水的交换频繁,且容易出现农田土壤水分渗漏以及地下水位剧烈波动,期间土壤水补给地下水228.0 mm,地下水补给土壤水287.5 mm;而小麦生长期内未进行农田灌溉时,土壤水与地下水几乎为单向联系,主要由地下水补给土壤水,且补给量变化较玉米期稳定,期间土壤水补给地下水70.09 mm,地下水补给土壤水266.9 mm;通过计算得到研究区土壤水资源量为439.1万m3,这对于农作物的生长具有重要的作用,应制定合理的灌溉方案,最大限度利用土壤水资源,从而达到农业节水的目的。     

不同状态土壤水的采取及化学组成特性研究

利用离心分离法，对土壤中不同状态水采取所需时间及化学组成进行试验研究，明确了利用离心分离法可以取得不同状态（不同ＰＦ段）土壤水所需时间，并分析了不同状态土壤水中主要离子的溶存量及组成特性，对研究作物的生长发育、土壤－作物生态系统中的养分循环、地力培肥等方面都具有重要的指导作用。     

一种适于土壤水势定位观测的新仪器

SM-1型便携式土壤水势监测仪可以在田间定位观测土壤水势、地下水位,从而可进一步获取土壤水分特征曲线、导水率等土壤水力性质参数。该仪器利用张力计原理,采用一个传感器结合多个探头的方法,对传统技术进行了改进,其测定精度可达到±1KPa。     

小流域径流泥沙自动采集器的试验研究

仪器仪表作为对信息进行采集、测量、处理和控制的重要手段和设备,已成为推动科学技术和国民经济高速发展的关键技术之一。在小流域出口处设置量水堰是研究流域水文过程及土壤侵蚀监测的一个重要方法,为实现小流域径流含沙量的动态监测,自行研制了一种小流域径流泥沙自动采集器,以一种简单的采样技术代替传统方法来提高含沙量测定的自动化水平及测量精度。通过模拟试验验证了采集器的适用性,结果证明采集器具有很好的可靠性和观测精度,与标准值的平均相对误差仅为0.42%。另外,该装置与传统水样收集方法相比自动化程度高,管理方便,适于野外无人看守情况下径流样品的自动采集。因此,所研制的小流域径流泥沙自动采集器有一定的应用前景。     

黄土丘陵区深层干化土壤中节水型修剪枣树生长及耗水

黄土丘陵区人工林地深层土壤干层是否影响后续植物的生长是众多学者关心的热点。该文在砍伐23 a生旱作山地苹果园地后休闲4 a又栽植枣树,连续3 a观测干化土壤中枣树的生长及土壤水分变化,研究采用节水型修剪的再植枣林的生长及耗水情况。结果表明,前期23 a生苹果园地已使0~1 000 cm深土壤干化,休闲4 a后0~300 cm土层水分得到恢复,300~500 cm范围为中度偏重亏缺,500~700 cm为中度亏缺,700~1 000 cm为轻度亏缺;3龄枣树时开始采取节水型修剪,0~300 cm土层有效水分被消耗34.97%,至4龄时0~300 cm范围内前期恢复的土壤水分已消耗殆尽;在此情况下采取节水型修剪的枣树仍可保持良好生长,产量及其水分利用效率均高于相同水分条件下的常规修剪枣树,产量可达正常水分条件下枣树的1.39倍以上,产量水分利用效率可达1.52倍以上。研究结果证明节水型修剪是半干旱区深层干化土壤中枣树克服雨量不足和土壤水分亏缺的一条有效途径。     

运用时域传输技术测定不同类型土壤的含水率

针对时域反射（TDR）技术测定含盐土壤、有机质质量分数高的土壤和红壤含水率过程中存在不适用的问题,该文应用一种基于时域传输（TDT）原理的水分测试仪,通过室内土柱试验,研究该仪器在不同类型的土壤上测定土壤含水率的适用性。研究结果表明：在风沙土、褐土和潮土3种类型的土壤上,土壤体积含水率和TDT输出的电压之间存在显著的线性关系,且可以用统一的线性关系计算土壤含水率,其估计标准误差是0.026 cm3·cm-3;在盐土（EC值为11.12 dS·m-1,含盐量为59.5 g·kg-1）上,土壤体积含水率和TDT输出电压值之间的线性关系仍然存在,其估计标准误差是0.025 cm3·cm-3;在栗钙土（有机质质量分数67.95 g·kg-1）和红壤上,土壤体积含水率和TDT输出的电压值之间的关系可以用三次多项式表示,校正关系式估计标准误差分别是0.028和0.015 cm3·cm-3。因此,基于TDT原理的水分测试仪能被广泛地应用于不同类型土壤的含水率测定,尤其在盐土、有机质质量分数高的土壤和红壤含水率的测定上表现出优于TDR技术的特点。     

Development of a quick on‐farm test to determine nitrate levels in soil

Crop management can be optimized and nitrogen (N) losses can be reduced with a better knowledge of soil‐nitrogen availability, especially if this information becomes directly available on‐site in a fast and cost‐effective way. In this paper, simple on‐farm methods to determine nitrate‐N in field‐moist soil samples immediately after sampling are described. The procedures include volumetric soil sampling, extraction based on manual shaking with tap water as universally available extractant, filtering soil/extractant mixtures on‐site, on‐site determination of the soil water content, and reflectometric nitrate measurements based on test strips. Using correction factors can compensate the impact of the temperature during the final nitrate measurement. An excellent agreement was found between the developed quick‐test procedures and the standard laboratory procedure. The proposed quick‐test has great potential to enable economical savings for farmers as well as benefiting the environment.     

于田绿洲盐渍土水、盐、温度季节变化规律与相关性研究

以于田绿洲为研究区,借助ENVI 5.1、ArcMap 10.2、Origin 8.5、SPSS 20.0,同时结合野外实测数据,对盐渍土不同土层(0~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm)的土壤含水量、温度、电导率的变化规律及相关性进行了研究。结果表明:研究区土壤含水量、温度、电导率从6月到8月呈升高趋势,绿洲南部和北部地区的5、8号点在60~80、80~100 cm土层的土壤含水量最高,8、22号点表层(0~20 cm)土壤电导率最高,而南部和西部地区的5、22号点在40~60 cm土层的土壤电导率最高;秋季和夏季的土壤含水量、温度、电导率均高于冬季和春季。研究区西部的16、22号点各土层的含水量与电导率呈显著正相关,在60~80 cm土层的土壤含水量与电导率的相关性最强,相关系数分别为0.970**、0.987**。     

黄土丘陵区治沟新造耕地土壤的水盐分异特征

[目的] 黄土丘陵区“治沟造地”工程形成的部分新造耕地面临着土壤盐碱化的风险,探究新造耕地土壤水盐空间分异特征及其影响因素,为预防和防治土壤盐碱化,促进新造耕地可持续利用提供理论依据。[方法] 选择该区典型新造耕地,沿沟头至沟口设置6个试验小区,依次为采样点1,2,3,4,5,6,利用网格法获取每个小区0—20,20—40 cm深度的土壤样品,采用多重分形方法分析新造耕地土壤水、盐空间分异特征。[结果] 新造耕地土壤水、盐含量沿沟头至沟口皆逐渐降低,采样点1,2,3地块的平均土壤水分和平均盐分含量分别为17.6%和0.81 g/kg,分别比采样点4,5,6地块的平均值高23.0%和14.1%（p<0.05）。采样点1,2,3地块土壤水、盐的多重分形参数D₁小于采样点4,5,6地块,而ΔD表现出相反的结果,表明采样点1,2,3地块土壤水、盐的空间变异性均较高。浅的地下水影响深度是促进采样点1,2,3地块盐分在表层土壤积累的主要原因（p<0.05）;地形特征也是一个重要原因,采样点1,2,3地块地形狭窄,不利于排水,易发生涝渍,加剧了盐分积累（p<0.05）。此外,采样点1,2,3地块可能受到较高盐分含量的坡面径流和泥沙侵入,提高了该区域土壤水、盐分含量及其变异性。[结论] 地下水影响深度、地形特征及坡面径流泥沙是造成采样点1,2,3地块土壤水、盐含量及其空间变异性较高的重要原因。因此,靠近沟头位置的新造耕地是未来土壤盐碱化预防的重点区域。     

东北典型黑土区坡耕地涝渍地土壤持水性和导水性研究

中国东北典型黑土区是我国重要的商品粮生产基地,对我国粮食安全和国民经济的稳定起到举足轻重的作用。作为土壤退化的一种特殊形式,涝渍地严重影响着垦区的农业生产。在东北典型黑土区坡面涝渍地及其周围正常耕地中布设采样点,测定了土壤剖面质地分布情况及土壤水分特征曲线,以揭示东北黑土区坡面涝渍地土壤水分过大的根本原因。结果表明,涝渍地土壤剖面中细质地土壤类型所占比例为90%,质地较粘重。涝渍地土壤具有较高的进气值,水吸力较大,保持在中小孔隙中的水分只有在较大吸力范围内才能缓慢释出,这造成涝渍地土壤具有极强的持水能力,不容易失水,再加上极弱的导水能力,水分饱和但不会被释放。以上这些土壤特性导致了涝渍地土壤长期处于湿度过大的状态。本研究结果可为涝渍地治理提供依据。     

基于时间稳定性和降维因子分析的土壤水分监测优化

以南京市高淳区青山茶场中相邻的茶园和竹林坡地为研究区,对研究区土壤水分进行长期定点监测。基于土壤水分时间稳定性,结合因子分析选取典型样点组合,采用多元线性回归模型构建各监测点土壤水与典型样点间的数量关系。通过典型样点预测各监测点土壤水分,并检验预测结果,以期通过少数样点的监测来反映研究区的整体概况,优化研究区土壤水分监测。结果表明:在茶园仅监测7个点时,验证期RMSE小于1.5 cm3/cm3;竹林仅监测5个样点时,验证期RMSE小于1.7 cm3/cm3,模型能很好地预测研究区各样点土壤水分,为优化土壤水监测、减少野外工作量提供了理论依据。不同土地利用方式、不同深度处土壤水分分布特征存在显著差异;竹林土壤水分具有较强的时间稳定性,土壤水分的空间自相关性较茶园强;30 cm深处比10 cm深处土壤水分具有更稳定的空间分布结构。     

Effect of soil pH on the sorption capacity of soil organic matter for polycyclic aromatic hydrocarbons in unsaturated soils

Sorption by soil organic matter (SOM) is considered the most important process affecting the bioavailability of hydrophobic organic chemicals (HOCs)in soil.The sorption capacity of SOM for HOCs is affected by many environmental factors.In this study,we investigated the effects of soil pH and water saturation level on HOC sorption capacity of SOM using batch sorption experiments.Values of soil organic carbon-water partition coefficient (K_OC) of six selected polycyclic aromatic hydrocar...