聚丙烯酸钠对3种土壤质地入渗特征的影响

 采用一维垂直积水入渗法,分析聚丙烯酸钠在4种质量分数（0、0.08%、0.20%与0.50%）处理下对砂土、壤土和黏土水分入渗性能以及Kostiakov入渗模型参数的影响。结果表明:聚丙烯酸钠与土壤质量比在0.08%0.50%范围内时,3种土壤质地入渗速率都随时间推移呈下降趋势,土壤入渗能力随聚丙烯酸钠质量分数的增大明显降低;聚丙烯酸钠显著抑制土壤入渗能力;入渗系数k随聚丙烯酸钠用量的增加而下降;入渗指数a值随聚丙烯酸钠用量的增加基本呈上升趋势;k/a值对聚丙烯酸钠的响应随聚丙烯酸钠质量分数的增加逐渐增强。     

聚丙烯酸钠对土壤水分入渗影响的模拟研究

采用一维垂直积水入渗法,分析了聚丙烯酸钠(SA)4种浓度(0,0.08%,0.2%与0.5%)处理、不同质地土壤间(砂土、壤土和黏土)累积人渗能力差异性和不同入渗模型的拟合效果.研究结果表明,初始入渗阶段3种土壤累积入渗能力较强,累积入渗量增加很快,随着人渗过程的进行累积入渗量曲线上升趋势变缓;3种土壤对照处理的累积人渗能力顺序为:壤土>砂土>黏土.3种土壤累积人渗能力都随着SA浓度的加大而减弱;随着聚丙烯酸钠浓度的增大(0.08%～0.5%),人渗能力都不同程度的降低,砂土累积人渗能力降低幅度最大.Horton模型对拟合各个处理的累积人渗过程效果最佳,Kostiakov模型和Philip模型拟合效果次之.     

聚丙烯酸盐类土壤改良剂对燕麦土壤微生物量氮及酶活性的影响

以燕麦田土壤为研究对象,探讨了聚丙烯酸盐类土壤改良剂及其复配(聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺、腐植酸钾、聚丙烯酸钾+腐植酸钾、聚丙烯酰胺+腐植酸钾)对燕麦田土壤微生物量氮及土壤酶活性的影响。结果表明,不同土壤改良剂均能提高土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾的含量,各指标分别比对照增加了8.24%～30.22%、7.60%～19.29%、5.15%～29.45%和27.86%～68.86%;土壤改良剂能促使燕麦全生育期内0～10、10～20和20～40 cm各土层的土壤微生物量氮含量显著提高,聚丙烯酸钾+腐植酸钾和聚丙烯酰胺+腐植酸钾复配处理较其各单施效果显著,随土壤深度的增加土壤微生物量氮逐层递减;与对照相比,土壤改良剂能显著提高燕麦全生育期各土层过氧化氢酶活性,在抽穗期活性最高,且以聚丙烯酸钾+腐植酸钾较高;但对于脲酶,聚丙烯酸钾+腐植酸钾、聚丙烯酰胺+腐植酸钾和腐植酸钾3个处理在苗期显著低于对照,在抽穗期和成熟期高于对照,两种酶活性均随土壤深度的增加逐渐降低。     

土壤改良剂对燕麦土壤理化性状及微生物量碳的影响

采用聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺、腐殖酸钾、聚丙烯酸钾+腐殖酸钾和聚丙烯酰胺+腐殖酸钾复配5种土壤改良剂,研究其对燕麦土壤理化性状及微生物量碳的影响。结果表明,不同土壤改良剂均能提高土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量,各指标分别比对照增加了8.24%～30.22%,7.60%～19.29%,5.15%～29.45%和27.86%～68.86%;各土壤改良剂处理0-60cm各土层土壤容重均有不同程度的降低,其中,聚丙烯酸钾+腐殖酸钾均降低幅度最大,各处理间差异不显著;各土壤改良剂均能显著提高0-10cm,10-20cm和20-40cm各土层>0.25mm团聚体含量,其中>2mm和2～1mm土壤团粒结构增幅较大,聚丙烯酸钾+腐殖酸钾和聚丙烯酰胺+腐殖酸钾复配处理显著高于单施处理;土壤改良剂能促使燕麦全生育期内0-10cm,10-20cm和20-40cm各土层的土壤微生物量碳含量显著提高,复配较单施效果显著,随着土壤深度增加土壤微生物量碳逐层递减;各土壤改良剂处理籽粒产量和生物产量均显著高于对照,其中聚丙烯酸钾+腐殖酸钾和聚丙烯酰胺+腐殖酸钾籽粒产量较其他处理高,分别为4 694.2kg/hm2和4 566.9kg/hm2,较对照增产21.66%和18.36%,两处理生物产量也表现较佳。     

生物有机无机复混肥对番茄产量、品质及土壤的影响

研究了不同肥料对大棚番茄及其土壤的影响。结果表明:生物有机无机复混肥对番茄产量、品质和土壤养分有重要的作用。与NPK无机复混肥、常规施肥相比,生物有机无机复混肥可使番茄产量增加7 34%～13 64%,果实可溶性糖、有机酸、维生素C、糖酸比分别提高18 2%～23 2%、8 3%～15 6%、13 2%～15 1%、9 1%～12 6%,果实中硝酸盐(NO3-)含量下降22 9%～23 8%。土壤耕层有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别增加8 25%～10 48%、9 43%～14 71%、11 29%～15 00%、13 60%～18 34%。根际土壤中细菌、真菌、放线菌的数量依次增加45 45%～60 00%、14 29%～33 33%、44 19%～100 00%,细菌与真菌数量比值提高19 98%～37 27%。     

聚丙烯酰胺的保土保水保肥及改土增产作用

在辽宁省内不同地区、不同降雨和不同土壤条件下,采用3区组3因素2水平正交设计的聚丙烯酸胺施用试验,结果表明:在6°、10°、15°坡上施用聚丙烯酸肤的保上率分别为77%、67%、57%;平均每hm²保水量为153m³;3种坡度的保肥率分别为80%、65%、55%;坡耕地平均粮食的增产幅度为10%。     

应用保水剂对黄绵土水分特征的影响研究

为了探求保水剂在黄绵土中的作用规律,选取了三种国内外不同的保水剂,利用离心机法测定了不同浓度保水剂作用下黄绵土水分特征曲线。从保水剂种类、浓度对土壤含水量的影响、不同保水剂对土壤吸释水及效率的影响、保水剂品种比选等方面系统进行了研究。结果表明:（1）浓度对黄绵土土壤饱和含水率的影响显著,且0.75%是明显的分界线。（2）土壤含水量随保水剂浓度增加而增大,随着土壤水吸力的增大而减小,且这种改变作用在低吸力段（0.01～0.8MPa）明显高于高吸力段（0.8～1.5MPa）,在0.01～0.05MPa之间尤其显著。（3）保水剂在黄绵土中的应用效果来看,钾-聚丙烯酸酯-聚丙烯酰胺共聚物类保水剂最好,其次是聚丙烯酸盐类保水剂,再次是丙烯酰胺与丙烯酸钾共聚物类保水剂,主要表现在提高土壤有效水分吸收效率和吸收数量两个方面。     

不同土地利用模式下土壤侵蚀空间演化模拟

高分子聚合物具有改善土壤结构,增加降雨入渗,调控坡面径流的作用。为探索适合于黄土区应用的高效低廉降雨径流调控新材料,选择聚丙烯酸、聚乙烯醇、脲醛树脂3种高分子聚合物,以不同浓度施入土壤,研究其对土壤物理性质的影响。实验表明：(1)土壤经3种高分子聚合物处理后平均水稳性团粒含量增加17．27％,渗透性能提高41．81％,容重减少11．18％,土壤持水能力较对照提高2．8倍。这说明此3种高分子聚合物均是较好的土壤结构改良剂,尤其是聚丙烯酸效果最为显。(2)根据3种聚合物不同浓度处理后的综合效果,确定了聚丙烯酸、聚乙烯酵、脲醛树脂的适宜浓度分别为4．8％—6．0％,1．6％,10．0％。     

生物炭的10年土壤培肥效应

大量短期的室内试验和田间试验研究表明,施用生物炭可以增加土壤碳固定,提升土壤肥力和作物产量,然而关于生物炭的长期土壤肥力效应尚不明确。为此,依托持续10年的生物炭的田间定位试验[4个处理:对照(CK)、生物炭4. 5 t·hm-2·年-1(B4. 5)、生物炭9 t·hm-2·年-1(B9. 0)、秸秆还田(SR)],研究了长期施用生物炭对土壤肥力状况的影响。结果显示,与对照相比,长期施用生物炭和秸秆还田对土壤p H值没有显著影响,但容重降低了2. 2%～8. 2%,施用生物炭的土壤电导率降低了1. 5%～7. 8%,而秸秆还田处理土壤电导率提高了4. 7%～13. 4%。施炭和秸秆还田使土壤有机质(SOM)含量增加57. 7%～123. 1%,总氮含量提高11. 3%～21. 9%,总磷没有显著性变化。不同处理土壤NH+4-N含量的差异不显著,而施用生物炭和秸秆还田土壤NO-3-N含量增加3. 8%～67. 1%,且高炭处理的效果显著。土壤有效磷含量显著降低了23. 1%～42. 0%,速效钾含量上升了2. 0%～23. 1%。总体而言,长期施用生物炭提升了土壤肥力,尤其是对土壤有机质的提升有显著的效果。     

珠江三角洲平原不同母质土壤磷形态分布及其有效性

选取珠江三角洲平原滨海沉积物、三角洲沉积物和河流冲积物发育的不同种植年限的农田,挖掘土壤剖面,采集不同深度土壤样品,采用Tiessen et al连续提取方法测定土壤不同形态磷含量,探讨成土母质对土壤磷形态分布及有效性的影响。结果表明:3种母质土壤磷形态均以无机磷为主,其中河流冲积物土壤无机磷最高(91.8%);无机磷以浓HCl提取态最高(21.9%～34.9%),有机磷以Na OH提取态最高(3.5%～7.9%)。随着种植年限的增加,3种母质土壤中稀HCl提取态无机磷、浓HCl提取态有机磷占全磷比例和磷活化系数均呈下降趋势,残留态P占全磷比例呈上升趋势;3种母质土壤中Na HCO3、Na OH提取态磷占全磷比例和土壤磷活化系数在土壤表层较高,而稀HCl提取态无机磷和残留态P占全磷比例在土壤剖面底层较高。通径分析表明,Na HCO3提取态无机磷对土壤磷活化系数影响最大。不同母质土壤剖面磷形态具有分异规律,长期种植降低了土壤磷的有效性。     

宅基地复垦土壤培肥效果研究

宅基地复垦设施土壤培肥的目的是为了合理有效地利用土地资源,使复垦土壤迅速恢复农业生产。试验采取4因素3水平随机组合设计。结果表明:增施高量有机肥能够提高宅基地复垦土壤有机质和速效养分,与对照相比有机质提高65.22%;水解氮增加2.31倍;速效磷增加3.26倍;速效钾提高66.53%。T1、T5、T7处理能够迅速改善复垦土壤物理结构,与基础土壤相比降低土壤容重16.35%～25.45%;增加土壤总孔隙度14.62%～21.51%;毛管孔隙度增加11.89%～15.66%;非毛管孔隙度增加25.55%～38.32%;与对照相比土壤渗水系数提高了12.0～17.4倍;能够明显提高蔬菜产量,平均增幅44.01%～53.51%。筛选出的"有机肥+无机肥+脱硫石膏改良剂"、"有机肥+无机肥+秸秆"为天津地区宅基地复垦土壤培肥适宜模式。     

聚丙烯酰胺增强砂土保水性试验研究

试验结果表明,施用聚丙烯酰胺可以加速土壤水分入渗,减少渗出量,抑制土壤水分蒸发,从而增强土壤的持水能力。6kg土壤施用0.2～0.5g聚丙烯酰胺,土壤水分入渗时间为对照的2.1％～6.1％,土壤水分渗出量为对照的3.2％～48.5％,土壤含水率比对照高2个百分点以上,并可以降低土壤密度,形成良好的疏松结构。     

盐渍化灌区土壤水盐时空变异特征分析及地下水埋深对盐分的影响

针对盐渍化灌区土壤盐渍化问题,以河套灌区下游乌拉特灌域为研究区,通过野外实测与室内试验分析结合,采用统计学方法地质统计学原理分析表层土壤(0-20,20-40 cm)及深层土壤(40-100 cm)含水率与盐分(EC值)时空分布和变异规律,以及探求地下水埋深对土壤盐分的影响。结果表明:(1)除6月0-20 cm(9.779%)外,表层土壤含水率变异系数均在12.384%~19.667%,属于中等变异性,深层土壤含水率变异系数较小,在3.513%~9.757%,属于弱变异性;表层土壤盐分(EC值)变异系数在100.845%~129.279%,属于强变异性,深层土壤盐分变异系数均在83.685%~98.853%,属于中等变异性;随着土壤深度的增加,含水率和盐分的变异性都相对减弱。(2)不同时期土壤含水率和盐分在一定范围内具有空间结构特征,均可用高斯模型模拟,各层土壤含水率空间相关度在0.038%~20.408%,各层土壤盐分空间相关度在0.043%~8.374%,均小于25%,说明具有强烈的空间相关性,可以认为主要是受结构性因素的影响,其自相关引起的空间变异性较强。(3)试验区土壤盐分主要集中在北侧盐荒地,由于蒸发强烈,包气带毛细水上升,把深层土壤以及地下水中的可溶性盐类带到土壤表层,致使盐分升高,属于典型的盐分表聚型土壤,需及时防治与治理,同时土壤盐分受地下水埋深的影响较大,随着地下水埋深减小而增大,荒地地下水埋深与土壤盐分满足线性关系,耕地地下水埋深与土壤盐分满足指数关系。荒地0-20 cm土壤盐分含量随地下水埋深变化趋势较大,20-40,40-100 cm土壤盐分含量随地下水埋深变化趋势较小,耕地地下水埋深在1~1.6 m时,土壤盐分含量随着地下水埋深变化趋势较大,当地下水埋深大于1.6 m时,土壤盐分含量随着地下水埋深变化趋势较小。研究结果为河套灌区下游盐渍化土壤的防治与改良提供了重要的理论基础和参考依据。     

大机械作业对黑土区耕地土壤三相比与速效养分的影响

通过对收获和深松整地机械作业前后典型黑土区耕地土壤的三相比、速效N、P、K含量的测定和分析,揭示了机械作业对三相比与速效养分的影响,对科学指导机械作业、解决黑土资源的保护与开发利用之间的矛盾具有重要意义.研究结果表明:(1)将土壤三相作为一个有机整体置于二维三系图中分析土壤结构性状是探讨土壤三相比的一种新的、有效的方法手段,可以直观看出机械作业下土壤三相比的变化情况以及向理想结构逼近的趋势特征.(2)大机械作业后上层耕作区土壤三相比大幅逼近理想状态,对耕作区土壤结构的改良作用明显优于中机械作业,但大、中机械作业后下层非耕作区均表现出不同程度的积累压实作用.(3)大机械作业可以显著增加土壤速效磷的含量,提高幅度范围为20.07%～380.91%,并以深松作业对表层耕作区的影响最大.大、中机械作业均增加了土壤速效钾的含量,提高幅度分别为10.04%～20.61%和17.05%～27.52%.与速效磷和速效钾相比,土壤速效氮对机械作业的反应不敏感,除中机械作业对下层非耕作区的影响外,其余差异均未达到显著水平.     

杉木凋落物及其生物炭对土壤微生物群落结构的影响

以福建建瓯万木林自然保护区内的杉木人工林土壤为研究对象,设置单独添加生物炭、单独添加凋落物以及混合添加凋落物和生物炭处理,进行一年的室内培养实验,研究不同添加物处理对土壤性质及微生物群落结构的影响。结果表明:与对照(S)相比,单独添加凋落物与混合添加凋落物和生物炭均使土壤磷脂脂肪酸(PLFA)总量、真菌丰度以及真菌/细菌比值显著增加;单独添加生物炭与混合添加凋落物和生物炭均使革兰氏阳性细菌/革兰氏阴性细菌比值显著增加。混合添加凋落物和生物炭处理的放线菌丰度显著高于单独添加凋落物处理的。主成分分析表明,不同添加物处理的土壤微生物群落结构存在显著差异;典范对应分析表明,不同添加物处理通过改变土壤p H、全碳、全氮、C/N、可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)等性质,进而影响土壤微生物群落结构。     

PAM调控土壤养分元素迁移与流失试验研究

[目的]研究聚丙烯酰胺(PAM)对氮磷钾素在砂土中的迁移和淋溶损失的影响,为探索PAM对控制养分元素的迁移、淋溶损失,提高水肥利用率的作用机制提供理论依据。[方法]采用室内土柱模拟淋溶试验,共设置5个不同质量分数水平(0,0.02%,0.05%,0.1%和0.2%)的阴离子型聚丙烯酰胺处理组,观察PAM对氮磷钾淋溶和迁移的影响。[结果]PAM能降低土壤淋溶液中的氮浓度,各PAM处理组与对照组相比,土壤淋溶液中氮浓度降低了28.8%~45.5%,同时能抑制土壤中的氮向下迁移;PAM促进了土壤对氮的吸附与固定,各处理组土壤中的氮含量与对照组相比增加了135.2%~285.7%;PAM能够降低土壤淋溶液中的钾浓度,各PAM处理组与对照组相比,土壤淋溶液中钾浓度降低了33.2%~51.8%,同时能抑制土壤中的钾向下迁移;PAM促进了土壤对钾的吸附与固定,各处理组土壤中的钾含量与对照组相比增加了42.5%~65.7%;PAM不能减少土壤溶液中磷的淋溶损失,对土壤吸附固定磷没有明显的作用,反而减弱了土壤对磷的吸附固定能力。[结论]土壤中施加PAM能有效减少氮、钾在土壤中的淋溶损失,增加土壤对氮、钾的保持固定作用,但对磷的作用效果并不理想。     

聚丙烯酰胺改性生物质炭对盐碱化土壤盐分洗脱的影响

为了提升生物质炭对滨海盐碱土壤盐分的洗脱效率,以海兴县盐碱土为研究对象,利用聚丙烯酰胺(PAM)、小麦秸秆生物质炭(BC)、黏土矿物(M)等材料制备聚丙烯酰胺改性生物质炭(PAM-BC),通过室内模拟淋溶试验研究对比不同环境材料对盐碱土盐分的洗脱效果。结果表明,相比于CK处理,PAM、BC和PAM-BC、CaSO₄(CS)处理均显著增加土壤盐分洗脱量,其中PAM-BC处理下增幅最高,达到12.3%。进一步对淋洗液中主要盐分离子分析,添加PAM-BC显著促进土壤Na⁺和Cl^-的洗脱,增幅分别为11.0%～27.3%和17.8%～42.3%。主成分分析表明,PAM-BC增强对主要盐分离子的洗脱效果。土柱淋溶结束后,PAM-BC添加处理土壤全盐量比其他处理显著降低6.0%～16.7%。此外,土壤水分特征曲线表明,添加PAM-BC提升盐碱土壤的保水性。研究结果可为聚丙烯酰胺改性生物质炭应用于滨海盐渍化土壤的降盐改土提供理论依据。     

生物炭对日光大棚土壤团聚体结构的影响

[目的]探明果木生物炭对杨凌地区日光大棚土壤团聚体结构的影响,提出适宜该地区的生物炭添加量,为改良日光温室大棚土壤结构,提升作物产量提供科学依据。[方法]设置10,30,50,70,90 t/hm~2共5个生物炭添加量处理,以未添加生物炭处理为对照,采用干筛法和湿筛法,对比分析不同处理的团聚体几何平均直径、平均重量直径、破坏率和分形维数等指标。最后通过分析不同生物炭添加量下的作物产量,综合考虑土壤团聚体指标,提出最优的生物炭添加量。[结果]添加生物炭后,土壤机械稳定性大团聚体含量增加0.6～4.6 mg/kg,机械稳定性微团聚体含量降低4.0%～32.6%;添加生物炭后,粒径为3～2 mm,2～1 mm,1～0.5 mm水稳性大团聚体含量分别增加25.3%～41.2%,22.7%～74.2%,9.1%～46.4%,粒径为0.5～0.25 mm水稳性大团聚体含量降低2.1%～18.1%。生物炭能够促进小粒径微团聚体的形成,但对微团聚体稳定性和总含量没有显著影响。添加生物炭后菠菜鲜重显著提升(68.7%～214.9%)。[结论]生物炭能够改良土壤团聚体结构。综合考虑团聚体、作物产量因素,在日光大棚添加70 t/hm~2生物炭效果最好。     

喷灌条件下耕作方式对土壤水分均匀性与冬小麦水分利用效率的影响

为研究喷灌均匀系数对土壤水分、作物产量及水分利用效率的影响,进一步探讨喷灌条件下适宜耕作措施,于2018—2019年冬小麦生长季进行试验,试验设置旋耕(RT)、深松(ST)、深翻耕(CT)3种耕作处理,在每个处理选取18 m×18 m区域将其划分为9个6 m×6 m的小区作为试验区。结果表明:在3种耕作方式下历次喷灌均匀系数均值在63.91%~76.83%,而表层土壤含水量均匀系数均值依然可以达到84.20%~89.83%,较前者高14.48%~31.75%;冬小麦产量均匀系数较历次灌溉均匀系数均值高出9.99%~23.79%,比累计灌溉均匀系数低2.11%~7.85%,与表层土壤含水量均匀系数均值相差0.82%~6.04%。与RT相比,ST和CT处理产量分别提高9.38%,13.22%,水分利用效率分别增加10.61%,12.88%。即相较于历次灌溉均匀系数,冬小麦产量均匀系数受累计灌溉均匀系数与表层土壤含水量均匀系数均值影响更大,且ST、CT为该灌溉条件下适宜的耕作方式。