短期放牧对高寒草甸表层土壤入渗和水分保持能力的影响

为深入揭示短期放牧对高寒草甸生态系统地表水文过程的影响机理,基于5个放牧强度(A:2.75只羊/hm~2;B:3.64只羊/hm~2;C:4.35只羊/hm~2;D:4.76只羊/hm~2;E:5.20只羊/hm~2)的3a控制放牧试验,对比研究了表层土壤(0—10cm)物理性状、入渗过程、土壤水分特征曲线及持水和供水能力对放牧强度的响应。结果表明:C处理的土壤初始含水量显著高于D、E处理,但各放牧强度的土壤容重和4个孔隙指标无显著变化;放牧改变了土壤入渗过程,随放牧强度增加,B与C处理入渗较好,D与E处理入渗较差;Gardner模型适用于放牧强度的土壤水分特征曲线拟合,相关系数均达极显著水平,且表征土壤持水性能的a值与低中吸力段含水量表明B与C处理的持水能力高于其它处理;100kPa吸力下比水容量显示,A、B和C处理较D与E处理提高了土壤供水能力。总之,合理放牧强度短期内有利于保存高寒草甸土壤含水量,增强土壤导水性和持水能力,保证土壤有效供水,降低高寒草甸生态系统的退化风险。     

Evaluation of Sustainable Cropping Sequences for Ameliorating Saline-Sodic Soil with Amendments and Water Having Different EC to SAR Ratios

A pot experiment was conducted on saline-sodic soil following sorghum-oat and rice-wheat crop rotations and amending with gypsum (G), farm manure (FM), and mulch (M). Water of different qualities viz. electrical conductivity (EC) 0.6 + sodium adsorption ration (SAR) 6, EC 1.0 + SAR 12 and EC 2.0 + SAR 18 was used for irrigation. The results showed that one pore volume (PV) of brackish water with higher EC and SAR ratio may be used beneficially, if proper amendments are applied. For rice and oat crops, the order of effective amendments was G>FM>M>control (C). With sorghum and wheat, the order was FM>G > M > C. Salt removal from soils was the lowest when leaching fraction (LF) was 0.20 and was the highest when LF was 0.32, i.e. a direct positive relationship. This proposes that irrigation water and the salt accumulated in the profile should be measured after short intervals to avoid reoccurrence of salinity.     

不同施用方式下污泥堆肥对土壤性质和草坪生长的影响

为解决城市污泥处理难题,探讨污泥堆肥及其不同施入方式对绿地土壤的改良效果,进行了污泥堆肥绿地土壤改良试验。试验设混合(H)、覆盖(F)、混合+覆盖(HF)3种施入方式,结果表明:不同施入方式均能显著降低绿地土壤容重,提高土壤中有机质、碱解氮、速效钾、有效磷含量,HF和H的改良效果最好;不同施入方式还均能显著促进草坪生长和分蘖,其中HF,F,H处理的分蘖密度分别比对照高45%,37%,32%;F处理的杂草抑制率在96%以上,HF为78%,H处理未能抑制杂草;各施入方式均能显著提高土壤微生物碳和土壤微生物氮含量,改良1年后,F、H和HF的土壤微生物碳含量分别是对照2.4,3.1,3.4倍,微生物氮含量分别是对照的1.7,3.0,2.8倍;与对照相比,HF处理与H处理的土壤脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性均显著提高。     

不同雨强、坡度对秸秆覆盖保持水土效果的影响

利用室内人工模拟降雨试验,研究了4种设计雨强(33,54,94,125mm/h)、3种设计坡度(5°,10°,25°)在覆盖条件下对紫色土坡面初始产流时间、覆盖保水率和保沙率的影响。结果表明:覆盖条件下初始产流时间相比裸地均有一定的滞后效果,且其初始产流的滞后时间随坡度、雨强的增加而减少。当坡度增大至25°,雨强在94mm/h以上时,其滞后时间逐渐趋于稳定,在1.61~2.84min范围内波动。雨强是影响秸秆覆盖保持水土作用的重要因子,与覆盖保水率、保沙率均在0.01水平上呈显著负相关,且在不同坡度条件下均可以用抛物线进行很好的描述。不同坡度条件下,覆盖的保水率随雨强的增加逐渐下降至14.5%,而其保沙率则只下降至92.25%,相比覆盖的保水作用,其保沙作用更加明显。覆盖条件下,坡度对坡面产流及产沙的贡献率均大于50%,坡度对秸秆覆盖保持水土的作用影响很大。坡度对坡面侵蚀的贡献率在裸地和覆盖条件下均随雨强的增加而呈现减小的趋势,且在相同雨强下,坡度的贡献率在覆盖条件下均大于裸地,在大雨强下(94mm/h和125mm/h)差异明显。     

PAM对河套灌区盐渍土物理性状及水分蒸发影响的初步研究

通过室内试验,采用混合拌施的方法研究聚丙烯酰胺(PAM)对河套灌区非盐渍土、轻度及中度盐渍土基本物理性状及水分蒸发的影响,并评估轻度及中度盐渍土施用PAM在改善土壤物理性状及抑制土壤水分蒸发方面的作用效果。结果表明,经PAM处理后3种土的团聚体含量均高于对照并且随PAM浓度的加大其含量也呈上升趋势。同时,混施PAM后有效降低了3种土的容重,增大了孔隙度及毛管孔隙度,减少了3种土的水分蒸发,但并不是添加PAM的浓度越大越好。结果同时表明土壤中盐分的存在及含量会影响PAM对土壤物理性状及水分蒸发的作用效应。适量的盐分可以促进PAM与土壤颗粒的吸附行为,从而增强PAM对土壤的作用效应,但若盐分含量过多,则有可能削弱这种效果。     

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。     

改良剂对旱地红壤水分特征和作物产量的影响

基于野外旱地红壤定位试验,通过在各处理中采取土样测定土壤水分含量,用环刀分层取土测定水分物理性质,并测定作物产量,分析改良剂(生物质炭与过氧化钙)对旱地红壤水分特征和作物产量的影响。结果表明,土壤含水量月动态呈现"双峰型"曲线,11月、12月土壤含水量比较低,且随着时间推移含水量呈上升趋势,2月达到最高;然后缓慢下降,4月后开始缓慢升高,到6月份为第二峰值,6月后又开始缓慢下降。随着土层深度的增加,土壤含水量和土壤容重呈上升趋势,即:0—10cm10—20cm20—40cm40—60cm,而土壤饱和持水量、毛管持水量、田间持水量的变化趋势与其相反。单施处理中,随着过氧化钙施入量的增加,土壤含水量呈下降趋势,而随着生物质炭输入量的增加,土壤含水量呈上升趋势;配施处理土壤含水量都高于单施,且以C2Ca1的土壤含水量最高,为16.14%~34.57%。随着改良剂的加入,土壤容重有减小的趋势,各处理从小到大的顺序为C2Ca1C1Ca1C0Ca1C2Ca0C1Ca2C2Ca2C1Ca0C0Ca2CK。各处理土壤饱和持水量、土壤毛管持水量和土壤田间持水量均大于对照(CK),且以C2Ca1为最大,分别为:24.49%~38.81%,22.18%~27.06%,18.87%~22.68%。各处理从大到小的顺序为C2Ca1C1Ca1C2Ca2C1Ca2C2Ca0C0Ca1C1Ca0C0Ca2CK。各处理红薯产量从高到低的顺序为C2Ca2C2Ca1C1Ca2C1Ca1C2Ca0C1Ca0C0Ca2C0Ca1CK,施入生物质炭或过氧化钙都有利于红薯产量的提高,且混施的效果更好。因此,生物质炭与过氧化钙可作为土壤改良剂是培肥土壤的重要措施,能有效减小土壤容重和提高土壤水分含量,并提高作物产量。     

耕作措施对双季稻田土壤碳及有机碳储量的影响

针对不同耕作措施对双季稻田的固碳效应和固碳潜力问题,选择湖南省宁乡县的双季稻区试验点进行了有机碳、活性有机碳以及耕层有机碳储量的研究,以期为制定适合于稻田条件下的合理耕作方式提供理论依据。结果表明,耕作措施和秸秆还田对有机碳（SOC）和活性有机碳（AOC）含量均产生不同程度的影响。免耕处理下,有机碳和活性有机碳含量皆随土壤深度的增加而减少,土壤0～5cm的SOC和AOC的含量最高,且与其他层次达到显著性差异水平（P＆lt;0.05）,具有明显的表层富集现象。与免耕相比,旋耕和翻耕则更利于5～10cm和10～20cm土层的有机碳和活性有机碳的积累。比较秸秆还田对SOC和AOC的影响表明,秸秆还田有效地提高了0～10cm有机碳含量,但对10～20cm并未产生显著影响,秸秆的输入并未增加土壤活性有机碳的含量。采用等质量方法计算了耕层土壤有机碳储量,结果显示旋耕秸秆还田使有机碳储量明显增加,而免耕只增加了土壤0～5cm和5～10cm土层有机碳储量,10～20cm有机碳储量有所降低,但耕作措施对有机碳储量的长效作用还有待于进一步研究。     

不同覆盖模式下砂壤土水盐运移特征研究

地表蒸发引起土壤水分的散失是造成盐分表聚的重要原因之一,土壤表层进行覆盖可改变地表结构,从而影响土壤水分蒸发和盐分迁移过程。为了揭示不同覆盖模式的蓄水控盐效果,通过室内模拟试验,研究了不同覆盖模式下土壤水分入渗过程和水盐迁移特征。试验设置无覆盖(CK)、覆砂(S)、覆砂+覆膜(SM)、覆秸秆+覆膜(JM)和覆秸秆+覆砂(JS)5种模式。结果表明:土壤表层进行的不同覆盖处理会降低土壤湿润锋推进速率和水分入渗速率,具有一定的阻渗作用;湿润锋推进距离与时间符合幂函数F=a·t~b,累积入渗量与时间符合Kostiakov入渗公式,湿润锋推进距离与累积入渗量符合线性关系I=K·Z_f+c。土壤表层进行的不同覆盖处理可有效抑制土壤水分蒸发,土壤保水效果为SMJSSJMCK;随土层深度的增加,土壤含水率减小的趋势逐渐减缓。土壤表层进行的不同覆盖处理也可减弱土壤盐分表聚,缩小盐分在土壤中迁移的范围;覆盖处理的土壤盐分主要在0—20cm范围内迁移,CK在0—35cm范围内。综合考虑不同覆盖模式对土壤水分入渗、抑制水分蒸发和减弱盐分表聚效果,认为砂石覆盖模式是较适合西北旱区的覆盖模式。     

Effect of Organic Matter on the Release Behavior and Extractability of Copper and Cadmium in Soil

Land disposal of organic waste materials may alter the heavy-metal status of the soil by affecting metal solubility or dissociation kinetics. The aim of this investigation was to study the influences of poultry manure and pistachio compost (at the rate of 300 g kg^?1) on release behavior and extractability of copper (Cu) and cadmium (Cd) in two soils of Iran. For release studies, samples after incubation were extracted with ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) at pH 7.0 with shaker for periods of 5 to 2880 min. Results showed that during the reaction periods, Cu and Cd release rates were rapid at first and then became slower until equilibrium was achieved. In the two soils, extractability of Cu increased with poultry manure treatment and decreased with pistachio compost treatment as compared to the control soil, and extractability of Cd decreased with both pistachio compost and poultry manure treatments as compared to the control soil.     

灌溉方法对保护地土壤有机氮组分及剖面分布的影响

用Bremner有机氮分组法测定了连续7年采用不同灌溉方法灌溉的保护地土壤各剖面层次有机氮组分含量。结果表明,土壤全氮及有机氮各组分含量均随土层深度的增加而降低,但有机氮各组分占全氮的比例随土层深度增加的变化却无明显规律。用3种灌溉方法灌溉,不同土层间土壤有机氮各组分含量的差异主要存在于0～50 cm土层,50 cm以下差异很小;相同土层,土壤有机态氮含量均以酸解氮为主,且酸解氮中各组分绝对含量和相对含量的大小排列顺序均为,未知态氮〉氨态氮〉氨基酸态氮〉氨基糖态氮。在0～80 cm土层,土壤酸解氮占全氮的比例大多在58%～60%之间,只有渗灌处理0～10 cm,10～20 cm及沟灌处理0～10 cm土层酸解氮占全氮的比例较低,分别为34.21%,50.75%和48.02%;而非酸解氮占全氮的比例大多在32%～36%之间。3种灌溉方法相比较,除个别层次外,酸解氮中氨基酸态氮、氨基糖态氮及氨态氮占全氮的比例在各土层中滴灌和渗灌处理均高于沟灌处理,而酸解未知态氮和非酸解氮占全氮的比例则为沟灌处理高于滴灌和渗灌处理。     

长期施肥对棕壤有机碳及各组分的影响

本文通过棕壤长期定位施肥试验,研究了玉米-玉米-大豆轮作条件下不同施肥处理土壤有机碳及其不同密度组分的变化及其影响因素。结果表明:经过27年的长期不同施肥,土壤有机碳含量有了明显变化,总的变化趋势是:高量有机肥区(12.30gkg-1)>低量有机肥区(11.41gkg-1)>化肥区(9.95gkg-1)>1979年(试验前9.03gkg-1)>对照处理(8.23gkg-1),尤其以高量有机肥配施化肥处理的有机碳水平最高,氮磷钾配合施用有机碳水平要高于其它单施化肥处理;长期施肥可以显著提高土壤中轻组部分含量和轻组有机碳含量,不同施肥处理间差异显著。单施化肥处理,特别是氮磷钾配合施用,轻组部分数量和轻组有机碳含量高于无肥处理和试验前土壤。有机无机肥配合施用轻组有机碳含量明显高于单施化肥处理。施用不同肥料均可以提高土壤重组有机碳含量,有机无机肥配施效果明显。     

贵州坡耕地三种种植模式的水土保持效果对比研究

通过研究紫花苜蓿—玉米间作、作物分带轮作和玉米单作3种种植模式下地表覆盖度和表层土壤含水量月变化,年均土壤和养分流失量以及产量等,比较不同模式的水土保持效果。结果表明:紫花苜蓿—玉米间作与分带轮作模式可保持坡耕地全年覆盖,并在整个雨季保持较高的覆盖度。紫花苜蓿根系发达,增加了0—20cm耕层土壤中的根量,增强了土壤的渗透能力,保护了生物多样性,可减少地表径流39.3%,减少土壤侵蚀59.3%;分带轮作可减少地表径流10.4%,减少土壤侵蚀21.3%;两种模式都提高了雨季前和雨季耕层土壤中的水分,减少了水土流失引起的有机质流失29.9%～52.4%,全N流失26.7%～54.9,全钾流失27.3%～70.9%,缓效钾流失21.4%～58.9%,提高玉米产量33.0%～35.9%;紫花苜蓿—玉米间作还可收获紫花苜蓿干草13 664kg/hm2,复合产量是农民习惯的4.1倍;分带轮作可收获大豆、红薯、油菜等,复合产量为12 492kg/hm2,是农民习惯的2.7倍。     

耕作对旱区坡耕地土壤碳素转化及冬小麦产量的影响

利用长期定位试验(1999开始保护性耕作,2004年采样测定),在豫西旱区坡耕地上进行了不同耕作对土壤有机碳、微生物态碳及水分利用效率的影响研究。结果表明:深松覆盖和免耕覆盖处理的耕层有机碳增加较明显,以深松覆盖有机碳含量最高为6.79gkg-1,比传统耕作高13.82%,其次是免耕,较传统高11.58%,而少耕却较传统降低了1.38%,随着土层的加深,土壤有机碳含量降低,0～60cm有机碳平均值,深松和免耕较传统分别增加了14.08%、5.41%,少耕较传统减少1.12%。土壤微生物碳对耕作敏感,其含量免耕>深松>传统>少耕,分别为206.87mgkg-1、138.43mgkg-1、115.42mgkg-1和112.57mgkg-1,较传统增加79.3%、19.9%和-2.5%。土壤有机碳和土壤微生物态碳都有坡下富集现象。少耕、免耕、深松和传统的SMBC/SOC的值分别为1.91%、3.11%、2.04%和1.93%,免耕和深松对培肥地力、改善环境有好的应用前景;同时免耕覆盖与深松覆盖可提高产量,增产分别达10.22%与9.26%;可提高水分利用效率。     

晋北黄土丘陵区不同人工植被对水土流失和土壤水分含量的影响

以设在山西省阳高县的大型径流观测场为依托,研究晋北黄土丘陵区不同人工植被对水土流失和土壤水分含量的影响。结果表明,柠条、沙棘、油松植被能有效控制水土流失,蓄水能力为84.8%～95.9%,保土能力为95.2%～99.7%;植被生长的第3年和第4年,荒坡区和苜蓿区的蓄水保土能力急剧增强,第4年蓄水能力分别达82.8%和91.2%,保土能力达97.0%和98.0%;不同植被区4-9月土壤水分变异系数为7.0%～19.1%,其中油松区变异系数最大,其次为沙棘、苜蓿和柠条区,荒坡区和裸坡区变异较小,不同植被区土壤水分亏缺率为23.98%～52.66%,亏缺顺序为柠条区>苜蓿区>油松区>沙棘区>荒坡区>裸坡区。可见,植被提高了土壤水分的变异及亏缺程度。     

不同土壤层次供应水分和养分对玉米幼苗生长和吸收养分的影响

本试验模拟滴灌方法 ,在不同土壤层次进行灌水和施用氮磷养分的盆栽玉米试验 ,旨在探讨在不同土壤层次供应水分和养分对夏玉米幼苗生长、根系空间构型及玉米对养分吸收的影响。试验表明 :在土壤深层进行滴灌可以有效降低土面蒸发 ,提高水分和养分的利用效率 ,从而显著提高玉米幼苗的生长量 ;在不同层次施肥灌水 ,对玉米根系在土壤中的空间构型影响很大 ,进行深层滴灌可以极大促进根系在较深土壤中的发育 ;在不同土层施肥灌水对玉米幼苗吸收N、P、K三种养分的能力也有影响 ,深层施肥灌水提高了玉米对 3种养分的吸收量     

明沟排水洗盐条件下土壤水盐动态模拟研究

运用数值模拟的方法,对明沟排水洗盐过程中土壤水盐运移动态进行了研究。在沟距一半处土壤水盐运移可近似视为一维运动,冲洗脱盐率与脱盐深度最小,并沿这一位置形成对称分布;整个冲洗过程中,含盐量的变化总是稍滞后于含水率的变化;分析冲洗后不同含盐量剖面的返盐率发现,返盐率与含盐量符合幂函数关系,含盐量较低时,返盐率较高,反之亦然;运用数值模拟方法,建立了区域不同含盐量情况下明沟排水洗盐沟距一半处的洗盐制度。     

高速公路边坡植物群落的水土保持效应

营造何种植物群落进行高速公路边坡生态恢复,以达到保水固土、维持边坡稳定已成为高速公路边坡生态恢复亟待解决的问题。在思小高速公路边坡进行的生态恢复试验结果表明:林冠层、灌草层、枯枝落叶层均有保水固土和维持坡面稳定的作用,且乔木、灌木和草本植物在整个植物群落中均有不可替代的作用。草本植物早期生长快,对防止初期的土壤侵蚀、减少水土流失效果好;豆科灌木植物具有固氮作用,改良土壤效果好,乡土灌木适应性强,能促进群落顺向演替;乔木可防风固沙、保持水土、维持边坡的稳固,对边坡生态恢复的作用明显。乔灌草群落保持水土的能力要强于灌草群落和草本植物群落,故在高速公路边坡的生态恢复中,应营造合理的乔灌草植物群落。     

不同灌溉方法对保护地土壤有机质及氮素影响的研究

分层采集连续7年分别用渗灌、滴灌和沟灌灌溉的保护地0～80cm土层土壤样品,测定有机质、全氮及无机态氮和有机态氮含量,研究灌溉方法对土壤氮素形态及其数量剖面分布的影响。结果表明,三种灌溉处理0～80cm剖面土壤有机质含量变化范围为8.47～36.48 g kg-1,渗灌与滴灌有机质剖面分布相似,二者与沟灌差异较大;沟灌除30～40cm层次有机质含量低于渗灌和滴灌外,其它层次有机质含量均高于渗灌和滴灌处理。土壤全氮含量变化范围为0.72～3.97 g kg-1,在0～20cm土层不同灌溉方法之间差异显著,渗灌最大,沟灌次之,滴灌最小。无机硝态氮、铵态氮含量的变化范围分别为19.16～1442.06 mg kg-1和0～15.28 mg kg-1,在0～20cm土层各处理之间差异较为明显,以渗灌最大,沟灌次之,滴灌最小。有机态氮含量的变化范围为683.79～2512.87 mg kg-1,各处理之间的差异主要表现在0～30cm土层,其中0～10cm土层以渗灌处理有机态氮含量最高、沟灌次之,滴灌最低,10～30cm沟灌处理有机态氮含量却高于渗灌和滴灌处理。     

菌肥与有机无机肥配施对石灰性土壤不同形态氮素的影响

利用不同施肥处理对山西省晋中市石灰性土壤几种不同形态氮素含量的变化及其相关性进行研究。结果表明:每个施肥处理施入等量的氮(N)、磷(P2O5),土壤的铵态氮、硝态氮及微生物氮含量都在逐年增加,其中有机肥+化肥+菌肥处理对提高土壤铵态氮作用明显;单施有机肥处理对提高土壤硝态氮效果显著,与有机肥+化肥+菌肥、有机肥+化肥处理效果差异性不显著;有机肥+化肥+菌肥处理对土壤微生物氮效果最明显,有机肥+化肥效果次之,两处理差异显著。土壤铵态氮和硝态氮含量呈显著正相关;微生物氮与铵态氮、硝态氮含量相关性都不好;菌肥与有机无机肥配施后,菌肥对于提高土壤微生物氮最显著(10.09%),铵态氮次之(6.24%),硝态氮不明显(2.05%),因此虽然添加了菌肥,但是没有完全改变"有机肥+化肥+菌肥"仍然是"有机肥+化肥处理"的本质属性。