起垄覆膜微集水技术对玉米生长发育及产量的影响

起垄覆膜微集水种植技术能有效地促进玉米各器官的生长发育,提高产量。试验结果表明:起垄覆膜微集水种植法种植的玉米,平均比无膜常规种植法提早成熟15天左右;玉米株高、茎基粗、叶面积等方面的生长更协调,更有利于产量形成;可显著改变玉米穗部性状,使籽粒增加,平均产量比平铺膜和无膜常规种植法分别提高21.73%和73.26%。     

垄作对旱作农田土壤风蚀影响的风洞实验研究

通过风洞实验,在5个风速下对6种不同结构的垄作及平作对照地的土壤风蚀速率、O～20cm风沙流结构进行了模拟观测研究。结果表明：垄作下平均土壤风蚀速率较平作下降低20％～60％。垄作和平作下土壤风蚀速率均随风速的增大呈幂函数递增,但平作下递增较快。风速为15m／s是早作农田土壤风蚀加剧的转折点,当风速大于15m／s时垄作下风蚀速率较平作下明显降低。0～20cm内,平作和垄作下输沙率与高度分别呈负指数和负线性关系。垄作下0～4cm输沙量和输沙量百分比(Q0～4／Q0～20)均低于平作。不同结构的垄作间进行比较,垄脊高度相同时,垄沟比(垄脊高度与垄顶距的比值)越大,土壤风蚀速率越小,而Q0～4／Q0～20越大;垄沟比相同时,垄脊越高,土壤风蚀速率越大,而Q0～4／Q0～20越小。     

黄土高原土壤风蚀区甘草灌溉试验

为探讨黄土高原土壤风蚀区甘草生长需水的最适规律,在干旱条件下采用控制灌溉制度方法进行了非充分灌溉试验研究。在不同生育时期对株高、干物质量、叶面积指数（LAI）、叶片的净光合速率和蒸腾速率以及土壤含水率进行动态测定。结果显示,各处理的甘草随着生育期的变化生理性状差异显著,灌水定额在900 m3/hm2且灌4次水的甘草具有植株高、叶面积指数（LAI）大、光合作用强和生物量大等特征。研究成果对提高黄土高原土壤风蚀区植被覆盖度、土壤抗蚀能力的增强具有重要的意义。     

黄土高原水蚀风蚀复合区人工植被土壤水分状况

采用烘干法及WP4水势仪对黄土高原水蚀风蚀复合区人工林下土壤重量含水量及水势进行测定,从土壤水分数量和能量两方面分析该区土壤水分时空分布和动态变化特征,并且通过实测数据对不同树种土壤水分特征曲线进行拟合,旨在为该区今后植被建设及生态用水提供理论参考。结果表明,各树种在0-300 cm土层土壤含水量随深度增加而逐渐降低,并趋于稳定。0-30 cm土层土壤含水量变化剧烈,30 cm以下土层土壤含水量逐渐降低,并趋于稳定在3.00%~5.00%。土壤水分受降雨量及其分配影响显著,观测期内土壤储水量盈余26.7 mm。土壤水势与土壤含水量变化规律一致,土壤水分特征曲线拟合结果较好。在丰水年,降雨只对浅层土壤水分起到补给作用,深层土壤水分亏缺严重,存在土壤干层。在特殊降水年份对该区土壤水分进行研究具有重要意义。     

不同覆盖栽培方式下四川盆地西缘玉米地土壤水温效应研究

在四川盆地西缘,通过2年(2009、2011)田间试验,探讨了平作无覆盖(CT+NM)、平作秸秆覆盖(CT+SM)、平作地膜覆盖膜侧栽培(CT+PAPF)、平作地膜覆盖膜上栽培(CT+POPF)、垄作地膜覆盖膜侧栽培(RT+PAPF)、垄作地膜覆盖膜上栽培(RT+POPF)等6种覆盖栽培方式对玉米地土壤水分、温度的影响。结果表明:18:00、14:00和18:00时,各生育期10 cm土温均是RT+POPFCT+POPFRT+PAPFCT+PAPFCT+NM。8:00时覆盖、垄作表现出明显的保温作用,保温效果是膜上栽培优于膜侧栽培,垄作优于平作,覆盖优于无覆盖;14:00和18:00时,各处理10 cm土温都明显增大,增温效果是垄作、膜上栽培大于平作、膜侧栽培。秸秆覆盖有稳定地温的作用,在气温明显下降时(夜晚)有保温作用,8:00时10 cm土温相比CT+NM平均高0.5℃;气温明显升高时(白天,除降雨天)表现出降温作用,14:00时10 cm土温比CT+NM平均低0.3℃,18:00时V12期之前、之后分别平均降温0.9℃、0.5℃。2在玉米整个生育期的不同阶段,0~20 cm土壤水分含量均是RT+PAPFRT+POPFCT+SMCT+POPFCT+PAPFCT+NM,垄作较平作高10.0%,覆盖较无覆盖高11.4%,即垄作和覆盖有利于集水和保水。垄作条件下玉米膜侧栽培相比膜上栽培更有利于玉米行集水(土壤含水量RT+PAPF比RT+POPF高2.4%);而平作条件下秸秆覆盖的保水效果较地膜覆盖好(土壤含水量CT+SM较CT+POPF、CT+PAPF分别高2.4%、5.1%),膜上栽培的集水保水效果又优于膜侧栽培(土壤含水量CT+POPF比CT+PAPF高3.2%)。因此,在本研究区域玉米生产中,平作秸秆覆盖、垄作地膜覆盖膜侧栽培是最好的选择。     

黄土高原水蚀风蚀交错区治理的重要性与紧迫性

在全国范围划分水蚀、风蚀和冻融侵蚀三大侵蚀类型区基础上 ,提出进一步划分水蚀风蚀交错区的必要性及重要意义。黄土高原的强烈侵蚀中心出现在水蚀风蚀交错区 ,该区为黄河粗泥沙的主要来源区 ,生态环境脆弱 ,自然灾害频繁。该区又为世界级大型煤田蕴藏地 ,将建成我国 2 1世纪的能源重化工基地。强化水蚀风蚀交错区综合治理 ,对治黄及西部地区开发具有重大意义。     

风蚀水蚀交错区黄土粘土矿物特征及环境意义

为理解风蚀与水蚀过渡区黄土的形成特征,采用X射线衍射分析方法,对风蚀水蚀交错区不同黄土剖面的粘土矿物特性及其环境意义进行研究。结果表明:风蚀水蚀交错区黄土粘粒的矿质元素组成以SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO为主,Sa、Sf和Saf分别变动于3.33~6.83,16.71~35.94和2.99~5.58之间,盐基指数ba大部分在0.5~0.8之间,黄土成土过程中没有硅、铝、铁等氧化物的迁移和富集,土壤风化仍然以由粗变细的物理风化为主,化学风化仍然微弱。水蚀风蚀交错区黄土粘土矿物组合与典型黄土一致,以伊蒙混层矿物为主,占50%~55%,其次为伊利石,高岭石稍低,但由于经常处于扰动状态,剖面不同层次之间具有一定的差异。这种粘土矿物组成预示着矿物的形成处于温带半湿润-半干旱的气候条件,土壤发育过程还处于幼年性阶段,并有局部向脱钾阶段过渡,但未达到黄土高原主要土壤的脱钾阶段。     

近50年黄土高原风蚀区风速的区域变化特征分析

风影响着地面热量平衡和水循环,也是土壤风蚀的主要动力。选取黄土高原风蚀区12个代表站1957—2009年的风速资料,采用距平累积、Mann—Kendall等分析方法,研究了12个站点的平均风速、最大风速变化特征以及起沙日（DTS）的变化规律。结果表明,黄土高原风蚀地区西部和北部地区的固原、盐池县年平均风速最大,东部地区河曲县风速最小,固原、横山和绥德地区的年均起沙日最多。靖远、银川和绥德的年平均风速呈现显著增大趋势,其余站点年平均风速都呈现降低趋势。年最大风速均呈现减小趋势。日最大风速的极大值出现在4—5月,5月份起沙日出现次数最多,由于该时段春耕扰动地表,而且植被萌发前地表覆盖较小,故容易产生风蚀。     

玉米田间微集水种植的水温效应及其对植株生长发育的影响

以常规覆膜为对照,探讨了玉米采取4种集水种植模式的水温效应及其对玉米生长发育的影响。结果表明,4种集水种植模式都具有不同程度的集水增墒效应和降低地表温度的作用。集水效应以宽垄式＞硬覆盖＞膜内式＞膜侧式,依次是对照的2.36、2.07、1.88和1.69倍。降温效应以硬覆盖＞宽垄式＞膜侧式＞膜内式,依次较对照低1.6 ℃、1.4 ℃、0.8 ℃和0.5 ℃。水温效应的协调作用不仅可控制植株营养生长,促进生殖生长,而且还延长了生育期,使生殖生长与雨季更加吻合,因而穗大、粒饱,增产效果显著。硬覆盖、宽垄式、膜内     

内蒙古农牧交错区农耕地土壤风蚀规律的风洞试验研究

该研究采用室内风洞试验,在不同风速、坡度及土壤含水量条件下,对两种不同质地土壤的风蚀规律进行了研究.研究结果表明,土壤风蚀量随风速的增加而增加,并存在临界风速,当风速大于此临界值时风蚀量急剧增加,但土壤的质地不同,其风蚀量增大的幅度亦不相同;同时两种土壤的风蚀量存在临界坡度,当吹蚀坡度超过此临界值时风蚀量随着坡度的变化又增加变为减少,壤土的临界坡度为20°,砂壤土10°.增加土壤含水量可以显著降低土壤的风蚀量,对于扰动土,壤土和砂壤土均存在一个5%的临界土壤含水量,当土壤含水量大于临界值时,两者的风蚀量随着含水量的增加而减少的程度明显增强,且壤土的风蚀量总体上高于砂壤土.对于未扰动土,壤土和砂壤土的风蚀量随土壤含水量的降低而增加的趋势均不明显,特别是对于壤土,当土壤含水量相同时扰动土的风蚀量明显大于来扰动土的风蚀量,说明减少表层土壤的扰动可以显著抑制土壤风蚀的强度.     

Plastic film mulching on soil water and maize (Zea mays L.) yield in a ridge cultivation system on Loess Plateau of China

Plastic film mulching has commonly been used for adaptation to water scarcity and for increasing agricultural productivity on the semiarid Loess Plateau of China. However, the effect of plastic film mulching on cropland soil water and thermal regimes on the semiarid Loess Plateau of China is not well understood. This study simultaneously monitored the dynamics of the soil water content and the soil temperature with high resolution in a ridge cultivation system with plastic film mulching (RS) and a flat cultivation system without plastic film mulching (FS) during the maize (Zea mays L.)-growing season. We found that, in general, the soil temperature and soil water content were significantly different among the ridge under RS (RS-ridge), the furrow under RS (RS-furrow) and FS throughout the maize-growing season (P < 0.05). Plastic film mulching increased the near-surface soil temperature by approximately 1°C throughout the study period. RS significantly increased the soil water content during the dry period (May to June), especially within the middle soil layer (30–60 cm), compared to FS. The lowest monthly average soil water content was found at a depth of 30–60 cm layer in FS during the dry period (May and June). The water depletion was found within deeper (100–160 cm) soil layers in May but the water storage in the same layer of FS in June increased although it was the dry period, which differed from RS. The RS practices showed a longer period of water supply from the deeper soil layer (100–160 cm) in May and June for meeting maize water demands during the early growing stage rather than in only May for FS. During June (dry period), the water storage at a depth of 0–60 cm was greater in RS than in FS, and the reverse was true at a depth of 60–160 cm. The results indicate that the dry soil layer at a depth of 30–60 cm formed during June in FS likely reduced water movement from deeper layers to the topsoil layer, and hence constrained the availability of surface soil water for meeting maize water requirements during the early growing stage (dry period). Our study suggests that RS tends to significantly increase surface soil water availability by restraining the formation of a dry soil layer during the early maize-growth stage primarily under dry conditions, and thus enhances maize productivity in the semiarid Loess Plateau of China.     

黄土塬区长期不同耕作、覆盖措施对表层土壤理化性状和玉米产量的影响

【目的】研究不同耕作、覆盖措施对土壤理化性质及对作物农艺性状的影响,为选择适合黄土高原沟壑区最佳耕作、覆盖措施提供参考。【方法】田间定位试验设置12个处理,分别为传统耕作、传统耕作+膜上种植、传统耕作+秸秆覆盖、传统耕作+膜侧种植、传统耕作+全膜覆盖、传统耕作+秸秆覆盖+地膜覆盖、隔年耕作、免耕、免耕+地膜覆盖、免耕+秸秆覆盖、免耕+生草覆盖、免耕+秸秆覆盖+地膜覆盖,每个处理3个重复。于2014年对已持续12年的不同耕作、覆盖措施土壤理化性质与农艺指标进行测定与分析。【结果】免耕处理降低了土壤容重,提高了土壤饱和导水率和4月下旬至10月上旬表层土壤含水量,降低了作物出苗期温度,降低了成熟期土壤全磷与速效磷含量,降低了株高、叶面积指数和产量。相反,地膜覆盖极显著增加了土壤容重(P < 0.01),显著降低了土壤饱和导水率(P < 0.05),降低了成熟期土壤有机质、全氮含量,有较为明显的保持和调节温度的作用,不同类型的地膜覆盖均能极显著提高玉米株高和叶面积指数进而提高产量(P < 0.01)。秸秆覆盖对土壤容重和含水量的影响与耕作方式有关,翻耕条件下,秸秆覆盖增加了土壤容重;免耕条件下,降低了土壤容重且均不显著。翻耕+秸秆覆盖土壤表层含水量最高;免耕+秸秆覆盖处理的土壤含水量最低。但秸秆覆盖下土壤有机质含量、全氮含量、作物株高、叶面积指数和产量与未覆盖时相比均有增加,影响皆达到显著水平(P < 0.05),且均有降低地表温度的作用。【结论】免耕虽有利于改良土壤物理性状,却较传统耕作降低了作物产量。免耕条件下秸秆+地膜处理显著提高作物产量和土壤全氮、有机质含量(P < 0.05),是免耕处理组中最优选择。不同类型的地膜覆盖均可显著提高作物产量(P < 0.05),而且秸秆+地膜双覆盖增产效果最显著,并显著提高土壤全氮、有机质含量,是黄土塬区最适宜的覆盖措施。     

利用侵蚀模型普查黄土高原土壤侵蚀状况

土壤侵蚀普查对于土地资源保护和自然灾害防治具有重要意义。为了测试抽样方法和土壤侵蚀模型在土壤侵蚀普查中的适用性,该文以陕西吴起县为试点,采用1%均匀抽样方法,调查39个抽样单元的土壤侵蚀影响因子,使用中国侵蚀预报模型CSLE(Chinese soilloss equation)估算土壤侵蚀模数,并与基于遥感数据的水蚀分级分类方法进行比较。两种方法估算的全县平均土壤侵蚀模数分别为4571和5504t/(km2a),但不同分级侵蚀强度的面积和空间分布存在较大差异。抽样方法在土地利用与覆盖、水土保持措施及土壤特性方面获得的信息量大于遥感方法,同时对于区域具有很好的代表性;使用模型估算土壤侵蚀考虑的影响因子与分级方法相比,还包括了土壤可蚀性、坡长因子以及水土保持措施因子等,由此计算的土壤侵蚀模数和强度具有更高的可信度。因此,虽然基于抽样方法和土壤侵蚀模型的土壤侵蚀普查方法也存在一定的问题,但与土壤侵蚀分类分级方法相比具有明显的优越性。     

干旱区土壤结皮对风蚀影响的风洞模拟研究

土壤结皮在干旱半干旱地区广泛分布,是影响风蚀的重要因素。以准葛尔盆地东部矿区周边表层土壤为对象,通过控制土壤结皮率和结皮分布,利用风洞试验结合土壤风蚀传感器,对不同土壤结皮和风速条件下土壤风蚀量、风沙流结构、土壤颗粒释放的变化特征进行了研究。结果表明：(1)风蚀量随风速增加显著上升,随土壤结皮率增加显著下降。均匀分布的结皮风蚀量整体低于集中分布的结皮;(2)风沙流高度随风速增加而增加,高度在0-3cm的收集物占总的80%左右。14m/s的风速能够使土壤发生跃移,而土壤结皮率达到50%能够有效抑制土壤颗粒跃移现象;(3)颗粒碰撞的数量与能量随风速的增加而增加,随结皮率增加而减少;首次出现颗粒碰撞时的风速随结皮率的增加而增加;颗粒碰撞的数量和能量在风速持续增加的时间段内增加至最大值,在风速稳定后开始下降,120s左右降低至稳定值,随后不再发生明显起伏,在风速下降时间段内不发生颗粒碰撞。     

黄土高塬沟壑区典型流域水土流失监测发展历程及对策

通过对甘肃省庆阳市境内的南小河沟小流域和砚瓦川中流域历史时期水土流失观测内容和观测方法的系统总结,综合介绍研究流域实施水土流失监测和应用研究等方面取得的主要成果。同时,分析研究流域在水土流失监测站(网)建设、现有观测仪器设备性能及已获资料系列完整性等方面存在的问题,并提出对策,对建立数字流域型水土保持监测资料共享平台具有参考价值。     

Microbiological and enzymatic properties of soil deposits originating from wind erosion

A characterization of deposits originating from wind erosion of agriculturally managed soils in eastern Austria with the main soil types Chernozems and Allochthonous Calcaric Fluvisols was conducted using measurements of microbial counts, soil respiration, soil microbial biomass, and several enzyme activities. The deposits were rich in organic matter, silt‐ and clay‐sized mineral particles, and had high water‐holding and cation exchange capacities. Microbial counts, biomass, and enzyme activities of the deposits covered ranges frequently reported for agriculturally managed soils. Metabolic quotients indicated reduced energetic efficiences of deposit associated microbial communities. Microorganisms might suffer from stress imposed by habitat destruction, drifting, and unfavorable physical conditions in the deposits. Shifts in microbial communities or properties of organic materials in the deposits might also result in high metabolic quotients. It will be the subject of further study to clarify causal relationships.     

保护性耕作对土壤风蚀的影响

保护性耕作能够有效减少农田土壤风蚀.通过室内风洞模拟试验,研究秸秆覆盖、留茬和垄作3种保护性耕作措施对黄土高原北部农田土壤风蚀的影响.结果表明:1)秸秆覆盖和留茬能有效降低土壤风蚀速率,秸秆覆盖量为4 210 kg/hm2时土壤风蚀速率最小,与对照相比减少62.8%;垄作在低风速下能够降低土壤风蚀率,垄向与风向垂直时降...     

基于土壤粒度和大风日数的风蚀风险预报

为寻求一种较为简便、广泛适用的土壤潜在风蚀风险评价方法体系,选取内蒙古中西部的吉兰太戈壁、乌兰布和半固定沙地、毛乌素沙地、武川农田和希拉穆仁草原5种典型风蚀试验区,基于数字图像技术,获取地表不可蚀颗粒含量,结合地区大风日数资料,建立土壤潜在风蚀风险指数方程,并进行实地验证。结果表明:吉兰太戈壁、灌丛地表已经处于粗化过程后期,抗风蚀能力较强,平均抗风蚀指数分别为91.40%和81.40%。由于灌丛群落的存在,乌兰布和沙漠半固定沙地土壤颗粒空间分布差异明显,导致土壤抗风蚀能力呈现不同程度的差异。毛乌素沙地风成沙物质颗粒较细,抗风蚀指数仅为13.40%,极易起沙。应用土壤潜在风蚀风险方程实地表征所得结果与实际情况吻合,与人类活动关系最为密切的农田、草原土壤潜在风蚀风险最高。研究结果可实现科学、有效地预测地表潜在风蚀风险,为干旱、半干旱地区风蚀荒漠化监测提供理论依据和技术支撑。     

西北半干旱区不同防护条件下公路边坡风力侵蚀研究

 为了深入了解西北地区公路边坡土壤侵蚀机制,为公路水土保持施工提供指导,选择银川至武汉高速公路固原段为试验地,针对公路边坡的不同防护类型布设土壤侵蚀观测小区,对西北半干旱区新建公路边坡的风力侵蚀规律进行研究。结果表明:公路边坡风蚀强度与风速成显著的对数相关关系;起动风速从大到小依次是六棱砖小区>拱形框架梁小区>机械压实小区>无措施小区;从防风蚀效果来看,六棱砖最好,拱形框架梁次之,机械压实几乎没有效果;六棱砖防护下的坡面相对土壤流失率为0.35,拱形框架梁为0.55,而机械压实达到0.91。