绿洲边缘土壤水分与有机质空间分布及变异特征

在黑河中游绿洲边缘由北向南选取的1 200 m × 250 m长方形沙漠、林地和耕地3种土地类型为研究区,利用经典统计学方法对其土壤水分与有机质空间分布及变异性进行研究。结果表明：由沙漠向耕地过渡,土壤水分与有机质含量上升,平均值变化幅度分别为9.36%和4.92 g·kg-1。在水平方向上,随着样带位置南移,0~200 cm土层土壤水分与有机质变异程度均表现为先增大后减小,且林地>耕地>沙漠。在垂直方向上,随土壤深度增加,土壤有机质变异性减弱,土壤含水量变异性在0~100 cm范围内增强,之后亦减弱。绿洲边缘土壤有机质含量对土壤水分影响显著,土壤含水量随有机质含量增加呈对数增长,适当增加有机质含量可以提高土壤蓄水能力。     

华北平原滴灌条件下土壤水势对萝卜生长的影响

通过控制滴灌滴头下20cm深处土壤水势下限(-15kPa,N1;-25kPa,N2;-35kPa,N3;-45kPa,N4;-55kPa,N5),研究了不同处理土壤水势随时间和空间的变化规律,以及不同土壤水势处理对萝卜叶面积指数、叶绿素含量、周径膨大、干重积累等生长参数的影响,并对各处理间产量、水分利用效率进行了比较,发现在华北平原下半年降雨较多的情况下种植秋萝卜:(1)不同土壤水势处理对萝卜的生长发育没有明显影响;(2)不同处理水分利用效率不同:N5>N4>N3>N2>N1;(3)滴灌条件下,不同土壤水势处理萝卜的平均重量和产量都高于地面灌溉。     

旱作农业区土壤水分保蓄状态及其能量特征

在渭北旱地农田设置覆盖、耕翻等不同保蓄土壤水分处理,测不同层次土壤水分保蓄状况。结果表明:土壤含水量耕翻覆盖地>覆盖地>耕翻地>裸露休闲地。耕作层水分保蓄差异最为明显,但是在土层深度40~50cm处,耕翻过土壤含水量稍大于覆盖过土壤。同一土层土壤水分能量变化规律是土壤水势耕翻覆盖地>覆盖地>耕翻地>裸露休闲地,而同一土层土壤温度变化规律恰好与土壤水势相反,证明在影响土壤水势因素中,土壤水分的正效应>土壤温度;土壤温度日变幅明显是裸露休闲地和耕翻地大于覆盖地。     

土壤水势对桃树茎干变化的影响研究

本试验主要研究不同土壤水势条件下桃树茎干的变化规律。试验设置4个处理,分别是-100~-110 kPa(A区),自然条件下作为对照(B区),-10~-20 kPa(C区),-40~-60 kPa(D区)。分析不同月份各个处理桃树茎干日变化之间的差异,结果表明,桃树茎干日生长量在休眠期基本为负值,第一生长期内平均日生长量在20~50μm之间,第二生长期内平均日生长量在30~70μm之间,停长期内平均日生长量出现正负交替。结果同时表明,各处理桃树在整个生长周期内茎干生长量存在显著差异,整个生长周期内生长量由大到小顺序为DCAB。综合分析得出,在桃树整个生长周期内将土壤水势维持在-40~-60 kPa时有利于桃树生长。     

用石膏块电极测定土壤水势的探讨

本文以室内试验与田间实测资料说明,电导土壤水分测试仪,用石膏块作电极时,既可以测定土壤含水量,又能量测土壤水势(指土壤基质势)。笔者经反复试验表明,目前除张力计以外,用石膏块作电极,是在田间植物根区定位观测土壤水分和水势变化的唯一有效方法。因为这种方法,不破坏土壤结构,且能连续观测土壤水分和水势变化的动态过程。石膏块量测土壤水势的范围,因土壤质地的不同而不同,一般较粘重的土壤,可测范围为0.7—15巴。故此石膏块电极主要适于干旱半干旱地区,低水分含量状态下水势的测定问题。如与张力计并用,二者可互为补充,能使水势的量测范围扩展到0—15巴,因为张力计的量测范围约在0.8巴以下。     

六盘山半干旱区华北落叶松林土壤水分对降雨的响应

研究土壤水分对不同量级降雨的响应,探讨森林生态系统的土壤水分形成与消耗规律,可为我国干旱半干旱地区基于土壤水分承载力的森林植被建设和水土资源管理提供依据。在宁夏六盘山北侧半干旱区,利用气象站及土壤水势仪监测并分析了2010年生长季(5-10月)58次降水事件及华北落叶松林地根系分布层(0-60cm)各层土壤水分的响应过程。结果表明:华北落叶松林土壤水分变化与降水关系密切,土壤含水量峰型与降雨分布格局较为一致,月均土壤含水量(%)与月降水量(mm)呈极显著正相关(R=0.573,P<0.01)。不同深度处的土壤水分对降水量级的响应有差异,在小雨条件下,0-10cm土层的累计降水量响应阈值为7mm;在中雨条件下,0-10、10-20cm土层的累计降水量响应阈值为10和25mm;在大雨条件下,0-10、10-20、20-40cm土层的累计降水量响应阈值依次为8、22和36mm;在暴雨条件下,0-10、10-20、20-40、40-60cm土层的累计降水量响应阈值依次为12、29、37和63mm;随土层向深处,响应变幅呈减少趋势,对降水的响应滞后时间逐渐增加;在小雨和中雨条件下,侧向流不明显,但在大雨条件下侧向流趋势明显,最大为7.88mm。综上可知,土壤含水量的变化幅度随土层深度增加,各层次呈减小趋势,土壤含水量与降雨的同步性呈下降趋势且各层响应存在时间的滞后性。     

狭叶锦鸡儿灌丛沙堆土壤水分和肥力的时空分布

通过对内蒙古高原草原区、荒漠草原区和荒漠区狭叶锦鸡儿(Caragana stenophylla)不同发育阶段灌丛沙堆土壤有机质、全氮、全磷、速效磷和水分的空间分布研究。结果发现:3种生境中,灌丛土壤水肥含量表现为:草原区荒漠草原区荒漠区。在草原区和荒漠草原区,狭叶锦鸡儿灌丛沙堆土壤全氮和全磷随土层加深(0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm)呈逐渐增加趋势,而速效磷和水分相反;草原区灌丛沙堆土壤有机质富集于0~10 cm土层,荒漠草原区富集于20~40 cm土层。在荒漠区,灌丛对水分和大部分养分(除速效磷)的层间分布影响不大,而20~40 cm土层的速效磷含量逐渐减少。3种生境中狭叶锦鸡儿灌丛内的养分含量均高于灌丛外相同土层,且随着灌丛增大,这种趋势越来越明显;在草原区,随着狭叶锦鸡儿冠幅增大,灌丛土壤水分含量呈显著下降趋势,在荒漠草原区和荒漠区,灌丛土壤水分含量随着灌幅增大而增加。这说明狭叶锦鸡儿灌丛改变了土壤水分和肥力的空间分布,这种效应是在灌丛沙堆的发育过程中逐渐形成,并体现出来的。     

凹凸棒土对土壤团粒结构及水力参数的影响

向粉砂质壤土中均匀添加不同含量(0、10、20、30、40 g·kg~(-1))凹凸棒土(简称ATP)进行土壤水分特征曲线试验、土壤颗分试验及土壤团聚体试验,研究不同ATP施加量对土壤团粒结构及土壤水力参数的影响。结果表明:土壤中的黏粒(0.002 mm)从9.28%减小至7.06%,粉粒(0.002~0.02 mm)从50.21%减小至26.8%,砂粒(0.02~2 mm)比例从40.52%增加至41.49%;随着ATP含量增大,土壤水分特征曲线分形维数从2.859增加至2.876,土壤粒径分形维数从2.645减小至2.628,在ATP含量为30 g·kg~(-1)时两者的分形维数均出现拐点;试验结束自然风干后的土壤大颗粒含量增加,0.25 mm的土壤团粒随着ATP含量的增加从0增加至2;利用土壤水分特征曲线分形模型对土壤含水率进行模拟后,其模拟计算值与实测值的均方根误差RMSE在10%以内;利用非饱和土壤水力传导度分形模型对不同含量ATP非饱和水力传导度进行预测,其预测值随着ATP含量的增加整体呈减小趋势。综合分析可知,加入ATP后的土壤持水能力增强,具有改良土壤的作用,且当ATP含量为30 g·kg~(-1)时的改良效果最佳。     

膜下滴灌条件下土壤基质势对辣椒产量和水分利用效率的影响

为了提高西北干旱地区作物的水分利用效率,研究了膜下滴灌条件下,不同土壤基质势对辣椒产量、耗水和水分利用效率的影响。试验根据滴头下25 cm深处土壤的基质势设置5个控水下限:-10、-20、-30、-40kPa和-50 kPa,测量指标主要有气象要素、土壤水分特性曲线、土壤基质势、土壤水分、辣椒产量和单果重等。试验结果表明,基质势下限控制在-10～-40 kPa之间对产量影响较小,但是当基质势下限降至-50 kPa时会导致严重减产,灌水量与辣椒腾发量一般随着基质势控制下限的降低而逐渐减少,水分利用效率随着基质势控制下限的降低呈现先升高再降低的趋势。土壤基质势下限控制在-30～-40 kPa时辣椒产量和水分利用效率均较高,因此建议在西北干旱地区膜下滴灌条件下辣椒的基质势控制下限宜为-30～-40 kPa。     

延安新区生态林建设对土壤理化性质的影响

树木定植可以影响土壤理化性质。为明确延安新区不同树种人工生态林对土壤理化性质的影响状况,为合理造林提供依据,以延安新区荒地土壤为对照,研究了人工生态林(松树、柏树)对土壤理化性质,包括含水量、p H值、有机质、铵态氮和硝态氮含量的影响。结果表明:人工林增加了土壤含水量,且随着土壤深度的增加,土壤含水量变化总体呈现出增加的趋势。土壤的p H值总体上是呈弱碱性,松树定植土壤p H值呈现降低趋势,柏树和荒地土壤p H值在不同土层中变化较大。土壤有机质的含量随深度增加呈递减的趋势,不同土层中呈现荒地柏树松树。荒地土壤铵态氮在不同土层中变化不大,柏树土壤中0~15 cm随深度的增加而增加,15~20 cm略有下降;松树土壤在0~10 cm土层基本相同,10~15 cm有所下降,15~20 cm略微上升。硝态氮在不同类型利用方式下变化不一,造成这种差异可能与树种有关。     

耕作方式对黑钙土主要肥力特征及玉米产量的影响

为揭示不同耕作方式对黑钙土主要肥力特征及玉米产量的影响,田间试验设置了旋耕(RT)、深松(ST)、免耕(NT)、深翻(DP)和深翻秸秆还田(DPS)等5种耕作方式,分析了玉米不同生长时期0～60 cm土层土壤容重、水稳性团聚体等物理指标,氮、钾、有机质等化学指标及玉米产量。结果表明,与RT处理相比,NT和ST处理土壤容重平均增加4.7%和3.8%,DP和DPS处理分别降低3.4%和2.6%;NT处理的田间持水量比RT降低2.7%,ST与RT相近,而DP和DPS处理分别比RT增加8.6%和7.0%,二者都显著高于RT(P0.05);土壤大团粒结构(0.25 mm)含量表现为苗期DP处理最高,抽雄期DPS最高、DP次之,整体来看,平均含量以DPS最高;除抽雄期NT含量较高外,DPS和DP是有机质含量整体较高的处理,说明翻耕的过程有利于土壤有机质含量的提升;从土壤全氮的比较来看,不同处理下差别不大,但碱解氮含量以RT最高,其他处理降低了6.8%～12.9%;与RT处理相比,ST和DPS处理玉米产量降低了7.4%和3.3%,NT、DP分别增加2.3%和7.8%。综合来看,虽然NT处理有一定的提升土壤结构和有机质的潜力,但改变效果不大,DP和DPS处理具有较好的土壤肥力特征,其中DP是兼具土壤肥力和增产效果的耕作方式。     

行间种植不同草种对幼龄苹果园土壤特性的影响

于苹果园建植第一年春季,果树行间分别种植不同草种,以清耕的土壤为对照,研究果园土壤温度、含水量、pH值、有机质及N、P、K的变化。结果表明,种草后,夏季高温时土壤温度降低、日变幅减小,含水量增加,生长季结束时,果园土壤pH下降,碱解N、全N、速效P、全P、有机质含量增加,而除种植红三叶的土壤速效K显著(P<0.05)升高外,其余处理全K、速效K均无显著变化;种草后对不同深度土壤肥力的影响不同,马蹄金对土壤N、P和狗牙根与高羊茅对有机质的影响在0~20 cm内表现一致,而种植多年生黑麦草、狗牙根、紫羊茅的0~10 cm土壤碱解N、全N、全P和种植红三叶、紫羊茅的0~10 cm土壤有机质升高幅度较10~20 cm大,多年生黑麦草、高羊茅、紫羊茅、红三叶、白三叶的速效P,红三叶和高羊茅的碱解N、全N,马蹄金、多年生黑麦草、白三叶的土壤有机质0~10 cm土壤升高幅度较10~20 cm小,白三叶10~20 cm土壤碱解N增加幅度较0~10 cm小,全N则反之;草种不同对土壤作用不一,马蹄金对土壤肥力改善作用最大,红三叶、白三叶次之,而狗牙根、高羊茅较差。说明种草后可改善土壤性状,而草种是影响果园种草效益的关键因素。     

利用HYDRUS-2D模拟膜下滴灌玉米农田深层土壤水分动态与根系吸水

河套灌区农田地下水埋深普遍较浅且年内波动较大,明确不同膜下滴灌条件下深层土壤水分对根区的补给作用及作物根系吸水的响应差异有利于膜下滴灌技术的完善和推广。本研究开展了连续2 a(2017—2018年)的春玉米田间试验,设置3个膜下滴灌灌溉水平,分别控制土壤基质势下限为-10 kPa(S1)、-30 kPa(S3)和-50 kPa(S5)。利用HYDRUS-2D模型模拟0～120 cm深度土壤含水量、根层下边界(100 cm深度处)水分通量和作物根系吸水速率。结果表明,经过率定后的HYDRUS-2D模型对0～120 cm深度土壤含水量模拟结果的根均方差(RMSE)和决定系数(R~2)分别为0.039～0.042 cm~3·cm~(-3)和0.78～0.73,模拟结果可靠。膜下滴灌农田100 cm和120 cm深度处土壤含水量较高且处理间差异不大,说明不同滴灌条件对于100 cm以下深层土壤含水量影响较小;但不同处理显著影响根区下边界的水分通量和根系吸水速率。基质势下限控制水平越低,深层土壤水分对于根区的补给量(毛管上升)越大,S1、S3、S5生育期内累积补给量在31.9～49.6 mm之间。S5处理根系吸水速率较低,根系吸水受到显著抑制,从而造成作物生长指标和产量显著低于S1和S3处理(P0.05);而S1和S3之间籽粒产量差异不显著。综上,在本研究所设置的3个滴灌处理中,S3生育期内灌溉定额为240～300 mm,既较S1显著减少灌水量、提高水分利用效率,又具有较好的根系活力,有效利用深层土壤水分,因此建议该地区春玉米膜下滴灌的灌水下限为-30 kPa。     

甘肃省土壤有机质提升技术模式对土壤耕层养分影响初探

对甘肃省11个地区的75个对比试验点实施土壤有机质提升技术模式前后的土壤有机质进行差异显著性假设测验及土壤样本频数分布变化特点分析,研究表明:秸秆及绿肥还田后与还田前比较,土壤有机质平均增加0.569 g·kg-1,增加4.43%,11个地区土壤有机质含量在秸秆或绿肥还田后与还田前的差异显著性假设测验中,10个地区达到显著水平。全省各试验点秸秆与绿肥还田的作物产量较对照增产率在-1.74%~15.4%之间,平均为5.2%。有机质与全氮,有效磷、CEC和全磷有稳定的正相关关系,伴随着有机质的提高,土壤有效磷、全磷和CEC有同步提高的趋势。全省各点秸秆及绿肥还田后与还田前土壤有机质及对照的土壤有机质含量频数分布呈偏态的正态分布,其峰偏向较大数值,说明有机质提升措施实施后,秸秆及绿肥还田的土壤有机质增加的样点较对照田多且集中度高。结果表明,秸秆及绿肥还田等措施增加土壤有机质及耕层养分含量,提高土壤肥力的效果明显。     

阜康绿洲土壤盐渍化特征及其与肥力的相关性分析

本文以电导、可溶性总盐含量和pH作为指标,将阜康绿洲的盐渍化类型划分为9种,其中以强盐渍土和盐土为主,在纬度梯度上从南至北,即从洪积扇下部到沙漠按照中盐渍土-强盐渍土-盐土-强盐渍土-盐土-非盐渍土的顺序依次分布。而土壤含水率却是从洪积下部至扇缘溢出带逐渐升高,在细土平原地区差异较大,在沙漠中又迅速降低。通过土壤剖面中有机质、全量N、P、K和速效N、P、K的分析,结果表明阜康荒漠自然状态下土壤肥力很低,各养分含量在空间上呈现规律性的变化,在纬度梯度上逐渐升高又在沙漠中降低。通过水盐与土壤肥力的相关性分析,结果表明:有机质、全N、P和速P与含水率、电导、总盐均具有显著和极显著正相关,而与pH成负相关,但相关性不显著。由于盐生植物的多样性,在盐渍土和盐土土壤肥力并无显著降低,只是土壤溶液的高盐浓度限制了植物对养分的吸收,因此防止和治理土壤盐渍化是发挥土地生产潜力的重要手段。     

艾比湖湿地自然保护区典型群落土壤理化性质分析

对艾比湖湿地自然保护区16个典型群落的土壤理化性质进行分析,试验结果表明：1）土壤水分的空间分布特征反映了阿齐克苏河河谷沿线西部较东部干旱的现象;土壤盐渍化现象严重,且碱化现象较明显,土壤pH值垂直分布无明显特征;有机质含量,P含量均贫乏。2）含盐量与含水量呈正相关（R=0.584）,与P含量相关性不明显（R=-0.1...     

长期施用有机肥对黑土肥力及作物产量的影响

在东北黑土区中部进行长期定位试验,研究了长期施用有机肥对黑土肥力以及作物产量的影响。结果表明:施用有机肥能够提高土壤肥力,与供试前土壤相比,施用有机肥处理的土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量都表现为增加,长期施用氮磷钾化肥处理的有机质、全氮、碱解氮、全磷和速效磷表现为增加,而全钾、速效钾则减少,长期无肥处理的土壤除全氮和全磷表现为增加以外,均呈减小的趋势;各处理土壤C/N均表现为减小,在11.32~12.01之间波动;长期施用有机肥能使土壤的pH稳定在一个适合作物生长的范围内;施用有机肥可以增加土壤0.25 mm水稳性团聚体的数量,不同处理0.25 mm水稳性团聚体的含量表现为:化肥+高量有机肥(NPKM2)化肥+低量有机肥(NPKM1)化肥(NPK)无肥(CK);不同处理玉米和大豆产量由高到低的顺序均为:NPKM2NPKM1NPKCK,各处理的玉米产量年际间均表现出增加的趋势,而大豆产量年际间变化不显著。生物耗竭试验表明,长期施用有机肥可提高黑土的生产能力。     

施用氮磷钾对黄土丘陵区山地红枣林土壤酶与土壤肥力的影响

采用野外试验与室内分析,研究了连续4 a施氮磷钾肥对黄土丘陵区山地枣园土壤酶活性及土壤养分含量的影响。结果表明:连续4 aNPK1施肥处理能够明显增强土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,提高土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量;在土壤剖面中总的趋势是土壤酶活性和土壤速效氮、速效磷和速效钾含量随土层深度加深而降低。土壤酶活性与土壤养分因子的相关分析表明,在0~20 cm土层,磷酸酶与有机质、速效磷,过氧化氢酶与有机质、全氮呈显著或极显著性正相关。在20~40 cm,脲酶与有机质、全氮、速效氮,磷酸酶与速效钾,过氧化氢酶与速效磷,蔗糖酶与有机质、速效钾呈显著或极显著性正相关。在40~60 cm,脲酶与全氮、速效磷,磷酸酶与有机质、速效氮,过氧化氢酶与速效磷,蔗糖酶与有机质、全氮、速效磷呈显著或极显著正相关。