立式深旋松耕对半干旱区饲草玉米水分利用和产量的影响

在半干旱区研究立式深旋松耕的土壤水分和产量效应,为饲草玉米增产增效提供理论依据。2017-2019年在定西市安定区设传统旋耕(TT)、深旋耕(DT)和立式深旋松耕(VRT)3种耕作方式,分析立式深旋松耕对饲草玉米土壤贮水量、花前花后耗水、单株鲜重和干重以及产量和水分利用效率的影响。研究结果表明,与DT和TT相比,VRT能够提高干旱年份对土壤水分的吸收利用,使得花期60~180 cm土层的土壤贮水量降低10.0%和7.6%,180~300 cm土层降低17.6%和18.5%,花前0~300 cm土层的土壤耗水量提高14.6%和13.8%,生育期总耗水量增加6.1%和9.2%,2018和2019年生育期总耗水量分别提高2.0%和7.9%、10.1%和14.9%,收获期单株鲜重增加2.4%~16.2%、干重增加1.0%~7.8%,籽粒产量增加2.4%~38.6%,群体生物量增加3.4%~16.2%。立式深旋松耕改善了土壤环境,提高了土壤耗水量,增加了饲草玉米产量和生物量,尤其在干旱年份增产增效显著,在半干旱区具有明显的抗旱增产作用。     

高寒草甸表层土壤物理性状对短期放牧的响应

为探讨不同放牧强度对高寒草甸土壤物理性状的影响,设重度放牧(HG)、中度放牧(MG)和轻度放牧(LG)3个放牧强度样地,调查放牧样地表层土壤(0~10cm)的土壤容重、孔隙度、土壤饱和含水量、田间持水量、有效含水量并土壤持水和入渗性能。结果表明,LG和MG的初始含水量、毛管持水量与非毛管持水量均显著高于HG,LG的土壤饱和含水量和田间持水量均显著高于HG,但3个放牧强度间土壤容重、孔隙性状、土壤有效含水量和非毛管持水量均无显著变化;入渗曲线高低为LGMGHG,用模型模拟曲线,拟合精度为Horton模型通用经验模型Philip模型Kastiakov模型;初始入渗率、平均入渗率、稳定入渗率和90min入渗总量均表现为LG显著高于HG;土壤入渗性能均与土壤初始含水量、总孔隙度、非毛孔隙度、通气孔隙度、饱和含水量、田间持水量、有效含水量、非毛管持水量、毛管持水量、最大持水量显著正相关,与土壤容重显著负相关,与毛管孔隙度相关性不显著,但初始入渗率与初始含水量、田间持水量、有效含水量及毛管持水量无显著相关性。回归分析表明,土壤通气孔隙度和有效含水量是影响入渗率的限制因子。短期轻度放牧有利于土壤持水和导水,降低土壤物理结构退化风险;Horton模型适用于该区放牧草地入渗过程的模拟。     

行间生草对葡萄园土壤水分含量及贮水量变化的影响

研究葡萄园生草对土壤水分影响,可为葡萄园生草在半干旱地区的应用和推广提供理论依据。在葡萄园种植多年生白三叶草、紫花苜蓿和高羊茅,采用TRIME-FM时域反射仪对生草葡萄园0～80 cm土层进行土壤水分定位观测,采用环刀法对0～60 cm土层土壤物理性状进行测定。结果表明,生草可改善葡萄园土壤物理性状,使0～60 cm土壤容重平均降低8.5%～9.8%,总孔隙度提高11.5%～13.9%。在不同降水年份,葡萄园行间生草均使土壤含水量降低,在2006及2007年,生草使0～80 cm土层土壤含水量平均降低幅度分别为2.3%～7.5%及10.7%～15.9%,在冬季贮水量不足、春季干旱的年份土壤含水量降低幅度较大。生草种类不同,对土壤贮水量及增减量的影响存在差异,紫花苜蓿区土壤贮水量较低。     

星星草对碱化土壤物理性质的影响

研究不同生长年限的星星草对碱化土壤及对应碱斑土壤的机械组成、土壤孔隙度、容重和含水量的影响。结果表明,星星草生长1、2和3年后,粘粒和细砂所占比例减小,而粗粉和细粉所占比例增大。土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度随着生长年数的增加呈不同程度的增加,而土壤容重则越来越小,>0.25mm的水稳定性团聚体随之增加。星星草地土壤含水量和田间持水量均高于碱斑土壤。星星草改善了碱化土壤结构、通透性、保水性和土壤物理环境。     

兰州市北山典型侧柏混交林地土壤水分物理性质研究

在兰州市北山仁寿山官山林场选取人工灌溉下造林年限相同、立地条件相似的5种典型侧柏人工林地,对其土壤水分物理性质进行研究.结果 表明:(1)树种组成和土层深度对土壤容重,孔隙度和持水量有显著影响;(2)0～100 cm土层,各林地土壤容重均随着土层深度增加而增大,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、饱和持水量、毛管持水量与田间持水量则随着土层深度的增加而减小,不同林地间差异显著(P＜0.05);(3)侧柏×刺槐混交林土壤水分物理性质总体优于其他4种林地,水土保持和涵养水源能力较好.     

三江源高寒草甸水源涵养功能及土壤理化性质对退化程度的响应

土壤持水能力和土壤理化性质是衡量水源涵养功能的重要指标,掌握其变化特征对高寒草甸的生态保护和修复具有重要意义。本研究选择三江源区的果洛藏族自治州玛沁县作为实验区,通过野外调查和室内实验相结合的方法,分析了不同退化程度对高寒草甸土壤持水能力、理化性质影响及两者的相关性。研究结果表明：1）高寒草甸0～10 cm土层内随退化程度的加剧饱和持水量、毛管持水量、田间持水量呈下降趋势,退化程度对表层0～5 cm土壤的持水能力的影响最为显著,与原生植被相比,重度退化样地0～5 cm土层的饱和持水量、毛管持水量和田间持水量分别显著降低51.99%、56.28%、59.93%(P<0.05)。2）随退化程度的加剧,高寒草甸0～5 cm土壤全氮、全磷、全碳逐渐下降,全钾无显著变化,与原生植被相比,重度退化样地0～5 cm土层的全碳、全氮、全磷分别显著降低41.95%、65.88%、21.82%(P<0.05);在0～10 cm的土层内土壤有机碳、总孔隙度呈下降趋势,土壤pH、容重呈显著增加的趋势。3）通过冗余分析得出,饱和持水量、毛管持水量、田间持水量与土壤全氮、毛管孔隙度呈显著相关关系（P&...     

不同杀菌剂对旱地连作马铃薯土壤水分效应、微生物和产量的影响

马铃薯效益高和集约化种植致使甘肃马铃薯的连作障碍问题日趋严重。如何克服连作障碍成为当地马铃薯产业发展主要关注的问题。在连续4年种植马铃薯的田地上设置施用恶霉灵、五氯硝基苯、哈茨木霉菌、土壤改良剂和对照(常规种植)5个处理的大田试验,通过测定土壤含水量、土壤微生物量、产量、调查疫情,计算土壤贮水量、耗水量、水分利用效率、发病率、病情指数等,以期筛选出缓解当地马铃薯连作障碍有效措施。结果表明,恶霉灵和哈茨木霉菌处理耕作层土壤细菌与真菌比值分别比对照显著提高183.50%和331.24%;早疫病病情指数分别比对照显著降低80.33%和58.93%;晚疫病病情指数分别比对照显著降低62.74%和56.88%;马铃薯水分利用效率分别比对照显著提高31.80%和27.15%;经济产量分别比对照显著提高24.10%和22.25%。在马铃薯长期连作田使用土壤消毒剂恶霉灵和哈茨木霉菌,能显著改善土壤微生物数量,提高土壤细菌和真菌比,使土壤微生物由"真菌型"向"细菌型"转化,减轻马铃薯病害,提高旱地马铃薯水分利用效率,提高土壤含水量,提高马铃薯产量。     

放牧强度对荒漠草原土壤物理性质及其侵蚀产沙的影响

针对荒漠草原退化已经由植被退化演变到土壤退化的特征,采用野外调查取样和人工模拟降雨相结合的研究方法,探讨不同放牧强度下荒漠草原的土壤紧实度、容重、总孔隙度、水分及其侵蚀量的变化情况,研究结果表明:(1)不同放牧强度下0~10cm土层土壤紧实度受放牧的影响差异显著,且随放牧强度加重而呈明显的增加趋势,对深层土壤的影响有限;(2)0~10cm土层土壤容重差异性显著,且随放牧强度的增加而不断增大,与对照未放牧草地相比,不同放牧强度草地土壤容重增加幅度为5.1%~11.7%;(3)放牧强度对0~20cm深度的土壤含水量影响显著,放牧强度越大,土壤含水量越小,与对照未放牧草地相比,不同放牧强度草地土壤含水量降低12.5%~35.4%;(4)雨强一定时,坡度与放牧强度越大,其土壤侵蚀量明显增加,雨强、坡度条件相同情况下,重度放牧的土壤侵蚀量可达到对照样地4.9~13.6倍;(5)土壤容重与土壤紧实度、土壤总孔隙度之间存在显著正相关,土壤紧实度与不同坡度、降雨、放牧强度的土壤侵蚀量均存在显著正相关,且均为幂函数关系。     

地膜覆盖和施肥对半干旱区苦荞土壤水分利用及产量的影响

探究地膜覆盖和施肥对西北半干旱区苦荞土壤贮水量、阶段耗水量、植株生长、产量和水分利用效率的影响,可为半干旱区苦荞抗旱增产、资源高效利用提供理论依据。于2015—2017年设置传统种植不施肥(TNF)、地膜覆盖不施肥(MNF)、地膜覆盖施肥(MF)3个处理,测定了苦荞不同生育时期土壤含水量(0~300 cm土层)、干物质量、叶面积指数、产量等指标,计算土壤贮水量、阶段耗水量、收获指数、水分利用效率(WUE)和年降水利用效率(RUE)等指标。结果表明,与TNF、MNF相比,MF能够增加苦荞苗期0~140 cm土层土壤贮水量18.9~42.4 mm、花前土壤耗水量,使苦荞成熟期干物质量平均增加96.3%、3.7%,叶面积指数增加123.7%、7.6%,成穗数增加9.3%、3.9%,单株粒重增加139.2%、12.1%,籽粒饱满率增加14.5%、4.4%,籽粒位高显著降低34.0%、26.8%。由于MF改善了苦荞农田土壤水分状况,调节了生育期耗水进程,显著促进了苦荞生长,其产量较TNF增加33.6%~130.4%、生物量增加62.8%~182.5%、水分利用效率提高34.5%~106.4%,而且这一增产增效作用在欠水年更加显著。综上,地膜覆盖和施肥显著提高了苦荞水分利用效率与产量,是西北黄土高原半干旱区苦荞抗旱增产、资源高效的有效措施。     

北方农牧交错带表层土壤孔隙度特征及其影响因素

本研究以张家口地区为研究区,分析农牧交错带土壤表土孔隙度特征及其影响因素。结果表明:土壤表土具有良好孔隙特征,土壤总孔隙度为42.6%,毛管孔隙度为24.6%,非毛管孔隙度为18.0%,毛管孔隙度占总孔隙度比重为56.8%,非毛管孔隙度比重为43.2%;土壤总孔隙度在不同地貌单元差异显著,表现为坝下区域(44.69%)坝上高原(39.98%)(P 0.05),土壤孔隙度在不同土地利用和土壤类型之间差异均不显著(P 0.05);研究区整体看,土壤孔隙度与土壤理化参数显著相关(P 0.05),但分类型区域看,主要在地势相对平坦的坝上高原二者存在显著相关关系(P 0.05);总体来看,土壤孔隙度决定了土壤持水能力,与土壤质地、有机碳和容重仅在某些分类型区域存在相关关系。     

不同覆膜时期对宁南山区土壤水热环境及马铃薯产量的影响

在宁南山区雨养条件下,以马铃薯庄薯3号为试验材料,研究了裸地平种、播前覆膜、早春覆膜、秋覆膜处理下2013-2015年间马铃薯产量及其全生育期土壤温度、土壤贮水量的差异。结果表明:与裸地平种相比,不同覆膜时期下尤其是秋覆膜可增加马铃薯地土壤表层温度,增加幅度可高达1.0 ℃。秋覆膜处理增加了早春时期土壤温度、降低马铃薯苗期土壤日温差。不同覆膜时期尤其是秋覆膜处理下马铃薯苗期土壤贮水量增加41.5 mm,马铃薯块茎膨大期后20~60 cm土层土壤水分消耗增加;且在平水年和欠水年不同覆膜时期对土壤水分的调控作用更为明显。秋覆膜处理下马铃薯产量可达34543 kg/hm²,增产40.8%。土壤水分利用效率达到77.5 kg/(hm²·mm),增加23.5%。相关性分析发现马铃薯产量与早春时期土壤温度、土壤贮水量显著(P<0.05)正相关,与马铃薯播种时期土壤温度显著负相关。综上,秋覆膜可通过提高早春时期土壤温度、土壤贮水量,促进马铃薯块茎膨大期后土壤耗水量来增加马铃薯产量,秋覆膜是本研究区马铃薯获得高产的最佳覆膜时期。     

施肥对苜蓿土壤水分、养分和产量的影响：基于定位试验数据的Meta分析

为探究提高苜蓿 (Medicago sativa)产量和改善土壤肥力性质的施肥措施,本研究以中国为研究区域,以不施肥苜蓿为对照,通过检索文献整合已发表的相关田间试验数据,采用整合分析方法(Meta-analysis),系统探究施肥措施对苜蓿地土壤水分、养分、产量和水分利用效率的影响。结果表明,施肥可有效增加苜蓿土壤养分...     

施肥对苜蓿土壤水分、养分和产量的影响:基于定位试验数据的Meta分析

为探究提高苜蓿(Medicago sativa)产量和改善土壤肥力性质的施肥措施,本研究以中国为研究区域,以不施肥苜蓿为对照,通过检索文献整合已发表的相关田间试验数据,采用整合分析方法(Meta-analysis),系统探究施肥措施对苜蓿地土壤水分、养分、产量和水分利用效率的影响.结果表明,施肥可有效增加苜蓿土壤养分含量并提高苜蓿产量,但增加的地上生物量也影响了苜蓿对土壤水分的消耗,其中土壤有机质和全氮含量分别增加了3.1％～33.3％和4.5％～30.9％,土壤速效磷和速效钾含量分别提高了3.6％～144.4％和4.4％～24.8％,土壤水分下降了4.4％～11.8％.与不施肥相比,施肥措施下苜蓿增产率达到15.4％～198.2％,水分利用效率提高了5.9％～169.6％.进一步相关分析表明,苜蓿产量与0-200 cm土壤水分、有机质和速效磷含量均呈极显著正相关关系(P<0.01),苜蓿水分利用效率与土壤速效磷含量呈极显著正相关关系(P<0.01).综上,施肥可有效增加土壤养分含量并提高苜蓿产量,其中化肥和有机肥配施表现出的增产作用最为突出,化肥配施对苜蓿水分利用效率的提升效应最佳.该研究可为苜蓿种植过程中适宜施肥措施的选择提供理论依据.     

不同栽培方式对马铃薯土壤水分状况和产量的影响

针对我国西南高寒山区春播马铃薯频繁出现的干旱问题,试验于2009－2010年设置绿肥聚垄地膜覆盖栽培方式(GMPM) 、绿肥聚垄栽培方式(GM) 、地膜覆盖栽培方式(PM) 、普通翻耕栽培方式(CK) 4个不同处理,研究其对马铃薯田间耕层土壤水分状况、生长动态及产量的影响,并用FLINT1模型对水分利用情况进行了分析。结果表明,与普通翻耕栽培方式相比,播种后至封行前,绿肥聚垄地膜覆盖栽培方式、绿肥栽培方式和地膜覆盖栽培方式田间土壤(0～21 cm)含水率比对照平均提高了12.93%,6.30%和10.88%。封行后,绿肥聚垄地膜覆盖栽培方式和地膜覆盖栽培方式田间土壤含水率比对照平均低6.35%和6.40%。FLINT1模型分析结果显示,地膜绿肥栽培方式和地膜栽培方式在马铃薯生长中后期有一定的水分胁迫。绿肥聚垄地膜覆盖栽培方式马铃薯的块茎产量比对照增加25.6%,但是地膜覆盖栽培方式马铃薯的块茎产量比对照降低15.8%。 因此,绿肥聚垄地膜覆盖栽培方式能显著地提高苗期耕层土壤含水率和马铃薯的块茎产量,地膜覆盖可采取前期覆膜、中后期撤膜的栽培技术措施。     

宁南旱区地膜秸秆沟垄双覆盖对土壤水分时空变化及马铃薯产量的影响

为缓解宁南旱作区马铃薯生长前期干旱频发、中后期伏旱不利于马铃薯产量形成等问题,于2015-2016连续两年在宁南旱区,以陇薯3号为马铃薯供试品种,传统平作不覆盖(CK)为对照,研究沟垄地膜全覆盖(DD)和地膜秸秆沟垄双覆盖(DJ)下土壤水分时空变化特征对马铃薯产量的影响。结果表明:DJ和DD处理能显著提高马铃薯不同生育期0~200 cm层土壤含水量,与CK处理相比,2015和2016年分别显著增加18.4%、9.1%和38.1%、15.7%,尤其在70~90 d 保水效果表现最为显著。在生育关键期(70~90 d),DJ和DD处理0~60 cm层土壤水分变异系数较CK,2015年分别显著降低63.4%和49.7%,2016年分别显著降低56.1%和25.8%;DJ处理可提高上层(0~100 cm)对下层(100~200 cm)土壤水分的补给,其中DJ处理两年下层土壤含水量分别较CK显著提高10.9%和37.9%。不同处理下0~200 cm层土壤水分变幅(K_a)和变异系数(C_v)表现为上层>下层,DJ、DD处理均能有效降低K_a和C_v值,较CK处理2015年分别显著降低19.6%、14.5%,2016年分别降低20.8%、19.0%。不同覆盖可显著延长块茎快速生长期,显著提高马铃薯产量和收获指数,DJ和DD处理两年平均块茎快速生长期较CK分别延长12.3和8.2 d,平均产量分别显著提高50.8%和38.5%,平均收获指数分别显著增加33.6%和18.1%。通过相关性分析发现,苗期(30 d)土壤水分及其变异系数与产量相关性主要集中0~40 cm土层,而蕾期、块茎形成和膨大期(50~90 d)土壤水分及其变异系数与产量相关性主要集中在0~120 cm土层。可见,地膜秸秆沟垄双覆盖(DJ)能显著改善马铃薯关键生育期的土壤水分环境,延长块茎快速生长期,利于宁南旱区马铃薯产量和收获指数的显著提高。     

祁连山东段高寒草甸土壤持水能力在小尺度不同坡面位置的分异特征

对高寒草甸不同坡面位置间土壤持水能力在小尺度下的分异特征及其主要影响因素进行了研究,以期为高寒草甸水分保持功能评价及其合理利用与保护提供参考。试验选择5个不同坡面位置,分别为2990(坡顶)、2980(坡上)、2970(坡中)、2960(坡下)、2950 m(坡脚),测定了土壤粒径、土壤湿度、土壤孔性、入渗及持水性等指标。结果表明,土壤颗粒组成中粘粒含量占8%~10%,粉粒占79%~83%,砂粒占7%~11%,坡顶到坡下以及各个土层之间变化程度均较小,而在坡脚处变化较大,砂粒含量随土层深度增加从42%增加到74%,同时粘粒和粉粒含量随土层深度的增加而减少。田间持水量与砂粒和粘粒含量呈负相关关系,与粉粒含量呈正相关关系,从坡顶到坡下,田间持水量为45%~55%,而在坡脚处由于砂粒含量较高,随土层深度的增加则从40%下降到21%。土壤总孔隙度在各坡面位置和土层间的变化趋势和田间持水量相似,其中非毛管孔隙度随坡面位置和土层的变化不明显,在总孔隙度中仅占8%。土壤入渗率从坡顶到坡脚呈增加趋势,且随土层深度的增加而减小,在坡顶,入渗试验开始5 min以后入渗率从1.2 mm·min^-1(0~10 cm)减小到0.2 mm·min^-1(30~40 cm),而在坡脚,则是从4.4 mm·min^-1(0~10 cm)下降到2.5 mm·min^-1(30~40 cm)。