黑土区典型坡耕地土壤酶活性空间分布特征研究

基于对松花江流域东山沟小流域坡耕地表层0-20 cm土壤酶活性和养分含量分析,研究了东北黑土区典型坡耕地土壤酶活性空间分布特征及其影响因素.结果表明,小流域下游的土壤转化酶、脲酶、碱性磷酸酶活性均高于流域上游和中游;坡面侵蚀区3种土壤酶活性均低于坡面沉积区;土壤酶活性沿坡长分布呈现坡顶较高—坡中低—坡下高的变化趋势,与坡面土壤侵蚀强度相对应.3种土壤酶活性之间呈极显著相关关系.土壤酶活性空间分布特点与土壤侵蚀强度空间分布趋势呈现相一致的规律,表明土壤侵蚀降低了土壤酶活性.     

渭北黄土高原不同立地上刺槐根系分布特征研究

采用土钻法对渭北黄土高原地区的主要造林树种刺槐的根系分布特征进行了调查研究。结果表明 ,不同立地上的刺槐根系分布特征具有明显的差异 ,阳坡立地上的根系密度和生物量均小于阴坡立地 ;不同林龄根系分布在深度上没有明显的差异 ,但是其根系的生物量和根系密度具有明显的差异。不同立地上刺槐的根系消弱系数 (root extinction coefficient)β值之间也存在明显的差异。阴坡立地的β值均在0 .982以上 ,而阳坡立地上的β值则一般小于 0 .982 ,说明阴坡立地上的刺槐根系分布深度要大于阳坡立地。其细根 (Φ <1mm )的分布深度大于较粗根系 (Φ <3mm )的分布深度 ,有利于刺槐对深层土壤中水分、养分的吸收 ,适应干旱环境 ,促进地上部分的正常生长     

黄土高原天然草地根系主要参数的分布特征

采用土钻法对黄土高原天然草地群落根系的垂直分布特征进行调查研究,同时用根系扫描仪EPSONTWAINPRO（32bit）和专业的根系形态学和结构分析应用系统WINRhizo对根系长度、根系表面积和根系体积等主要根系参数进行分析。结果表明,在15个均匀分布的采样点上,同一深度上不同径级根系之间不存在显着差异。不同径级根系的主要根系分布参数具有相似的分布规律。所有径级的根系都集中分布在表层40cm的土层中,在40cm以下的土层中根系分布相对较少。在所有径级的根系中,直径范围在0.2～0.6mm之间的根系具有最大的分布值。     

黄土高原南部坡耕地土壤侵蚀预报

在系统分析了淳化县泥河沟及彬县，黄龙，永寿，耀县和西峰1964－1995年部分径流小区试验资料，降水自记资料497组的基础上，运用数理统计方法，得出了黄土高原南部坡耕地土壤侵蚀预报的基本议程，并是论推导出径流量方程式，通过量纳分析和实测数据资料验证后，建立了规整均匀坡面上的土壤侵蚀预报动力模型，为该区域土壤侵蚀预报的进一步研究奠定的基础。     

渭北黄土高原主要造林树种根系分布特征及抗旱性研究

采用土钻法和盆栽试验研究了渭北地区主要造林树种的垂直根系分布特征及其抗旱性。结果表明立地条件对刺槐根系分布特征有明显的影响 ,林地土壤水分状况的差异是造成这种影响的关键所在 ;土壤种类、结构等对刺槐根系的分布特征也有很大的影响 ;不同树种在根系垂直分布特征方面存在着很大的差异 ,其中刺槐的根系分布最深 ;在一定的土壤干旱范围内 ,苗木可以通过提高根系活力来适应逆境 ,当土壤干旱超过一定的阈值后 ,树木根系将逐步丧失其活力和功能 ,最终导致地上部分的枯死 ;在供试的 4个树种中 ,山杏根系的抗旱性最强 ,其次是侧柏、刺槐和油松。苗木根系活力除了受土壤干旱协迫程度的影响之外 ,还受到干旱持续时间的影响。当土壤含水量降至 4 0 %的田间持水量时 ,土壤干旱已经对油松的生长构成了威胁 ,但对山杏、侧柏及刺槐的影响不大     

坡耕地黑土不同密度的土壤有机碳组分的空间分布特征

以东北黑土区一典型漫岗坡耕地为研究对象,通过测定不同侵蚀程度地形部位的轻组、重组有机碳含量,分析土壤侵蚀和沉积过程对土壤不同密度组分有机碳的影响。研究结果表明:在各地形部位,表层土壤(0～20cm)轻组有机碳(LF-C)含量显著高于亚表层土壤,介于45.3～65.8mgkg-1之间,占土壤总有机碳(TOC)的2.91%～5.87%。侵蚀严重的坡肩部位LF-C、重组有机碳(HF-C)和TOC分别比侵蚀微弱的坡顶部位减少了27.4%、17.2%和18.1%,表明LF-C对土壤侵蚀和沉积过程的响应比土壤总有机碳更为强烈,土壤TOC的减少是土壤LF-C和HF-C减少共同作用的结果。LF-C/TOC的变化和LF-C的变化相似,说明土壤侵蚀优先导致LF-C的损失。各地形部位表层土壤LF-C和微生物量碳显著正相关,在沉积部位富集的LF-C的最终归宿问题还有待于进一步研究,沉积部位仍以惰性的HF-C为主。     

黄土退耕坡地植物根系分布特征及其对土壤养分的影响

为明确黄土退耕坡地植物根系分布特征及其对土壤养分的影响,在陕西神木六道沟流域选取退耕30 a的长芒草坡地和裸地坡面,利用图像处理和常规分析方法研究了长芒草根系和土壤养分在土壤剖面分布及其相互关系。结果表明：长芒草根系主要分布在0～50 cm土层,分布规律可用指数函数来模拟。有根系存在的土壤表层有机质、全氮、全磷、硝态氮和铵态氮含量均高于无根系存在的坡面。在有根系存在时土壤有机质、全氮和硝态氮的具有明显的表聚现象。0～ 50 cm有机质、全氮、硝态氮和铵态氮随深度的变化可用幂函数来表示,而全磷随深度呈线性相关。0～50 cm的土壤养分与根长密度的关系可以用线性函数来表示。其研究结果为坡面退耕地土壤管理提供科学依据。     

三峡库区紫色土坡耕地草本地埂植物根系分布及抗拉力学特征

[目的]探究三峡库区紫色土坡耕地3种草本地埂植物根系分布及抗拉特征,为揭示地埂植物根系固结地埂提供理论依据和数据支持。[方法]以三峡库区自然恢复的蓑草、人工种植的韭菜和蚕豆这3种草本地埂植物根系为研究对象,对比分析其根系在不同地埂土壤深度的分布规律及根系抗拉特性。[结果](1)在0—40cm深度土壤中3种草本地埂植物根系直径变化表现出:蚕豆根系韭菜根系蓑草根系。3种草本地埂植物根系直径与地埂土壤的土层深度间服从指数函数关系。(2)在0—40cm地埂土层深度范围内,韭菜根系生物量与蓑草根系和蚕豆根系生物量之间存在显著性差异(p0.05),韭菜和蚕豆地埂植物根系生物量随土层深度的增加而逐渐减小,蓑草地埂植物根系生物量随土层深度的增加先增加后减小。(3)3种草本地埂植物根系的单根平均抗拉力次序为蚕豆根系(10.53N)蓑草根系(6.03N)韭菜根系(4.51N),3种地埂植物根系单根抗拉力与根径呈幂函数关系(p0.05)。3种地埂植物根系的抗拉强度表现为蓑草根系(45.91 MPa)蚕豆根系(18.02MPa)韭菜根系(12.20 MPa)。(4)3种草本地埂植物根系黏聚力变化顺序为:蓑草根系(0.013 1kPa)蚕豆根系(0.009 4kPa)韭菜根系(0.005 5kPa)且3种地埂植物根系黏聚力与土层深度呈指数函数关系(p0.01)。[结论]自然恢复的蓑草地埂在三峡库区较其他两种人工种植的地埂植物有更好的固结地埂效果,从而有效控制坡面土壤侵蚀和水土流失。草本植物固结地埂可为三峡库区坡耕地治理提供新思路。     

贺兰山油松林根系空间分布特征研究

通过根钻法对贺兰山油松林木细根分布特征进行了研究,结果表明:在40 cm以上土层中,各径级根系均有大量分布,而在40 cm以下土层中根系分布逐渐减少;92.9％的＜2 mm的细根集中分布于0 60 cm土层中,0 10 cm表层中的细根量占30.8％;油松根系具有深根性特征,但粗根集中于40 cm以上土层中,占粗根总量的88.6％;在距油松样木不同距离处的土壤中,油松细根随着距样木距离的加大而不断减少,一般在距样木2.0m的位置,油松细根量减至最低,同时细根根长、表面积、体积及根尖数都在此处降至最低.     

黄土丘陵沟壑区自然恢复坡面植物根系的分布特征

采用土钻法研究了黄土丘陵沟壑区自然恢复坡面土壤根系的分布特征及土壤养分含量与土壤水分含量对根系分布的影响。结果表明:根系的分布因坡向、侵蚀带、土层深度、植被类型等的不同而异。阳坡根系总生物量高于半阴坡,但差异不显著;沟谷地根系总生物量及≤1mm根系生物量与沟间地各侵蚀带存在显著性差异;随着土层深度的增加,根系生物量减小;不同植被类型及其盖度对根系生物量有很大影响。不同坡向、各侵蚀带、不同土层中各径级根系生物量的总体趋势是≤1mm根系生物量最大,1～2mm次之,2～3mm和>3mm根系生物量较小,且≤1mm根系生物量与2～3mm和>3mm根系生物量间存在显著差异。根系生物量与土壤养分(除全磷)总体为中度正相关,与土壤水分分布不一致。因此,根系分布不仅与植物自身特性有关,还受土壤环境的影响。     

黄土峁坡农地侵蚀与坡长的关系

采用~(137)Cs法测定土壤侵蚀量和细沟量测的综合研究表明,黄土峁坡的长坡农地,在细沟最大深度未抵达犁底层的坡长范围内,侵蚀速率与坡长呈正相关,大于此坡长后不呈正相关.犁耕层和犁底层组成的双层土壤结构,控制了峁坡农地的细沟发育,决定了侵蚀速率与坡长的关系.径流小区的坡面径流汇聚和细沟发育情况往往与实际峁坡农地差异较大,依据径流小区观测资料统计得出的峁坡农地的侵蚀速率与坡长呈正相关的结论,不适用于长坡农地.     

根修剪对黄土旱塬冬小麦群体结构、土壤水分及产量形成的影响

通过田间试验研究了返青期不同程度根修剪处理对冬小麦群体结构、土壤水分及产量形成的影响.结果表明,不同程度根修剪处理均减少了小麦的群体数量,改善了群体结构,从而使得根修剪处理花期时的透光率显著大于对照.根修剪处理还使小麦对土壤水分的消耗显著减少,花期时根修剪处理小区的土壤含水量均显著高于对照.土壤水分的改善促进了小麦的生理活性,使根修剪处理小麦的花期光合速率均显著大于对照.成熟期时小剪根处理对籽粒产量没有显著影响,但由于显著减少了水分消耗,因此,提高了小麦的水分利用效率,大剪根处理虽然提高了小麦水分利用效率,但由于严重影响了成穗数,从而造成产量显著下降.研究表明,在旱地农业生产实践中,如果能采用适当农艺措施以减少冬小麦前期旺长对土壤水分的过度消耗,使更多水分留在花后利用,将对作物产量及水分利用效率的提高非常有利.     

喷灌和地面灌条件下冬小麦根系分布特点的研究

根据喷灌水分在土壤中的分布特点,并参照地面常规灌水,研究了2种灌水方式的不同灌水定额下冬小麦根系生长规律和分布状况,提出了相应的冬小麦根系生长和分布的数学模型,较深入地分析了在喷灌和地面灌条件下根质量密度剖面相对分布的异同,从而为更加准确地建立根系吸水模型,模拟土壤水分运移规律提供参考     

黄土高原陡坡土壤侵蚀特性试验研究

通过室内冲刷模拟试验对黄土高原陡坡土壤侵蚀特性进行系列研究.结果表明,陡坡径流平均流速随径流量和坡度的增大呈波动趋势增加.坡面径流平均含沙率,平均输沙率和平均剪切力均随流量的增加波动增加,随坡度的增加而呈抛物线形式变化,临界坡度值出现在21°和24°之间.坡面径流平均输沙率与平均剪切力之间量良好的线性关系.本研究对深入了解陡坡土壤侵蚀机理,合理确定退耕坡度具有重要意义.     

间作模式下作物根系与坡耕地红壤抗蚀性的关系

通过径流小区试验,结合土壤理化性质分析和根系指标测定,研究了玉米单作、大豆单作以及玉米/大豆间作模式下,不同作物根系特性与坡耕地红壤抗蚀性的关系。结果表明,玉米/大豆间作模式在改善土壤理化性质、提高红壤质地和结构方面优于玉米或大豆单作,玉米/大豆间作模式在0—10,10—20,20—30cm土层的含根量、根系表面积、根系体积、根尖数和根长较玉米单作或大豆单作均有提高,其中0—10cm土层范围内差异显著;玉米/大豆间作模式较玉米单作模式在根量、根系表面积、根系体积和根长分别提高了80.95%,50.93%,90.30%和77.99%,较大豆单作模式分别提高了58.70%,73.36%,123.05%和149.27%;在20—30cm土层范围内,间作模式根长较玉米单作模式提高了150.48%,较大豆单作模式提高了206.94%;不同种植模式下,土壤抗蚀性指数在10—20cm土层差异不显著,在0—10cm和20—30cm土层之间差异显著;不同深度土层范围内,间作模式土粒抵抗分散能力均最强;在间作模式下,同期土壤流失量较单作减少,土壤流失量与作物根系量、根系表面积、总根长、根系体积和根尖数呈显著负相关。玉米大豆间作可以通过改善根系特征,提高土壤有机质含量,进而提高土抗蚀性。     

坡耕地黄墡土结皮的理化性质分析

在实验和对比分析的基础上，讨论了黄Shan土结皮的一些主要物理化学性质特征。结果认为，结皮的形成是以细砂和粗粉砂为骨架，以小于0．01mm的细小颗粒填塞土壤空隙的一个物理过程，其腐殖质含量几乎与土壤相同，而碳酸钙含量则略低。结皮的坚实度与前期含水率呈负相关，与容重和厚度呈正相关，而容重与厚度间的关系较为复杂。     

施肥对黄土高原旱地冬小麦产量及土壤肥力的影响

肥料定位试验结果表明:各种肥料单施或配施对小麦产量影响顺序为MNP>NP>MN>N>M>MP>P>CK,不同肥料间具有明显的正交互效应。化肥配施可显着提高旱地小麦的水分生产效率和肥料利用率,有机肥与氮磷肥配合施用效果最佳,可使小麦耗水系数降低51.0%,水分利用效率提高165.6%,氮肥、磷肥利用率分别提高8.3,6.0个百分点,土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别提提高1.9g/kg、0.05g/kg、21.3mg/kg、16.8mg/kg和34.0mg/kg。