白膜、黑膜全年覆盖下的土壤水、热、盐变化

地膜覆盖因能有效地增温保墒增产而在黄土丘陵区旱作农林生产中广泛应用。为明确不同薄膜覆盖的差异以及连续覆膜条件下的土壤水热盐变化特征,于2015年7月1日—2017年6月30日在陕北米脂进行野外连续覆膜定位观测,试验设裸地(CK)、白色薄膜(WF)与黑色薄膜(BF)3种处理,利用GS3仪器监测0～150cm深度的土壤水分、温度和电导率。结果表明:1)连续覆盖两年后,两种覆膜处理平均土壤含水量为16.9%, CK为13.6%,土壤储水量分别达314.56mm、204.44mm,具体表现为土壤含水量BF在0～15cm高于WF(P0.05),15～30cm低于WF(P0.05); 0～150 cm, WF和BF总储水量差异不显著,与CK差异显著(P0.05);在作物生育期覆膜平均较CK提高储水量60.8 mm。2)膜覆盖下近地面日温差WF大于BF, 0～150 cm,两种覆膜周年土壤平均温度无显著差异,较CK高1.3℃(P0.05);气温较高条件下WF比BF、CK缩短冻融时间分别达8d和24d,WF更有利于土壤解冻和早春土壤增温。3)周年土壤表层盐分高,其中0～30 cm土层电导率为BFWFCK, 30～50 cm土层为WFBFCK,但土壤总体盐分较低,无土壤盐渍化趋势, 50 cm以下3种处理盐分没有差异。综合而言, WF较BF更能提高表层土壤温度, BF较WF更能提高表层土壤水分,覆膜保墒增温,延长作物生长时间。研究成果可为黄土丘陵区旱作农业覆膜应用提供土壤水热盐调控依据,也为果园和林地常年连续覆膜提供参考。     

日光温室浅层土壤水媒蓄放热增温效果

该文以太阳能为热源,以水为蓄热介质,以温室浅层土壤为蓄热体,白天通过水的循环将热量收集并储存到温室浅层土壤中,夜间通过土壤的自然放热将热量释放到温室中,提高温室夜间温度。结果表明：此蓄热方法增加了温室的蓄热量,在盖上保温被以后,试验温室与对照温室温差开始增加,平均气温差为4.0℃。试验温室土壤深度60 cm以上区域温度一直高于对照温室,0 cm处夜间平均温差为3℃,30 cm处夜间平均温差为3℃,60 cm处夜间平均温差为5℃。因此,此方法既提高了空气温度,也提高了作物根部土壤温度。     

添加石灰氮和有机物进行太阳能加热对温室土壤根结线虫和黄瓜的影响

采用田间完全随机区组试验,研究了添加石灰氮和有机物进行太阳能加热对温室土壤中根结线虫的防治效果,以及对黄瓜植株营养生长和商品性状的影响.结果表明,土壤处理40 d后,根结线虫2龄幼虫数量下降57%～100%;幼虫减退率随不覆膜、单层膜和双层膜顺次增大,且砂壤土的减退率大于中壤土.处理后茬黄瓜的根结发病株率明显低于处理前茬.5月初,土壤处理对后茬中壤土和砂壤土中黄瓜根结发病率的防治效果均达90%,6月初中壤土为81.3%、砂壤土为66.7%,7月初中壤土为33.7%、砂壤土为5.8%.土壤处理对后茬黄瓜营养生长期末株高、地上50 cm处茎直径和节位数的影响小,但可明显提高结瓜盛期的商品瓜总重量和单瓜重量,提高幅度分别达33.3%～58.5%和7.6%～28.5%.因此,添加石灰氮和有机物进行太阳能加热可降低根结线虫幼虫数量、延迟根结发病期、降低发病率,同时可提高商品瓜总重量和单瓜重量;添加石灰氮和有机物进行太阳能加热对砂壤土根结发病率的防治效果低于中壤土.     

半干旱黄土丘陵区植物休眠期覆盖对土壤水热变化的影响

通过对半干旱黄土丘陵区植物休眠期内不同地膜覆盖下土壤水分与温度的野外试验观测,研究覆膜下土壤水分运移规律与温度变化差异。于2014年10月—2015年4月在西北农林科技大学米脂试验站远志山同一水平阶地上,观测裸地(CK)与透明薄膜覆盖(TF)2种处理下0—400cm深度内土壤水分与裸地(CK)与透明薄膜覆盖(TF)、黑色薄膜覆盖(BF)3种处理下0—50cm(15,30,50cm)深度内土壤温度。结果表明:在植物休眠期,0—400cm土壤储水量TF较CK高51.9%,差异显著(p0.05);0—20cm土壤储水量变幅最大,20—60cm的土壤储水量由上层54.9%降至26.3%;在典型晴天,非冻结阶段CK、TF与BF处理最值温差区间为2.25~2.7℃,3.45~3.5℃,1.5~1.8℃,而在冻结阶段为1.65,2.1,1.2℃,土壤冻结时覆膜保温效应不显著;覆膜保温深度可达15cm,BF处理保温效果优于TF处理。总体来看,在植物休眠期覆膜可以提高0—20cm深度范围的土壤含水量和土壤温度,减少土壤水分损失并促进水分向深层入渗,BF处理较TF处理更加有利于增温与稳定温度变化。     

利用黑塑膜覆盖进行太阳能消毒对土壤温度的影响

以无覆盖处理为对照，研究了夏季平铺黑塑膜对土壤温度的影响。研究显示，黑膜覆盖可使5cm、10cm、15cm、20cm、30cm、40cm的土壤温度达到30．4～48．6℃、29．9～43．4℃、30．2～39．3℃、31．3～36．6℃、29．8～33．4℃、29．0～31．9℃，比对照分别提高4．8～13．0℃、4．1～10．1℃、4．4～9．0℃、3．5～6．4℃、2．7～5．1℃、1．7～4．2℃，平均提高9．8℃、8．0℃、6．6℃、5．0℃、4．1℃、3．3℃。随土壤深度增加，覆盖的增温效果下降。就温度持续时间而言，40d覆盖使5cm超过40℃～48℃的累积时间分别达到173．2h、133．0h、98．3h、57．3h、29．5h、12．3h、7．5h、5．0h、2．0h；10cm超过40℃～43℃的累积时间依次为32．7h、11．5h、6．8h和3．0h；15cm超过34℃～39℃的累积时间依次为289．8h、198．5h、106．7h、39．7h、10．3h和3．8h；20cm超过34℃～36℃的累积时间依次为142．8h、43．3h和3．7h；20cm以下的土层，土壤温度不能达到34℃。在5cm、10cm、15cm、20cm、30cm、40cm土层，晴好天气土壤温度为阴天土壤温度的1．6倍、1．45倍、1．3倍、1．15倍、1．03倍和0．96倍。覆盖使土壤日温差加大，并随深度增加而递减。5cm、10am、15cm、20cm、30cm、40cm土层的日温差为5.1～20．6℃、3．2～14．2℃、2．8～11．3℃、2．5～6．2℃、1．7～3．6℃、0．9～2．3℃，其中5cm和10cm分别有85％和82．5％的覆盖时间日温差在15．0～20．6℃和10．0～14．2℃之间。根据以往研究初步推断，太阳能消毒在0～20cm土层将     

拉萨灌丛草甸区土壤温度变化特征

土壤温度影响土壤发育与植被状况,是反映脆弱生态系统环境状况的基本参数。本文通过一年的实地观测,分析了拉萨典型灌丛草甸区土壤温度特征及其在海拔梯度与深度层次上的变化规律。结果表明:(1)0~30 cm深度范围,年内土壤日均温变化类似余弦曲线,平均值为2.94℃,年内有147 d土壤低于0℃;一天内土壤温度变化类似正弦曲线,日温差平均为2.80℃,夏季温差大,秋季温差小。(2)土壤年均温与海拔符合线性关系,土壤年均温随海拔的变率为-0.63℃(100 m-1),夏季土壤温度的海拔效应较其他季节明显;且海拔越高,土壤温度波动幅度越大。(3)土壤年均温与深度呈幂函数关系;随深度的增加,土壤温度变率降低。20 cm是土壤温度变化相对稳定的浅土层。     

有机物覆盖地面对土壤物理因素影响的研究（Ⅲ）——有机物覆盖层下土壤温度变化的机制

以田间实验为基础，分析了在不同厚度的有机物覆盖层下土壤温度变化的机制并与未覆盖条件下的土壤温度进行了比较。实验结果表明，有机物覆盖使土壤的日最高温度和日平均温度降低，但却使土壤的日最低温度得以提高。     

Soil Cover with Organic Mulch and Its Influences on Soil Physical Parameters (Ⅲ)——Soil Temperature Regime under Organic Mulch

以田间实验为基础，分析了在不同厚度的有机物覆盖层下土壤温度变化的机制并与未覆盖条件下的土壤温度进行了比较。实验结果表明，有机物覆盖使土壤的日最高温度和日平均温度降低，但却使土壤的日最低温度得以提高。     

黄土塬区农田土壤温度变化特征研究

根据长武农业生态试验站深剖面土壤水热观测场2011年的观测资料,分析了农田土壤温度日变化、季节变化特征及其与休闲地土壤温度的差异。结果表明:农田0—20 cm（冬季0—10 cm）土层土壤温度呈正弦曲线趋势变化;垂直剖面上,土层越深,土壤温度的日振幅越小;土壤日最高和最低温度出现的时间越晚。土壤温度的日振幅,春季最大,夏秋次之,冬季最小;土壤日最高和最低温度出现的时间春、夏季较早,秋季次之,冬季较晚。典型晴天的土壤温度的日变化曲线较典型阴天的平滑且土壤温度的日振幅较大。就季节变化而言,农田与休闲地土壤温度的季节变化趋势一致,但是农田0—70 cm土层的月平均最高温度出现的时间较休闲地有所滞后;农田0—110 cm间各土层的月平均最高温度低于休闲地0.6~1.5℃,月平均最低温度低于休闲地0.2~1.1℃。7—8月农田土壤日平均温度显著低于休闲地,而降雨会明显降低农田与休闲地的土壤温度差异。     

新疆棉田地膜覆盖耕层土壤温度效应研究

棉田地膜覆盖试验结果表明,窄膜或宽膜覆盖分别较露地增产46.8％和51.3％,提高出苗率和促进棉花生长发育。窄膜或宽膜覆盖分别使生育前期(4月下旬～6月底)棉田土壤积温增加105℃、和195℃,土壤温度提高0.7～3.2℃,但这种热效应随生育后期的到来而减弱。地膜覆盖提高5～20 cm土层土壤温度,其增温效应随土层深度的增加而降低。地膜覆盖对生育前期日温差影响不明显,生育中后期(7月份始)棉田早晚土壤温差降低0.8～4.2℃,宽膜覆盖比窄膜覆盖增温效应更佳。     

Effect of tillage treatments upon soil tests for soil acidity,soil phosphorus and soil potassium at three soil depths

Abstract

Soil samples were obtained at 0–3, 3–6, 6–9 and 0–9 inch depths from experimental plots receiving five tillage treatments. Each of two samplers composited approximately six one‐inch cores from each plot. Soil samples were analyzed for acidity, P and K using routine analysis procedures in the University of Illinois Soil Testing Laboratory.

Few significant differences were attributed to sampler and it was concluded that samplers using similar sampling techniques were obtaining soil samples from the same population.

No significant differences in soil acidity at different depths were observed. The different tillage methods did significantly affect soil P at the 0–3 inch depth, but had no significant effect on soil P at deeper depths. Different tillage methods also significantly affected soil K values at different depths.     

土壤含水率与土壤碱度对土壤抗剪强度的影响

土壤含水率和土壤碱度是表征土壤物理化学性质的两个重要参数。通过室内三轴不固结不排水试验，研究了土壤含水率和土壤碱度对土壤抗剪强度的影响。试验处理采用5种土壤碱度(土壤可交换钠百分比ESP=0、5、10、20、40)和4种土壤质量含水率(0.05、0.10、0.20以及饱和含水率0.34)水平。试验结果显示，土壤黏聚力随着土壤含水率的增加基本上呈先增大后减小之趋势；当土壤含水率在0.10附近时黏聚力达到其最大值。土壤内摩擦角随着土壤含水率的增加而线性减小。土壤碱度对土壤黏聚力的影响机理较为复杂，其影响效果随土壤含水率的增加而减小；但土壤碱度对土壤内摩擦角的影响较小。土壤碱度对土壤抗剪强度的影响程度明显地小于土壤含水率对其的影响程度。     

Usability of soil survey soil texture data for soil health indicator scoring

Soil textural information is an important component underlying other soil health indicators. Soil texture analysis is a common procedure, but it can be labor intensive and expensive. Soil texture data typically are available from the Soil Survey Geographic (SSURGO) database, which may be an option for determining soil health texture groups (SHTG). The SSURGO database provides soil texture information in the soil map unit (SMU) name, taxonomic class category (family), and detailed values (≤ 2 mm soil fraction) of percent sand, silt and clay by soil horizon. The objective of this study was to examine the possibility of using SSURGO data for SHTG at the 147-ha Cornell University Willsboro Research Farm in New York state as an alternative for soil texture data determined manually on collected soil core samples. Comparative results revealed that representative values for soil texture from the SSURGO database generally matched measured mean values for all SMUs.     

黑土区土壤侵蚀厚度对土地生产力的影响及其评价

为了研究黑土区土壤侵蚀厚度对土地生产力的影响,采用盆栽试验,人为剥离黑土表层0、5、10、15、20、25和30 cm土壤以模拟侵蚀厚度不同的耕层土壤,分析土壤侵蚀厚度对土壤理化性质、大豆生物性状和水分利用效率等指标的影响。并对TOPSIS(technique for order preference by similarity to ideal solution)模型进行改进,用于评价侵蚀厚度不同的土壤的土地生产力。结果表明:土壤全N、碱解N、全P、速效P、有机质含量和土壤田间持水率均随侵蚀厚度的增加而递减,土壤容重随侵蚀厚度的增加而递增。土壤侵蚀厚度对大豆生长有显著影响,随着侵蚀厚度的增加,大豆减产率呈"S型"曲线递增,产量、耗水量呈"Z型"曲线递减,水分利用效率呈指数曲线关系递减。改进的TOPSIS模型对不同侵蚀厚度下土地生产力的评价结果较为理想,计算的土地生产力指数随土壤侵蚀厚度的变化呈"Z型"曲线,与大豆产量的变化趋势相同,且二者呈指数函数关系,决定系数达0.996,均方根误差为0.65。研究结果可为黑土区土壤侵蚀防治提供理论依据。     

土壤调节剂对土壤物理性质的改善

Effects of non-ionic polyacrylamide(PAM),anionic polyacrylamide(PHP),cationic polyacrylamide(PCAM),non-ionic polyvinylalcohol(PVA),anionic hydrolyzed polyacrylonitrile(HPAN)and polyethleneoxide(PEO)on the physical properties of three different soil stpes were studied.content of water-stable aggregates larger than 0.25mm increased to varying extents for different soils and soil conditioners,Among the six kinds of condiftioners,non-ionic polyacrylamide(PAM) was the most effective for red soil while polyethyleneoxide(PEO)the least effective for Chao soil,red soil and yellow-brown soil.Water-stable aggregates with the molecular weight of PEO within a certain range.Only evaporation rate of Chao soil decreased after aplication of PAM and HPAN to Chao soil and red soil.     

Nonisothermal nature of soil profiles and soil hydrophysics

The results of studies of thermal water transfer and the functional analysis of nonisothermal soil water exchange (summarizing the current concepts of its physical nature, value, relations to soil properties, contribution to heat conductivity, and use for determining other hydrophysical properties of soils) are presented without going into detail of the mathematical analysis.     

黑土土壤水分反射光谱特征定量分析与预测

选择单一土类黑土作为研究对象, 并准确调配其不同含水量,实验室测定土壤高光谱反射率,利用光谱分析与统计方法,定量描述了不同含水量黑土反射光谱特征,并建立了黑土含水量反射光谱预测模型,结果表明,随土壤含水量的增加,达到一定阈值（300 g kg-1）,反射率存在过饱和现象,但其倒数对数微分可以有效去除饱和问题;土壤反射率倒数对数微分对土壤含水量的响应表现出三个变化阶段,导致1 870 nm波段的倒数对数微分也表现为非线性变化,需要利用分段函数进行土壤含水量的光谱精确速测。     

Factors of soil formation in soil classification systems

The development of soil classification systems in Russia has been accompanied by certain changes in the attitude toward the factors of soil formation as criteria for separating soil units at the high taxonomic levels. The works of N.N. Rozov supported the traditional priority of the bioclimatic approach to the separation of soil types and subtypes in the classification systems of 1967 and 1977. In the new classification of Russian soils, the factors of soil formation are taken into account in a “hidden” form, through the diagnostic horizons and features reflecting the facial and zonal changes in the character of the pedogenesis and through the separation of several high-level soil taxa developing under specific combinations of lithological and geomorphic conditions. Ecological matrices illustrating the position of the soil types distinguished on the basis of substantive criteria in the field of soil-forming factors are included in the latest version of the new Russian soil classification system. The idea of these matrices fully corresponds to the logic of the factor-genetic soil classification system developed in the works of N.N. Rozov.     

聚丙烯酸盐类土壤改良剂对燕麦土壤微生物量氮及酶活性的影响

以燕麦田土壤为研究对象,探讨了聚丙烯酸盐类土壤改良剂及其复配(聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺、腐植酸钾、聚丙烯酸钾+腐植酸钾、聚丙烯酰胺+腐植酸钾)对燕麦田土壤微生物量氮及土壤酶活性的影响。结果表明,不同土壤改良剂均能提高土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾的含量,各指标分别比对照增加了8.24%～30.22%、7.60%～19.29%、5.15%～29.45%和27.86%～68.86%;土壤改良剂能促使燕麦全生育期内0～10、10～20和20～40 cm各土层的土壤微生物量氮含量显著提高,聚丙烯酸钾+腐植酸钾和聚丙烯酰胺+腐植酸钾复配处理较其各单施效果显著,随土壤深度的增加土壤微生物量氮逐层递减;与对照相比,土壤改良剂能显著提高燕麦全生育期各土层过氧化氢酶活性,在抽穗期活性最高,且以聚丙烯酸钾+腐植酸钾较高;但对于脲酶,聚丙烯酸钾+腐植酸钾、聚丙烯酰胺+腐植酸钾和腐植酸钾3个处理在苗期显著低于对照,在抽穗期和成熟期高于对照,两种酶活性均随土壤深度的增加逐渐降低。