关中农田土壤剖面的主要物理性状研究

为了探明现代长期集约化生产和耕作管理模式下土壤物理状态的变化特征,对关中地区农田0～60 cm剖面范围内的土壤物理特性进行了研究。结果显示：(1) 土壤剖面容重呈现先增大后减小的变化趋势,表层0～10 cm土壤容重最小,为1.34 g·cm^-3,20～40 cm土层容重高达1.67 g·cm^-3,达到了制约根系延伸的极限容重;(2) 土壤紧实度随着剖面深度增加逐渐增大,0～15 cm、15～25 cm、25～45 cm土层范围内的平均值分别为482 kPa、1 647 kPa、2 268 kPa;(3) 土壤饱和导水率随着土层深度增加而逐渐减小,其中0～10 cm土层的饱和导水率最高,平均为0.968 mm·min^-1,且各土层之间的差异达到显著水平。研究表明只有0～10 cm土层土壤结构性较好,而10 cm以下土壤的物理状态具有明显的退化趋势,制约着作物根系的延伸、气体交换和水分的入渗,应予以足够的重视。     

排土场土体裂缝特征对土壤物理性质的影响

以内蒙古胜利东二号露天煤矿南排土场为研究对象,研究排土场不同土体裂缝区土壤机械组成、孔隙状况、水分空间分布以及饱和导水率的特征和差异。结果表明：3个样地土壤机械组成以砂粒为主,土壤质地为砂质土壤,具有质地疏松、通气透水能力强、蓄水能力差等特点;3个样地土壤容重为1.22~1.45 g·cm^-3,且随着土层深度的增加先增大后减小;3个样地土壤含水率偏低,且随着土层深度的增加而减小;土壤饱和含水量、田间持水量和土壤有效水含量呈先减小后增大的变化规律,凋萎系数呈先增大后减小的变化规律,且不同土层之间存在差异。随着土层深度的增加,3个样地各个土层（0~10、10~20、20~30、30~40、40~50、50~60 cm）土壤饱和导水率平均值依次为1.16、1.02、0.95、0.71、0.47、0.27 mm·min^-1;土壤饱和导水率与土层深度之间具有较好的幂函数关系。土体裂缝的出现改变土壤容重、孔隙状况和土壤水分空间分布等土壤物理性质,进而影响排土场水分入渗、地表径流及产流产沙等水土流失过程。     

聚丙烯酸钠对黄土坡面产流产沙的影响研究

通过野外模拟降雨试验,研究了施用SP对黄土坡面产流、产沙的影响,并对实验数据进行数学模拟,建立了SP施用量与产流、产沙强度间的关系模型.结果表明:SP施用量与产流时间、平均产流强度呈二次函数相关关系,与产沙强度呈线性负相关关系.SP用量在0～2.42 g/m\+2之间时,能够延缓坡面产流,用量为1.21 g/m\+2时延缓产流效果最明显;用量介于0～3.31 g/m2之间时,能够增加土壤入渗,减少坡面产流量,用量1.65 g/m2的增渗减流效果最佳;施用SP后,能够减少坡面输沙强度,且用量越大,减沙效果越明显.SP可影响坡面产流过程,用量1.8 g/m2时,能够减小产流初期径流强度增幅,用量为3.6 g/m2时,其产流过程线与对照极接近,而施用量增加到5.4 g/m2时,产流强度明显增大.SP对坡面产沙过程的影响表现为:随施用量增大,产沙强度峰值呈逐步减小的变化趋势.     

保护性耕作对黄土高原旱地地表土壤理化性状的影响

在5种保护性耕作法与传统耕作法连续4a的田间对比试验研究的基础上,对比分析了不同耕作措施对黄土高原旱地表层土壤理化性状的影响,结果表明：免耕秸秆覆盖与其它处理相比,具有降低表层土壤容重、增加土壤总孔隙度、提高土壤饱和导水率、提高土壤有机质的作用,可作为保水保肥、改良土壤的耕作措施,在黄土旱地大力推广。     

陕西省农田土壤物理障碍评价

为了探明陕西省农田土壤物理障碍状况,2013年在全省选取了228个调查点,对1100多块地的农田土壤紧实度进行了调查,从土层厚度、土壤容重和紧实度几方面评价了农田土壤物理障碍状况。结果表明:(1)陕西省农田土壤耕层厚度平均为17.3 cm,其中陕北地区耕层较薄,平均为14.4 cm;全省犁底层平均厚度接近20 cm,其中陕北、关中和陕南犁底层厚度平均为14.5、18.1 cm和20.1 cm。(2)全省耕层土壤容重平均为1.25 g·cm-3,其中陕北耕层土壤容重平均为1.35 g·cm-3,容重偏大;全省犁底层土壤容重平均为1.49 g·cm-3,陕北、关中和陕南地区犁底层容重都明显偏大,影响作物根系生长。(3)陕西省农田耕层土壤紧实度平均为781 k Pa,犁底层紧实度平均为2901 k Pa。全省耕层土壤紧实度尚合适,但犁底层土壤紧实度过大,形成明显的障碍层。     

宝鸡地区典型农田土壤中微塑料赋存特征及其环境效应研究

地膜覆盖被普遍应用于农业生产中,形成大量的微塑料,对农田土壤环境产生重要的影响.本文通过野外调查取样与室内实验分析相结合的方法,研究了宝鸡地区辣椒地、玉米地和猕猴桃地三种典型农田土壤中微塑料赋存特征及其对土壤环境的影响.研究结果显示:不同农田土壤中微塑料41％～48％为＜1mm粒径,其次为1-2mm和2-5mm粒径.其...     

压砂地土壤导水特性空间格局及影响因子

采用10 m×10 m网格布点的方式对宁夏压砂田0~10 cm和10~20 cm深度下土壤饱和导水率(Ks)及其相关因素的空间变异规律进行研究。经典统计结果表明:2个采样深度下土壤容重、总孔隙度和毛管孔隙度表现为弱变异,饱和含水量和土壤有机质含量表现为中等变异;0~10 cm深度下K_s表现为中等变异,10~20 cm深度下K_s表现为强变异;10~20 cm深度下土壤各种性质的平均值均大于0~10 cm深度。Pearson相关性分析可知,影响K_s的主要因素是毛管孔隙度,其次为容重、总孔隙度、饱和含水量和有机质含量。地统计结果表明,0~10 cm深度下K_s表现为纯块金效应,主要受随机性因素的影响,10~20 cm深度下K_s主要受结构性因素的影响;在2个采样深度下容重主要受随机因素的影响。从空间分布图可以看出,2个采样深度下K_s和容重存在高度的负相关关系,与饱和含水量、总孔隙度和毛管孔隙度存在高度的正相关关系。     

西北干旱区土壤水力参数空间变异与模拟

为探明西北干旱区土壤水力参数的空间分布特征,在新疆地区布设107个样点,获取表层(0～5 cm)Ks(土壤饱和导水率)、FC(田间持水量)和PWP(永久萎蔫系数)数据,采用经典统计学和地统计学分析土壤水力参数的空间变异特征,并利用逐步回归和传递函数方程对Ks、FC和PWP进行模拟。结果表明:新疆地区Ks、FC和PWP平均值分别为10.999 mm·h~(-1)、0.162 g·g~(-1)和0.077 g·g~(-1),变异系数为39.88%～96.07%,均表现为中等程度变异。在区域尺度上Ks、FC和PWP具有强空间依赖性,变程为97～291 km。与经自变量数据转换构建的传递函数方程相比,多元逐步回归方程预测土壤水力参数精度更高,且方程使用更便利。基于土地利用、容重、土壤质地、有机碳含量和坡向的多元逐步回归方程,预测Ks、FC和PWP的决定系数R~2分别为0.290、0.494和0.491,均方根误差(RMSE)分别为2.540 mm·h~(-1),0.039 g·g~(-1)和0.023 g·g~(-1)。这些方程的建立,有利于西北干旱区土壤水力参数的快速估算,同时可为该地区的农业灌溉和生态水文模型提供关键参数。     

不同土体构型土壤的持水性能

通过GMS软件三维建模功能,将宁夏某葡萄基地土壤划分为4种土体构型:壤砂型、砂型、壤砂粘型和壤粘砂型结构,并对基地土壤的田间持水量、饱和导水率和容重进行了分析,研究了不同土体构型下的土壤持水性能。结果表明,土壤土体构型不同,其容重、田间持水量、土壤饱和导水率也不同。砂型结构的田间持水量和容重最小,分别为13%和1.5 g·cm~(-3),而土壤饱和导水率最大,为3.2 m·d~(-1);壤粘砂型结构田间持水量和容重最大,分别为16.5%和1.63 g·cm~(-3),而土壤饱和导水率最小,为1.02 m·d~(-1);田间持水量与土壤饱和导水率的相关系数为-0.92,呈显著负相关,与容重的相关系数为0.73,呈显著正相关。壤粘砂型土体构型上壤下粘,利于保水保肥,持水性能最好;砂型结构持水性能最差,其他土体构型持水性能一般,需要进行改良以提高土壤的持水性能。     

保护性耕作对黄土高原旱地表土容重和水分入渗的影响

通过在陇中黄土高原半干旱区进行保护性耕作的定位研究,探讨了保护性耕作对土壤容重以及渗透性能的影响。结果表明:与传统耕作(T)、免耕无覆盖(NT)、传统耕作结合秸秆还田(TS)相比,试验的前2～3a免耕覆盖(NTS)使得土壤容重增大,而后保持稳定状态不再持续增加。通过对渗吸率、宏观毛管长度、有效孔径以及饱和导水率等指标的比较发现,免耕覆盖(NTS)对土壤的渗透性能有显著的改善作用。     

微咸水钠吸附比对土壤理化性质和入渗特性的影响研究

目前微咸水的开发利用成为缓解淡水资源不足的一条重要途径,由于微咸水中含有各种盐分离子,会影响土壤的入渗特性,而且不同的钠吸附比对土壤的影响程度不同。为了分析钠吸附比对土壤入渗能力的影响,在河北省中科院南皮生态试验站进行了一维垂直积水入渗试验研究,在土壤初始含水率均为2.25%、入渗水的矿化度均为3 g/L时,分析不同钠吸附比的微咸水累积入渗量和湿润锋随时间的变化过程,发现二者具有相同的变化规律,用Philip模型进行分析,发现该模型对钠吸附比低于12.56(mmol/L)0.5的微咸水模拟结果较为精确。随着钠吸附比的变化,土壤剖面湿润区的水分运动接近活塞流;土壤含盐量主要受入渗水矿化度的影响,与钠吸附比关系不大。用钠吸附比较高的微咸水进行入渗,在土壤表层发生了Na 对Mg2 和Ca2 的置换作用,并导致表层土壤中钠离子的累积。     

陕西关中地区农田土壤物理状态初探

为了反映现代人为强度作用下农田土壤质量的演化趋势,对陕西关中不同地区土壤容重和坚实度做了调查与研究.结果显示,关中地区农田土壤容重底层显著大于表层,表层0～10 cm土壤容重平均值为1.00g/cm3,属于正常范围;10～20 cm平均容重为1.40 g/cm3,大于1.30 g/cm3达到紧实程度标准以上的土壤样品数...     

两种功能高分子材料对沙土物理性质影响的比较

采用SEM,透水系数法、加压板法等现代测试手段,观察与分析高分子吸水树脂、固沙植被多功能高分子复合材料表面微观结构形态,比较高分子吸水树脂与固沙植被多功能高分子复合材料改良沙土后沙土的透水、保水等特性及沙土水分的有效利用情况.实验结果证明固沙植被多功能高分子复合材料比高分子吸水树脂改良沙土的效果好,使沙土的气、液、固三相比有利植物的生长,能保持高的水有效利用率.本实验结果为固沙植被多功能高分子复合材料的应用提供了新的依据.     

四硫代碳酸钠对蔬菜根病的防治效果及对土壤生物学性状的影响

为明确四硫代碳酸钠(sodium tetrathiocarbonate,STTC)在蔬菜根病防治上的应用价值及制定应用技术,本研究通过室内瓶土熏蒸法,进行了STTC对病菌的室内毒力测定;用温室盆栽法,进行植前熏蒸处理,测定土壤中病菌数量的变化和对病害的防效,同时进行植后熏蒸处理,测定药剂处理点和根际处病菌数量的变化;通过土壤施药后随即移栽幼苗的方法,评价药剂对蔬菜幼苗的安全性;通过室内模拟田间熏蒸条件,测定药剂不同浓度和熏蒸时间对土壤中主要微生物类群数量和主要土壤酶活性的影响。结果显示STTC对辣椒疫霉病菌Phytophthora capsici、黄瓜枯萎病菌Fusarium oxysporumf.sp.cucumerinum、茄子黄萎病菌Verticillium dahliae、番茄立枯病菌Rhizoctonia solani和蔬菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum均有较好的杀灭活性,LD50分别为3.956、4.241、5.222、5.457和6.197mg/kg;80g/m2 STTC移植前处理对辣椒疫霉病和黄瓜枯萎病的防效可分别达到91.01%和82.51%;浓度低于900μg/mL的STTC对当日熏蒸后移栽的3叶期辣椒、黄瓜、番茄、白菜和油菜幼苗均表现安全;在辣椒和黄瓜生长期穴施1 200μg/mL STTC能有效减少土壤中辣椒疫霉病菌和黄瓜枯萎病菌的数量;土壤中微生物类群数量监测结果表明,在0.1~50.0μg/g浓度范围内,STTC对土壤真菌有强烈抑制作用,对土壤细菌和放线菌为先抑制后促进。对土壤酶活性测定结果表明,当STTC用量为0.1、1.0、5.0、10.0和50.0μg/g时,对土壤脲酶和蔗糖酶的活性表现为先抑制后促进,对蛋白酶的活性表现为在STTC低浓度时活性增加,高浓度时为先抑制后增加。综合结果表明,STTC用于经济作物生产中的土壤熏蒸具有安全、有效和施用简便的特点,或可广泛使用。     

保水剂对土壤的物理性质与水分入渗的动态影响

保水剂在农业上的应用对于缓解干旱具有重要的意义,但其应用后会发生降解而最终失去保水作用,因此了解其在降解过程中引起的土壤物理性质的动态变化及水分运动的机理,是其能否正确应用的关键,本试验以保水剂在农业应用中的典型用量为基础,研究了保水剂对土壤的物理性质动态影响及一维土壤水分。结果表明,保水剂施入土壤后其性能不断衰减是导致土壤物理性质不断变化的最根本原因;土壤中施用保水剂后土壤的质量饱和含水率明显增加,饱和导水率降低,但随着保水剂性能的逐渐衰减,饱和含水率呈现下降趋势,饱和导水率呈现上升趋势;施入保水剂后土壤的扩散率是一个曲面,并且随着保水剂自身性能的衰减,呈现逐渐扩展的趋势;施用保水剂后土壤入渗的湿润锋前进速度下降,这主要是由于施用保水剂土壤的饱和含水量增加和保水剂膨胀堵塞土壤孔隙造成的;通过对施用保水剂土壤的扩散率和导水率的分时段研究,最终建立施用保水剂土壤的一维水分运动方程,试验证明其可行,且精度在允许的范围内。     

春耕与秋耕对草原土壤理化性质影响的研究

分析了土壤理化性质及土壤含水率季节动态,研究了春耕与秋耕分别对草原土壤理化性质的影响。结果表明,秋耕地比春耕地更有利于维护草原土壤的理化性状,同时也更有利于作物的良好生长。因此,在草原干旱区开垦农田,应以秋耕为主要耕作方式。     

盐基离子对土壤持水及收缩特性的影响

不同盐离子对土壤持水能力具有不同程度影响,且在土壤水分特征曲线测定过程中,土体随失水发生收缩和开裂。在已获取研究成果基础上进行扩展,进一步探索8种低浓度盐离子(K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、HCO_3~-、CO_3~(2-)、SO_4~(2-))对土壤持水能力和收缩特征的影响。选取陕西粉黏壤土并分别采用含有此8种离子的盐溶液(浓度均约为1 g·L~(-1))对土样进行饱和处理,以无盐离子处理作为对照(CK);采用离心机法获取土壤水分特征曲线,使用游标卡尺测定离心过程中的土体轴向沉降高度,编写MATLAB程序对裂缝图像提取裂隙度量指标,据此对各处理土壤持水能力和收缩特征进行对比分析及评价。结果发现,在此浓度条件下:(1)K~+、Na~+及4种阴性盐离子在一定程度上均可提高土壤持水能力,且阴阳盐离子中CO_3~(2-)和K~+效果最显著,分别较CK提高35.81%和3.68%;(2)Mg~(2+)、SO_4~(2-)和CO_3~(2-)有利于减小土体轴向收缩度,且阴阳盐离子的作用效果分别表现为HCO_3~-Cl~-SO_4~(2-)CO_3~(2-)和Na~+K~+Ca~(2+)Mg~(2+);(3)Na~+、Mg~(2+)及4种阴性盐离子在一定程度上均有利于减轻土壤开裂程度,可同时减小土壤裂隙总长度、总面积以及长度密度和面积密度,且阴阳盐离子中CO_3~(2-)和Na~+效果最显著。研究可为不同类型盐碱土壤持水能力评价及其干缩开裂机理认知提供理论指导。     

实验室条件下威百亩及异硫氰酸甲酯在土壤中的降解特性

在实验室条件下,利用高效液相色谱研究了威百亩及其降解产物异硫氰酸甲酯在土壤中的降解特性及影响因素。结果表明:威百亩在土壤中的降解与土壤绝对含水量、环境温度和土壤有机质含量均密切相关。25 ℃下,威百亩在绝对含水量为0、20%、40%、60%的土壤中的半衰期分别为5.0、1.2、4.1和4.3 d,绝对含水量约为20%的土壤最有利于其降解。威百亩的降解速率还随温度的升高和土壤有机质含量的增加而加快。异硫氰酸甲酯的降解趋势与威百亩基本相同。研究结果可为威百亩的田间安全、合理施用提供参考。     

粉垄耕作深度对旱区土壤关键物理性质的影响

针对旱区土壤板结严重和耕层深度变浅等问题,于2021年在宁夏暖泉农场开展大田试验,以传统旋耕为对照(CK),设置不同粉垄耕作深度30 cm(FL30)、40 cm(FL40)、50 cm(FL50)和60 cm(FL60),探究粉垄耕作对玉米田土壤关键物理性质的影响。结果表明：与传统旋耕相比,粉垄耕作能够有效降低土壤容重且提高土壤孔隙度,FL50处理表层土壤(0～20 cm)容重降低11.55%、孔隙度提升12.17%,FL40处理中层土壤(20～40 cm)容重降低8.57%、孔隙度提升9.14%,FL60处理深层土壤(40～60 cm)容重降低11.61%、孔隙度提升12.75%;粉垄耕作对玉米各生育期土壤蓄水量具有显著影响,FL40处理土壤蓄水量提升24.86%,土壤机械稳定性团聚体数量(0.25～5 mm)提高9.63%;较传统旋耕,粉垄耕作可达到疏松土壤与提高土壤蓄水保墒能力的效果,粉垄耕作通过改善玉米的生长条件和土壤环境提高了籽粒产量,其中FL60、FL50、FL30处理分别较CK处理增产57.14%、15.48%、8.79%。研究成果可为改善旱区土壤多年板结及水土资源可持...