黄土高原坡耕地土壤水分主要受控因子研究

通过对０°￣２５°坡耕地２４０ｃｍ以上土层１α内各层土壤水分状况每周的预测,结合同期降水资源,研究土壤水分在５－９月份的变化情况,从而得出土壤含水量随坡度增大呈减少趋势;距分水岭３０ｍ处土壤含水量最高（９％坡度）;土壤水分含量随雨量增大而增大;中等雨强降雨对土壤水分影响最大;高茬覆盖有利于增加土壤含水量,５－９月份,土壤月平均含水量呈正弦曲线变化的规律。     

黄土高原半干旱区造林技术的研究

评价了使用秸秆及地膜覆盖，提高黄土高原半干旱区造林成活率、赵冬率及土壤养分与树木生长的试验研究。５年的试验结果表明，秸秆覆盖可使黄土高原半干旱区直苗造林成活率提高，柠条提高１５．７％－２１．７％，山提高 １１．８％－２６．３％，沙棘提高１１．４％－２１．０％；地膜覆盖柠条造林成活率提高１７．５％－２３．４％，山桃提高１６．８％－２７．０％，沙棘提高１２．４％－２２．６％。秸秆覆盖柠条土壤含水量增加     

免耕覆盖玉米秸秆对旱塬地土壤环境的影响

免耕覆盖试验结果表明,免耕覆盖玉米秸秆４５００ｋｇ／ｈｍ＾２以上的处理比传统耕作玉米增产２２．１５％～２５．６５％,土壤水分利用效率提高２．９６２５ｋｇ／ｈｍ＾２;ｍｍ。春播前０～２００ｃｍ支速动易效水含量比传统耕作增加１７．０２～４７．９ｍｍ,距地表５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ处的地积温与秸秆覆盖量呈极显著直线负相关关系。０～１０ｃｍ圭层土壤容竽 随秸秆覆盖量增加而砬小,土壤有机质、全Ｎ、速效磷与     

长期秸秆覆盖免耕对土壤某些理化性质及玉米产量的影响

免耕农作是一项重要的农业生态管理系统,长期秸秆覆盖免耕条件下土壤性质的变化及作物产量可以反映这一系统的可持续性,研究表明,长期（１９７０年－１９９４年）免耕与犁耕相比土壤容重并未增加,而表层（０－５ｃｍ）土壤有机Ｃ和有机Ｎ显著增加,并有随Ｎ肥施用量增加而增加的趋势,土壤ｐＨ随ＮＨ４ＮＯ３化肥施用量的增加而明业降低,免耕表层土壤的交换性Ｃａ,Ｍｇ,Ｋ和可提取Ｐ与犁耕比较明显的表聚现象,交换性Ｃａ,Ｍ     

不同长度小麦秸秆覆盖下黄土耕地坡面流水动力学特性

为了系统研究秸秆长度对坡面流水动力学特性的影响,利用室内人工模拟冲刷定床阻力试验,在4个坡度、5个流量条件下分别对3~5、8~10和13~15 cm长度秸秆覆盖坡面流水动力学参数变化特征进行分析,阐明不同长度秸秆覆盖坡面水流阻力与雷诺数的关系。结果表明,秸秆长度对坡面流水动力学参数影响显著。不同长度秸秆覆盖条件下,坡面流雷诺数变化范围为166~558,当流量≤7.5 L/min时,坡面流态为层缓流;流量为9.0 L/min时,坡面流态为过渡缓流。秸秆覆盖条件下,坡面流具有较小的流速和较大的水深、Darcy-Weisbach阻力系数及曼宁糙率系数。随着秸秆长度增加,坡面流流速随之增加,而水深、Darcy-Weisbach阻力系数及曼宁糙率系数随之降低。随着秸秆长度和水力坡度增加,流态指数值总体呈现降低趋势。当秸秆长度由3~5 cm增加至13~15 cm时,流态指数平均由0.716降至0.501。研究可为秸秆覆盖条件下水土流失阻控机理研究提供科学依据。     

秸秆覆盖对干湿态红壤坡面流水力学参数的影响

秸秆覆盖对地表径流的水力学参数有重要影响。在江西省余江县中国科学院红壤生态实验站附近的坡耕地,利用人工模拟降雨研究秸秆覆盖对坡耕地干湿态红壤地表径流水力学参数的影响。结果表明,有无秸秆覆盖对土壤地表径流速度和曼宁系数影响明显：1）0~30%覆盖度之间,流速随着覆盖度的增大迅速降低,而曼宁系数随着覆盖度的增大迅速增大;30%~90%覆盖度之间,流速随着覆盖度的增大降低缓慢,但曼宁系数随覆盖度增大而在高位小幅振荡。2）在同一覆盖度下,湿态土壤流速比干态土壤流速大,在0、15%和30%覆盖度时,这种现象较为明显,当覆盖度大于30%时,这种现象不明显;在0~30%覆盖度范围内,干态土壤曼宁系数比湿态土壤大;在30%~90%覆盖度范围内,干态土壤曼宁系数比湿态土壤小。3）30%覆盖度秸秆覆盖可以有效降低地表径流流速,增大地表糙率。从经济实用和水土保持效果来看,30%的秸秆覆盖是该区农地水土保持的最佳选择。     

不同秸秆还田方式对黄土高原坡耕地土壤呼吸的影响

选取豫西黄土高原典型玉米坡耕地,设置常规耕作+秸秆不还田（CT）,常规耕作+秸秆还田（TSI）和常规耕作+秸秆覆盖（TSM）3种处理,采用LI-8100A土壤碳通量测定系统,研究非生长季不同秸秆还田方式对土壤呼吸时空变化的影响。结果表明:CT,TSI,TSM处理下土壤呼吸速率随时间变化趋势基本一致,变化范围分别为0.22～1.23,0.29～1.35,0.26～0.91 μmol/（m²·s）,在温度和水分较低时段3者差异不显著,在温度和水分较高的时段3种处理土壤呼吸差异显著,表现为TSI > CT > TSM。3种处理不同坡位土壤呼吸有明显差异,总体表现为坡下 > 坡中 > 坡上,TSM处理下土壤呼吸空间异质性明显低于其他两种处理;不同坡位土壤温度和水分呈现明显的差异性,表现为坡下 > 坡中 > 坡上,并随温度和水分的升高,空间差异性增大。不同处理下土壤呼吸与温度和水分都呈现出显著的线性相关关系（p < 0.01）。秸秆覆盖在非生长季能有效减少土壤呼吸量,而秸秆还田增加土壤呼吸量,因此秸秆覆盖从减少温室气体排放的角度是较合理的秸秆还田方式。     

幼龄果园坡耕地保护性耕作的水土保持效果

随着农业产业结构调整,滇西南地区新植果园不断增多,水土流失及土壤退化成为该区域内普遍存在的重要生态环境问题.为提供切实可行的耕作技术指导,保护生态环境安全,本研究以滇西南边境地区坡耕地幼龄果园为对象,通过测定3种不同耕作措施(传统耕作、秸秆覆盖和生物覆盖)下的土壤养分状况、地表径流量和土壤流失量,研究不同保护性耕作模式的水土保持效果及作用机理.结果表明:秸秆覆盖和生物覆盖均能改善土壤养分状况,减少水土流失.相比于传统耕作,其他2种保护性耕作模式的土壤有机质、全氮和全钾质量分数增加了14％以上,径流量减少20％左右,土壤流失量减少10％ ～ 30％,总养分流失减少20％～30％.其中,生物覆盖模式水土保持效果更为显著,而且,随着试验时间推进,秸秆覆盖和生物覆盖模式的水土保持效果有明显增加的趋势.     

黑土区坡耕地不同秸秆还田方式的水土保持效果分析

为了揭示黑土区坡耕地不同秸秆还田方式的水土保持效果,基于野外原位坡耕地人工模拟降雨试验,以传统顺坡垄作处理为对照,分析50,100 mm/h降雨强度下3种具有代表性的秸秆还田方式（秸秆深还、秸秆碎混和免耕+残茬覆盖）对坡耕地产流产沙过程、径流量、侵蚀量及其减流减沙效益的影响。结果表明：（1）不同秸秆还田方式的产流率皆随降雨量的增加而增大,产流率和产沙率大小均表现为顺坡垄作 > 秸秆深还 > 秸秆碎混 > 免耕+残茬覆盖。（2）与顺坡垄作相比,50,100 mm/h降雨强度下,秸秆还田处理分别延缓产流时间14.0,4.8 min,产流时间的滞后可以体现秸秆还田措施的水土保持效果。（3）秸秆深还、秸秆碎混、免耕+残茬覆盖处理的平均减流效益分别为36.8%,53.9%,65.8%,平均减沙效益分别为84.9%,90.3%,96.8%。可见,免耕+残茬覆盖方式的水土保持效果最好,其次为秸秆碎混和秸秆深还。     

极端降雨条件下秸秆覆盖坡面水流流速空间分布

坡面流流速是地表水文和水土保持研究的重要参数。极端降雨条件下,秸秆覆盖坡面水动力过程复杂,探明其流速分布规律对坡耕地土壤侵蚀预报具有重要意义。该研究的模拟降雨试验在黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室降雨大厅内进行。试验土槽宽0.25 m,长8 m,深0.3 m,底部填装黏壤土（31.8%黏粒,43.3%粉粒,24.8%砂粒）,土壤表面均匀铺设长5～7 cm小麦秸秆。试验雨强为160 mm/h2,共设置3种坡度（5°、10°和20°）和3种秸秆覆盖率（0、2和8 t/hm2）,分别在沿着坡长方向距坡顶1.15、3.15、4.15和5.15 m处设置采集点;采用电解质示踪法测量坡面水流流速,分析秸秆覆盖率对坡面流流速及其空间分布规律的影响。结果表明,极端降雨条件下质心法适用于秸秆覆盖坡面流速测量,3种秸秆覆盖率下测量流速分别为0.071～0.352 、0.033～0.110 和0.017～0.117 m/s;秸秆覆盖可削弱雨滴对坡面流的扰动,增大下垫面的粗糙度,流速随覆盖率的增大而减小。3种坡度下坡面流流速测量结果分别为0.017～0.352、0.027～0.323和0.033～0.272 m/s,流速随坡度与坡长的增加而增大;沿坡长方向流速变化率逐渐减小,流速最终趋于稳定;由于秸秆对水流的阻碍作用,高秸秆覆盖率坡面达到最大稳定流速的距离减小。秸秆覆盖坡面与裸坡面的水流流速存在显著的线性关系。秸秆覆盖影响坡面流流态,层流的临界雷诺数取值应小于500。研究结果对理解极端降雨条件下覆盖坡面土壤侵蚀机理具有重要意义。     

旱塬地玉米农田免耕覆盖的土壤环境效应

免耕覆盖４ ５００ｋｇ／ｍ＾２以上的处理比传统耕作增产２２．１５％～２５．６５％。土壤水利用率提高２．９６２５ｋｇ／（ｍｍ．ｈｍ＾２）。春播前０～２００ｃｍ土层速动易效水含量经传统耕作增加１７．０２～４７．９ｍｍ。距地表５,１０,１５ｃｍ处的地积温与覆盖量呈极显著直线负相关。０～１０ｃｍ土壤容重随覆盖量增加而减小。土壤有机质、全Ｎ、速效Ｐ与覆盖量呈极显著直线回归关系。脲酶比传统耕作增加幅度为０．０     

秸秆覆盖方式和施氮量对河套灌区夏玉米氮利用及产量影响

为探究夏玉米氮素转运利用规律、产量及土壤NO3－-N含量分布对秸秆覆盖方式和施氮量的响应,在河套灌区开展2a不同秸秆覆盖方式（秸秆表覆B处理、秸秆深埋S处理）和不同施氮水平（不施氮N0、低氮N1、中氮N2、高氮N3）的田间试验,以传统耕作模式为对照（CK处理）。结果表明：在0～100 cm土层,各处理NO3－-N含量随施氮量增加而增大,成熟期B和CK处理随土层加深呈先减后增趋势,而S处理呈先增后减趋势;B处理提高0～20 cm土层NO3－-N含量,而S处理提高20～40 cm土层NO3－-N含量（P<0.05）;秸秆覆盖可减少0～100 cm土层NO3－-N累积损失量,且显著提高氮肥利用率及夏玉米氮素转运量对籽粒产量的贡献率,SN2处理效果较佳。相比CK处理,成熟期的SN2处理2 a平均NO3－-N累积损失量降低39.6%,氮肥利用率较提高28.5%,夏玉米氮素转运量对籽粒产量的贡献率提高32.1%,增产9.3%。综合分析,秸秆深埋配施中氮效果较佳,可实现河套灌区夏玉米提效增产的目标,并减少深层土壤NO3－-N累积损失量,为优化河套灌区夏玉米耕作施氮模式和缓解农业面源污染提供参考。     

一年三季秸秆还田培肥增效果研究

连续五年试验证明，一年三季秸秆还田可增加土壤有机质０．２２％－０．２５％，土壤速效钾提高１５．５－２２．０ｍｇ／ｋｇ，每年亩增产稻从５６．６－１０３．４ｋｇ，是培肥改土的一项有效措施。     

土壤中铬的化学行为研究Ⅴ.土壤对Cr(Ⅲ)吸附和沉淀作用的影响因素

本试验研究了土壤、矿物对Ｃｒ（Ⅲ）的吸附和沉淀作用，结果表明：在ｐＨ４．０时，三种土壤对Ｃｒ（Ⅲ）的吸附量是青紫泥＞黄筋泥＞旱地红壤。Ｃｒ（Ⅲ）的吸附量和沉淀量之和随ｐＨ的变化曲线可分为四个区域。在Ｃｒ（Ⅲ）吸附或吸附－沉淀区域的ｐＨ范围内（ｐＨ＜６．０），土壤对Ｃｒ（Ⅲ）的吸附分量随溶液中ｐＨ升高而减少，沉淀分量则随ｐＨ升高而增加；溶液中富啡酸和柠檬酸的存在可以增加Ｃｒ（Ⅲ）的沉淀量。     

秸秆覆盖对坡耕地土壤侵蚀及烤烟经济性状的影响

2015年和2016年连续2年通过田间径流小区观测的方式,研究秸秆覆盖对坡耕地土壤侵蚀及烤烟经济性状的影响。试验设置4个不同秸秆用量处理:T1(秸秆用量0 kg hm2)、T2(秸秆用量3750 kg hm2)、T3(秸秆用量7500 kg hm2)、T4(秸秆用量15000 kg hm2)。结果表明:与未覆盖秸秆相比,秸秆覆盖能有效降低坡耕地径流量和产沙量,降幅分别为32.33%～78.61%和56.88%～89.01%。随着秸秆覆盖量的增加,产沙量呈逐渐下降趋势,而不同年份间径流量的变化趋势则表现不一致;秸秆覆盖还可增加烟叶产量、产值和上等烟比例,其中产量和产值增幅分别达到7.43%～43.92%和5.14%～50.42%,上等烟比例则提升了2.21～7.99个百分点。当秸秆覆盖量为0～7500 kg hm2时,烟叶产量和产值随秸秆量增加而上升,当秸秆量达到15000 kg hm2时,烟叶产量和产值呈下降趋势;产沙量与烟叶产量、产值和上等烟比例呈显著或极显著负相关关系。研究结果可为坡耕地土壤侵蚀防治和烤烟生产可持续性发展提供科学依据。     

黔西喀斯特区秸秆覆盖对坡耕地产流产沙特征的响应

基于2018-2019年野外径流小区定位观测资料,以玉米单作无秸秆覆盖处理(M0)为对照,探索了玉米单作处理和不同秸秆覆盖量(M1~M5,1111,2222,3889,5556,6944 kg/hm^2)对贵州省黔西喀斯特区坡耕地产流产沙特征的影响。结果表明:(1)不同降雨等级下,秸秆覆盖具有较好的水土保持效果,并随覆盖量的增加,产流、产沙总量逐渐减少,但M4与M5处理之间无显著差异(p>0.05);(2)玉米苗期—拔节期各处理产流和产沙量大于后2个阶段,并且各阶段各覆盖处理产流产沙均低于对照;(3)秸秆覆盖对地表产流产沙影响显著,与对照相比,年均径流深减少21.85%~50.46%,土壤侵蚀模数减少50.10%~85.87%;(4)随着秸秆覆盖量的增加,各处理产流、产沙呈下降趋势,但当秸秆覆盖量超过5556 kg/hm^2后,继续增加秸秆至6944 kg/hm^2时,水土保持效果变化不明显。秸秆覆盖是控制喀斯特地区坡耕地水土流失的有效途径,6000 kg/hm^2左右的覆盖量即可起到较好的水土保持效果。     

不同耕作措施对旱地土壤有机碳转化的影响

通过田间定位试验探讨了黄土高原旱地不同耕作措施下土壤有机碳的存在形式、转化过程以及有机碳各组分之间的关系。结果表明，免耕可以增加土壤有机碳含量，作物秸秆的保留与否主要影响土壤全碳（TOC）的变化。免耕秸秆覆盖（NTS）极显著提高了表层TOC含量，在干旱半干旱地区秸秆还田17个月就可使表层土壤TOC含量增加20．77％。传统耕作不覆盖（T）和传统耕作结合秸秆还田（TS）等耕作措施会破坏土壤结构，不利于土壤有机碳的积累。不同处理间的土壤焦磷酸钠提取态碳（SPPC）含量差异不显著，SPPC的含量占TOC的比例随耕作措施和土壤性质的不同变幅很大，从23．70％到50．60％不等。NTS处理的SPPC含量最高，NT处理的SPPC含量最低，说明免耕秸秆覆盖有利于改善土壤理化性质，而单纯免耕、不归还秸秆不利于土壤有机质的积累。土壤热水溶性碳水化合物（HWCC）的积累量是NTS〉NT〉TS〉T，说明免耕秸秆覆盖有利于土壤活性有机质的产生和积累，有利于土壤理化性质的改良，能够给土壤微生物提供大量能源物质，有利于土壤的健康发展。     

秸秆覆盖对岩溶区坡耕地产流产沙的影响

通过室内模拟降雨试验,研究秸秆覆盖对西南岩溶区坡耕地产流产沙的影响。试验处理按照2个雨强(63,100mm/h)和5个秸秆覆盖度水平(0,20%,50%,80%和100%)进行。结果表明:在中雨强(63mm/h)条件下,秸秆覆盖减少了地表径流的径流系数和径流强度,增加了壤中流径流系数和径流强度,在较大秸秆覆盖度下(50%,80%和100%),秸秆覆盖能有效减少土壤流失量;但在大雨强(100mm/h)条件下,秸秆覆盖导致地表径流增加并同时显著减少了壤中流,地表径流的增加同时导致土壤流失量的增加。     

黄土旱塬长期施肥下硝态氮深层累积的定量研究

在黄土旱塬长期定位测定结果表明，长期过量或不平衡使用氮肥将导致硝态氮在土壤深层的严重积累，不同施肥处理对比，14年后0－200cm硝态氮的累积量NPM＞N＞NP＞M，对应的硝态氮累积率分别为20．3％、30．98％、15．49％和8．51％。化肥配比试验表明，土壤剖面NO3－N的累积与累积率一般随氮肥用量的增加而增加，而且，NO3－N累积深度随氮肥用量的递增而加深，氮磷严重失调时，硝态氮累积率剧增，15年后最大累积率达到42．3％（单施氮180kg/hm^2处理），在施氮引起NO3－N严重累积的情况下，配施磷肥可以明显的减少硝态氮的累积数量和累积率，而且随磷肥用量的增加减少幅度愈大，从土壤氮素平衡来看，加大施氮量降低氮素利用率，配施磷肥则增加氮肥利用率。     

玉米秸秆覆盖对喀斯特坡耕地产流产沙过程的影响

通过原位小区模拟降雨试验,研究玉米秸秆覆盖对喀斯特坡耕地产流产沙过程的影响,试验处理分为3种典型小区(上坡位、中坡位、下坡位)和4种秸秆覆盖度(0、20%、50%、80%)。试验结果表明：秸秆覆盖能显著加快地表径流产流时间,尤其在土层较厚的小区最为明显,50%秸秆覆盖度的地表径流产流时间显著提前;秸秆覆盖能显著改变径流系数大小,尤其在20%覆盖度时地表径流系数降低效果最显著,同时增加了壤中流,但具有明显的空间异质性;秸秆覆盖下地表径流和壤中流径流强度随降雨时间的变化过程均表现为先迅速增加后逐步稳定,多数情况秸秆覆盖能够有效地降低达到稳定时的地表径流强度,其中20%覆盖度时的稳定地表径流强度最小,同时秸秆覆盖对稳定壤中流径流强度影响的空间异质性较大;玉米秸秆覆盖能够有效减少喀斯特坡耕地的地表侵蚀量,在50%覆盖度时减少地表侵蚀量效果最好,且在砾石较多的小区土壤侵蚀量较小。