秸秆还田对节水灌溉稻田土壤有机碳 及其组分的影响

为探求秸秆还田对节水灌溉稻田土壤有机碳及其组分含量的影响,在太湖流域开展田间试验。试验采取常规灌溉(F)、控制灌溉(C)2种水分处理形式,与常规肥(F)、秸秆还田(S)2种施肥管理方式相结合,分析了不同水碳管理模式下的稻田土壤有机碳和土壤活性有机碳的季节变化规律及其含量之间的相关性。结果表明:控制灌溉加速了土壤有机碳分解,而与秸秆还田的结合促进了稻田土壤有机碳的累积。不同肥料管理条件下,控制灌溉稻田稻季土壤有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、土壤微生物量碳(SMBC)均值分别较常规灌溉稻田降低10%、1.8%、7.9%。控制灌溉与秸秆还田联合管理(CS)和常规水肥管理稻田(FF)相比,TOC、SMBC分别提高了10.4%和15.3%。不同水碳管理模式下的稻田土壤DOC与TOC、SMBC与TOC之间均呈极显著正相关关系。节水灌溉稻田中施加秸秆有利于提高稻田土壤有机碳含量,改善土壤活性碳组分。     

耕层厚度对华北高产灌溉农田土壤有机碳储量的影响

针对华北平原长期少免耕可能导致的耕层变浅、变紧的问题,通过人为设置不同耕层厚度试验,采用等质量土壤有机碳库储量和层化比的研究方法,研究了4种耕层厚度（10、20、30、40 cm）水平下0～50 cm土壤有机碳的变化。2 a的田间试验结果表明,不同耕层厚度对土壤有机碳含量有显著差异,与2007年试验开始时相比,土壤有机碳质量分数都不同程度下降,下降幅度为22%～48%。利用等质量计算方法表明20 cm耕层厚度的处理土壤有机碳储量最高。通过层化比的研究表明,随着时间的推移,20 cm的耕层厚度层化比最高,其     

土壤有机碳空间变异性对采样密度的响应研究

以北京地区土壤有机碳(SOC)为目标变量,对比4种不同采样密度下SOC质量比空间变异的结构变化以及在不同采样密度下不同空间预测方法对SOC质量比空间预测不确定性方面的表现。结果表明,SOC质量比关于地形因子的趋势属于宏观趋势,以低采样密度的趋势拟合效果最优;随着采样密度的增加,SOC质量比及其去趋势后残差的系统内部随机变异逐渐增强,结构变异逐渐减弱,变异函数的分布也越平稳,空间预测的不确定性也逐渐减小。另外,变异函数的变程可能也影响空间预测的不确定性;增加采样密度和引入地形因子辅助的回归克里格法均可以提高北京地区SOC质量比的预测精度;在预测精度不降低的情况下,引入地形因子辅助可以在一定程度上减少采样的数量。     

不同连作年限设施农用地土壤有机碳与细菌群落功能特征

为探明不同连作年限设施农用地土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)与细菌群落功能变化及其动态响应关系,以北京市南郊设施农业集中地为研究区,采用时空替代法系统分析了未种植(CK)、连作年限0～5年(0～5 a)、5～10年(5～10 a)、10～20年(10～20 a)和20年以上(20 a+)SOC、细菌群落结构及其代谢功能的变化。结合冗余分析(RDA)、典型相关分析(CCA)、PICRUSt2功能预测及Mantel test探究了SOC及其活性组分与细菌优势菌群的动态响应,以及与细菌代谢功能的相互关系。结果表明：连作使研究区微生物生物量碳(Microbial biomass carbon, MBC)、易氧化有机碳(Easily oxidizes organic carbon, EOC)、SOC含量及土壤有机碳密度(Soil organic carbon density, SOCD)均随种植年限先增后减,可溶性有机碳(Dissolved organic carbon, DOC)含量在20 a+时最高,微生物熵(Q)随连作年限增加而减小。连作降低了土壤细菌的多样性...     

考虑空气影响的干旱区土壤水分运移模式研究

在前人研究的基础上,根据石河子垦区的实际情况,确定模型特定的边界条件及参数,建立适合该区的包气带-饱和带水、气二相流的质热传输模型,模拟土壤水分、温度的动态变化,并利用实测土壤温度、土壤含水率数据进行模型检验。结果表明:模拟的土壤温度和含水率能够较好地反映实测值的变化规律,各土层模拟精度评价指标表明考虑空气影响的模拟结果更接近实测结果。对于9.7 mm日降水量的入渗深度,耦合模型可影响20 cm深土壤含水率,单相模型可影响到30 cm深左右。降水当日考虑空气模拟的蒸发速率比不考虑空气模拟的蒸发速率大7.7%;降水后1 d,不考虑空气影响导致蒸发速率比考虑空气的小3.19%。计算模拟期2种模型土壤总蒸发量,相差不大。根据2种模型水量平衡分析结果对比蒸发量的计算值与模拟值,发现考虑空气影响的模型模拟结果更可靠。     

耕作方式对稻田土壤有机碳与易氧化有机碳的影响

以稻田免耕长期定位试验站为平台,研究不同耕作方式对紫色水稻土有机碳以及易氧化有机碳剖面分布的影响。结果表明:连续耕作20年后,不同耕作处理稻田剖面(0～60cm)中有机碳含量随着采样深度加深而降低,土壤有机碳含量最高值和最低值分别出现在垄作免耕(稻油)表层(0～10cm)和水旱轮作(稻油)底层(40～60 cm),其中垄作免耕(稻油)处理中0～10 cm和10～20 cm土层有机碳含量和常规平作(中稻)、垄作免耕(中稻)之间差异并不显著,但其20～40cm土层有机碳含量则显著高于其他耕作处理(P<0.05),表明长期耕种20年后,耕层(0～20cm)土壤有机碳含量已趋于平稳;另外,同传统耕作处理相比,长期垄作免耕(稻油)的固碳潜力主要表现在20～40cm土层。常规平作(中稻)和垄作免耕(中稻)处理剖面土壤易氧化有机碳含量均随土层加深而降低,而垄作免耕(稻油)和水旱轮作(稻油)则分别在20～40cm和10～20cm土层出现易氧化有机碳含量增加的现象,表明耕作和轮作方式对土壤有机碳稳定性具有明显的影响。对不同耕作处理稻田土壤有机碳与易氧化有机碳、易氧化有机碳分配比例之间的关系分析,其一元线性回归方程分别为:y=1.990 1x+6.521 4,R=0.881 9,n=16;y=0.270 4 x+7.345 7,R=0.542 2,n=16,表明稻田土壤易氧化有机碳与其有机碳关系密切,可用于表征该区域土壤碳库的变化大小。     

干旱区降雨过程对土壤水分与温度变化影响研究

通过定点监测并结合统计方法分析了干湿交替时节一次降雨过程前后不同土地利用方式下土壤水分与土壤温度的动态变化特征.结果表明,降雨过程对土壤水分和土壤温度在时间动态变化和深度变化过程有着重要影响;降雨影响周期中土壤含水率在一定深度范围内有一次明显的升高过程,从降雨前到降雨后呈现低→高→低的变化趋势,其变异程度随着深度的增加...     

内陆盐碱湿地土壤pH对土壤有机碳含量的影响

探讨盐碱湿地土壤pH的动态及对土壤有机碳变化规律的影响,揭示内陆盐碱湿地土壤特性,为盐碱湿地的科学管理与生态环境的重建提供科学依据。以莫莫格内陆盐碱湿地沼泽土、沼泽化草甸土和草甸土3种类型土壤为研究对象,对比分析土壤pH的垂直分布和季节变化规律,以及土壤pH与有机碳之间的相关关系。结果表明:研究区沼泽土和草甸土土壤pH从表层向深层递增,3种土壤pH随季节变化表现为5月<7月<10月。土壤pH与TOC、MBC呈显著的负相关性,与DOC呈显著正相关性。     

长期免耕对不同土层土壤结构与有机碳分布的影响

为探明长期翻耕与免耕条件下不同土层深度土壤结构稳定性及其有机碳分布特征,在长期定位试验中分层(0~10 cm、10~20 cm、…、90~100 cm)采集免耕和常规耕作处理下混合土样和原状土样进行土壤结构与有机碳的测定,结果表明:(1)随着土层的加深,0.5~2.0 mm和大于2.0 mm粒级团聚体含量表现为逐渐降低的趋势,而其他粒级团聚体含量呈增加趋势。免耕更利于提高大粒级团聚体(0.5 mm)的含量,且土壤结构的稳定性显著提高,其作用深度在50 cm以上。(2)随着土层的加深,土壤总有机碳和活性有机碳均表现为先增加后降低再趋于稳定的趋势。免耕处理在0~80 cm土层的土壤总有机碳和活性有机碳均高于常规耕作处理。(3)随着土层的加深,不同粒级团聚体总有机碳含量呈降低趋势,大粒级团聚体中含有较高的有机碳。免耕更利于0~40 cm土层不同粒级团聚体总有机碳含量的提高。随着土壤团聚体粒级的降低,土壤活性有机碳含量呈降低趋势。与常规耕作相比,除0.053~0.250 mm粒级团聚体外,免耕提高了0~20 cm土层各粒级团聚体中活性有机碳含量。(4)随着土层的加深,各粒级团聚体中有机碳对土壤总有机碳的贡献率表现为先降低后增加再降低的趋势。不同粒级团聚体中,大于2.0 mm和小于0.053 mm粒级团聚体有机碳贡献率在0~100 cm土层均低于其他粒级团聚体。在0~20 cm、30~40 cm和90~100 cm土层,免耕处理各粒级团聚体有机碳累积贡献率均高于常规耕作。     

腐熟污泥施用对土壤有机-无机碳组分的影响

为探明腐熟污泥施用对两种不同酸碱性土壤有机碳、无机碳组分的影响,明确无机碳与有机碳及土壤酸碱性的关系,通过连续两年的盆栽试验,开展小麦-玉米轮作模式下碱性壤土和酸性砂土污泥农用的研究。结果表明:添加腐熟污泥后,随污泥添加量的增加,两种土壤的有机碳(SOC)、易氧化有机碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)和腐殖质碳(HSC)等有机碳组分含量呈增加趋势。与对照(CK)相比,当污泥添加量为75 t/hm~2时,酸性砂土有机碳组分SOC、ROC、DOC、HSC含量分别增加了82.39%、25.62%、158.33%和30.77%(P 0.05);在碱性壤土中,上述有机碳组分分别增加了84.36%、49.26%、340.00%和354.90%(P 0.05),且两种土壤中各有机碳组分之间呈现极显著的正相关关系(P 0.01)。施用污泥降低了碱性壤土中ROC的分配比例(污泥施用量为3.75 t/hm~2时除外),但增加了DOC和HSC的分配比例;污泥农用降低了酸性砂土ROC和HSC的分配比例,但增加了DOC的分配比例。在碱性壤土中污泥农用降低了土壤无机碳(SIC)、活性无机碳(AIC)含量,同时土壤p H值降低;而在酸性砂土中污泥农用,土壤的SIC、AIC含量增加,同时土壤pH值增大;两种土壤的SIC和p H值之间均呈现极显著的正相关关系(P 0.01)。本研究可为不同酸碱性土壤碳库质量管理提供科学依据。     

不同保墒措施对黄土丘陵区坡地枣园土壤温、湿度的影响

针对陕北地区水资源日趋紧张,雨水、灌溉水利用效率低下的现状,通过定位试验,研究了干旱条件下不同保墒措施对山地枣林土壤温、湿度及产量影响。结果表明：几种保墒措施的保水效果均较明显,在土壤含水量随时间变化的过程中,以B120（保水剂量为120 g/棵）、J2（秸秆覆盖量为2 kg/m2）及D（地膜覆盖）的效果最佳,平均土壤水分较对照CK高出25.4%、23.7%、18.1%。保水剂及秸秆施用量偏低或偏高都会影响其保水效果。地膜覆盖有升温的作用,而秸秆在高温时有降温效应。     

干旱半干旱煤矿区土壤含水率研究进展

我国大型煤矿多位于干旱半干旱区,自然降雨较少且常年蒸发量过大,地下水埋藏深植物难以利用,因此土壤水分成为制约该地矿区复垦植被建设最重要的因素。综述了干旱半干旱矿区土壤质地、地形、降雨以及植被对土壤含水率的影响。发现各环境因素对土壤水分的作用机理与影响规律研究不够深入,关于土壤水分的空间变异性研究较少,矿区土壤水分的调控措施研究不够全面。提出了今后应加深对矿区各环境因素影响土壤水分作用机理的研究,运用地统计学方法及相关模型加强对土壤水分的空间变异研究,针对干旱半干旱地区的生态环境特征研究矿区土壤水分的调控措施。     

干旱处理对土壤水分变化及大豆产量的影响

采用框栽方式,研究不同阶段干旱处理对土壤水分、大豆植株干物质积累及产量的影响。结果表明,土壤含水率随干旱历时的增加而递减,长时间干旱后稳定在20%～24%;对于短期干旱处理,灌溉量较大时,土壤含水率会迅速恢复到稳定值32%～34%,但是对于18d以上的干旱历时,较少的灌溉量并不能保证土壤含水率在1～2次灌溉后得到恢复,表明较少的灌溉量对土壤含水率的提升能力有限。各干旱处理结束时期,大豆植株干物质积累均随干旱历时增加呈下降趋势,长期干旱会使全株干物质积累下降13%～30%;苗期和花荚期的短期干旱处理产生激发补偿效应,不会使大豆减产,结荚鼓粒期对水分供应较为敏感,干旱导致大豆减产。     

不同有机肥对矿区复垦土壤磷素矿化特征研究

【目的】探究不同有机肥对采煤塌陷复垦土壤磷素的矿化特征。【方法】采用室内培养试验,以不施肥处理为空白处理(CK),研究了施用3种有机肥(鸡粪、猪粪、牛粪)对矿区复垦土壤速效磷的动态变化,并综合其矿化过程中的磷酸酶活性及磷转化强度,分析了不同有机肥对矿区复垦土壤磷生物有效性的影响。【结果】①在整个室内恒温培养过程中,各施肥处理的速效磷量均随培养时间延长呈下降趋势,不同培养时期速效磷量大致呈现出:鸡粪>猪粪≥牛粪>化肥>CK。培养结束时(105d),鸡粪、猪粪和牛粪处理较化肥处理显著提高了土壤速效磷量(18.56%~37.09%);鸡粪处理较猪粪和牛粪处理速效磷量显著提高了11.93%~15.62%,而猪粪和牛粪处理间差异不显著;②在整个室内恒温培养过程中,拟二阶动力学模型能较好地反映各施肥处理速效磷释放过程,其次为Elovich模型和幂函数模型,而粒内扩散模型拟合效果较差。③在整个培养时期施有机肥处理的磷酸酶活性显著高于化肥处理,提高幅度为39.14%~120.70%。④培养前期(0~14 d),猪粪处理与化肥处理对土壤有机磷转化强度影响较大,二者间差异不显著,且猪粪处理较牛粪、鸡粪处理能显著提高有机磷转化强度,分别提高了41.51%和86.52%;在培养中后期(42~105d)各施肥处理的有机磷转化强度差异均不显著。【结论】施用有机肥能促进矿区复垦土壤磷素矿化,其中鸡粪较猪粪和牛粪对提高土壤有效磷量作用更为明显。     

地膜覆盖保墒灌溉的土壤水、热以及作物效应研究

通过小区试验研究了不同的地膜覆盖保墒灌溉措施对土壤水分动态变化、土壤微生物、土壤温度、玉米生长状况、生理生态指标以及产量等的影响。结果表明,地膜覆盖后0~50 cm土壤含水量覆膜的明显高于未覆膜处理,在玉米整个生育期内,未灌溉处理的地膜0~20 cm的含水量较对照平均提高6.1%,20~50 cm较对照平均提高3.38%,50~100 cm较对照平均提高1.57%。覆膜后耕层土壤细菌、放线菌、真菌平均分别是对照的4.1倍、2.08倍和2.41倍。覆膜后叶片光合和蒸腾速率均较对照有所增加,相同灌溉量条件下,地膜处理的玉米产量较对照平均增产14.24%、9.4%和11.15%,对于覆膜或不覆膜处理,其产量均随着灌溉水量的增加而增加。     

不同覆盖条件对土壤水分蒸发的影响

通过对景泰县兰州理工大学大规模荒漠改良工化试验基地土壤在不同覆盖条件下的水分蒸发量进行了对比试验研究。试验结果表明:土壤表面增加覆盖物可以有效的降低土壤蒸发;随覆盖物厚度的增加,土壤水分蒸发量逐渐降低;1、3、57、cm麦秸覆盖条件下土壤水分蒸发量比纯土分别降低20.9%、51.5%、67.5%、74.5%;1、3、5、7cm沙石覆盖条件下土壤水分蒸发量分别比纯土降低25.9%、48.9%、60.6%、70.8%;同时,连续17天测定结果表明,相同厚度情况下,麦秸覆盖下土壤蒸发量明显小于砂石覆盖的土壤水分蒸发量,5 cm厚覆盖物时,砂石是纯土的60.6%,麦秸是纯土的67.5%。试验表明同一时间段内不同覆盖条件下的土壤水分蒸发差异明显。     

残茬覆盖对旱地土壤水分影响的试验研究

在沈阳地区进行了残茬覆盖的试验,以传统翻耕为对照.结果表明,留茬覆盖与留茬不覆盖均具有明显蓄水保墒作用,可以有效地改善春播期和整个生育期的土壤水分状况,随着玉米的生长和雨季的到来愈发显著;两种处理都可以明显改善玉米农艺性状,提高产量8.98%～11.92%,节约用水5%以上,且可以提高水分利用效率15.81%～18.14%.     

不同保墒措施对枣园土壤温、湿度及枣树生长特征的影响

通过定位试验,研究了不同覆盖方式对山地枣林土壤温、湿度及枣树生长的影响。结果表明,几种保墒措施的土壤水分,随时间变化和剖面分布,相对于对照均有明显提高,其中地下25 cm处铺玉米秸秆+地表铺玉米秸秆和地膜覆盖处理效果最好,但是二者土壤含水量相差0.72%。地膜覆盖有明显的增温效应,覆盖玉米秸秆对温度的影响则表现出"双重"效应:高温时具有降温效应,低温时具有保温特点。不同的保墒处理对枣树生长有不同影响,但各处理的新梢生长量、干周净增量、百叶鲜物质量、平均单果重比对照均有提高。     

温度对FDR土壤湿度传感器的影响研究

在利用FDR土壤湿度传感器测量土壤湿度时,土壤温度的变化会使测量结果产生较大的误差,因此要对FDR土壤湿度传感器进行温度补偿。为了研究温度对FDR土壤湿度传感器的影响规律,利用不同湿度的土壤样本在不同温度下进行实验。根据实验结果采用二元回归分析法对FDR土壤湿度传感器和土壤温度传感器的输出进行数据融合,消除温度对FDR土壤湿度传感器的影响。融合补偿后的数据结果比未补偿的数据受温度影响减小,更加接近土壤真实湿度值,大大减小了土壤温度对测量结果的影响。     

东北黑土区覆膜种植对土壤水分及玉米产量的影响

为改善黑土旱作区作物的水分有效性,探索地膜覆盖不同播种模式在该地区的适用性,于2011年在哈尔滨东北农业大学节水灌溉实验基地进行试验,设置覆膜条件下垄台种植与垄沟种植2种栽培模式。以传统垄作为对照,研究地膜覆盖条件下2种种植模式对夏玉米田土壤水分、产量及土壤水分利用效率的影响。结果表明,覆膜条件下垄台种植和垄沟种植处理均能显著改善该地区玉米出苗期-拔节期土壤水分,形成较好土壤墒情,为玉米增产提供有力保障。其中垄台种植优于垄沟种植,增产效果明显,分别较对照增产15.05%和11.75%,平均水分利用效率分别提高16.33%和14.66%。因此,地膜覆盖条件下垄台种植模式在改善土壤水分效用的同时能显著增产增收,是东北黑土旱作区玉米的高效栽培模式。