覆盖与间作对亚热带丘陵茶园土壤水分供应的调控效果

在亚热带丘陵区茶园通过连续4a的大田对比试验，研究了覆盖与间作对茶园土壤水分供应和其他生态因子的调控效果以及对茶叶品质、产量的影响。结果表明：茶园土壤含水量具有明显的时空变化特征，其年动态变化可分为饱和稳定期（2～6月）、急剧下降期（7～10月）和逐步回升期（11月至次年1月）3个时期，与茶树的全年生长发育时期（春茶采摘期、夏秋茶采摘期及休眠越冬期）的需水规律非常吻合；随着土层的加深，茶园土壤的含水量逐渐增大，变异幅度减小，在高温干旱和持续干旱时期，各层次的水分含量均呈下降趋势，0～20cm的表土层下降趋势明显，20～40cm，40～60cm土层下降缓慢，且滞后效应非常明显，分别滞后了8d和13d；间作白三叶和稻草覆盖对茶园土壤水分供应状况的调控效果表现为：提高了关键土层（0～20cm）和关键时期（4～10月春夏秋茶采摘期）的土壤水分，延缓和缩短了干旱时间；同时加强了茶园生态系统的自我调控能力，最终促进了茶树的生长，改善了茶叶品质，提高了茶叶产量，清耕、白三叶间作和稻草覆盖的产量分别为149．08g／m^2，199．75g／m^2和188．12g／m^2，其中以间作白三叶的效果更好。     

不同覆盖方式对小麦产量和土壤水热状况的影响

[目的]研究不同覆盖方式对土壤水热变化特征及春小麦产量的影响,为该地区选择蓄水保墒的覆盖材料及方法提供理论依据。[方法]试验以传统无覆盖平作为对照(CK),设置秸秆覆盖量SW1(1 500kg/hm2),SW2(3 000kg/hm2),SW3(4 500kg/hm2),全膜覆土穴播(FT),全膜垄作(RT),共6个处理。[结果]与CK相比,RT能提早小麦出苗时间,缩短生育期时间(103d),而SW3推迟小麦出苗,延缓了生殖生长(生育期124d);小麦苗期FT,RT处理对0—5cm土层增温效果显著,以RT处理增温显著,较CK增温3.97℃,拔节至成熟期FT,RT处理增温效果逐渐减弱,SW1,SW2及SW3处理在小麦苗期对0—5cm土层具有降温作用,拔节至成熟期表现为增温效应,SW3增温效果最好;小麦苗期FT,RT处理0—100cm土层土壤水分含量显著高于CK,SW1,SW2及SW3处理,小麦拔节至成熟期SW1,SW2及SW3处理0—100cm土层土壤含水分量高于其他处理,以SW3处理最高;FT,SW3处理增产效果最佳(FT,SW3SW2SW1RTCK),比CK增产46.23%,且SW3可以显著降低小麦生育期耗水量(18.53%),改善水分利用效率(67.67%)。[结论]秸秆覆盖SW3(4 500kg/hm2)可以改善土壤水热状况,减少小麦耗水量,增加水分利用效率,提高小麦产量,与全膜覆土穴播可能造成的白色污染相比,适宜在旱作小麦生产中应用和推广。     

密度调控对鲁北黄泛平原区人工林土壤物理性质及植物多样性的影响

[目的] 分析黄泛平原林分密度调控对不同林分土壤物理性质和植物多样性的影响,为优化林分生长,改良土壤物理性质和增加林下植被多样性提供理论依据。[方法] 以山东省东营市利津县王庄沙区林场相同立地条件下3种人工林（白蜡、旱柳、白榆）为研究对象,调查不同密度（株行距3 m×3 m,3 m×6 m）各林分土壤容重、孔隙度、持水量和植被生长情况。[结果] ①林分密度由3 m×3 m降至3 m×6 m,两种林分密度均可增加各林分的冠幅、胸径和树高;林下植物生物量及其多样性,与其他林分相比,白榆人工林的林分因子各指标增加最为显著。②林分密度3 m×6 m降低了同一土层非毛管孔隙度,增加了同一土层毛管孔隙度和总孔隙度。③林分密度3 m×6 m显著提高了白蜡、旱柳、白榆3种人工林0—20 cm土层的饱和持水量和毛管持水量（p<0.05）,显著提高了白榆人工林20—40 cm土层的土壤质量含水量（p<0.05）。[结论] 低林分密度调控,白榆人工林林下植物生物量、多样性的增加最明显;白蜡人工林林下土壤毛管孔隙度和总孔隙度提高最明显;白蜡、白榆、旱柳人工林0—20 cm土层的土壤饱和持水量和毛管持水量均显著提高,且白榆人工林20—40 cm土层的土壤质量含水量的提高显著。     

科尔沁沙地南缘樟子松人工林对土壤水盐的影响

为掌握科尔沁沙地南缘樟子松造林40多年对土壤水分、盐度的影响。以科尔沁沙地樟子松林地、草地2020年3月至2021年11月土壤、气象数据为基础,采用双累积曲线法(DCM)验证样地选取的合理性,利用空间代替时间法(STM)研究樟子松林地、草地土壤含水量、盐度的变化规律,以及与气象因子关系的差异。樟子松林地改变了土壤纵向剖面水分、盐度分布规律,二者均趋于正“S”形分布;林地有效提高土壤储水量(p<0.05),降低土壤盐度,缩减水分次活跃层范围;林地土壤水分变异性更高(p<0.05),盐度变异性更低(p>0.05);林地的气象因子与土壤水分、盐度指标各分项之间关联程度与草地不同,减弱与降雨的相关性,增加与水汽压亏缺的相关系数。樟子松林生态系统具有较强的涵养水源、抑制土壤盐渍化的功能。     

覆盖集水措施对烟田土壤水分时空分布和利用效率的影响

采用田间试验研究了覆盖集水栽培措施对烟田土壤含水量、烤烟产量及水分利用效率的影响。结果表明．垄下栽烟、垄上覆盖地膜、烟行覆盖秸秆与传统的垄上栽烟方式相比较．能显著增加烟株生长不同时期烟田0～100cm土层土壤贮水量和各土层土壤含水量．降低烟田土壤水分蒸散量．提高烟叶产量、上等烟比例和水分利用效率．是适宜于干旱地区烤烟生产的集水覆盖栽培技术。     

有机物覆盖地面对土壤物理因素影响的研究（Ⅱ）：有机物覆盖对土壤…

土壤孔隙度表明土壤中空隙的体积，与含水量一起共同决定土壤中空气的含量，进而影响土壤中各种变化的进程和作物的生长，利用有机物覆盖地面可影响土壤孔隙度的变化并改善土壤的特性，通过田间实验，确定了不同厚度有机物覆盖层下土壤孔隙的变化，与无覆盖对照处理相比，有机物覆盖使０至５ｃｍ土壤表层的孔隙度降低，却使５至２０ｃｍ土壤层的孔隙度增加。     

不同覆盖方式对农田土壤水热状况及马铃薯产量的影响

用田间试验的方法研究了不同覆盖方式对马铃薯农田土壤水、热状况及作物增产的效应。试验设白色半膜垄作(BB)、白色半膜垄作+垄沟秸秆覆盖(BJ)、黑色半膜垄作(HB)、黑色半膜垄作+垄沟秸秆覆盖(HJ)、秸秆覆盖垄作(JL)、裸地垄作(CK)6个处理。结果表明:BB、BJ、HB、HJ4种覆膜处理与CK相比马铃薯生育期内0～5 cm土层土壤温度分别提高了2.54℃、1.91℃、1.52℃、1.10℃;而JL覆盖处理与CK相比土壤平均温度降低了0.96℃,且在马铃薯生育前期降温、生育后期则具有增温作用,但日温差缩小。BB、BJ、HB、HJ及JL覆盖处理与CK相比,马铃薯生育期内0～100 cm土层土壤平均含水量分别提高了13.28%、19.52%、19.47%、26.99%及11.40%,水分利用效率提高了84.64%、101.87%、68.16%、102.12%及28.51%,马铃薯产量提高了73.30%、87.87%、56.00%、81.53%及19.60%。即在6处理中以BJ和HJ处理效果最优。因此,应优先推广使用地膜(白色半膜或黑色半膜)垄作+垄沟秸秆覆盖方式,这两种覆盖方式栽培马铃薯可有效提高天然降水的利用效率,实现稳产高产。本研究结果为该区确立高效覆盖方式提供了理论依据。     

有机物覆盖地面对土壤物理因素影响的研究(Ⅱ)——有机物覆盖对土壤孔隙度的影响

土壤孔隙度表明土壤中空隙的体积，与含水量一起共同决定土壤中空气的含量，进而影响土壤中各种变化的进程和作物的生长。利用有机物覆盖地面可影响土壤孔隙度的变化并改善土壤的特性。通过田间实验，确定了在不同厚度有机物覆盖层下土壤孔隙度的变化。与无覆盖对照处理相比，有机物覆盖使０至５ｃｍ土壤表层的孔隙度降低，却使５至２０ｃｍ土壤层的孔隙度增加。     

秸秆覆盖对盐渍化土壤水盐影响的试验研究

研究了不同秸秆覆盖量处理对盐渍化土壤蒸发量、含水率及含盐量动态变化的影响。结果表明,（1）随着秸秆覆盖量增加,土壤蒸发量逐渐减少,当秸秆覆盖量为7 500 kg/hm2时,日蒸发量减少幅度趋于稳定。（2）秸秆覆盖量为10 500,7 500,4 500,1 500 kg/hm2时,蒸发抑制率依次为80.54%,79.01%,62.45%,37.93%。（3）随着秸秆覆盖量增加,不同土层含水率逐渐增加。当秸秆覆盖量为7 500 kg/hm2时,0—10 cm土层含水率达到最大值,比对照实验增加了9.28%;0—10 cm土层含盐量下降幅度最大,含盐量减少了3.21%。因此,秸秆覆盖盐渍土壤能够减少土壤水分蒸发损失,提高水分利用效率,抑制盐渍化土壤可溶性盐分的表聚作用,对改良盐渍化土壤具有显著效果。     

人工林对土壤地力的影响过程及其调控研究进展

土壤是支撑人工林健康生长的基础资源,是营养物质转化和生物多样性保护的主要场所。目前,我国人工林经营中土壤地力衰退问题突出,是制约我国林业生产可持续经营、增大生态安全屏障脆弱性的重要因素。因此,有必要深入认识和理解人工林对土壤地力的影响过程,同时开发保障人工林健康和初级生产力的关键调控技术。本文从土壤物理化学环境、土壤生物群落特性及功能等方面,系统论述了人工林土壤地力的维持机制,重点探讨了林龄结构、林分密度、树种类型等影响人工林地力的地下生态学过程。未来需要关注环境变化下人工林土壤理化性质与生物学性质的耦合机制。现阶段大面积人工林土壤病原菌积累特征不清,土壤病害影响人工林健康的障碍机理也亟待揭示。因此,今后需进一步量化林木健康、土壤生物以及环境之间的互作关系模型,形成从造林配置、过程经营、症状诊断及土壤地力调控等全方位的人工林健康定向调控体系,保障人工林可持续、多目标经营。     

枯落物敷盖对红壤坡地土壤水分特性的影响

为探明红壤坡地枯落物敷盖的保水作用及其机理,在江西省北部德安县第四纪红黏土母质发育的红壤坡地开展定位试验,以裸露坡地为对照,研究枯落物敷盖措施实施15年后对0—60cm土层土壤的持水性、供水性和水分有效性的影响。结果表明:赣北红壤坡地的土壤水分持水能力低,供水能力弱,有效水含量少,仅为9.0%~11.1%;枯落物敷盖处理的红壤坡地上层(0—30cm)土壤持水能力高于裸露坡地;低吸力范围(100kPa)枯落物敷盖处理的下层(30—60cm)土壤供水能力高于裸露坡地。枯落物敷盖能够有效提高红壤坡地土壤(尤其是上层土壤)持水能力,增强上层土壤在相对湿润状况下的供水性能,而对土壤水分有效性影响相对较弱。该研究可为优化地表敷盖措施、增加和保持土壤水资源以及合理开发利用南方红壤坡地提供参考。     

人工降雨条件下秸秆覆盖减少水土流失的效应研究

采用人工模拟降雨试验,研究秸秆不同用量对径流、入渗和土壤侵蚀的影响.结果表明:秸秆覆盖有增加入渗和减少水土流失的作用;覆盖率大于40%条件下能有效地控制水土流失,但当覆盖度低于40%时对控制水土流失的作用不明显.在土壤含水量10%,降雨强度120 mm/h的雨强条件下,秸秆覆盖能推迟起流时间1～15min,增加累积人渗量37%～113%,减少径流总量3%～40%,减少土壤侵蚀10%～80%.     

废旧纤维毡覆盖对土壤蒸发的影响

为研究不同面密度废旧纤维毡覆盖对土壤水分蒸发过程的影响,以废旧纤维毡面密度为因子,设5个面密度水平（100,200,300,400,500g/m2）,以裸土为对照,进行了室内模拟试验。结果表明,废旧纤维毡可有效抑制土壤水分蒸发。研究认为其抑制作用与废旧纤维毡面密度有关,随着纤维毡面密度增加,抑制效果越好,当面密度达到一定值时（400g/m2）,抑制效果趋于稳定。     

人工降雨条件下秸秆覆盖减少水土流失的效应研究

采用人工降雨模拟试验,研究秸秆不同用量对径流、入渗和土壤侵蚀的影响。结果表明：秸秆覆盖有增加入渗和减少水土流失的作用;覆盖率大于40%条件下能有效的控制水土流失,但当覆盖率低于40%时对控制水土流失的作用不明显。在土壤含水量10%,降雨强度120 mm/h的雨强条件下,秸秆覆盖能推迟起流时间1～15min,增加累积入渗量37%～113%,减少径流总量3%～40%,减少土壤侵蚀10%～80%,效果随着覆盖率的增加而增加。     

不同剂量秸秆还田的保墒效果及其对玉米产量的影响

为了探讨在覆膜基础上不同剂量秸秆还田的保墒增产效果,在辽宁省朝阳市建平县的坡耕地上布设了田间小区试验;对未施入秸秆以及施入400,800,1200和1600kg/hm2共5种不同剂量处理秸秆还田的旱地农田土壤墒情及玉米产量进行了比较分析。结果表明,800kg/hm2处理的保墒效果优于其它各秸秆还田处理,400,800,1 200和1 600kg/hm2这4种不同剂量秸秆还田处理产量分别为5 069.20,5 781.46,5 462.25和5 407.46kg/hm2,较对照处理分别增产了18.62%,35.28%,27.81%和26.53%;800kg/hm2处理对玉米生长发育状况的影响优于其它剂量秸秆还田与未施入处理,差异均达极显著水平。     

不同雨强、坡度对秸秆覆盖保持水土效果的影响

利用室内人工模拟降雨试验,研究了4种设计雨强(33,54,94,125mm/h)、3种设计坡度(5°,10°,25°)在覆盖条件下对紫色土坡面初始产流时间、覆盖保水率和保沙率的影响。结果表明:覆盖条件下初始产流时间相比裸地均有一定的滞后效果,且其初始产流的滞后时间随坡度、雨强的增加而减少。当坡度增大至25°,雨强在94mm/h以上时,其滞后时间逐渐趋于稳定,在1.61~2.84min范围内波动。雨强是影响秸秆覆盖保持水土作用的重要因子,与覆盖保水率、保沙率均在0.01水平上呈显著负相关,且在不同坡度条件下均可以用抛物线进行很好的描述。不同坡度条件下,覆盖的保水率随雨强的增加逐渐下降至14.5%,而其保沙率则只下降至92.25%,相比覆盖的保水作用,其保沙作用更加明显。覆盖条件下,坡度对坡面产流及产沙的贡献率均大于50%,坡度对秸秆覆盖保持水土的作用影响很大。坡度对坡面侵蚀的贡献率在裸地和覆盖条件下均随雨强的增加而呈现减小的趋势,且在相同雨强下,坡度的贡献率在覆盖条件下均大于裸地,在大雨强下(94mm/h和125mm/h)差异明显。     

人工降雨条件下秸秆覆盖及留茬的水土保持效应

通过人工模拟降雨试验,研究了秸秆覆盖及留茬的水土保持效应。结果表明,秸秆覆盖和留茬均可延缓径流产生,其中5 000和3 000 kg/hm2秸秆覆盖分别能使初始产流时间延后427%和19%,而30 cm高留茬及15 cm低留茬覆盖则可分别延后初始产流时间107%和76%。5 000 kg/hm2覆盖量下累积径流量较对照减少了61.72%,土壤侵蚀量减少了86.7%;3 000 kg/hm2覆盖量下累积径流量减少了6.26%,土壤侵蚀量减少了60.1%,实施覆盖能够有效抑制水土流失,且以高覆盖量的作用效果更为显著。30 cm高留茬的土壤侵蚀量较对照减少了62.9%,15 cm低留茬覆盖减少25.6%,留茬能够有效防止土壤侵蚀,但对径流量无明显影响。     

石灰岩弃渣与农田土复配土壤水分蒸发及覆盖物保水性能

探究矿山废弃地弃渣与农田土复配后土壤的水分蒸发特性,以及覆盖物添加对水分蒸发的影响,对矿山恢复中土壤水分管理和改善具有实际意义。以石灰岩矿山废弃地现场的弃渣和附近农田土为复配材料,设置0∶10(T1),3∶7(T2),5∶5(T3),7∶3(T4),10∶0(T5)体积比例,在野外条件下采用土柱法模拟土壤水分蒸发过程,探究复配比例对土壤水分蒸发的影响以及不同覆盖物的保水性能。结果表明：(1)试验前和试验后表层复配土壤含水量均表现为T1>T2>T3>T4>T5,蒸发中期的逐日蒸发量和蒸发结束的累计蒸发量均随弃渣体积比例增加呈极显著降低趋势,不同复配土壤在蒸发前期和蒸发后期的逐日蒸发量没有显著性差异。(2)气象因子中,温度、风速对土壤水分蒸发的影响大于太阳辐射,相对湿度的影响不显著。土壤物理性质中,除毛管孔隙度和非毛管孔隙度与土壤水分蒸发达极显著相关外,其他因子均达显著水平。(3)裸土地添加覆盖物均能降低水分蒸发,根据蒸发量和蒸发速度分析得出,砾石覆盖(直径2～4 cm、厚度5 cm)效果最佳。(4)石灰岩矿山废弃地土壤重构最佳保水搭配方案为弃渣∶农田土以3∶7体积...     

土壤结构改良剂对皖南旱地红壤水分特征的影响

[目的]研究土壤结构改良剂对皖南旱地红壤孔隙、容重及水分特征的影响,为皖南旱地红壤改良、提高土壤持水保水与抗旱保墒性能提供依据。[方法]采用硅藻土(通气性Si改良剂)、泡沫沙类改良剂(T20)和无机矿石类改良剂(G20)等3种土壤结构改良剂,设置1%,2%,5%与10%的4个添加比例,进行土壤物理性状与水分特征测试。[结果]硅藻土与T20均可显著降低土壤容重,而G20在添加5%与10%时才显著降低;硅藻土处理土壤毛管孔隙度由52.1%增加到91.3%,优于T20和G20;硅藻土与T20的吸湿系数与凋萎湿度随用量呈先增加而后下降,而G20则随添加量增加而增加;土壤的饱和持水量与田间持水量均随土壤结构改良剂添加量的增加而增加,以硅藻土增加最多,T20次之,G20最少。随改良剂用量增加,土壤有效水及难效水均呈增加趋势,其中,硅藻土处理的难效水增加量显著高于T20与G20处理。[结论]改良皖南旱地土壤水分需要根据改良剂材料的种类与用量来进行合理施加,必要时可以组合搭配使用,从而达到最优效果。     

地膜覆盖及施用有机肥对地温及冬小麦水分利用的影响

在大田试验条件下,研究了地膜覆盖及施用有机肥对地温及冬小麦水分利用的影响.结果表明,地膜覆盖及施用有机肥的增温效应主要表现在冬小麦的生育前期,单覆地膜的增温效应先于并且高于单施有机肥;后期仅在地表表现明显,单施有机肥的增温效应高于单覆地膜.地膜覆盖及施用有机肥通过显著增加拔节一开花期的耗水,显著增加了总耗水量,并提高了产量和水分利用效率.单覆地膜的增温、节水、增产及水分利用效率均高于单施有机肥.地膜小麦施用有机肥后,生育前期的增温效应有所减弱,生育后期增温效应反而增强,同时苗期耗水量减少;总耗水量少量增加(3.5%)却大幅度提高了产量(10.6%)和水分利用效率(7.6%).从增施有机肥对地膜小麦的地温和水分利用的影响来看,增施有机肥可以控制地膜小麦冬前苗期的过旺生长,但在成熟期却又促进了地膜小麦的衰老.