不同植被覆盖条件下土壤水分蒸发的比较

 为探讨不同植被对当地土壤水分动态变化及其蒸发过程的影响,于2001年7—10月,对宁夏固原县4种不同植被覆盖下土壤水分蒸发做了对比研究。在观测期内,不同条件下土壤水分蒸发的强弱依次表现为,弃耕地>华北落叶松林地>铁杆蒿+长芒草地>中国沙棘林地;各种条件下,土壤水分蒸发在生长季的旺盛时期(7—8月)要显著高于生长季后期(9—10月)。土壤水分蒸发的昼夜分段测定表明,在观测期内,土壤水分的蒸发在夜间出现了“负平衡”,尤其进入9—10月以后,这一现象更为突出,说明夜间凝结水数量大于相应的蒸发量。     

喀斯特地区不同覆盖下小生境土壤保墒能力

 通过室内与野外实验相结合研究了贵州花江喀斯特峡谷示范区不同覆盖处理下不同小生境土壤的保墒能力,试图了解喀斯特地区的土壤水分变化规律并提出相应保墒技术。结果表明:土面、石槽、石沟3种小生境通过枯枝落叶、石面、薄膜覆盖后,其土壤水分变化趋势基本一致,其中以石沟的含水量最高,土面最低;不同土层的土壤含水量都有所增加,但增加幅度不完全一致;一年中土壤水分胁迫出现次数减少,频率降低。在持续干旱期间,水分蒸发量较大,覆盖后土壤保墒效果较好,平均每天水分损耗量较少,其中以薄膜覆盖效果显著,保墒能力最强,枯枝落叶和石面覆盖次之;但实地人工造林试验证明,石面及枯枝落叶覆盖下存活率很高,而薄膜覆盖较差。因此,薄膜覆盖在喀斯特峡谷区人工造林中的运用值得进一步研究。     

微集水种植技术的农田水分调控效果模拟研究

农田微集水种植技术是提高旱区农田作物生产力的一项重要的技术选择，带型(沟垄的宽度比例和数值)的优化设计是其研究和开发所面临的关键问题之一。该研究利用模拟降水等方法，通过降水在沟垄间的分配比例、在沟土中水平分布的不均匀程度，在沟内的最大下渗深度及在沟内的垂直分布特征值4个描述降水在沟垄间分布特征参数对同一沟垄宽度比例的不同宽度值处理对农田水分调控的效果进行了比较分析。结果表明：各种降水处理下，对同一沟垄宽度比值，随着带型的窄化(宽度变窄)，降水向垄中的侧渗作用增强，在沟内水平分布的不均匀性降低，在沟内的垂直下渗略有减弱；在蓄水保墒效果上，窄带型要优于同一沟垄比值下的宽带型。     

不同供水条件下土壤水分与烤烟蒸腾耗水的关系

采用旱棚人工控水试验,研究了不同供水条件下烤烟的生理需水规律及蒸腾耗水与土壤水分的关系。结果表明,在充分供水条件下,烤烟全生育期蒸腾耗水量的变化呈单峰曲线,以旺长期蒸腾耗水量最大,成熟期次之,伸根期最小,各时期蒸腾耗水模系数分别为45.23%,34.8％和19.97％。烤烟的蒸腾耗水量与土壤供水量成正比,各生育期供水不足均影响烟株的蒸腾耗水,尤其以旺长期干旱的影响最大。根据本试验结果,计算出了不同供水条件下烤烟蒸腾耗水的土壤水分胁迫系数,建立了非充分供水条件下土壤水分胁迫系数的订正函数和烤烟实际蒸腾耗水的时间－水分函数模型。     

不同土壤水分条件下麻栎盆栽实生苗的光合响应

在南京林业大学树木园内,应用Li-6400光合作用测定系统测定一年生麻栎（Quercus acutissima Carruth）盆栽实生苗在不同土壤水分条件下的光合响应参数、相同光合有效辐射强度下的净光合作用参数、高光强度下的Pn-CO2变化曲线;用光合作用光响应实测值和直角双曲线修正模型对不同土壤水分条件下麻栎的光响应曲线进行拟合,探讨双曲线修正模型对麻栎幼苗的适用性及麻栎的光合响应规律.结果表明：1）在光合有效辐射强度160μmol/（m2·s）条件下,土壤含水量为24.0％、14.5％、11.4％的处理组和土壤含水量32.0％的对照组之间的净光合速率及蒸腾速率存在显著性差异（P＜0.05）;2）直角双曲线修正模型拟合出的光响应数据除了光饱和点和实测值有较大的差异外,拟合的其他光响应数据相差不大,并随土壤含水量的变化和实测值呈现相同的趋势;3）麻栎的羧化效率、CO2补偿点都随土壤含水量的降低而降低,土壤含水量抑制了1,5-二磷酸核酮糖羧化酶（Rubisco）的酶活性.     

晋西黄土区土壤剖面水分动态研究

 通过对2004年7—10月、2005年4—10月不同植被类型土壤剖面水分状况的监测,分析研究黄土区剖面土壤水分的分布特征、季节动态变化、变异特征和不同植被类型对剖面土壤水分状况的影响。结果表明:2004年剖面土壤水分呈上高下低的分布特征,2005年剖面土壤水分呈小幅度的递增变化;土壤水分在剖面上的变化包括先减少后增加“<”型和先增加后减小再增加的倒“S”型、先增后减再增再减的波浪型;在观测期,土壤剖面各土层土壤水分含量在随时间变化呈现减少趋势,与降水量关系显著;土壤水分的变异系数地表（0～20cm）最大,0～100cm土层呈减小趋势,100～200cm土层基本保持不变,将100～120cm土深作为土壤水分速变和稳定的分界限。     

京郊地区苜蓿草地土壤水分状况与产草量的研究

对京郊地区种植的苜蓿进行试验研究表明:伏秋降水对冬前土壤水分有明显补偿作用,根据这一特征,应适时将有限的自然降水拦蓄到土壤中,提高水分利用效率。通过对10种苜蓿一年的干草产量比较,发现中苜一号和根选苜蓿这两个品种表现较优秀,获得的干草产量较高,可望在京郊地区继续试验,以进一步推广种植。     

农艺措施对不同生态环境稻田土壤状况的影响: Ⅰ. 土壤湿度的影响

The effects of individual and combined additions of urea (100 μg N g^-1 soil) and insecticide (triazophos at field rate, FR) under different moisture levels of air-dried soil (AD), 50% of water-holding capacity (WHC), 100% WHC and flooded soil (FS) on some selected soil properties in a paddy field soil were examined in a laboratory incubation study. The results indicated that after 21-day incubation at 25 ℃, the different moisture levels led to significant changes in the parameters studied. Flooding of soil with distilled water significantly increased the electron transport system (ETS)/dehydrogenase activity and phenol contents of the soil compared to the other moisture levels, while protein and phospholipids behaved differently at varied moisture levels with or without the addition of urea and/or triazophos. Increased ETS activity was observed with N addition at higher moisture levels while insecticide incorporation decreased it at all moisture levels as compared to the control (moisture only). The phenol contents slightly decreased and increased with N and insecticide applications, respectively. The soil protein contents were found to be unaffected among all the soil treatments at all moisture levels. However, among different moisture levels, reduced quantities of proteins were estimated at 50% WHC, suggesting more N-mineralization. Lower quantities of soil biomass phospholipids, among all treatments, were recorded at higher moisture levels (100% WHC and FS) than at the lower levels. An overall slight enhancement in phospholipid contents with N and small reduction with insecticide addition, respectively, was noticed against the untreated soil. The toxicity of fertilizer and insecticide decreased as the soil moisture contents increased, suggesting rapid degradation of agrochemicals.     

模拟降雨下黄土区草地灌木地土壤水分空间变化规律

利用黄土区燕沟流域42场模拟降雨下土壤水分观测数据,研究2种坡度的草地、灌木地在不同经营方式（原状地、刈割地、翻耕地）下的土壤水分对模拟降雨的响应。结果表明：1）在5次降雨补充下,依据土壤水分的标准差和变异系数指标,0-100cm土壤水分受土地经营方式影响表现为,原状草灌地土壤水分可划分为活跃层、次活跃层和相对稳定层,刈割地全剖面为相对稳定层,翻耕地可分为活跃层和相对稳定层。2）单次降雨事件则随降雨量增加,各经营方式下的水分活跃层逐渐变薄或消失,次活跃层变厚,而相对稳定层变薄,整个土壤剖面水分变化趋于一致。3）对于受高强度降雨补充的土壤水分变异性分层,建议采用更加灵敏的土壤水分标准差和变异系数判别标准：活跃层,标准差大于1.4,变异系数大于0.12;次活跃层,标准差1.4-0.9,变异系数0.12-0.08;相对稳定层,标准差小于0.9,变异系数小于0.08。4）坡度越小,土壤水分越高,坡度对草灌木地、刈割地的影响较翻耕地显著,且对50-100cm层水分影响远大于对表层0-50cm的影响。总之,降雨后土壤水分0-100cm层不断增加,且剖面土壤水分逐渐一致,土地经营方式、坡度因素对土壤水分变化强度和在不同深度土层中的表现有显著影响。     

A quick method of soil moisture determination

Abstract

The method described here is useful for the quick determination of soil moisture, especially when many determinations are to be made at a time. The only pieces of apparatus required are some wide‐mouthed conical flasks, a few pieces of glass rod and a balance. The principle involves recording the weight of the flask filled with water and soil sample of known weight (A). This flask weight (H), and the predetermined soil particle density (D_p) and weight of the water‐filled flask (G) are then used to calculate moisture percentage (MP) in the soil sample from the formula:

The method was compared with conventional oven‐drying technique for a wide range of soil textures, moisture contents and other contrasting soil properties. The results obtained showed that the accuracy, precision and simplicity of the method are good, particularly for rapid practical uses.     

模拟降雨条件下保水剂对沙质土壤水分的影响

为了探究保水剂对沙质土壤水分的影响,采用室内重建土柱,在人工模拟降雨条件下研究不同用量保水剂对沙质土壤(0~30 cm)含水率的影响。结果表明:土壤含水率随着保水剂用量的增加而增加,保水剂用量为0.2%时不但省时省力,而且0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm 3个土层土壤含水率分别为45.42%、48.48%、46.16%,既能满足植物的生长需要,又能节省经济成本,可为干旱、半干旱区节水造林及保水剂的合理使用提供理论依据。     

黑河中游绿洲不同景观单元表层土壤水分空间变异性

了解黑河中游绿洲生态系统表层土壤水分空间分布规律可为绿洲生态系统水资源合理分配与利用提供参考。使用地统计学方法分析黑河中游绿洲8—10月戈壁、林地、农地3种典型景观单元表层土壤水分空间变异特征。结果表明：1）3种景观单元土壤含水量从8—10月有下降趋势,呈中等变异特征且土壤水分相对变异（变异系数）一般在干燥时较大,绝对变异（标准差）在湿润时较大;2）表层土壤水分具有明显空间结构及季节变化特征,呈明显斑块状分布,最优拟合模型均为指数模型;土壤水分基台值和变程的变化大致与土壤平均含水量的变化呈相同趋势,具有中等和强烈的空间相关性,且10月份的土壤水分空间自相关性明显大于8和9月,相似性质斑块空间尺度有缩小趋势;3）在黑河中游绿洲区景观类型、土壤平均含水量、土壤、地貌、气候条件及人为管理等因素是造成黑河中游荒漠绿洲区表层土壤水分呈现时间和空间上明显差异的主导因素,其中平均含水量起的主导作用是持续存在的。     

含水率对土壤有机质含量高光谱估算的影响

土壤含水率对有机质(soil organic matter,SOM)含量高光谱估算精度有很大的影响。为了探讨SOM高光谱估算中土壤含水率的影响,该文对烘干土、风干土和质量含水率为5%~40%(按5%递增)的土壤样本进行了室内高光谱测量,对光谱数据进行了反射率、反射率一阶导数和反射率倒数对数3种光谱数据变换,运用偏最小二乘回归法(partial least squares regression,PLSR)建立了相应的SOM估算模型。结果表明,风干土的SOM高光谱估算精度较好;当含水率水平小于25%时,SOM估算模型精度受含水率的影响较大,光谱数据进行反射率倒数对数变换后的模型精度最高;当含水率水平大于等于25%时,水分对土壤光谱反射率的影响要大于SOM,不适宜利用土壤光谱数据进行SOM含量高光谱估算。该研究可为大田环境不同含水率情况下光谱估算SOM提供参考。     

不同时间尺度反坡台阶红壤坡耕地土壤水分动态变化规律

为研究反坡台阶对红壤坡耕地土壤水分不同时间尺度变化以及土壤干湿变化的影响,在2016—2017年对布设反坡台阶坡耕地和原状坡耕地0～100 cm深度土壤水分状况进行了持续监测,计算了土壤相对含水率和增墒率。结果表明,反坡台阶对土壤水分的增加作用在枯水年更为显著(P0.05)。坡耕地旱季各土层土壤含水率变化相对不明显,基本上呈现出随着土层深度逐渐增加的规律;7月、9月和11月则呈现出明显的S状的规律;坡耕地布设反坡台阶后,各个时段各个土层土壤含水率均有了明显的提高,尤其是在5月土壤补水期和11月土壤失水期对土壤水分的增加效果更加明显。坡耕地土壤逐日含水率变异程度随着土层深度增加而逐渐减小;反坡台阶处理坡耕地和原状坡耕地5、20和40cm处土壤逐日含水率与降雨量呈现极显著的相关关系(P0.01),60cm处土壤逐日含水率与降雨量达显著相关(P0.05),而80、100 cm深度土壤逐日含水率与降雨量之间相关关系不显著。反坡台阶对坡耕地5、20、40、60、80、100 cm处土壤平均增墒率分别达到15.22%、15.25%、16.91%、15.60%、16.50%和16.17%,而其对不同深度土壤增墒率在年内均呈现出不同的变化规律。坡耕地布设反坡台阶,显著增加了土壤含水率,增加了土壤湿润期的持续时间,并且能显著提高坡耕地降雨利用率,这对于解决坡耕地的生态水文型干旱问题,提高山区坡耕地农业生产力具有重要意义。     

喀斯特峰丛洼地坡面土壤水分空间变异研究

以线形取样方式测定了喀斯特峰丛洼地坡面表层(0～5、5～10、10～15 cm)的土壤水分,采用经典统计结合地统计学方法分析了其空间分布特征及变异结构。结果表明：在坡面特定土地利用结构下(上坡到下坡分布有自然坡地、退耕地和耕地),表层土壤水分沿上坡向下具有不断减小的变化趋势,坡面纵向和横向土壤水分均呈中等变异,横向上由于特殊的土壤分布和地形地貌特征使得变异程度较纵向强烈,土地利用和坡度因子是造成坡面土壤水分分布和变异的重要因素;半方差分析显示,坡面表层土壤水分具有明显的块金效应和较大的基台值,呈中等或较强的空间相关性,土壤水分总体上具有较好的变异结构和空间连续性,因此可以应用地统计学方法在该地区开展土壤水分空间变异研究。     

Ash and biochar amendment of coarse sandy soil for growing crops under drought conditions

Appropriate soil amendments may increase plant available water and crop yields on coarse sandy soils under drought conditions. In this study, we applied straw ash or straw biochar from gasification to a Danish coarse sandy subsoil to assess the effects on soil water retention, evapotranspiration and crop yields. Spring barley (2016, 2017) and winter wheat (2018) were grown over three years in columns containing 25cm of organic matter-rich topsoil, 80 cm of amended coarse sandy soil (1.5%, 3%, 6% wt. ash or 1% wt. biochar or control soil) and 45 cm of un-amended subsoil. Precipitation, evaporative demands and soil moisture were recorded across the growth seasons, with 2018 having severe drought conditions. This year evapotranspiration levels increased with increasing ash and biochar content (by 54% and 33% for the 6% ash- and 1% biochar-amended soils, respectively), and plant dry matter increased by 18% in both the 1% biochar- and 6% ash-treated soils compared to the untreated control. A linear relationship was established between in situ field capacity and ash dosage (R² = .96), showing an increase of 2.2% per percentage (wt.) of ash added, while the 1% biochar treatment increased the capacity by 3.5%, indicating a higher efficiency than for ash. However, we did not find significant positive effects on grain yields. The results show that ash and biochar have the potential to significantly increase soil water retention, evapotranspiration and total dry matter yield in drought conditions, but that this may not correspond to an increase in grain yield.     

不同水分处理下液膜覆盖对夏玉米生长及产量的影响

针对塑料地膜对农业生产造成的严重污染问题,运用对照处理方法,探讨了液体地膜覆盖对夏玉米生长发育及产量等方面的影响。结果表明,液膜覆盖使夏玉米株高和茎粗均比对照偏大,其中,低水分处理下差异最为显著。夏玉米叶面积指数低水分处理时液膜覆盖在生育前期较对照偏大,生育后期偏小;而中、高水分下液膜覆盖叶面积指数在整个生育期内均比对照偏大。液膜覆盖使夏玉米光合速率和蒸腾速率显著增大,有利于光合产物的形成。低水分处理下液膜覆盖增产效果最好,增产率达到56.97%,产投比为1.695,高水分下液膜覆盖增产效果最差,增产率仅为15.57%,液膜覆盖产投比小于对照。研究认为,夏玉米液膜覆盖能有效抵抗干旱逆境从而达到节水增产的显著效果。     

The form of the calibration curve of a neutron moisture meter near the soil surface

Abstract

A considerable increase in accuracy of soil moisture determinations near the soil surface was possible with the depth probe of a neutron moisture meter when quadratic calibration curves were used     

黄土区不同土地利用方式坡面土壤含水率的空间变异性研究

为掌握不同土地利用方式下坡面土壤含水率的空间分布特征及其变异规律，利用经典统计学方法对黄土高原水蚀风蚀交错带草地和农地坡面土壤含水率的空间变异性进行了对比研究。结果表明：草地和农地的土壤含水率均值在同一土层深度下差异极显著，但二者在垂直方向、坡长方向的变异程度均为中等变异程度；草地和农地坡面土壤含水率的垂直变化特征不同，前者为降低型，后者在100 cm以上为波动型，以下为稳定型；草地和农地坡面土壤含水率均随坡长的增加呈波浪式变化规律，整体上有增加趋势；将坡面划分为5个坡长或将土层划分为4层以后，草地和农地坡面土壤含水率沿垂直方向、坡长方向的总体变化趋势均没有改变，但由于尺度的扩展获得了一些较大尺度上的水分信息。     

黄壤坡地土壤水分垂直变异特征分析

通过对土壤水分垂直变异的分析，探讨了贵州岩溶地区黄壤坡地的土壤水分特性。研究运用小波变换对各层土壤水分序列的突变点进行了检测，根据相干谱和互谱特征分析了各层土壤水分变化的响应关系；利用相频特征研究了各层土壤之间水分变化的时滞性。结果表明，试验区各层土壤水分变化近似平稳随机过程；土壤表层至底层之间存在交替的弱透水层与弱持水层，大部土壤层的水分变化与其上层之间存在一定的时滞性。