大兴安岭北部的灰化土

大兴安岭北部,即伊勒呼里山以北的大兴安岭主体部分,大致位于北纬51°20'—53°28',东经121°31'—126°30'之间,是我国的最北端。其地带性土壤类型,过去说法不一,曾有人命名为生草灰化土¹⁾、棕色灰化土、棕色泰加林土²⁾、灰白色森林土(中国科学院内蒙古宁夏综合考察队等,1978)、棕色针叶林土³⁾、漂灰土(中国科学院南京土壤研究所主编,1978)等。     

鄱阳湖沙区香根草生长差异及环境效应

[目的]香根草(Vetiveria zizanioides)是保持水土的理想植物,研究香根草在鄱阳湖沙区的生长情况及对沙区环境的影响,为南方治沙提供参考。[方法]采用野外测量与室内试验相结合的方法,分析距湖距离和不同处理方式对香根草生长的影响以及香根草对土壤温度、湿度的影响。[结果](1)距湖距离对香根草生长高度的影响不显著,对香根草的分蘖数影响显著;刈割和分蘖处理对香根草生长高度的影响不显著但有促进作用,刈割处理可以促进香根草的分蘖,分蘖处理不利于香根草的分蘖;生长期末,香根草各指标存在差异;(2)香根草可以降低土壤温度,增加土壤含水量;(3)距湖距离、香根草生长高度均与香根草分蘖数呈显著正相关(p0.05);土壤温度与土壤含水量呈极显著负相关(p0.01)。[结论]香根草在重度沙化区存活率高,距湖距离和不同处理方式影响香根草生长,香根草种植对沙区土壤具有改善作用。     

青藏高原东南部边緣地区的森林土壤

研究地区位于北緯25°30'至28°30'和东經99°30'至102°30'之間。它包括了瀾滄江与金沙江之間的云岭山东坡和西坡及金沙江与雅礱江之間的沙魯里山南部地区。行政位置包括云南省西北部的丽江、永胜、华坪、永仁、維西、中甸、兰坪等县和四川省的木里藏族自治县。     

不同坡度条件下的全风化花岗岩回填土边坡生态防护措施

生态防护措施是治理全风化花岗岩回填土边坡坡面侵蚀的有效手段,以中缅油气管道龙陵段全风化花岗岩回填土边坡为研究对象,通过室内人工模拟降雨试验,在坡长相同的情况下,选择不同坡度(10°,20°,30°和40°),相同雨强(220 mm/h)的4种水土保持措施(工程措施、植物措施、工程+植物措施和工程+耕作措施)来分析坡面土壤侵蚀的变化规律并计算产流率和产沙率,评价其防治效果。结果表明:(1)不同坡度所设置的防护措施均能起到减流减沙的效果,最佳水土保持措施为工程+植物措施。(2)≤10°边坡在裸坡条件下坡体基本稳定,不需要任何防护措施;10°~20°,20°~30°边坡分别在植草(覆盖率100%)和植草+坡面截排水措施下的护坡措施效果较好,＞30°边坡必须在有固坡措施的基础上,坡面设置生物措施方能有效治理坡面侵蚀问题。(3)坡度的阈值不是固定不变的,坡面防护措施越复杂,阈值越大;且在不同的防护措施条件下,坡度对坡面累积产沙量影响最大。     

等高植物篱/大豆间作根系相互作用对生长和氮素吸收利用的影响

通过15N标记土壤的箱栽试验,探讨了地下部分隔作用对植物篱/大豆间作生长和氮素吸收利用的影响。结果表明,香根草/大豆间作系统中大豆吸N量,无隔和网隔处理比板隔处理分别增加20.1%和0.6%,香根草吸N量分别高出7.4%和24.2%;而紫穗槐/大豆间作系统中大豆吸N量,无隔和网隔处理比板隔处理分别降低28.3%和15.9%,紫穗槐吸N量依次降低14.3%和24.3%。香根草/大豆间作系统中,大豆植株15N丰度网隔处理低于无隔处理,而香根草15N丰度则表现为根系无隔时较高;紫穗槐/大豆间作系统中紫穗槐和大豆的15N丰度都表现为根系无隔时较低。在培栽条件下,间作抑制了大豆生长,影响到大豆N素的吸收利用;与大豆根系间相互作用抑制了紫穗槐生长,但一定程度上改善了香根草生长,推测根系分布在养分吸收利用中占重要地位。     

根系交互作用对等高绿篱—大豆间作系统N素吸收转移的影响

通过15N标记叶片和15N标记土壤的地下部分隔箱栽试验,探讨了根系交互作用对大豆/绿篱间作体系氮素吸收和转移的影响。结果表明,紫穗槐-大豆系统无隔处理大豆和紫穗槐生长被抑制,其生物量和吸氮量均低于网隔和板隔2种分隔方式;而香根草-大豆间作下,大豆与香根草的生物量和吸氮量都表现为根系无隔时最高。大豆植株体内15N丰度,香根草-大豆间作下,尼龙网分隔处理高于无隔处理,香根草则表现为无隔处理较高;紫穗槐-大豆间作下,紫穗槐和大豆体内15N丰度都表现为根系无隔处理较低。大豆和绿篱共生期内,2种绿篱都从大豆体内竞争了氮素,发生了大豆向绿篱的氮素转移。表明香根草与紫穗槐对肥料氮的竞争能力均强于大豆;紫穗槐和大豆间作表现为种间抑制作用,不利于大豆和紫穗槐生长;香根草和大豆间作表现为互补作用,营养竞争和促进同在,促进了大豆和香根草生长。     

喀斯特槽谷区岩石与坡面夹角对产流产沙过程的影响

为明确喀斯特槽谷区岩石与坡面夹角对坡面产流产沙过程的影响,在6个岩石与坡面夹角(30°,60°,90°,120°,150°,180°)、3个坡度(10°,15°,20°)和3个流量(5,7.5,10 L/min)组合条件下,开展室内放水冲刷试验。结果表明:(1)地表产流率随冲刷历时呈先增加后稳定的趋势,而含沙量和地表产沙率随冲刷历时均呈波动性减小趋势;(2)各岩石与坡面夹角下,地表产流率无显著差异(P＞0.05);但含沙量与地表产沙率均差异显著(P＜0.05),表现为含沙量和地表产沙率在60°夹角下与30°和120°夹角下差异不显著(P＞0.05),但显著高于90°,150°和180°条件下的含沙量和地表产沙率(P＜0.05);(3)地表产流率与含沙量在60°,90°,120°夹角下均呈显著幂函数正相关(R²=0.32~0.56,P＜0.05),而在其他夹角下二者关系不显著(P>0.05)。地表产流率与地表产沙率在60°,90°,120°,150°,180°夹角下呈显著线性正相关(R²=0.35~0.86,P＜0.05)。研究表明喀[JP]斯特槽谷区岩石与坡面呈一定夹角时,可加剧坡面产沙,并改变产流与产沙关系。     

基于电动方向盘的拖拉机自动导航转向控制方法

为提高轮式拖拉机自动导航过程中转向控制的精度与稳定性,该研究以雷沃欧豹M704-2H拖拉机作为试验平台,采用电动方向盘作为转向执行机构,分析转向机械间隙对控制精度的影响,针对转向间隙特性设计转向控制算法。首先,为了获得准确的转向角,利用GNSS(global navigation satellite system)与二轮车模型快速标定虚拟轮转角,标定结果表明：虚拟轮转角的最大误差为1.3°,平均误差为0.11°。然后,对转向系统的机械间隙进行分析,设计一种带有间隙补偿的模糊PD(proportional derivative)转向控制算法,并在Simulink中验证算法的可行性。实车试验结果表明,该算法跟踪方波转角信号的响应时间为1.1 s,最大稳态误差为0.65°,平均稳态绝对误差为0.132°。跟踪正弦波转角信号的平均延时为0.5 s,最大误差为1.91°,平均绝对误差为1.09°。与无间隙补偿算法相比,有间隙补偿算法跟踪方波信号最大稳态误差减小了0.022°,平均稳态绝对误差减少了0.112°,角度误差在±0.2°内的时间提升了71%;跟踪正弦波信号最大误差减小了0.68°,平均绝对误差减小0.23°。田间直线导航转向控制试验结果表明,转角跟踪的绝对平均误差为0.61°,最大跟踪误差为2.82°,转向控制跟踪精度较高,稳定性好,满足导航作业需求。     

滑剪组合式甘蔗根切装置的设计与试验

针对甘蔗切割过程中存在的宿根破头率高的问题，该研究通过分析甘蔗茎秆与刀具之间的相互作用关系，设计了一种基于“滑切+剪切”相组合的甘蔗根切装置，旨在提高根切作业质量。首先，通过分析传统圆盘式根切器的无支撑切割与滑剪组合式根切器的有支撑切割的作用原理，表明有支撑切割可以有效降低茎秆的弯曲阻力和惯性力，因此一定程度上阻止了茎秆产生较大的变形，有效保证了茎秆的切割质量，而滑切可有效降低切割阻力。并通过建立茎秆的根切受力模型，对根切器关键零部件的参数进行确定，采用等滑切角式刀片曲线进行滑切作业，滑切角和刀片刃口角分别为40°和45°。基于 ANSYS/ Workbench对根切器进行了静力学分析及模态分析，得到刀具的屈服强度为450～650 MPa，大于刀具所受最大应力102 MPa，最大变形量为4.94×10^-5 m，满足使用性能要求。切割电机和喂入电机对应的激振频率分别为 0~6.667 Hz 和 0~11.667 Hz，模态分析结果表明两电机的激振频率远小于根切器的一阶固有频率（60.89 Hz），因此不会引起共振现象，能够保障室内试验的顺利进行。搭建了可调刀盘转速、喂入速度及切割倾角的根切试验台，台架单因素试验结果表明当切割倾角、刀盘转速和喂入速度分别在10°～15°、140～220 r/min、1.1～1.7 m/s时，综合评价值较小，切割质量较优。正交试验方差分析结果表明各因素对综合评价值y均有显著影响；正交试验极差分析表明当切割倾角为15°，刀盘转速180r/min，喂入速度为1.4m/s时为最佳试验水平。经试验验证，此时综合评价值为0.256和0.298，切割质量较优。参考DG/T 117-2021 甘蔗收获机械试验方法对甘蔗破头率进行检验，剪切合格率高达90.4%，破头率降低至10%以下，滑剪组合式甘蔗根切器作业质量满足行业要求。本研究可为新型甘蔗根切器的设计与研制提供理论参考。     

堆积碎石土中细小黏粒的细观孔隙特征

孔隙特征(多孔性、变异性、复杂性)对雨水入渗的具有重要影响。应用图像处理技术对具有级配代表性的湖南省湘潭市昭山区某堆积碎石土斜坡中细小黏粒的细观孔隙特征进行了试验研究。研究结果表明,相同质量的细小黏粒土体的孔隙度与含水率存在二次曲线关系,试验土体在含水率为10.41%时压实性最好;孔隙数目、孔隙复杂度以及孔隙变异度随着含水率的增加而减小,表明含水率越小孔隙的扭曲程度越高,孔隙就越复杂,且孔隙数含量越多,越有利于表层雨水下渗;不同含水率下孔隙定向角在10°~20°,50°~60°,100°~110°,140°~150°这4个方位上分布相对密集,且含水率越小,孔隙定向性相对较明显;孔隙定向角分布具有辐射状,含水率为15%时最为明显,有利于水分的水平渗透迁移。     

香根草应用于铁路边坡防护的力学研究

针对目前较少研究香根草在边坡防护的力学作用的情况,通过香根草力学试验,测定、分析香根草的力学指标,定量检验香根草在边坡防护中的力学作用。通过试验分析发现,香根草护坡可以提高土的黏聚力和内摩擦角,从而提高土的抗剪强度,进而增加土壤稳定性。香根草根系必须达到一定密度,抗剪强度才能提高,从而发挥边坡防护的作用。     

鄂西北龙须草资源的开发利用

本文从鄂西北山区实际出发,分析了龙须草开发利用现状,预测了合理开发利用龙须草资源的前景及潜力,并对如何合理开发利用龙须草提出了可行性建议。文章指出,大力发展龙须草,用其草桨替代木浆造纸,价廉物美,可为国家节约大量木材资源和外汇,并且可在加速山区脱贫致富的同时大量减少水土流失。     

利用拉曼光谱-树脂吸附技术检测香根草根部重金属铜含量

植物体内重金属能与树脂内功能基团发生络合作用,所形成的络合物具有拉曼光谱信息,因此可借助该类有机分子基团对植物体内重金属含量作间接检测分析。提出了一种应用拉曼光谱技术快速检测香根草根内重金属铜含量的方法,采用不同光谱预处理方法,结合偏最小二乘法建立了最优香根草根内重金属铜含量定量分析模型。试验结果为,经过一阶微分处理的光谱建模效果较理想,其建立的预测相关系数为0.78,预测均方根误差为23.46%。研究结果表明,基于拉曼光谱技术,并结合D113树脂吸附技术应用于快速定量检测香根草根内重金属铜含量的具有可行性。     

Effects of vertical hedge interval of vetiver grass on erosion on steep agricultural lands

Vetiver grass is widely used to reduce soil erosion and has been applied in many areas of the world. However, studies of the effect of vertical hedge intervals on runoff, soil loss and outflow sediment size distribution under a steep slope area are rare. The vetiver grass system (VGS) with three vertical hedge intervals (0·75, 1·5 and 3 m) and no hedgerow were tested at three land slopes (30, 40 and 50 per cent) under three simulated rainfall intensities (60, 85 and 110 mm h⁻¹). It has been observed that vetiver grass (Vetiveria nemoralis) has great potential for reducing runoff and soil loss by about 38·7–68·6 and 56·2–87·9 per cent, respectively. The vetiver strips delayed incipient runoff and reduced peak runoff rate and steady erosion rate. The land slope affected soil loss but did not have a significant effect on runoff. A narrow vetiver hedge interval slightly reduced runoff and soil loss more than a wider one. The soil loss equation obtained in this study revealed that runoff has a higher effect on soil loss. The median sediment size that passed through the vetiver strip increased with rainfall intensity and was mostly dominated by very fine sand, silt and clay. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

红黏土边坡香根草根土复合体的强度特性

[目的]针对植物护坡效应,探究香根草根系的力学特性及其根土复合体强度特征影响因素,为植物护坡工程设计提供参考依据.[方法]利用模型箱模拟红黏土填筑边坡进行香根草种植,利用根系拉拔试验和原状根土复合体直剪试验等室内试验,研究香根草的力学性能及根土复合体强度特征的影响因素.通过对试验结果进行拟合分析及Spearman相关性...     

台湾地区培地茅适应性调查

培地茅在台湾为新兴的水土保持植物,本研究室自1997年起积极进行引种及观察研究的工作,先后引进的种原包括野生型种原15种与栽培型种原22种。经现地试验结果发现野生型培地茅可正常生育并产生种子,其产生的种子数量庞大且有效,极具有转变为杂草的可能性,应严格限制在台湾的应用,以免破坏台湾的生物多样性;栽培型培地茅,则可在台湾海拔1000m以下地区正常生长,2000m以上地区除非有足够日照与适当的种植期配合,否则不易成长。海拔1000～2000m的地区,原则上可以利用,但是如果日照明显不足,其生长将明显变缓。在滨海盐分地及泥岩地区等特殊恶劣的立地环境下,培地茅可正常生育成长。     

华北土石山区草地过滤带布设方式对坡面产流产沙的影响

为治理华北土石山区坡耕地水土流失,提出坡面草地过滤带优化布设方式,以该区典型的土壤石灰岩母质发育的褐土为研究对象,在9°坡度、90 mm/h雨强条件下,利用室内人工降雨试验,分析草地过滤带的布设方式(坡下片状、坡下条状、坡上片状、坡上条状)对坡面侵蚀的影响。结果表明:(1)坡下条状布设方式可以有效延缓坡面初始产流时间,相比其他3种布设方式初始产流时间延长了1.3～1.6倍,且坡下条状布设方式可增加坡面径流入渗,减少产流量,在累计产流量上,坡下片状坡上条状坡上条状坡下条状。(2)坡上布设方式下的累计产沙量是坡下布设方式的10～23倍,坡上布设方式的产沙率随时间变化波动明显,坡上布设方式下的产沙率是坡下布设方式的3～35倍,当在坡下布设草地过滤带时对泥沙的削减效益最优。(3)坡下布设可以抑制细沟侵蚀的发育,坡下条状布设方式可以有效控制细沟产生的数量和沟长,护坡效益最优。     

香根草篱和稻草覆盖对红壤坡耕地土壤肥力的影响

香根草(Vetiveria zizanioides L.)篱和稻草覆盖是重要的水土保持措施。为揭示香根草篱和稻草覆盖对红壤缓坡旱地土壤肥力的影响,本研究于2011年设置了CK、香根草篱、稻草覆盖、香根草篱+稻草覆盖4个处理,并分析了2011年和2012年的花生产量、土壤有机质和氮磷钾养分变化,结果表明:各处理花生产量呈现出覆盖草篱+覆盖草篱、对照。与CK处理相比,覆盖和草篱+覆盖处理在2011年分别增产31.74%、15.23%,2012年增产59.39%、41.65%。香根草篱和稻草覆盖可以显著提高红壤坡耕地的有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,但土壤全氮、全磷和全钾含量不存在显著增加。与2011年相比,虽然2012年草篱和覆盖措施的土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量的增幅呈下降趋势,但在所有处理中均表现出草篱+覆盖处理的速效养分最高,这说明,虽然红壤坡耕地花生种植后土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量明显下降,但草篱+覆盖可以在增加养分投入的同时有效维持和保蓄土壤速效养分。     

不同种植间距对香根草植物边坡优先流发育特征的影响

[目的]分析优先流在香根草边坡中的发育特征,研究植物根系与优先流之间的关系,为进一步研究降雨条件下植物根系对边坡土体稳定性的影响提供理论依据。[方法]以种植间距为50 cm和10 cm的香根草为研究对象,模拟30 mm和50 mm两种不同的降雨量,采用示踪剂试验研究了香根草边坡土壤的优先流发育特征。[结果]香根草种植间距从50 cm减少到10 cm会增大边坡的水力响应。在50 mm的降雨量作用下,10 cm种植间距的香根草边坡土壤的染色面积比率和优先流比分别是50 cm的1.55,1.76倍。表层土0—10 cm土层深度范围内染色路径数量变化不明显,在10—35 cm深度土层范围,10 cm种植间距的染色路径数量多于50 cm种植间距的香根草边坡土壤。当降雨量由30 mm增加至50 mm时,水流会通过优势通道更迅速迁移到边坡土壤中。降雨量为30 mm土壤的染色面积比率(36.11%)和优先流比(67.25%)小于50 mm土壤的染色面积比率(49.68%)和优先流比(79.96%),并且染色路径数量随着降雨量的增加而增多。[结论]香根草根系特征与优先流关系密切。选择植物护坡时,应合理选...     

Effects of multiple soil conditioners on a mine site acid sulfate soil for vetiver growth

A pot experiment was conducted to investigate the effects of various soil treatments on the growth of vetiver grass ( Vetiveria zizanioides (L.) Nash) with the objective of formulating appropriate soil media for use in sulfide-bearing mined areas. An acidic mine site acid sulfate soil (pH 2.8) was treated with different soil conditioner formula including hydrated lime, red mud (bauxite residues), zeolitic rock powder, biosolids and a compound fertilizer. Soils treated with red mud and hydrated lime corrected soil acidity and reduced or eliminated metal toxicity enabling the establishment of vetiver grass.Although over-liming affected growth, some seedlings of vetiver survived the initial strong alkaline conditions. Addition of appropriate amounts of zeolitic rock powder also enhanced growth, but over-application caused detrimental effects. In this experiment, soil medium with the best growth performance of vetiver was 50 g of red mud, 10 g of lime, 30 g of zeolitic rock powder and 30 g of biosolids with 2 000 g of mine soils (100% survival rate with the greatest biomass and number of new shoots), but adding a chemical fertilizer to this media adversely impacted plant growth. In addition, a high application rate of biosolids resulted in poorer growth of vetiver, compared to a moderate application rate.