松嫩平原西部不同土地利用方式盐渍化效应研究

在2003年6月~10月选择农田、草地和碱斑地作为典型的土地利用方式,对0~120 cm土层水盐时空动态进行了对比分析,结果发现:农田和草地土壤剖面含水量都有“上升—下降—上升”的趋势,但是在8月中旬之前农田含水量高于草地,而碱斑地含水量的变化呈“U”型。三种土地利用方式土壤剖面含盐量的变化趋势与含水量相反;土壤剖面6月7日含盐量最大,10月17日最小;农田和碱斑地土壤剖面各层含盐量在8月8日开始上升,而草地在7月7日已开始上升;从垂直剖面看,农田各个时刻土壤含盐量都随剖面深度的增加而上升,碱斑地则随着剖面深度的增加而下降,草地在各个时刻土壤剖面含盐量均呈先上升后下降型,在土壤剖面有峰存在。采样期内,草地有良好的蓄水作用,而农田土壤剖面含盐量下降幅度最大,水分、盐分在土壤剖面运移剧烈。     

不同植被覆盖类型黑土水分动态变化特征

采用中子水分仪定位监测方法,研究黑土区平水年大豆地、草地和裸地3种覆盖类型土壤水分变化特征.结果表明:土壤水分空间垂直动态变化随深度增加而降低,基于变异系数(CV)将土壤水分垂直变化分为4层,即水分速变层、活跃层、次活跃层和相对稳定层.不同覆盖类型下,土壤水循环深度依次为大豆地>草地>裸地,土壤水循环强度依次为草地>大豆地>裸地;3种覆盖类型的土壤剖面含水量在作物生长季节内呈增长型变化特征,裸地0～20 cm土层各时段土壤含水量均高于草地和大豆地;30 cm土层以下土壤水分含量依次为草地>裸地>大豆地.该区土壤储水量主要受降雨调控,3种植被覆盖类型下,土壤水分的总蒸散量依次为草地>大豆地>裸地.     

宁夏盐池不同草地类型的土壤水分平衡研究

以位于农牧交错地带盐池县的6种不同草地类型土壤含水量为研究对象,通过监测各种类型草地0—100cm土层质量含水量的动态变化情况,运用Surfer制图软件分析牧草生育期土壤水分的空间分布特征;利用土壤水分平衡方程和土壤分层贮水量公式计算不同草地0—100cm土层总贮水量变化情况,结合试验地生长季降水量变化,分析了不同草地类型土壤贮水量动态变化与蒸散量的变化规律,结果表明:降雨和植被类型是不同类型草地土壤水分动态变化的主要原因,沙丘土壤水分随降雨量变化较为明显;移栽柠条地土层剖面生育期水分变异系数最大,表明干旱时土壤失水较多,降雨充足时蓄水最多。因此应增加沙丘植被覆盖,对柠条、苜蓿、草地应适度进行放牧和刈割,控制植被生长,减少植被蒸腾蒸发,提高土壤水分固持能力,维持土壤水分的可持续发展。     

黄土高原典型植被条件下土壤剖面水、碳分布季节变化研究

采用土钻法对黄土高原柠条林地、苜蓿草地和撂荒草地0～300 cm土壤水分、有机碳的季节变化及二者相互关系进行了探讨,结果表明：(1)3种植被条件下0～100 cm土壤含水量存在显著季节变化,但该土层土壤含水量仅雨季后植被间差异显著;>100～200 cm和>200～300 cm土壤含水量季节变化程度不一致,但各季节植被间差异均显著;柠条林地和苜蓿草地100 cm以下土壤含水量明显低于撂荒草地,两者分别在100 cm和200 cm深度以下出现了严重土壤干燥化。(2)3种植被条件下0～300 cm土壤有机碳存储量均为雨季中最低、除柠条林地0～50 cm土层外雨季前最高,柠条林地季节变化较小,苜蓿草地和撂荒草地季节变化较大。(3)3种植被条件下土壤有机碳含量具有不同程度的表聚现象;0～50 cm土壤有机碳密度3种植被间差异均显著;>50～100 cm土壤有机碳密度柠条林地明显高于撂荒草地,两者与苜蓿草地的差异均不显著;>100～300 cm土壤有机碳密度3种植被间差异不显著。柠条和苜蓿的种植分别增加了100 cm和50 cm以上土壤有机碳密度,但导致深层土壤干燥化,不...     

土地利用方式对高寒草甸生态系统土壤无机碳的影响

[目的]探明土地利用方式对高寒草甸生态系统土壤无机碳含量及储量的影响,为青藏高原区域碳增汇原理及草地管理实践提供科学支撑。[方法]选取围栏封育地、自由放牧地、多年生人工草地、补播地及黑土滩型退化草地5类不同土地利用类型,对无机碳的含量和储量、土壤主要理化性质的变化及其相关性进行比较分析。[结果]在高寒草甸生态系统中,无机碳含量较低且不同土地利用下土壤无机碳的储量(以C含量表示)有显著差异,表现为多年生人工草地(3 381.28kg/hm2)围栏封育地(739.27kg/hm2)自由放牧地(712.12kg/hm2)补播地(647.64kg/hm2)黑土滩型退化草地(361.26kg/hm2)。不同土地利用类型草地的土壤pH值、容重和含水量差异显著。土壤无机碳与土壤容重和含水量分别为线性正相关和负相关关系,与pH值为正相关关系,当pH值7时,无机碳含量很低,基本保持不变;当pH值7时,表现为指数函数关系。[结论]在高寒退化草地改良重建的技术与综合治理模式中,黑土滩型退化草地上建植多年生人工草地的管理策略在无机碳固定方面较其他措施更加有效,是维持草地碳汇功能的有效措施。     

晋西黄土区苹果园生长季土壤水分动态

为了揭示黄土残塬沟壑区苹果园剖面土壤含水量的变化,对晋西黄土区苹果园的可持续发展提供科学依据,试验以17龄苹果树果园土壤为研究对象,通过ECH_2O土壤水分探头对50,100,150,200,250,300 cm处深度土壤体积含水量进行一个生长季的定位观测,分析了土壤水分的空间分异及动态变化。结果表明:(1) 6个层次土壤含水量差异显著,平均值分别为:22.27%,21.38%,18.92%,17.94%,10.60%,9.55%,表现出自上而下降低的趋势。(2)观测期内,150 cm,200 cm,250 cm,300 cm深度土壤含水量对降雨无响应,且100 cm层次土壤含水量对降雨的响应远远滞后于50 cm层次。随着土层深度的增加,土壤体积含水量表现出自上而下依次降低的趋势;降雨仅能影响100 cm以内深度的土壤含水量;晋西黄土高原残塬沟壑区苹果果园土壤在200 cm的土层深度以下已有土壤干化现象产生。     

基于聚类分析的土壤盐渍剖面特征及其空间分布研究

通过对黄河三角洲地区典型地块土壤盐渍剖面的聚类分析,研究并总结该地区不同盐分剖面类型土壤含盐量在水平方向以及垂直方向的分布特征和规律,运用该规律对各盐渍剖面类型的空间分布进行了探讨。结果表明:研究区土壤盐分剖面可以明显分为表聚型、底聚型和平均型3类,按照垂直分布特征可将0～180cm土体划分为0～20cm、20～80cm、80～120cm和120～180cm四个层次;研究区土壤含盐量在垂直方向和水平方向上变异较强,总体上盐分分布具有一定的表聚性,且各土层含盐量的规律性可以作为判断土壤盐分剖面类型的依据;受结构性因素和随机性因素的共同影响,各土层含盐量均表现为中等的空间自相关性和相同的空间自相关变化尺度。Kriging插值与空间分析结果表明,微地形和气候条件是影响表层土壤盐分空间分布的主要因素,地下水性质主导深层土壤盐分的空间分布;表聚型盐分剖面是研究区最主要的剖面类型,其次分别为底聚型和均匀型;不同盐分剖面类型的空间分布反映了植被类型和土地利用方式的差异,人为农业措施是形成底聚型与平均型盐分剖面的最直接因素。该研究结果为黄河三角洲地区盐渍土地的分区、改良、管理以及合理利用提供了理论基础和实践依据。     

子午岭北部不同植被类型土壤水分特征研究

研究了子午岭北部黄土区次生植被演替过程中形成的不同植被类型对土壤水分特征的影响。结果表明:土壤含水量与土壤吸力之间关系符合幂函数θ=aSb,且相关系数达极显著。参数a值也随着植被类型的不同,呈现出有规律的变化,辽东栎群落>白桦林群落>山杨林群落>狼牙刺群落>虎榛子群落>铁杆蒿群落。在同一吸力段范围内,土壤含水量由高到低的次序为:辽东栎林群落、山杨林群落、白桦林群落、虎榛子群落、狼牙刺群落、白羊草群落、铁杆蒿群落、撂荒地。在低吸力段,不同群落0～20cm土壤平均含水量的差异明显,乔木林土壤的含水量最高,灌木林高于草地土壤,撂荒地土壤最低。在20～50cm土层中,随着土壤吸力的增高,各植被类型之间土壤含水量差异逐渐缩小。在中吸力段,乔木林地0～20cm土壤含水量最高,但草地土壤含水量超过了灌木林地。20～50cm土壤含水量的变化趋势与上层土壤相似。植被类型主要是通过提高土壤有机质含量,改善土壤结构,降低土壤容重和增加土壤毛管孔隙度等土壤物理特性对土壤的蓄水和持水性能产生作用。     

典型峰丛洼地坡面土壤水分动态变化的时序分析

采用时间序列分析方法，分析了2004年5～9月广西环江典型峰丛洼地坡面上6种土地覆被类型10，20cm土壤水势与降水动态变化的相关关系。结果表明：（1）灌丛与板栗覆草土壤中的水分较充裕，其含量受天气的波动变化较小，对降水的影响具有缓效性、长期性的特点；（2）坡耕地中水分含量较低，随降雨的波动变化剧烈，但南瓜的地上植株部分对土壤水分的调节保持有积极作用；（3）撂荒草地与木豆土壤水分含量的层间差异都较显著，对降水响应的即时性也强，但撂荒地20cm土层对降水的响应期长些，能保证短时间内向10cm土层的水分补给；（4）处于幼龄期的板栗，土壤水分变化反映的是仅受天气影响下的自然裸露坡地的状况，变化介于灌丛、板栗覆草和撂荒草地、木豆之间。     

祁连山区不同土地覆被类型下土壤水分变异特征

结合土壤、植被、地形等要素,建立黑河上游土壤水文观测体系,收集代表黑河上游区域特征的36个定位观测点土壤水分数据和12个气象站的降水数据,采用经典统计方法揭示祁连山区区域尺度上7种土地覆被类型下的土壤水分变异特征。结果表明,降水和植被特征是影响生长期土壤水分的主要因素。降水量大的土地覆被类型上土壤水分值较高。同时土壤水分值越低,降水补给和蒸散发消耗所引起的相对波动就越大,导致其变异性越大。由于植被根系对土壤水分的显著影响,高盖度草地、低盖度草地的土壤水分值在剖面各层变化不大,而农田、草甸、灌丛、林地和裸地土壤水分值随深度变化较明显。草甸、灌丛、裸地土壤水分整体均在夏季最高、秋季次之、春季最低。农田和高盖度草地土壤水分均呈现秋季最高、夏季次之、春季最低。土壤水分变异程度除灌丛外,存在春季变异最大,夏季次之和秋季最小的规律。降水是导致土壤水分值和变异系数在夏、秋季变化的主要因素,而土壤冻融过程则是导致其在春季变化的主要因素。总而言之,祁连山区土壤水分具有明显的空间分布差异与季节变化特征,与不同土地覆被类型的降水条件、植被特性和人工影响都有着密切的关系。     

不同隔离层措施台田水盐动态研究--以唐山滨海泥质盐碱地为例

为了研究唐山市滨海泥质盐碱地不同隔离措施台田水分和盐分动态,于2009年对不同隔离层措施的台田水分和盐分含量进行了分析和研究。结果表明,试验地台田水盐动态可分为积盐阶段、脱盐阶段和返盐阶段;土壤水分与盐分含量呈负线性相关关系,在4—10月份间,土壤盐分呈先降低后升高趋势,水分呈先升高后降低的趋势;由铺设隔离层的台田深层土壤电导率值和土壤水分明显低于对照台田可以得出,隔离层具有明显的阻盐和排水效果,其中,隔离层铺设方式为＂双条一杠＂型,铺设内容为炉渣的台田阻盐效果最佳,由于其成本较低,所以应大力推广使用。     

高含水量土壤承压特性的探讨

水田表层土壤由于含水量较高,其承压特性与其他土壤有较大区别。经观测高含水量土壤在平板测头作用下的流动规律,并测定其压力—沉陷关系表明:Bekker的压力—沉陷公式不适用于高含水量土壤。通过分析,导出了高含水量土壤的压力—沉陷公式。试验结果表明,预测值与实测值相当一致。该文还分析了土壤粘度、压板面积、贯入速度对平板贯入阻力的影响。     

不同覆膜期限对烟田土壤含水率及氮、磷、钾含量的影响

采用大田试验，研究了不同覆膜期限对土壤含水率、碱解氮、速效磷、速效钾含量的变化规律。结果表明，表层土壤含水率受外界环境影响较大，深层土壤受外界影响较小。降雨量少时，覆膜表现明显的保墒效果，降雨量大时，覆膜保墒效果不好；不同覆膜期限对速效钾和碱解氮的影响较大，随着覆膜时间的增长，在表层富集养分量越大。速效磷受到的影响相对较小。移栽后20d揭膜处理和移栽后30d揭膜处理，相对揭膜较早，揭膜后，表层养分又被淋溶至耕层，促进烟株再吸收；移栽后40d揭膜，揭膜较晚，揭膜后又吸收了大量养分，不利于形成高质量烟叶；不盖膜处理肥料淋溶较多；不揭膜处理肥料在表层富集较多，高温使根系受损，后期肥力不足，易造成早衰。     

Field performance of three real-time moisture sensors in sandy loam and clay loam soils

The study was conducted to evaluate HydraProbe (HyP), Campbell Time Domain Reflectometry (TDR) and Watermarks (WM) moisture sensors for their ability to estimate water content based on calibrated neutron probe (NP) measurements. The three sensors were in-situ tested under natural weather conditions over a 3-yr period in a sandy loam and clay loam soils planted to grass. The HyP, TDR and WM sensors were evaluated for their ability to estimate soil moisture contents by comparing their outputs with those of NP measurements. Results showed that HyP, TDR and WM provided different estimates of soil moisture contents in both soils. Nevertheless, our work suggests that soil moisture sensors including those used in this study can be made suitable for irrigation scheduling without in-situ calibrations by simply setting the upper and lower irrigation trigger limits for each sensor and each soil type. The upper trigger point occurs directly after irrigation event (near field capacity) and the lower trigger point is based on about 50% depletion of available water in the crop rootzone and is occurs prior to irrigation refill. This approach can significantly help irrigators to achieve their irrigation scheduling and productivity goals without consuming any time onsite or soil specific calibrations.     

保护性耕作对山地结球甘蓝生长和土壤CO_2含量的影响

为了解耕作措施对山地蔬菜种植的影响,改善山地土壤的生态环境,笔者通过田间小区试验研究了免耕及秸秆还田方式对山地土壤CO2含量及结球甘蓝的生长、发育和产量的影响。结果表明,秸秆覆盖和免耕相结合即有利于山地土壤呼吸产生CO2,又有利于山地蔬菜生长和产量、产值提高;免耕对土壤呼吸产生CO2影响不明显,但有利于蔬菜生长;深耕条件下增施秸秆,有利于土壤呼吸产生CO2,但对当季蔬菜的生长有一定的负面影响。     

陕西省洛川县第3-4层黄土和古土壤水分特征研究

通过对陕西省洛川县第3—4黄土层和第3—4红色古土壤层的原状土进行水分特征曲线、田间持水量等项目的实验测定,分析计算了各层土壤的供水储水性能及有效水分含量。结果表明,洛川第3—4黄土层和第3—4红色古土壤土层的水分特征曲线与Van Genuchten模型非常符合,相关系数R2均达0.99以上,说明采用Van Genuchten模型对这4个土层的水分含量和能量之间的关系进行描述是比较准确的。0～30kPa吸力条件下,第3—4黄土层比第3—4红色古土壤层持水量高,黄土层的供水(释水)性能和储水性能强于古土壤。这4个土层随着吸力的增加,在较低吸力段供水性能和储水性能减弱幅度较大,在较高吸力段减弱幅度较小。黄土层所能容纳的有效水含量、饱和含水量与田间持水量均大于红色古土壤层,黄土层的稳定凋萎湿度一般小于红色古土壤的稳定凋萎湿度。     

滨海盐荒地不同高度台田地下水动态变化与脱盐效果

为给大面积滨海盐渍荒地农业开发利用提供高效的技术支撑, 在黄河三角洲滨海盐渍荒地上, 设计135 cm、145 cm和175 cm高度台田处理, 以未做台田处理的盐荒地为对照, 定位监测挖深沟修台田后2年的地下水埋深与矿化度的变化动态, 以及连续种植5年后台田土体含盐量的变化。研究表明: 连续2年3种高度台田均能有效增加地下水的埋深, 盐渍荒地地下水埋深变化为0.65~2.10 m, 3种高度台田地下水埋深变化为2.20~3.63 m。3种高度台田的地下水矿化度同盐渍荒地相比均呈现升高趋势, 表明台田土体盐分通过灌溉和降雨作用淋洗进入地下水中。修建台田前荒地0~30 cm土壤含盐量为4.90~7.33 g·kg^-1, 台田引黄灌溉洗盐后土壤含盐量降低到1.37 g·kg^-1以下, 土壤脱盐率为81.31%~89.05%。连续种植5年后, 不同高度台田0~120 cm土体盐分含量均低于盐荒地, 尤其0~30 cm和30~60 cm土层的盐分含量与盐荒地相比降低显著; 其中135 cm和145 cm台田各土层盐分含量均小于1.62 g·kg^-1。因此, “台田?深沟”模式是改良滨海重度盐渍土的一种有效工程措施, 考虑到开发成本和台田有效面积比, 台田高度可优先选择145 cm。     

Post-harvest residues of field pea/spring rye mixtures as a valuable source of biological nitrogen for winter triticale

ABSTRACT

The purpose of the work was to determine the effect of the post-harvest residue biomass of field pea, spring rye and their mixtures on mineral nitrogen content in the soil profile after the forecrop harvest, as well as the yield and quantity of nitrogen accumulated in winter triticale grain. An experiment was conducted to examine the following two factors: (I) forecrop – mixtures: field pea – pure stand 100%, spring rye – pure stand 100%, field pea 75%?+?spring rye 25%, field pea 50%?+?spring rye 50%, field pea 25%?+?spring rye 75%; (II) forecrop harvest date: field pea flowering stage, field pea green pod stage. The results revealed that the lowest mineral nitrogen content in after harvesting spring rye in the flat green pod phase in the soil layer 0–30?cm and 30–60?cm respectively 2.36 and 1.41?mg?kg^?1 soil. Also, mineral nitrogen content was low in the 0–30 and 30–60?cm soil layers following field pea/spring rye mixtures, in particular the mixture containing 25?+?75% of the respective components. Winter triticale cultivation after field pea/spring rye mixtures harvested at the stage of field pea flat green pod contributes to high grain yield.     

前期土壤含水量对坡面产流产沙特性影响的模拟试验(简报)

为了研究黄土区降雨前期土壤含水量对不同土壤坡面降雨入渗、产流和产沙特性的影响,采用室内降雨模拟试验方法,探讨了前期土壤含水量从风干土状态至近饱和条件下塿土和砂黄土坡面降雨入渗、产流产沙的特征。研究结果表明：在雨强（80 mm/h）和坡度(10°)较大情况下,前期土壤含水量对塿土坡面产流时刻、入渗和产流过程影响不明显;砂黄土坡面产流时刻受前期土壤含水量影响显著,随着前期土壤含水量的增大先延长后缩短,其极差值达到28.91 min;前期土壤含水量在风干土～10%和15%～25%两段范围内,砂黄土坡面入渗产流规律差异十分显著。基于土壤水分累积入渗过程特征,塿土前期含水量可分成“三区”,砂黄土则可分成“两区”;利用前期土壤含水量与坡面土壤流失量的二次多项式关系,分别确定出塿土和砂黄土坡面土壤流失量最少的前期含水量值为11.25%和12.74%,为黄土区坡地水土管理提供理论依据。     

番茄种植地土壤水分传感器最佳埋设深度试验

土壤水分传感器测定土壤含水率从而指导灌溉,对于提高作物水分利用效率和产量都具有十分重要的意义。对番茄种植中产量与水分利用效率最佳的水分条件以及土壤水分传感器的最佳埋设位置进行了试验研究。结果表明,在开花坐果期土壤含水率下限控制在60%的田间持水率,结果盛期土壤含水率下限控制在75%的田间持水率是番茄生长的最优水分条件;同时,10-20cm土层土壤含水率能很好地代表计划湿润层内的平均土壤含水率(开花坐果期和盛果期R²分别达到0.95和0.85以上),把土壤水分传感器埋设于此土层深度比较合理。