砒砂岩与沙复配成土造田技术研究

砒砂岩和沙是毛乌素沙地的两种主要物质,是造成当地水土流失和土地沙漠化问题的主要原因,在当地被称为"两害"。针对如何将砒砂岩与沙复配成土的技术问题,开展了砒砂岩和沙不同配比混合后的"复配土"特性研究,并在富平县及榆阳工程示范区进行了作物试种,均已取得良好成效。实验结果表明,玉米和马铃薯分别适宜在砒砂岩与沙为1:2和1:5的复配土中生长。对大田试种后的土壤肥力水平与环境质量状况的分析结果表明,各指标均符合种植标准。     

日光温室钾镁配施对土壤固相和液相钾、钙、镁分配及比例的影响

针对西北地区日光温室作物出现的缺镁问题,通过施用不同水平的硫酸镁肥及减少钾肥施用处理,探究钾、钙、镁离子在土壤固相和液相的分布及比例。得出以下结论:土壤液相镁浓度随着镁肥施用量的增加而显著增加,施用45 kg·hm~(-2)MgSO_4(400 kg·hm~(-2)K_2O)处理和施用90 kg·hm~(-2)MgSO_4(400 kg·hm~(-2)K_2O)处理镁浓度相比不施用MgSO_4处理分别增加26.64%、74.78%;相比不施用MgSO_4处理,施用镁肥后土壤液相Mg~(2+)占K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)总量的比例显著增加,施用45 kg·hm~(-2)MgSO_4(400 kg·hm~(-2)K_2O)处理、施用90 kg·hm~(-2)MgSO_4(400 kg·hm~(-2)K_2O)处理和施用90 kg·hm~(-2)MgSO_4(200 kg·hm~(-2)K_2O)处理分别增加32.03%、31.62%、32.84%;施用镁肥促进钾由固相向液相转移;相比不施用MgSO_4处理,施用45、90 kg·hm~(-2)MgSO_4处理土壤固相交换性钾含量分别降低15.78%、27.74%,差异达到显著水平;交换性钾饱和度分别降低13.39%、27.21%;液相钾浓度显著增加,分别增加18.84%、73.91%;K+占K+、Ca~(2+)、Mg~(2+)总量的比例显著增加,增幅分别为23.91%、31.21%;土壤固相K+/Mg~(2+)比例分别降低14.52%、26.61%,;土壤液相Ca~(2+)/Mg~(2+)比例显著降低,降幅分别为31.51%、32.29%;施用MgSO_4肥量相同,钾肥施用量减半,土壤液相钾浓度降低69.88%,K+/Mg~(2+)比例降低20.88%;施用镁肥对番茄具有一定的增产作用,并能促进作物对镁的吸收。     

砒砂岩与沙混合比例对春玉米冠层结构及其光合特性的影响

为探明砒砂岩与沙的不同复配比例对春玉米冠层结构、光合特性与最终产量的影响,在毛乌素沙地设置砒砂岩与沙体积比分别为1∶1、1∶2和1∶5的小区试验,于2014―2015年测定春玉米株高、叶面积指数、冠层开度、穗位叶净光合速率、产量以及土壤含水量动态变化。结果表明,1∶1和1∶5两种复配土与1∶2比例复配土相比,所种植的春玉米在12叶期、抽雄期、乳熟期具有较低冠层开度,在抽雄期具有较高的叶面积指数,冠层结构更为优化,同时1∶2复配土春玉米穗位叶净光合速率在各生育期均具有一定优势,这与该比例复配土在0~120cm深度土层内更佳的保水性具有一定关系。冠层结构与光合生理上的优势导致1∶2复配土春玉米百粒质量显著高于1∶1和1∶5复配土,产量最高,是适于在毛乌素沙地推广应用的砒砂岩与沙复配比例。     

灌施沼液比例对石灰性土壤性质和辣椒生长的影响

研究了灌施不同稀释比例沼液对土壤pH值、电导率、有机碳、水溶性碳、土壤结构以及辣椒生长的影响。结果表明:灌施沼液会使土壤pH值和EC值升高,尤其是高浓度(50%)沼液,土壤的EC值达到1.2m S/cm以上;土壤有机碳随沼液浓度的增大而增加,水溶性碳在灌施比例为1∶3和1∶4时达到最大,其次是原液、1∶1和1∶2,且这3个处理之间差异不显著;灌施沼液有利于土壤水稳性大团聚体(0.25 mm)的形成,尤其灌施浓度25%时,各处理之间差异显著,而且灌施沼液可以显著增加0.25 mm水稳性团聚体中有机碳的含量。生物实验表明,辣椒株高、叶片数、分枝数、叶绿素值及辣椒产量在灌施稀释比例为1∶2~1∶4的沼液时达到了相对较高的水平,而灌施沼液原液和稀释比例为1∶1时,上述各指标相对较低。综合考虑建议沼液在石灰性土壤上的稀释比例应控制在1∶2~1∶4之间,但是其长期施用效果还有待于进一步验证。     

毛乌素沙地玉米不同种植年限砒砂岩与沙复配土壤有机质与全氮的关系

[目的]研究毛乌素沙地不同种植年限下不同比例砒砂岩与沙复配土壤碳氮变化特征,分析新造复配成土结构能否持续稳定发育。[方法]根据2013—2016年田间小区试验数据,对不同种植年限下3种比例砒砂岩与沙复配土壤有机质和全氮时空变化特征及两者间的关系进行研究。[结果]①不同比例复配土壤有机质和全氮含量均随着作物种植年限的增加而呈现稳定上升趋势;②4 a间3种复配土壤有机质和全氮含量均表现为:1∶11∶21∶5,各自相对于2013年变化差异极显著(p0.01);③不同种植年限下3种比例复配土壤有机质与全氮均呈现显著正相关,相关系数分别为0.860,0.891 7,0.737 6。[结论]复配比例和种植年限是影响新造土壤有机质和全氮含量的重要因子。     

不同年限土地整治土壤碳分布特征

为明晰土地整治年限对土壤碳固持的影响,进一步探索土地整治工程对土壤质量及碳吸收与存储的影响规律,以陕西省已开展沙地、盐碱地、废弃宅基地3类土地整治项目为例开展本研究,结果表明:风沙地整治能有效增加土壤碳含量,碳密度和碳含量的变化较为一致,在整治初期因工程措施的扰动,风沙地表层有机碳降低,但因作物收获需求表层无机碳增高,随着种植年限的增长,整治后6年,沙地总碳、有机碳、无机碳密度则比整治前和整治2年后都呈显著上升趋势,各土层增幅都在30%以上;废弃宅基地整治前土壤质量较好,整治前后土壤碳含量的变化不显著,但随着种植年限的延长,整治7年后,总碳密度在0—10,10—20 cm处分别增高40%,34%;有机碳密度在0—10 cm,10—20 cm处分别增高83%,53%,碳储量随整治年限逐渐增加;盐碱地整治后表层覆沙中富含碳酸盐,随着碳酸盐向深层淋溶,深层无机碳增加,随着种植年限的增加,表层无机碳含量显著增加,剖面无机碳储量也显著增加,有机碳储量波动不大,总碳储量显著增高。风沙地、废弃宅基地、盐碱地整治对于土壤碳固持能力都有一定改善作用,且这种作用在作物种植与工程措施实施两方面的综合效应下,会随着整治年限的延长,更加明显。     

黄土丘陵沟壑区沟道造地土壤水分时空变异特征

基于Van Genuchten模型测定土壤水动力学参数,采用定点监测方法,在沟道中不同位置以及对照坡面进行土壤水分观测,分析了延安市典型治沟造地项目沟道造地土壤水分的时空变异特征,阐明治沟造地工程对沟道土壤水分的影响。结果表明：（1）土壤水力学参数在沟道土层深度为40 cm附近发生了显著改变,0~40 cm土层土壤容重1.12 ~1.25 g·cm^-3,导水率达到40 mm·min^-1以上,入渗能力强,同时饱和含水率较大,40 cm以下土层土壤容重在1.5 g·cm^-3左右,导水率在1.25~1.41 mm·min^-1之间,入渗速率明显减小;（2）沟道土壤水分显著大于对照坡面,其季节变化稍滞后于降水的季节变化,整个生长季在15.76%~21.91%间波动,高出对照坡面5%左右,垂直分布随土层深度的增加而增加,表层最低,为15.07%,160 cm土层最高,为22.84% ,深层土壤含水量优势更加显著;沟道土壤水分变异系数在0.131~0.234之间,相比较坡面,沟道表层以下土壤水分存在较强的空间异质性,100 cm以下土层变异系数在0.2左右,土壤水分变化活跃;（3）沟口土壤含水量显著高于沟头,土层深度40 cm以下的土壤含水量长期达到甚至超过田间持水量。通过治沟造地工程水分综合调控体系,沟道能够为作物生长提供水分充足的生境条件,提高水资源利用效率的同时改善农业生态环境。     

基于能值分析的农田防护林生态效益外部性会计计量研究

运用能值分析的理论与方法对农田防护林生态系统的能流分析,将农田防护林生态效益生态因子量由能值转换率转化为同一标准的太阳能值,对农田防护林生态效益外部性进行计量,结合本地区的能值/货币比得到农田防护林生态效益的外部性价值。对榆林市孟家湾项目区案例研究显示,该项目区农田防护林生态效益能值主要体现在防风固沙、保育土壤以及固碳供氧效益。     

LIMS系统在新增耕地质量监测中的研究与应用

土地整治工程的最终产品和成果是新增耕地,新增耕地质量是检验和评价土地工程成败的关键,对新增耕地质量检测指标的管理、分析和数据融合十分重要.该研究在总结国内外实验室信息管理系统(LIMS)研究进展的基础上,以国土资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室为研究对象,分析了土地整治工程中不同土地类型整治后对新增耕地质量要求,采用信息融合、物联网、Portal和工作流等关键技术方法,设计并实现了检测流程标准化、检测数据精确化、检测仪器自动化的LIMS系统.研究表明,国土资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室LIMS系统的建立和运行,构建了常态监测体系,解决了新增耕地质量检测指标的管理不规范、数据异构以及数据难以共享等问题,实现了1个中心基地(陕西富平)实验室室内检测、5个野外监测站(榆林、延安、华阴、卤泊滩、澄城县)现场检测、1个流动实验车移动检测和多传感器在线监测的全方位管理和信息资源共享,为多地点、多检测手段和各种土地类型耕地质量监测提供了一条规范化、标准化管理的可行性途径,具有实用价值,并为土地工程其他实验室的规范化管理和信息化建设提供参考.     

低标准农业用地提升为高标准农业用地工程技术及发展趋势

为了保证国家粮食安全,使经济社会发展与农业持续高效发展相协调,低标准农业用地提升为高标准农业用地就日益迫切,高标准基本农田建设工作成为其必然选择。在此背景下,本研究通过文献资料法,结合多年来高标准农业用地整治的技术经验,首先探讨了高标准农业用地整治工程的概念内涵及目标,并对高标准农业用地整治工程的技术要点做以总结,最后展望中国未来开展高标准农业用地工程技术的发展趋势。该研究为中国高标准基本农田建设提供方法借鉴和参考,同时,对推进农业现代化与高标准基本农田建设具有重要意义。