基于马尔可夫链的太湖流域典型地区年降水量分析与预测

[目的]为了探讨如何预测太湖流域的年降水量,发现年降水量的规律。[方法]对太湖流域1960—2010年年降水量进行了分析,运用加权马尔可夫链方法建立了该区年降水量预测模型。[结果]太湖流域20世纪60,70和80年代研究区的年平均降水量均低于多年平均降水量;该降水序列满足马尔可夫链的要求。建立了加权马尔可夫链模型,并预测了2011年和2012年的年降水量,预测值与实测值的相对误差分别为6.59%和-10.74%;平水年、偏枯年、偏丰年、枯水年和丰水年出现的概率分别为0.268 5,0.206 7,0.184 5,0.166 1和0.174 2。[结论]马尔科夫链预测平水年的年降水量相对误差较小,偏枯年和丰水年年降水量的相对误差较大;平水年、偏枯年和偏丰年出现的概率较大。     

土壤肥料学通论课程教学改革的实践

土壤肥料学通论是农学类专业的科类基础必修课程。为了适应高等农业教育改革的要求,学校于2001年把土壤学、植物营养与肥料两门课整合为土壤肥料学通论一门课程,并把该课程的教学改革立为校教学改革研究项目。从培养学生的创新精神与实践能力出发,我们针对教材、课程结构和内容、教学方法、考核制度及其实践教学环节等进行了一系列的改革。     

基于同步辐射显微CT研究不同施肥措施下水稻土团聚体微结构特征

基于江西进贤长期定位试验田,采用上海光源的生物成像线站显微CT技术扫描3~5 mm土壤团聚体,获得分辨率为3.7μm的切片图像,并运用3DMA_Rock软件进行数字图像处理,构建孔喉网络模型,定量研究了不同施肥条件下(不施肥CK、施氮磷钾肥NPK、施氮磷钾肥和猪粪NPKOM)红壤性水稻土团聚体的三维微结构特征。结果表明:与CK处理相比,NPK处理的土壤孔隙度、比表面积、孔喉数量和平均路径长度等指标值分别下降了31.6%、28.8%、15.1%和12.6%,说明长期单施无机肥可导致土壤团聚体结构退化;而NPKOM处理则显著增加了以上的指标值(分别增加了77.6%、68.4%、182.8%和14.4%),说明长期无机有机肥配施能改善土壤团聚体的微结构,促进土壤团聚体的形成和稳定,使土壤保持良好的通透功能,提高土壤的肥力质量。     

低山丘陵区红壤水分的动态变化及影响因素

红壤分布区域是中国重要的粮食产地,但是降水时空分布的不均匀导致了季节性干旱的发生。因此,了解红壤中水分时空分布规律具有十分重要的意义。该文研究了低山丘陵区红壤旱地不同肥料配比长期试验小区土壤含水率的季节性变化状况及其与气象因素的关系,分析了典型红壤地区的土壤水分变化规律。结果表明：研究区1 a内的土壤含水率变化分为4个阶段：土壤水分充盈期、土壤水分亏缺期、土壤水分补充恢复期和土壤水分平稳期。空白小区土壤含水率变化较大;在施用肥料的试验小区中,蒸发对氮肥小区、氮磷小区和氮磷钾小区的影响逐渐降低;而降雨对氮肥小区、氮磷小区和氮磷钾小区的影响力逐渐增加。通过掌握典型红壤地区的土壤水分变化规律,对该地区水资源的调配管理、灌溉安排及干旱评估均可起到重要的指导作用。     

土壤对病毒的吸附行为及其在环境净化中的作用

病毒在土壤上的吸附行为在很大程度上决定着其对饮用水的污染威胁。通过一次平衡法实验,比较研究噬菌体MS2和X174在6种不同性质土壤上的吸附行为的差别,同时阐述土壤中本身存在的微生物对土壤吸附行为的影响。总体趋势为土壤对X174的吸附能力高于对MS2的吸附能力;红黏土对病毒的吸附能力最强,而沙质潮土最弱;土壤中本身存在的微生物对土壤吸附病毒的影响依不同类型的土壤和病毒而异,除了红黏土外,灭菌土壤显著增加其对MS2的吸附;但对X174来说,灭菌后显著降低其在红黏土上的吸附,其他5种土壤的灭菌处理对X174的吸附行为没有显著影响。说明红黏土或与红黏土类似性质的材料在净化被病毒污染的水域时可能是一比较理想的病毒吸附剂;而在沙质潮土地区,病毒通过被土壤吸附而达到过滤净化的可能性则比较小。土壤中可能存在某一种或一类特殊微生物,它们可能可以控制病毒在土壤中的吸附行为,因而进一步研究其机理十分必要。     

不同施肥水平及玉米种植对土壤微生物生物量碳氮的影响

以裸地(不种植作物)和玉米种植的田间小区试验为平台,研究不同施肥水平及玉米种植对土壤微生物生物量碳氮的影响。结果表明,当不施肥时,土壤微生物生物量碳氮含量裸地平均值分别为175.98 mg/kg和26.04 mg/kg,种植玉米小区的平均值分别为161.65 mg/kg和22.70 mg/kg,土壤微生物生物量碳氮低于裸地;而施肥时,裸地的土壤微生物生物量碳氮平均值的变化范围分别为182.27~206.27 mg/kg和27.41~31.22 mg/kg,种植玉米小区的变化范围分别为194.70~235.58 mg/kg和35.76~44.66 mg/kg,土壤微生物生物量碳氮高于裸地,可见土壤碳氮的平衡对于土壤微生物生物量碳氮极为重要。裸地和玉米种植小区土壤微生物生物量碳氮均随着施肥量的增加呈现出先增加后降低的趋势,其施氮水平拐点分别为70 kg/hm2和150kg/hm2,表明施肥水平对土壤微生物生物量碳氮具有显著影响。另外,玉米各生育期间土壤微生物生物量碳氮也存在着显著差异,其中,土壤微生物生物量碳氮含量在拔节期处于最低,变动范围分别为154.46~229.09 mg/kg和18.84~31.44 mg/kg;抽雄期处于最高,变动范围分别为171.71~242.48 mg/kg和30.01~50.54 mg/kg。     

黄河三角洲海水灌溉对土壤盐碱化和导水率的影响

为研究海水灌溉对土壤盐碱化和导水率的影响,该文在黄河三角洲滨海盐渍土上采用75%的海水于田间小区进行3年灌溉试验,分析了海水灌溉前后土壤含盐量、土壤盐碱化的各项指标、土壤中各种离子和饱和导水率的变化,结果表明：采用75%的海水灌溉后土壤剖面中盐分含量明显升高,在土层80 cm以下有盐分积累的现象;而饱和导水率减小;土壤的pH值在海水灌溉前后变化不大;残余碳酸钠(RSC)的变化也较小;土壤的钠吸附比(SAR)和碱化度(ESP)在3年海水灌溉后上升较大,已经超过了碱化土壤的临界值,并均与土壤中的盐分含量呈对数曲线变化。在黄河三角洲地区运用海水灌溉可能会对土壤资源安全产生影响,海水灌溉必须防治次生盐渍化和土壤碱化的发生。     

封丘地区土壤传递函数的研究

以黄淮海平原封丘地区的潮土和风沙土为研究对象 ,试图寻求解决土壤水动力学特性参数问题的更加实用可行的方法。根据大量的土壤基本物理性质和土壤持水数据 ,利用多元逐步回归分析方法 ,分别建立了vanGenuchten模型的参数θr、θs、a、n的土壤传递函数模型 ,并通过统计分析和数学模拟进行模型验证。研究结果表明 ,vanGenuchten模型参数与土壤的质地、有机质含量及容重等基本物理性质有一定的线性相关性。vanGenuchten模型的参数估计模型对粘性土壤的拟合效果较好 ,而拟合砂性土壤时误差较大。     

生物有机肥提高设施土壤生产力减缓黄瓜连作障碍的机制

【目的】针对土壤连作障碍问题,探索高强度连作条件下生物有机肥在减缓土壤连作障碍发生、平衡土壤养分、调控土壤酶活性等方面的作用机制,为生物有机肥在改良土壤、防控黄瓜连作障碍、促进农业可持续发展等方面的应用奠定基础。【方法】以如皋市农业科学研究所设施蔬菜种植基地为试验平台,采用田间定位试验的方法,设置CK (空白对照)、B10 (生物有机肥施用量为10 t/hm2)、B20 (生物有机肥施用量为20 t/hm2) 3个处理,于第一季黄瓜种植前将生物有机肥一次性施入试验小区,于2016年12月5日、2017年6月28日和2017年11月26日,连续三季,在黄瓜成熟采集0—20 cm土壤样品。将土壤样品分成两份,一份放于4℃冰箱冷藏保存,用于测定土壤生物学性质;另一份风干后过筛处理,以供土壤理化性状分析。同时,调查黄瓜产量。【结果】随着黄瓜连续种植季数增加,CK处理中土壤容重和电导率呈增加趋势,土壤各肥力指标、酶活性、微生物量碳氮含量及黄瓜产量呈下降趋势;在同一季黄瓜成熟期,与CK相比,施用生物有机肥可降低土壤容重和电导率,增加土壤总孔隙度、pH、有机质、全氮、硝态氮和速效磷含量,其中连续种植3季黄瓜过程中,土壤有机质、速效磷和硝态氮含量分别增加了39.3%～83.9%、5.98～14.2%和10.0～22.0%,而土壤电导率降低了8.57%～12.7%。同一季黄瓜成熟期,不同处理中土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和磷酸酶活性由大到小排列均表现为B20 > B10 > CK,且连续种植3季黄瓜后B10和B20处理中4种土壤酶活性均高于第一季黄瓜成熟期CK处理;连续种植3季黄瓜期间,施用生物有机肥处理中土壤微生物量碳、氮含量均明显高于CK,B10和B20处理中微生物量碳、氮含量较CK分别增加了4.26%～23.2%和21.8%～56.2%。与CK相比,第一季、第二季、第三季B10处理黄瓜产量分别提高了3.93%、9.73%、10.6%,B20处理分别提高了12.9%、18.8%、20.2%。黄瓜连作过程中,土壤容重、有机质、硝态氮和速效磷与生物学指标和黄瓜产量相关显著,且土壤pH和电导率与土壤过氧化氢酶活性、蔗糖酶活性、微生物量氮含量和黄瓜产量呈显著相关关系。【结论】生物有机肥可改善黄瓜连作过程中土壤耕性变差、养分失衡和酸化等理化性质变劣的现象,缓解黄瓜连作土壤的次生盐渍化状况,还能提高土壤酶活性、微生物量碳氮含量和黄瓜产量,且黄瓜连作过程中土壤理化性质和生物学特性指标无明显变化,从而减缓黄瓜连作障碍的发生。     

滨海盐渍土非饱和导水率的研究

采用结壳法对三种滨海盐渍土的非饮和导水率进行了研究。结果表明：非饱和导水率与负压水头呈指数曲线关系，当负压水头达１０ｋＰａ／时，三种滨海盐渍土的非饱和导水率渭趋一致；在质地基本相同的情况下，土壤盐分、容重、孔隙度以及有机质含量均对非饱和导水率有很大的影响；结壳层的组成不同对测定蜚饱和导水率也有一定的影响，介纛壳法完全能运用于滨海盐渍土非饱和导水率的测定。