土地整治工程技术及发展趋势

土地整治工程技术为提高土地利用率和产出率提供和创造有利条件,工程技术手段是土地整治取得一定成效的基础.该研究总结了近年来国内外土地整治工程技术研究取得的重要进展,结合土地整治工作实践给出了4种不同类型土地整治工程技术,并对我国未来开展土地整治工程技术研究的发展趋势进行了展望.     

不同混合比例的砒砂岩与沙复配土壤中粉粒和黏粒的运移规律

[目的]探讨砒砂岩与沙不同混合比例的复配土壤中粉粒和黏粒的运移规律,为促进毛乌素沙地土地的可持续利用提供理论依据。[方法]设定1∶1、1∶2和1∶5 3种砒砂岩与沙不同复配比例小区试验,分别于作物收获后对土壤粉粒和黏粒含量进行测定。[结果]在3种复配土壤中,粉粒和黏粒主要集中在土壤表层0~30 cm处,下层土壤中粉粒和黏粒含量都较低;从不同砒砂岩与沙的混合比例来看,由于1∶1复配土壤中砒砂岩的比例较高,表层土壤中粉粒含量最高,其大小关系为1∶1比例处理1∶2比例处理1∶5比例处理。随着种植年限的增加,粉粒和黏粒富集土层有向下运移的趋势,尤其是表层土壤中的粉粒向下运移的趋势十分显著。同时,下层土壤中的粉粒和黏粒比例也有小幅增加。[结论]复配土壤中这种粉粒和黏粒的运移规律从长久来看将会导致复配土上层土壤趋于沙化,下层土壤趋于壤土化,整个土壤剖面中的宜耕层可能将会有越来越厚的一个趋势,从而更加有利于植物的生长。     

不同覆土厚度对裸岩石砾地土壤理化性状和冬小麦产量的影响

[目的]为了揭示在裸岩石砾地通过不同覆土厚度作物耕作层土壤理化性状及冬小麦产量的变化。[方法]2011～2012年在陕西富平基地设置了在裸岩石砾地,通过30 cm(C30)、40 cm(C40)、50 cm(C50)、60 cm(C60)、80 cm(C80)和100 cm(C1000)等6种不同覆土厚度,分析不同覆土厚度下土壤容重、土壤养分和冬小麦产量的差异。[结果]不同覆土厚度对耕作层土壤容重和土壤孔隙度的影响差异显著(P0.05),且以C50处理效果最佳;与C30、C40、C60、C80和C100处理相比,C50处理0～40 cm土层平均土壤容重降幅达到1.01%～2.64%;平均土壤孔隙度最大,为33.19%。不同覆土厚度对土壤0～50 cm土层的土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量具有明显的影响;碱解氮、速效磷和速效钾含量都随着土层深度的增加而减小。在0～50 cm土层中,C50处理土壤平均碱解氮含量分别比C60、C80和C100处理高12.18%、11.93%和17.49%;在10～30 cm土层C40处理土壤的速效磷含量明显高于其他处理;C50处理能有效提高0～10 cm土层的土壤速效钾含量,C40处理能有效提高10～30 cm土层土壤速效钾含量,即C50处理较其他处理具有保肥作用。不同处理对冬小麦产量、产量构成因素的影响显著,以C50处理平均籽粒产量最高,为6 474.02 kg/hm2,与其他处理之间差异显著(P0.05)。[结论]C50处理具有保肥作用且增产效果最佳。     

计算机技术在土壤水分运动模拟中的应用

应用MATLAB编程模拟了土壤水分运动,通过实验对结果进行了验证,并利用动态链接库技术(DLL),运用VB对MATLAB程序进行了调用.该方法可以更加充分、高效地把计算机语言融入到求解土壤水分运动方面的相关问题中,取得了较好的效果.     

基于van Genuchten模型的渭北苹果园土壤水分能量特征分析

针对渭北地区干旱缺水,果树生长发育受限的客观实际,开展了苹果树生育期0～150 cm土壤水吸力动态变化规律研究。依据渭北果园土壤剖面构型,将离心机法与水汽平衡法相结合,按照发生学土层,逐层测定了供试土壤水分特征曲线,并用van Genuchten模型拟合。基于该模型,将在幼龄果园、老龄果园以及农田定期逐层监测的土壤水分含量转化为土壤水吸力,以农田为对照,评价植果条件下土壤水分的胁迫状况。结果表明,van Genuchten模型能很好地拟合渭北果园耕层、农田耕层、黑垆土层及黄土母质层的水分特征曲线,拟合精度均达0.96以上。渭北地区农田受干旱胁迫较严重,3月中旬－7月初,0～100 cm土层均处于水吸力高于3.98的重度胁迫状态;受植被冠层覆盖及果树生育期的影响,干旱对果树的胁迫程度较农田小,对老龄果园胁迫程度比对幼龄果园的大,幼龄果园在3月中旬－5月初、5月底－7月初仅0～20 cm土层为高水吸力区,直至6月中旬－7月中旬高水吸力区才延伸到40～70 cm土层;老龄果园在3月中旬－4月底的0～40 cm土层、5月底－7月中旬的30～100 cm土层和7月中旬－8月底的0～20 cm土层为高水吸力区。可得出,渭北不同园龄苹果园在不同生育期的不同深度土层会间歇性地出现高水吸力的土壤水分胁迫区,但相对于农田而言,果园受到的干旱胁迫相对较轻,渭北地区植果有助于缓解干旱胁迫。     

景观格局-生态过程理论在黄土丘陵沟壑区土地整治中的应用——以延安市宝塔区羊圈沟为例

为保证黄土丘陵沟壑区土地整治的成效以及土地资源的可持续利用,基于"源-汇"景观理论、"斑块-廊道-基质"景观结构理论、景观安全格局理论等景观格局-生态过程相关理论与方法,就土地整治工程实施中的各个环节,提出了解决黄土丘陵沟壑区土地开发整治和生态环境保护并重难题的途径,并以延安市宝塔区羊圈沟土地整治工程为例,说明景观格局-生态过程理论在黄土丘陵沟壑区土地整治中的应用。     

砒砂岩与风沙土复配后的粒度组成变化

从粒度组成变化情况上探索砒砂岩作为一种固沙新材料的可能性,可为毛乌素沙化治理、保持水土、发展农业种植提供科学支撑。将砒砂岩与风沙土分别按1∶0、1∶1、1∶2、1∶5和0∶1质量比复配,用激光粒度分析仪对其粒度组成及级配特性进行分析研究。结果表明:砒砂岩与风沙土复配后,改变了风沙土以砂粒为主、结构松散、易风蚀的特点,随着砒砂岩质量的增加,<0.05 mm粒径的质量分数增加,质地呈现砂土-砂壤-壤土-粉壤的转变;且风沙土的粒度分布范围小、均质性强等特点得到一定程度改善,砒砂岩与风沙土复配后,其粒度分布范围变广,当砒砂岩与风沙土复配的质量比为1∶5(不均匀系数为54.71,曲率系数为2.54)或1∶2(不均匀系数为76.21,曲率系数为1.12)时,其颗粒级配连续,且级配特性良好。因此,从粒度组成上看,砒砂岩具有固沙的可能,质地条件随砒砂岩质量的增加而变好,级配特性以砒砂岩∶风沙土按1∶2或1∶5质量比进行复配为宜。     

长期氮肥施用对玉米根茬矿化分解的影响

通过室内培养和田间分解试验,研究了施氮量为N 0、120和240 kg/hm2处理的玉米根茬(R0、R120、R240)在15和45 cm两个肥力条件不同的土层中有机碳矿化分解特性及其对土壤活性有机碳组分的影响。结果表明,在室内矿化培养条件下,根茬CO2累积释放量和潜在碳矿化量均为R120R240R0;R120和R240根茬碳矿化率在表层土壤(15 cm)和底层土壤(45 cm)中分别较R0提高21.1%、12.7%和45.3%、33.7%。在田间埋藏分解条件下,分解386 d后R0、R120和R240根茬碳残留率在表层土壤中分别为36.3%、25.2%和28.7%,在底层土壤中分别为38.4%、30.6%和31.1%;根茬碳残留率与其C/N、木质素含量以及木质素/N正相关,而与根茬全氮含量呈负相关关系,表明根茬分解率随着其本身全氮含量的增加而提高;添加玉米根茬显著增加土壤微生物量碳含量143%~297%,增加土壤可溶性有机碳含量19.9%~118.2%。综上可见,长期施用氮肥影响作物根系的养分组成,显著提高其全氮含量,在评价土壤碳、氮养分循环时,应注重长期氮肥施用对作物残茬养分累积及其在土壤中分解、转化的影响。     

冻融交替对砒砂岩与沙复配土壤氮素的影响

[目的]探讨冻融作用对毛乌素沙地陕北榆林地区砒砂岩与沙复配土壤氮素的影响,对于提升毛乌素沙地土壤肥力具有重要作用。[方法]通过室内培养试验,探讨不同比例砒砂岩与沙复配土壤氮矿化过程对冻融的响应特征。[结果]冻融交替作用对土壤氮的矿化有显著影响,在冻融1周期时,3种比例复配土壤中硝态氮、铵态氮含量增加较快。在冻融2周期后,复配土壤中硝态氮、铵态氮含量均出现下降趋势。冻融5周期,复配土壤中硝态氮、铵态氮含量均开始呈现稳定增加趋势。冻融10周期后,1∶1,1∶2及1∶5复配土壤铵态氮含量分别增加了10%,49%与11%,硝态氮含量分别增加了14%,39%与34%,其中1∶2复配土硝态氮、铵态氮含量较1∶1,1∶5增加显著,对氮素的保持性能较好。[结论]冻融循环促进了土壤有机氮的矿化,有利于土壤中硝态氮、铵态氮的累积,为早春农作物的生长提供足够的氮素。     

渭北台塬区新增坡耕地土壤侵蚀产沙模拟试验研究

[目的]研究不同放水流量条件下坡面土壤的侵蚀产沙规律,揭示渭北台塬区新增坡耕地坡度及土壤容重对侵蚀程度的影响,为该区坡耕地开发利用提供理论支持和实践指导。[方法]通过室内模拟试验开展研究。[结果]土壤入渗率随放水流量的增大呈现先增大后减小的趋势,且存在明显的转折点,并随容重的增大而减小,径流量随容重和放水量的增大而增大;土壤容重越大,产沙量也越大,容重1.6g/cm3较1.2g/cm3,1.4g/cm3的坡耕地产沙量明显增大;坡度越大,土壤侵蚀越剧烈,在5°坡时,产沙量存在临界值;放水流量越大,产沙量越大,当放水量超过6L/min时,增加趋势更加明显。[结论]渭北台塬区新增坡耕地的易侵蚀程度与土壤容重和坡度密切相关,为减少侵蚀,应控制容重在1.4g/cm3左右,坡度不宜超过15°。