饱和状态下黄绵土坡面细沟侵蚀可蚀性和临界剪切应力特征

土壤可蚀性参数和临界剪切应力是评价土壤易侵蚀程度和抗水流剪切变形能力的重要指标,目前在黄绵土坡面细沟侵蚀过程中,土壤饱和条件下可蚀性参数和临界剪切应力的变化尚不明确。该研究采用室内土槽模拟冲刷试验确定不同坡度（5°、10°、15°、20°）和流量（2、4、8 L/min）下饱和黄绵土坡面的最大细沟剥蚀率,基于数值法、修正数值法和解析法计算土壤可蚀性参数和临界剪切应力。结果表明,3种方法所得最大细沟剥蚀率均随坡度和流量增加而增大,其中修正数值法和解析法计算的最大细沟剥蚀率更接近。土壤可蚀性参数分别是0.485、0.283和0.268 s/m,土壤临界剪切应力分别为1.225、1.244和1.381 N/m2。修正数值法可提高数值法近似计算的精度,使近似计算结果更接近解析法计算获得的理论值。饱和较未饱和黄绵土的土壤可蚀性参数略有减小（16.83%）,而临界剪切应力减小了66.97%,表明土壤饱和对黄绵土土壤可蚀性参数影响很小,但大幅度削弱了土壤临界剪切应力,使得黄绵土坡面饱和后土壤侵蚀更为强烈。此外,饱和黄绵土边坡的临界剪切应力比饱和紫色土坡面大6.38%,而细沟可蚀性参数大2.35倍,表明土壤饱和对2种土壤临界剪切应力影响程度相似,但黄绵土较紫色土对土壤侵蚀的敏感性更高。研究结果可为饱和状态下不同土壤坡面细沟侵蚀模型参数的优化提供参考。     

Influence of water regime on growth,yield, and nitrogen uptake of rice

Abstract

Greenhouse and field experiments were conducted to study the effects of water regime on growth of rice. The greenhouse experiment investigated the effects of two water regimes‐continuous flooding and flooding with soil drying between crops for 2 to 3 weeks on the growth of rice during six cropping (for six week each) on seven soils varying widely in total N contents (0.07 to 0.35%). The results averaged for the 7 soils indicated that the drymatter production or N uptake of rice was not affected by the water regimes during the six croppings.

The field experiment conducted during the dry season for two consecutive years (1976 and 1977) on a near neutral clay soil studied the effects of three water regimes (continuous flooding alternate flooding and soil drying every 2 weeks, and continuous flooding with 2 weeks mid season soil drying after 6 weeks of transplanting) and three levels of fertilizer N (0, 100 and 200 kg N/ha as urea) on grain yield and N uptake of rice. The results confirmed the absence of any significant reduction in grain yield or N uptake as a result of any of the soil drying treatments during the growing season on the unfertilized plots carrying a rice crop. On the plots fertilized with 100 or 200 kg N/na, alternate flooding and drying resulted in a significant depression in both grain yield and N uptake. Soil analysis supported heavy losses of N in the fertilized plots that underwent alternate flooding and soil drying apparently by nitrification and denitrification reactions.

The results of this study suggest that alternate flooding and drying of soils in the presence of established rice plants itiay not cause a significant loss of nitrogen in unfertilized plots although in plots fertilized with high rates of N the losses may be large as indicated by the performance of rice crop.     

基于三维重建技术的坡面细沟侵蚀演变过程研究

作为黄土高原地区沟头溯源侵蚀和水流汇集发源地的梁峁坡面,在强降雨下其产流产沙对沟缘线以下坡面及沟道侵蚀有着重大影响。该研究根据野外实地考查构建5°～35°变坡段实体模型,进行6场间歇性人工模拟降雨试验,并借助基于三维重建技术的PhotoScan软件获取坡面DEM,将其侵蚀演化过程进行图形化、数字化,定性定量揭示其侵蚀形态演变特征。研究表明:1)梁峁坡面细沟侵蚀历经4个阶段:面蚀阶段,即产生一系列呈串珠状分布的侵蚀跌坑,宽度5～9 cm,深度1～4 cm;细沟形成阶段,由面蚀所产生的微小跌坑在径流作用下长、宽、深均不断增大,最大分别达到266、7.6、13.8cm;细沟网形成阶段,细沟出现分叉及联通,有明显流路;小切沟形成阶段,伴随沟壁崩塌、沟壁加宽和沟底下切,最大沟长及最大沟深较细沟形成时增大3倍以上。2)对比次降雨过程基于三维建模所计算侵蚀量与实测侵蚀量,第1场降雨试验因地表疏松颗粒较多导致实测侵蚀量比建模计算侵蚀量大而引起较大偏差(20.82%),其他场次偏差均在10%左右或以下,总体来说,该技术可以较好地应用于侵蚀发育过程的研究。该研究实现侵蚀演变关键过程图形化、数字化,有助于人们定性、定量了解和认识梁峁坡面侵蚀过程,且对于创新侵蚀过程研究方法亦具有实践指导价值。     

巨菌草根际土壤微生物群落代谢功能多样性分析

[目的]研究福州平潭巨菌草根际土壤与非根际土壤微生物对不同碳源利用,明确巨菌草对根际土壤微生物功能多样性的影响,为巨菌草生态治理提供理论依据.[方法]在福州平潭基地采集巨菌草(Pennisetum giganteum)根际土和非根际土壤样品,采用Biolog-ECO技术研究巨菌草根际土与非根际土壤微生物对不同碳源利用特...     

冻融对土壤分离能力及侵蚀阻力的影响

冻融后坡面为水力侵蚀产沙提供了大量有效物质源,是河道泥沙的主要策源地。该研究利用室内模拟冻融和径流冲刷试验,设置不同冻融循环次数、坡度和流量梯度,分析冻融对土壤分离能力及侵蚀阻力的影响机制。结果表明,冻融条件下,坡度、流量和冻融循环次数均对土壤分离能力有显著影响（P<0.05）,贡献率分别为17.94%、19.96%和18.43%。冻融前后,土壤分离能力基本均随坡度和流量的增加而增大,冻融后的均值（5.28±2.48 g/(cm2·min)）显著大于冻融前（2.39 ±1.71 g/(cm2·min)）,但冻融后的增幅明显小于冻融前。不同坡度和流量条件下,冻融1次后,土壤分离能力均显著增大（P<0.05）,但其随冻融循环次数增加的变化趋势差异较大,只有在坡度与流量同时较小（10°和≤18L/min）或较大（15°和≥18L/min）时,呈显著增大趋势。冻融循环1、5、10次后,土壤细沟可蚀性分别增大1.25、1.66和1.72倍,随冻融次数的增加逐渐趋于稳定;土壤临界剪切力冻融后显著降低,与冻融次数无明显关系。冻融后土壤平均容重、水稳性团聚体和抗剪强度分别降低了6.61 %、24.77 %和21.35 %,土壤孔隙度和三相结构指数变化与之相反。冻融条件下,土壤细沟可蚀性与水稳性团聚体和抗剪强度呈显著负相关关系,而与孔隙度呈显著正相关关系。     

湖北省主要类型水稻土供钾能力的研究——Ⅱ.土壤中钾的形态和含钾矿物

以湖北省十五种主要类型水稻土为研究对象,分析确定土壤钾的形态和含钾矿物的类型及其相对量以探明土壤供钾能力。试验表明:位于鄂南水稻土的各形态钾含量较低,土壤中含钾原生矿物主要为难分解的白云母和长石,粘土矿物以高岭石为主。由湖积物、花岗片麻岩、鄂北Q_3母质以及鄂西北红砂岩发育的水稻土,各形态钾含量较为丰富,或土壤中含有较多的易风化钾矿物,其粘土矿物以水云母为主。由花岗片麻岩发育的土壤含钾量主要集中于粗粒部分,而其他土壤含钾量主要聚集于粉粒和粘粒中。15种土壤供钾潜力与成土母质,土壤地带性分布以及钾的风化系数之间有密切的联系。     

紫色土丘陵坡地不同恢复阶段土壤生态化学计量特征

采用空间序列代替时间序列的方法,对湖南省衡阳市紫色土丘陵坡地不同恢复阶段(包括前期(Ⅰ)、中前期(Ⅱ)、中后期(Ⅲ)和后期(Ⅳ))不同土层(包括0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm 与0～100 cm土层)的土壤生态化学计量特征进行研究。结果表明：(1)随着植被恢复的进行,每个恢复阶段各土层土壤有机碳含量先升后降,呈现出倒“U”形规律,TN和TP的含量显著减小(P＜0.05),具有明显的“表聚性”, 每土层的4个恢复阶段的SOC的大小具有“波动性”,差异具有显著性(P＜0.05),TN和TP的含量的大小顺序均为：后期(Ⅳ)＞中后期(Ⅲ)＞中前期(Ⅱ)＞前期(Ⅰ),其差异达显著水平(P＜0.05);(2)随着植恢复的进行, 0～100 cm土壤SOC、TN和TP显著增加(P＜0.05), C/N、C/P和N/P显著减小(P＜0.05);(3)相关分析说明： C/N与SOC、SER呈极显著正相关(P＜0.01),与TN、TP、SWC、SBD呈极显著负相关(P＜0.01);C/P与SOC呈极显著正相关(P＜0.01),与SWC、SBD呈极显著负相关(P＜0.01);N/P与SOC、TN、TP、pH值呈显著或极显著正相关(P＜0.05或P＜0.01),与SBD、SER呈极显著负相关(P＜0.01)。研究结果说明,在植被恢复过程中,植被对土壤中N和P两种元素的需求相一致。     

基于文献计量学分析2016年环境土壤学研究热点

本文基于文献计量学方法,结合CiteSpace软件,分析了2016年国内外土壤学及环境科学领域中与土壤有关论文的关键词,揭示了2016年环境土壤学的研究热点和方向,其结果在一定程度上也反映了农业环境科学领域关注的一些重点问题.我们以Soil为关键词,在Web of Science上检索到环境科学和土壤科学SCI论文1 1 747篇.关键词的聚类结果显示2016年的研究热点是“重金属污染与生物累积效应”、“土壤有机污染与生物降解”、“土壤管理与元素循环”、“土壤固碳与全球气候变化”.中国、美国发文量名列前两位,国内中国科学院和西北农林科技大学位列发文量前两位.在CNKI数据库中共检索到2936篇核心期刊论文,关键词共现图谱显示“土壤微生物与环境污染”、“土壤理化性质与水盐运移”、“土壤有机碳与环境效应”、“土壤区域环境与空间变异”为国内期刊论文的主要研究热点.     

黑龙江省土壤开垦后土壤有机质含量的变化

黑龙江省土壤开垦后有机质含量的下降受到人们的关注,有许多报道,但其结果相差悬殊,这是由于土壤的异质性导致的。实际上是在开垦初期的3～5年内,下降的很快,后来变慢,并逐步达到与生物气候相适应的相对稳定的状态。为了保持和提高土壤的生产力,向土壤中施加有机物料,更新和增加有机质是必要的。     

基于电阻率断层扫描技术探测林地土层厚度

土层厚度对林地生产力具有重要影响,是评价林地土壤质量的重要指标。为了对林地土壤的土层厚度进行调查,该文应用电阻率断层扫描技术对林地土壤土层厚度进行了研究,对其可适用性做出评价。通过在野外试验点对土壤电阻率的实地断层扫描,将其结果与实际测定得到的基岩特征电阻率相结合,预测土层厚度,并将预测值和实地基坑开挖数据进行比较。结果表明,研究区土层厚度多在小于2 m的范围内,电阻率断层扫描技术估测结果与实测结果相符(均方根误差为0.2678),初步表明该技术在估算林地土层厚度方面具有良好的适用性。该研究结果为土壤学方面相关研究提供重要手段,也将对土壤质量评价和土地利用等相关工作提供指导。