不同母质发育紫色土团粒结构的分形特征研究

运用分形模型对不同紫色母质发育的土壤团聚体特征进行研究,结果表明:土壤团聚体粒径分布的分形维数与土壤团聚体结构破坏率存在极显著正相关(r=0.961**,n=8),与>0.25mm水稳性团聚体含量存在极显著负相关(r=-0.958**,n=8);不同紫色母质发育的土壤团聚体粒径分布的分形维数存在差异,棕紫泥土壤团聚体粒径分布的分形维数最高,暗紫泥土壤团聚体粒径分布的分形维数最低。土壤团聚体粒径分布的分形维数是评价土壤物理肥力和土壤抗蚀性的一个新指标。     

土壤水分再分布特性研究进展

在干旱半干旱地区,土壤水分的再分布对生态环境、农业发展有着重要的影响,是自然界中水循环的重要过程之一,是土壤墒情的自我调节过程,是土壤水在势力梯度作用下的非饱和运动.在国内外学者多年研究工作的基础上,分别从物理角度和生物角度对土壤水分再分布的基本理论和模型进行了归纳总结.从物理角度分别以耕作措施、雨强、灌水方式、土壤初始含水率等因素对土壤水分再分布过程的影响进行了研究,并归纳了基于土壤水分特征曲线及其滞后作用、土壤水分运动通量法、土壤水分运动基本方程等的数学模型.从生物角度对土壤水分再分布的生态功能及影响因素进行了总结:研究发现土壤水分的再分布作用可以有效地调节根系层土壤水分状况、丰富群落结构,提升土壤养分、增加根层土壤微生物;植物根系在对根层水分进行调节的过程中又会因土壤水分、植物种类和土壤特性的不同而发生变化.通过对前人研究成果的总结,理清研究现状,以期为理论的进一步研究提出建设性意见.     

不同种植方式对温室土壤微形态的影响

以河北曲周长期定位试验站的温室菜田土壤为研究对象,研究常规种植、无公害种植、有机种植3种不同的种植方式对土壤微形态特征的影响。结果表明:有机种植下,土壤结构疏松;土壤团聚体发育良好,大团聚体数量较多;有机质含量增加100%;土壤孔隙的面积百分比最大,表层孔隙度达到了32%,当量孔径0.1 mm孔隙比例最高,即有助于提高通气孔隙含量,增加土壤的通气性。因此,有机种植条件下土壤结构疏松、发育良好,易形成适合作物生长的良好土壤结构;常规种植条件下,土壤结构较为紧实,发育程度较低;无公害种植条件下,土壤结构发育程度居于两者之间。     

糠醛渣生态肥对风沙土理化性质和茄子效益的影响

采用田间试验方法,研究了糠醛渣生态肥对河西内陆灌区风沙土改土培肥效应和茄子效益的影响。结果表明:糠醛渣生态肥原料间的效应是:茄子专用肥糠醛渣5406生物菌肥,糠醛渣生态肥配方比例为:5406生物菌肥0.0103:茄子专用肥0.1291:糠醛渣0.8606。施用糠醛渣生态肥与传统化肥比较,风沙土体积质量、pH、EC和可溶性盐分别降低了13.85%、1.07%、6.22%和6.92%;Hg、Cd、Cr和Pb离子分别降低了21.21%、40.00%、18.70%和21.94%;总孔隙度、团聚体和饱和持水量分别增加了13.35%、16.98%和13.35%;CEC、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效锌和有效钼分别增加了19.20%、25.93%、0.29%、1.89%、0.17%、2.08%和8.33%;真菌、细菌和放线菌分别增加了59.00%、41.94%和24.32%;蔗糖酶、脲酶和磷酸酶分别增加了57.51%、5.88%和10.35%;茄子单果重、单株果重、产量和施肥利润分别增加了5.27%、5.35%、3.01%和0.51×104元/hm~2。糠醛渣生态肥施用量与风沙土总孔隙度、团聚体、饱和持水量、有机质、速效养分和茄子产量呈显著的正相关关系;与体积质量、pH呈显著的负相关关系;糠醛渣生态肥施用量与茄子产量间的线性回归方程为y=51.2300+1.5151x–0.0408x2,经济效益最佳施用量为17.40 t/hm~2,茄子理论产量为65.24 t/hm~2。在风沙土上施用糠醛渣生态肥,有效的改善了土壤理化性质和生物学性质,提高了土壤有机质和番茄产量。     

侵蚀地形对马尾松林下土壤特性的影响

土壤是植被生长的重要物质基础,其分布和发育受土壤侵蚀的影响。红壤丘陵区马尾松林下土壤侵蚀严重,生态环境脆弱,探清该区马尾松林下土壤侵蚀对土壤分布及其特性的影响,对该地区的植被重建和生态恢复具有重要意义。基于调查取样和分析测试获取的数据,采用统计和灰色关联度分析法分析侵蚀地形对红壤丘陵区马尾松林下土壤特性的影响。结果表明:不同侵蚀地形的土壤特性差异显著,相对于山脊坡和鞍部坡,切沟土壤理化性质的大部分指标含量最高,微生物数量最多,土壤酶活性最大;不同侵蚀地形的土壤特性指标间的相关性差异较大,与山脊坡和鞍部坡相比,切沟的土壤理化性质指标与土壤酶及微生物指标的显著正相关明显增多,土壤特性与切沟的关联度也最高;切沟形成的微环境提升了土壤特性,为植被恢复提供了有利的条件。因此,加大侵蚀沟的环境研究可为快速恢复该地区的土壤与植被提供科学依据。     

香梨幼林园在不同灌溉条件下生长的动态变化相关分析

在香梨3年生幼林园内,进行了常规沟植、渠道内外二侧种植的土壤贮水量和树木新梢生长量、叶片生长状况变化的测定。结果表明,渠外行的土壤贮水量和生长状况均好于沟植和渠内行。揭示了影响树木生长的不同灌溉条件的土壤水分状况和过程。提出了生产中要提倡渠外行栽种香梨,保持沟植香梨,放弃渠内行栽植香梨的生产模式理论依据。     

轮作模式对滩涂土壤有机碳及团聚体的影响

通过3年的田间试验,对比研究了在不施肥及施等量氮肥处理下,水旱轮作、旱旱轮作方式对苏北滩涂轻度盐渍化农田土壤脱盐、土壤有机碳、土壤团聚体的影响。结果表明:相同盐分背景条件下,水旱轮作、旱旱轮作两种利用方式下土壤盐分平均分别下降30%和10%,p H分别下降3%和0,水旱轮作更有利于滨海滩涂轻度盐渍化土壤的快速脱盐及降碱。两种轮作模式下土壤有机碳及大团聚体(2.0 mm)含量均随耕作年限而增长,且在不施肥和施肥的情况下,水旱轮作0~10 cm土层的土壤有机碳增长分别高于旱旱轮作约83%和75%;而大团聚体含量相比旱旱轮作分别高出11%和26%。水旱轮作模式对滨海滩涂盐渍化土壤的脱盐、增碳以及结构改良上均显著好于旱旱轮作模式。     

准东地区土壤风蚀影响因子分析与风蚀量估算

为阐明准东地区土壤风蚀现状及影响因子,通过实地采样,结合气象、土地利用数据、DEM、遥感影像,从气候因子、地形因子、土壤因子以及植被盖度4个方面进行分析,利用GIS平台结合WEQ经验模型对各因子叠加计算的土壤风蚀状况进行分级,并对各侵蚀等级进行评价分析。结果表明:气候、土壤及植被盖度共同影响该区域的土壤风蚀状况。受各因子的影响,准东地区风蚀分级状况比较明显,侵蚀强度由南向北呈增强趋势,主要表现为重度侵蚀,占研究区面积的43.02%。该区域平均侵蚀模数为4 470.64t/(km2·a),风蚀量达9 969.53万t。为验证模型的准确性,利用137 Cs示踪法推算的风蚀模数与模型值进行对比,结果表明模型计算值与137 Cs示踪法估算值间的平均相对误差7.78%,证明该模型在研究区具有很好的适用性。     

基于调亏理论和模糊控制的寒地水稻智能灌溉策略

为了精确判断寒地水稻需水量并建立合适的智能灌溉策略,进行适时适量灌溉,实现寒地水稻优质高产,设计了基于调亏理论和模糊控制的寒地水稻智能灌溉策略。该智能灌溉策略主要包括模糊控制灌溉和预测灌溉两部分。其中,模糊灌溉模块是二级模糊控制过程,通过一级模糊控制确定当前土壤最佳湿度,二级模糊控制器以当前土壤湿度与最佳土壤湿度的差值和环境温度作为模糊控制器的输入量,建立多因素控制规则库,实现灌溉时间模糊控制。预测灌溉设计通过实时环境数据计算出农田蒸发蒸腾量和土壤渗透系数,建立土壤水分含量变化函数,预测何时需要灌溉。在黑龙江省方正县水稻研究院的田间试验发现,调亏灌溉节水率为20.5%,水稻的结实率和产量也高于人工灌溉,分别提高了4%和8%,说明该策略能有效防止水资源浪费,对降低农业生产成本、提高产量、改善寒地水稻品质有重要的意义。     

盐碱地后悬挂随动式打孔通气机的设计与试验

针对现有盐碱土改良措施工程量大,农业生产成本高的问题,设计了一种后悬挂随动式打孔通气机,用于疏松土壤,提高土壤通透性,改善土壤环境。分析了该机器的组成及工作原理,建立了五杆打孔机构运动学模型,研究了打孔轨迹形成的机理,在确立关键部件约束条件的基础上,结合工作原理和运动特性,获得了打孔部件和随动装置的结构参数,及不同打孔深度下的最佳机组前进速度。借助Matlab软件进行了打孔通气机打孔过程仿真分析,结果表明：在最佳机组前进速度下,打孔过程中的打孔针摆动角度在?2.2°～2.3°之间变化,垂直性较好。基于理论与仿真分析,设计了后悬挂随动式打孔通气机样机,并对样机打孔特性进行了试验分析,试验结果表明样机打孔特性与理论分析结果一致,试验结果如下：样机作业速度为3～5 km/h时,成孔与水平方向的夹角均值在86.4°～88.5°之间,变异系数小于1.6%,垂直性较好,同时打孔密度为51～128孔/m2,工作效率为3600～6000 m2/h。该研究可为开展盐碱土机械化改良提供参考。