半梯形隶属函数下土壤养分流失的模糊数学模型——以皖南山区为例

研究旨在通过皖南山区土壤检测报告给定的一些数据和信息分析养分流失程度,为合理的土壤养分管理提供可靠依据,采用指导性抽样选取样本,利用半梯形隶属度函数构建模糊数学模型,结合变异系数法,计算出不同地形类别的土壤养分流失程度。研究结果表明:以MATLAB仿真软件生成土壤养分的分布情况为直观依据,构建模糊数学模型发现多坡地的丘陵区域土壤养分流失最为严重。该模型的分析结果更贴近该地区土壤养分现状。研究验证了模糊数学模型在山区耕地土壤养分流失研究中的实用性。该模型能够很好的评估出土壤养分流失程度,为科学施肥护壤提供了理论依据。     

长期保护性耕作对冬小麦氮素积累和转运的影响

基于长期定位耕作试验(2006—2016年),探讨长期传统翻耕、免耕和深松耕作对冬小麦关键生育期0~100 cm土层土壤含水率的影响,分析长期免耕和深松耕作下冬小麦植株氮素积累和转运的特性。试验结果表明:长期免耕和深松耕作较传统翻耕均不同程度提高了0~100 cm土层土壤含水率,但在较干旱年份,不同生育期免耕蓄水保墒效果优于深松耕作。从冬小麦扬花期到成熟期,无论何种耕作方式氮素在茎和叶中的分配比例逐渐减小,在穗中的分配比例逐渐增大。扬花期,与传统翻耕相比,连续2 a免耕分别提高茎、叶和穗的平均氮素积累量44.3%、80.5%和70.9%,而连续2 a深松耕作未呈现显著变化;成熟期,连续2 a免耕和深松耕作较传统翻耕均显著降低了茎的平均氮素积累量,增加了籽粒的平均氮素积累量(P0.05),且免耕优于深松耕作。此外,与传统耕作相比,免耕显著提高冬小麦植株营养器官氮素转运量、转移率和营养器官对籽粒的贡献率(P0.05),而深松耕作仅在较干旱年份未明显提高冬小麦植株营养器官转运量和对籽粒的贡献率。综上,长期深松耕作并不能持续促进冬小麦植株氮素积累与转运,对于干旱少雨年份免耕优于深松耕作。     

灌水施氮方式对玉米生育期土壤NO3--N时空分布的影响

在干旱区大田条件下,以制种玉米\"金西北22号\"为供试材料,采用交替灌水、固定灌水、均匀灌水和交替施氮、固定施氮、均匀施氮二因素三水平的完全组合方案,在拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期和成熟期对0~100 cm土层分层监测植株正下方、植株正南侧和植株正北侧的土壤NO_3~--N含量。结果表明:监测时期内,植株南、北两侧较植株下和0~40 cm土层较40~100 cm土层的土壤NO_3~--N含量时空分布受灌水施氮方式影响更大。固定灌水固定施氮下,水氮同区时土壤NO_3~--N在施氮侧下移,而水氮异区时土壤NO_3~--N在施氮侧累积。灌浆期,40~80 cm土层的植株下,与均匀灌水相比,交替灌水下不同施氮方式的土壤NO_3~--N含量减少9.9%~14.4%。交替灌水均匀施氮或交替灌水交替施氮使得土壤NO_3~--N在较长时间内维持在0~40 cm土层周围,成熟期二者0~100 cm土层的土壤NO_3~--N残留量相近,但较其他处理减少11.7%~27.3%。综上,交替灌水均匀施氮或交替灌水交替施氮使玉米生育期土壤NO_3~--N含量时空分布比较合理,成熟期土壤NO_3~--N残留量较低。     

黄土堆积体植物篱减沙效益与泥沙颗粒分形特征研究

为探究植物篱措施对工程堆积体边坡的减流减沙效益及其对侵蚀泥沙颗粒分形维数的影响,以堆积体未防护边坡为对照,以不同放水流量对不同坡度堆积体植物篱防护边坡进行了放水冲刷试验。结果表明:与对照相比,植物篱边坡初始产流时间滞后100~500 s,其产流率、产沙率整体均较小,产流率在时间尺度上表现为间歇性波动上升;植物篱减流效率在4%~60%之间,减沙效率范围在15%~50%之间,减流减沙效率均随坡度和放水流量的增加呈幂函数形式减小;各处理侵蚀泥沙颗粒中粉粒均占主导地位,黏粒次之,砂粒含量最少。与对照小区相比,植物篱防护边坡侵蚀泥沙砂粒体积分数降低,黏粒和粉粒体积分数升高;黏粒富集率增加,砂粒富集率减小,泥沙颗粒分形维数增大。分形维数与黏粒和砂粒体积分数之间均呈极显著线性相关,侵蚀泥沙颗粒分形维数主要由黏粒体积分数决定。     

崩岗崩积体坡面糙度及其与侵蚀方式的耦合影响研究

崩岗崩积体是崩岗的主要沙源地。基于人工模拟降雨试验及三维激光扫描技术,研究崩岗崩积体坡面侵蚀过程。研究表明:利用三维激光扫描的点云数据能定量分析降雨前后坡面水蚀特征。全坡面及各坡位均为片蚀总量大于细沟侵蚀总量,但各坡位的侵蚀强度有所差异,其细沟侵蚀强度由大到小表现为下坡、中坡、上坡,片蚀强度由大到小表现为上坡、中坡、下坡。坡面空间糙度由大到小大致呈现下坡位、中坡位、上坡位,坡面侵蚀方式可影响坡面糙度值及变化趋势,而坡面糙度亦能影响各侵蚀方式的侵蚀强度。整个降雨时段内全坡面侵蚀量最大、产沙量次之,沉积量最小,受坡面糙度变化影响,全坡面侵蚀、产沙量均呈现递减趋势。而上坡位的侵蚀、产沙量无明显变化,中、下坡位的侵蚀、产沙量呈对数减小趋势。此外,除上、下坡位沉积量间存在显著差异外,各坡位间侵蚀量、产沙量均无显著差异。     

蔗园土壤速效磷丰缺临界值的研究

以赤红壤为研究对象,通过甘蔗盆栽试验,利用Olsen和Mehlich3方法,研究甘蔗土壤速效磷的临界值及丰缺情况.结果表明:当土壤Olsen-P含量低于13.7 mg/kg或Mehlich3-P含量低于15.4 mg/kg时,甘蔗植株的生长量随土壤速效磷含量的增加而显著增加.甘蔗地上部干物质相对产量与土壤速效磷含量的关系可以用一元二次响应方程来拟合,Olsen-P的响应方程为:y=0.319 8x2+12.263x-15.471,决定系数R=0.9767**;Mehlich3-P的响应方程为:y=0.236 6x2+10.532x-12.794,R=0.975 8**.以最高产量的95%作为临界产量,计算得到蔗园土壤Olsen-P和Mehlich 3-P丰缺临界值分别为14.5、16.0 mg/kg.     

西北地区退耕还林工程对粮食生产与农民生计的影响

[目的]评估西北地区退耕还林工程对粮食生产与农民收入的影响,为西北地区退耕还林工程实施的有效性和可行性提供依据。[方法]以西北地区各省(区)退耕还林面积、粮食播种面积、粮食产量、农民纯收入、黄河流域径流量和土壤侵蚀总量为基础数据,运用SPSS及Excel数据库技术开展分析。[结果]退耕还林直接造成西北地区粮播面积减少,粮食总产量下降,但农民纯收入逐年增加;退耕还林面积大小与粮播面积大小和粮食产量多少呈负相关关系,与农民纯收入呈正相关关系;黄河流域径流量随着退耕还林面积的增加而增加,二者呈正相关关系;土壤侵蚀量随着退耕还林面积的增加而减少,二者之间呈负相关关系。[结论]退耕还林生态工程对西北地区粮食生产的影响不大,促进农户增收的同时起到了保持水土,改善生态环境的重要作用。     

生物质碳对设施西芹根际微生物及土壤酶活性的影响

施用生物质炭是提高作物产量和改善土壤质量的有效措施。研究了不同用量的生物质炭对宁夏设施土壤微生物环境及酶活性的影响,结果表明:生物质炭能增加土壤中细菌、真菌和放线菌、微生物量N、C的含量,且在西芹定植期反应敏感,比较定植时期各指标隶属函数发现,TR2生物炭用量在西芹定植时期优化土壤环境效果最佳,利于西芹的生长,因而产量最高;西芹收获时,各处理的隶属函数值均高于对照,以TR5土壤综合理化性状更优,但TR5在苗期综合表现不佳,产量较低,说明高用量的生物炭在使用初期或有抑制作用,因此在宁夏设施中使用生物质炭建议用量为4 500~6 750 kg/hm~2。     

河套地区春小麦向日葵复种对土壤盐分及农田生产力的影响

为降低河套灌区土壤盐分,充分利用光热资源,提高土地生产力,在坝楞村试验站以春小麦、玉米和向日葵单作为对照,春小麦收获后及时移栽向日葵,监测并分析春小麦-向日葵复种对耕层土壤盐分、作物产量、产值和固化热能等的影响。结果表明,春小麦-向日葵复种耕层土壤盐分较春小麦、玉米和向日葵单作分别降低了32.52%,16.70%和24.92%;等价籽粒产量分别提高了107.25%,23.20%和17.28%;籽粒固化热能分别提高了105.35%,6.06%和18.31%;总等价产量分别提高了126.01%,3.86%和3.21%。春小麦-向日葵复种的等价秸秆产量较春小麦单作提高了252.19%,较玉米单作降低35.94%,较向日葵单作降低30.01%,秸秆固化热能较春小麦单作提高了91.84%,较玉米单作降低了10.05%,较向日葵单作提高了4.08%;总固化热能较春小麦单作提高了98.40%,较玉米单作降低了5.82%,较向日葵单作提高了7.83%。复种移栽的向日葵经济系数显著高于单作的向日葵。春小麦-向日葵复种的总产值较春小麦、玉米和向日葵单作分别提高了143.35%,102.33%和3.19%,总净产值较春小麦单作提高了176.15%,较玉米单作提高了116.55%,较向日葵单作降低了13.26%。春小麦-向日葵复种的总净产值虽然低于向日葵单作,但可降低土壤盐分,故春小麦-向日葵复种在河套灌区有一定的发展前景。     

不同地表覆盖措施对土壤水热特性及玉米生长发育的影响

为探究不同地表覆盖措施在半干旱地区旱作农业生产中的适宜性,在宁夏盐池县进行随机小区试验,设置了4种不同地表覆盖措施(地膜覆盖、砾石覆盖、牲畜粪便覆盖、秸秆覆盖)和对照(无覆盖)对土壤含水量与土壤温度的影响,并比较了玉米的出苗率以及生长状况的差异。试验结果表明:1)地膜覆盖和砾石覆盖具有较好的增温效果,有利于提高玉米的出苗率和促进玉米拔节,并有利于延长作物的生长期;2)4种不同覆盖措施均有一定的保持土壤水分效应,其中牲畜粪便覆盖效果显著;3)4种不同覆盖措施都显著增加了不同生育期玉米的株高、茎粗和叶面积值;4)与对照相比,4种覆盖措施均显著提高了玉米的产量,其中以牲畜粪便覆盖最高,砾石覆盖和地膜覆盖产量次之,秸秆覆盖玉米产量最低。因此,本研究认为当地最适宜的地表覆盖措施为牲畜粪便覆盖,其次为砾石覆盖。