张 军,, 李占斌,, 李 鹏, 王飞超, 汤珊珊, 王 丰
2017(1):1-4. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.001
摘要:通过对降雨移动方向上不同雨强和降雨历时的研究,揭示移动降雨坡面产流产沙关系及其变化规律,采用2个降雨移动方向(沿径流向上和向下移动)、2个雨强(1.35,2.75 mm/min)和2个降雨历时(60,120 min)在室内进行模拟移动降雨试验,分析不同降雨移动方向、不同雨强和降雨历时坡面产流产沙特征。结果表明:(1)向上移动降雨,相同历时(相同雨强)条件下,大雨强(长降雨历时)初始产流时间为140 s(240 s),比小雨强(短降雨历时)提前165 s(65 s)。(2)向下移动降雨,雨强越大,降雨历时越短,产流产沙曲线越陡峭;产流和产沙量达到峰值的时间一致。(3)与向上移动降雨相比,向下移动降雨初始产流平均时间、产流和产沙达到峰值的平均时间分别滞后了2 210,2 468,2 948 s;产流和产沙总量分别减少了13.08%~74.90%和42.95%~84.24%,但产流和产沙峰值大小没有明显变化规律。(4)不同降雨移动方向,坡面累计产沙量和累计产流量之间的函数表达式不同。
高 磊,, 饶良懿,, 崔飞波, 李志斌, 杜柳红, 刘利峰
2017(1):5-11. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.002
摘要:通过对山西省长治市白马小流域的1个标准小区和4个植物措施小区近5 a(2006—2010年)的降雨和径流泥沙观测,研究太行山土石山区的降雨特征以及不同类型降雨对典型植物措施小区径流泥沙的影响。结果表明:(1)太行山土石山区侵蚀性降雨主要集中于5—8月份,7—8月份侵蚀性降雨次数占侵蚀性降雨总次数的54.55%,侵蚀性降雨量占侵蚀性降雨总量的61.19%,故该时期是防治水土流失的关键时期;(2)径流量R与降雨量P、最大30 min降雨强度I30、降雨量和最大30 min降雨强度的乘积PI30呈正相关且在0.01水平上显著;侵蚀产沙量E与最大30 min降雨强度I30、径流量R、降雨量和最大30 min降雨强度的乘积PI30之间呈正相关且在0.01水平上显著;(3)在不同类型降雨条件下,4种典型植物措施的减流效益在17.18%~91.86%之间,差异明显;在B类型降雨条件下各措施的减流效益最低,分别是乔木43.38%、灌木24.44%、人工种草26.59%、自然荒坡17.18%,在E类型降雨条件下各措施的减流效益最大,分别是乔木89.29%、灌木91.86%、人工种草75.56%、自然荒坡66.22%;(4)在不同类型降雨条件下,减沙效益:乔木林>灌木林>人工种草>自然荒坡;降雨量最大的A类型降雨和最大30 min降雨强度最大的B类型降雨对植物措施减沙效益影响显著。研究结果表明,在该地区不同类型降雨条件下4种植物措施的减流减沙效益明显,能够有效防治水土流失。
程甜甜 , 张兴刚 , 李亦然, 李小倩, 张永涛
2017(1):12-16. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.003
摘要:为探求鲁中南山丘区坡面侵蚀规律,选取山东省泰安市药乡小流域,以4个坡面径流小区的降雨、径流、泥沙实测资料为基础,探究不同措施下各小区产流产沙的差异性和导致产流的降雨量临界值,并利用相关分析方法探究径流泥沙与降雨的相关关系。结果表明:(1)导致径流产生的降雨量临界值表现为裸地<农地<草地,草地临界降雨量分别比梯田种植、横坡种植、裸地高0.2,2.8,3.8 mm;(2)在相同的降雨条件下,各小区产流产沙均为裸地最大,其中产流量约为农地的1.3~4.3倍,约为草地的2.8倍;产沙量约为农地的3.1~10.4倍,约为草地的77.6倍;产流开始时间以裸地最早,草地最晚,二者之间相差37 min,结束时间正好相反;(3)通过对不同降雨因子与产流产沙进行皮尔逊相关分析,除降雨历时(D)外,其它降雨因子均与产流、产沙量有较好相关性,其中与降雨量(P)相关性最强。
樊才睿 , 李畅游 , 孙 标 , 史小红 , 杨 芳 , 王静洁 , 韩知明
2017(1):17-23. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.004
摘要:为了探究不同放牧制度对干旱半干旱地区草原土壤磷元素流失的影响,以呼伦贝尔砂质草原为研究对象,通过设置不同降雨强度,选择自由放牧、轮牧、休牧草场进行人工模拟降雨试验,并利用混合深度模型模拟磷流失过程。结果表明:在4种雨强下,自由放牧草场总磷流失量最大,且是休牧草场的1.31~1.50倍,是轮牧草场的1.59~1.74倍。颗粒态磷为草场土壤磷素的主要流失形式,其含量为溶解态磷的2.2~3.7倍。混合深度模型模拟结果显示,不完全混合模型的优于完全混合模型,并且在雨强较高情况下的模拟效果较优。在雨强小于1.5 mm/min降雨事件中,放牧制度对磷元素流失影响显著(p<0.05),轮牧草场磷流失最少。因此,适当的将呼伦贝尔草原自由放牧草场向休牧和轮牧草场转变,将有利于减少草场磷元素流失及草原生态可持续发展。
2017(1):24-29. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.005
摘要:在陕西省长武县黄土高原农业生态试验站进行了在相同的上方来水量18 L/min条件下3种不同腐殖酸类(NHA、BFA、FA)的黄土坡面侵蚀和养分流失的试验,分析了不同腐殖酸类及不同量的同一腐殖酸对土壤侵蚀和养分流失的影响。结果表明:不同量的NHA处理下,径流量均随时间的增加而增加,NHA浓度150,300 g/㎡的坡面径流量是500g/㎡的坡面径流量的1.14,1.08倍,含沙率和Br-浓度均随时间的增加而减少,累积径流量、累积泥沙量、累积流失量均随用量的增加而减少,150,300g/㎡的坡面累积泥沙量是用量500g/㎡的2.16,1.87倍,累积Br-流失量是用量500g/㎡的1.38,1.23倍,用量500g/㎡HA对防止土壤侵蚀和养分流失的效果最佳;不同浓度FA处理下,径流量随时间的增加而增加,FA浓度为0.1,0.03%的累积径流量是浓度0.05%的1.19,1.33倍,含沙率和Br-浓度大体随时间的增加而减少,累积径流量、累积泥沙量、累积流失量均随浓度的增加先减少后增加,浓度0.1,0.03%的累积泥沙流失量是浓度0.05%的3.03,4.09倍,累积Br-流失总量是0.05%Br-流失总量的1.1,1.26倍,浓度0.5%FA对防止土壤侵蚀和养分流失的效果最佳;不同浓度BFA处理下,径流量随时间的增加而增加,BFA浓度0.1,0.05%的坡面累积径流量是浓度0.03%的1.15,1.1倍,含沙率和Br-浓度随时间的增加而减少,累积径流量、累积泥沙量随浓度的增加而增加,累积流失量随浓度的增加先减少后增加,浓度0.1,0.05%累积泥沙量是0.03%累积泥沙总量的1.36,0.49倍,Br-流失总量是0.05%Br-流失总量的4.06,3.5倍,浓度0.5%BFA对防止土壤侵蚀和养分流失的效果最佳;综合考虑3种不同腐殖酸类防止坡面侵蚀和养分流失效果BFA>FA>NHA。
2017(1):30-36. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.006
摘要:为有效防治紫色丘陵区坡耕地水土流失和面源污染,采用径流小区定位观测法研究不同土壤管理措施下坡耕地产流产沙、养分流失及作物产量特征,进一步揭示生物炭、聚丙酰胺和玉米秸秆覆盖措施对紫色土坡耕地氮磷养分流失的控制效应。结果表明:(1)与背景值相比,土壤养分含量增幅表现为SM(玉米秸秆覆盖)>PAM(聚丙酰胺)>BC(生物炭),表明玉米秸秆覆盖措施改善土壤养分效果最优,其次为聚丙烯酰胺。(2)不同土壤管理措施控制地表产流产沙的效应均表现为SM>PAM>BC。BC、PAM、SM措施产流量分别减少0.00%~54.55%,0.00%~85.79%,0.00%~92.39%,产沙量分别减少2.67%~47.78%,5.87%~77.90%,11.47%~90.17%。在中、大雨条件下保护措施减流减沙效应显著,而暴雨、大暴雨可削弱减流减沙效益。(3)不同土壤管理措施控制氮素流失效应大小为SM>PAM>BC。与对照相比,在中、大雨条件下,全氮流失量降低16.24%~76.29%,水解氮流失量降低6.21%~81.93%;而在暴雨、大暴雨条件下,全氮流失量分别减少(-11.74%)~11.99%;水解氮流失量则分别降低(-9.87%)~17.39%。表明玉米秸秆覆盖措施控制氮素流失效果最佳。(4)不同土壤管理措施控制磷素流失的效应差异明显。在中、大雨条件下,BC、PAM和SM控制全磷流失效应显著(15%~81.44%),而在暴雨、大暴雨条件下其效应削弱((-6.68%)~10.98%);与对照相比,不同土壤管理措施对玉米籽粒增产效应为SM(29.43%)>PAM(19.01%)>BC(12.66%)。生物炭、聚丙酰胺和玉米秸秆覆盖措施均可有效控制坡耕地土壤养分流失,其中玉米秸秆覆盖措施控制效应最佳。
2017(1):37-42. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.007
摘要:为揭示不同粒径团聚体坡面溅蚀规律,以第四纪黏土发育红壤为研究对象,通过室内人工模拟降雨试验(雨强75 mm/h,历时45 min)研究<0.25,0.25~0.5,0.5~1,1~2,2~5 mm粒径团聚体溅蚀规律,系统分析了降雨条件下各粒径团聚体破碎、溅蚀率变化、溅蚀搬运量以及溅蚀搬运后的空间分布特征。结果表明:(1)降雨条件下团聚体粒径越大越容易破碎,除2~5 mm团聚体破碎量高达96.06%外,<2 mm团聚体破碎量均小于50.00%。(2)<0.25 mm团聚体溅蚀率具有陡涨陡落特点,表土结皮发育迅速;0.25~0.5 mm团聚体溅蚀率陡涨缓落,表土泥浆化过程明显;0.5~5 mm团聚体溅蚀率则能保持较长时间的增长,随后降低。(3)不同粒径团聚体溅蚀总量、上下坡溅蚀量与净搬运量变化趋势一致,一次降雨过程中,溅蚀搬运量峰值出现在粒径0.25~0.5 mm范围内,而后随着粒径的增大逐渐降低。(4)团聚体粒径越小,溅蚀搬运后的平均重量距离越大,各粒径团聚体溅蚀量基本全部分布在半径60 cm范围内。研究结果能为降雨侵蚀防治及侵蚀过程模型提供理论参考。
2017(1):43-48. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.008
摘要:研究川中丘陵紫色土区坡耕地玉米全生育期地表径流及其氮素流失特征,以期为坡耕地氮素流失预测和有效防控提供理论依据。采用人工模拟降雨与微小区(1 m×2 m)相结合的方法,降雨强度设置为1.0,1.5,2.0 mm/min,分别在玉米苗期、拔节期、抽雄期和成熟期进行人工模拟降雨。结果表明:玉米全生育期地表径流量及其氮素流失量随降雨强度的增加而增加。不同降雨条件下,玉米全生育期地表径流总量表现为苗期显著高于其它生育期。玉米拔节期地表径流中氮素平均流失浓度高达16.36 mg/L;地表径流中氮素平均流失量在玉米苗期最高,为10.24 mg/m2,而抽雄期仅为2.97 mg/m2。玉米苗期地表径流中铵态氮流失量最大,成熟期地表径流中硝态氮流失量最大,抽雄期硝态氮和铵态氮流失量均最小;玉米全生育期地表径流中硝态氮为氮素流失的主要形态,占总氮的77.98%~97.85%。玉米拔节期氮素流失浓度最高,而苗期为氮素输出负荷量最大,苗期和拔节期地表径流中氮素流失易造成地表水体富营养化,可通过控制基肥、追肥的施入量和增加地表覆盖度减少氮素流失。
2017(1):49-54. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.009
摘要:以黑龙江省东部山地天然次生林为研究对象,采用野外染色示踪法、统计分析相结合的方法,应用Photoshop Cs5,Image pro Plus6.0图像处理软件,分析天然次生林下优先流区和基质流区土壤特性差异。结果表明:黑龙江省东部山地天然次生林土壤优先流现象极为明显,主要以大孔隙流、指流以及管流为主。表层土壤孔隙间的连通性好,水分运动过程变得相对均匀,不易于发生优先流。10—45 cm土层范围内,染色路径不再整体均匀扩散,表现出明显的优先运移特征,产生优先流,并表现出了一定的环绕特性。从土壤表层到底层,染色区非毛管孔隙度比未染色区高0.3%~2%。非毛管性孔隙可视为大孔隙,是产生优先流的主要原因。0—40 cm土层范围内,染色区土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量均高于未染色区,染色区土壤容重均低于未染色区。20—40 cm是该地区天然次生林土壤产生“优先路径”最明显的土层。在此范围内优先流区土壤入渗速率明显大于基质流区,证明该区土壤特性差异是黑龙江省东部山地天然次生林优先流产生的主要原因。
2017(1):55-60. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.010
摘要:农作物在生长过程中其根系对土壤的固持作用可以减轻坡耕地土壤的养分流失,测定农作物根系对径流中养分流失的影响可以从侧面评价不同作物的水土保持作用。选取云南主要农作物玉米、马铃薯为研究对象,测定了不同种植模式下作物生育期内坡耕地的产流次数、产流量、土壤侵蚀量、径流中养分流失量以及通过采用剪切箱,在农作物生育期对玉米、马铃薯单作与间作等3种种植模式下的作物根系特征进行了测定。结果表明,在常规管理条件下,与单作模式相比,间作模式具有明显减轻水土流失的作用。玉米马铃薯间作产流次数较马铃薯单作、玉米单作分别减少4次和2次;在开花期,玉米马铃薯间作处理较马铃薯单作、玉米单作处理产流量分别减少了20.49%,27.15%;成熟期玉米马铃薯间作处理较马铃薯单作、玉米单作处理土壤流失总量分别减少了49.67%,40.31%;在成熟期,玉米马铃薯间作处理径流携带总磷养分流失最少,较马铃薯单作、玉米单作处理分别减少了78.06%,73.98%。成熟期玉米马铃薯间作处理的根长、根表面积、根体积与马铃薯单作、玉米单作处理的根长、根表面积、根体积达到显著水平(P<0.05),间作处理较马铃薯单作、玉米单作处理根长分别增加了80.06%,73.54%。在全生育期,玉米马铃薯间作处理的根长、根表面积、根体积与径流中总氮养分流失量分别达到显著负相关和极显著负相关,说明间作种植模式下农作物根系较单作更发达,更有利于控制养分流失。
杜祥运,, 梁永哲,, 夏振尧, 夏 栋, 许文年 , , 王英琨
2017(1):61-67. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.011
摘要:为了解不同植被类型及覆盖度对碎石土壤坡地养分流失途径的影响,采用模拟径流小区降雨,研究了6种植被配置模式下地表径流、壤中流及侵蚀泥沙氮、磷养分流失特征。结果表明:植被覆盖坡地氮流失量比裸地减少了0.91~4.60倍,磷流失量减少了6.25~63.9倍,养分控制效果排序为:草灌>草本>灌木>裸地。6种植被配置下的地表径流、壤中流及侵蚀泥沙养分流失量存在显著差异:裸地氮、磷的主要损失途径是侵蚀泥沙,灌木是地表径流,草本与草灌结合处理则是地表径流和壤中流;而草本、灌木以及草灌结合土壤磷的主要损失途径是侵蚀泥沙与地表径流共同作用的结果。不同植物覆盖措施对含碎石土裸地氮、磷的流失起到显著的截留作用,主要通过由侵蚀泥沙向非侵蚀泥沙途径转化而实现对氮磷的截留。灌木覆盖度与地表径流的氮磷流失量、径流总量的氮磷流失量之间呈现显著的正相关性,与壤中流的氮磷流失量呈现显著的负相关性。
方荣杰 , , 朱晓锋, 徐勤学, 江斌伟 , 韩 旭
2017(1):68-73. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.012
摘要:为揭示不同耕作措施对喀斯特地区坡耕地产流产沙的影响,采用独立设计土仓、室内人工模拟降雨的方法,通过设定一定雨强下研究不同耕作措施对西南岩溶区裸坡耕地径流与土壤流失特征。结果表明:雨强为63 mm/h,坡度小于10°时,翻耕措施能够加快地下孔隙的产流时间,而免耕能够滞缓其产流,翻耕的产沙量为免耕的66%;当坡度大于10°时,翻耕措施能够延缓地下孔隙的产流时间,而免耕则加速其产流,翻耕的产沙量分别为免耕的16%和6%。雨强为100 mm/h,坡度小于10°时,随着坡度的增大,翻耕措施会加速地下孔隙流的汇流过程,免耕的产沙量是翻耕的41%;坡度大于10°时,翻耕措施能延缓地表径流的汇流过程,且翻耕的产沙量为免耕的68%和0.9%。同一坡度和雨强下,翻耕措施较免耕措施可减少土壤随径流流失。
2017(1):74-79. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.013
摘要:崩岗的侵蚀过程主要是通过崩壁的坍塌作用来完成,崩壁土体的坍塌必然有水的参与,土体遇水将发生崩解现象,因此,研究崩壁土体坍塌需先研究其崩解特性。通过分层采集崩壁土体4个层次的土样,进行不同层次崩壁土体的理化性质和崩解特性测试分析,结果表明:(1)崩壁土体的4个层次(红土层、砂土层、碎屑层、碎石角砾残积层)的理化性质与风化壳的风化程度有密切联系,随风化程度的高低而有规律的变化。(2)在崩壁土体垂直剖面上,碎石角砾残积层的崩解速度最快,红土层最慢,崩解速度快慢表现为:红土层<砂土层<碎屑层<碎石角砾残积层;初始含水量对红土层、砂土层的崩解速度影响较大,对碎屑层、碎石角砾残积层的影响较少。(3)影响崩壁土体崩解特性的理化因子众多。其中对崩解速度有显著正相关影响的理化因子按相关系数大小排序为:砂粒含量、MgO、自然含水量、K2O、CaO、交换性钠、pH、Na2O、孔隙度、阳离子交换量;有显著负相关的理化因子按相关系数大小排序为:粘粒、Fe2O3、Al2O3、TiO2、SiO2、粉粒、有机质、游离氧化铁、游离氧化铝;只有交换性钙、饱和含水量、土粒比重、土粒干密度这4个因子与崩解速度的相关性不显著。崩壁不同层次土体的理化性质的分异性是崩解产生显著差异的基础,而崩壁土体崩解速度的层次分异性是崩壁坍塌的重要因素之一。
2017(1):80-84. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.014
摘要:通过野外调查与室内试验相结合的方法,选取不同坡度(10o,15o,20o)的针阔混交林、灌木林、园地、坡耕地、荒地5种土地利用类型,观测土壤抗剪强度指标、含水率、容重、干密度、总孔隙度、有机质、土壤团聚体MWD值(干筛和湿筛),运用模糊贴近度法和逐步回归分析法分析影响不同土地利用类型土壤抗剪强度的因素。结果表明:相同土地利用类型土壤黏聚力随着坡度的增加先增大后减小;在针阔混交林中,团聚体湿筛MWD值与土壤黏聚力的贴近度最大,在荒地中则是有机质,而在其他3个土地利用类型,容重与干密度对土壤黏聚力的贴近度较大;在针阔混交林、灌木林、荒地中,4种贴近度计算影响其土壤内摩擦角较大的因素为总孔隙度,而容重和干密度是影响园地和坡耕地土壤内摩擦角的重要因子;在针阔混交林中,建立基于干密度和容重的土壤抗剪强度方程(R2=0.865);在坡耕地中,建立基于干密度、容重和团聚体干筛MWD值的土壤抗剪强度预测模型(R2=0.964);在灌木林、园地、荒地中,对土壤抗剪强度影响显著的因子分别为干密度、团聚体干筛MWD值、容重。[1]
2017(1):85-90. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.015
摘要:为揭示三峡库区紫色土坡耕地草本植物根系对地埂土壤的固结作用的土力学机制,选取库区3种草本地埂植物为研究对象,对3种地埂植物根系的分布特征及抗拉性能研究,并分析3种地埂土壤的抗冲性和抗剪强度。研究结果表明,紫花苜蓿、蓑草、桂牧一号的根系总生物量分别为(79.37±1.26),(97.99±1.66),(71.76±1.96) g/m2,紫花苜蓿根系在0—10 cm土层分布最多,蓑草主要根系分布深度集中在10—20 cm,桂牧一号根系分布在0—30 cm土层深度范围内呈现出递增的趋势,在30—40 cm土层深度根系含量不到10%。3种草本地埂植物根系的平均抗拉力为桂牧一号(7.93 N)>蓑草(6.03 N)>紫花苜蓿(5.40 N),3种地埂植物根系单根抗拉力与根径呈幂函数关系,蓑草地埂植物根系的单根抗拉力与根径的相关性最高。3种地埂植物根系的抗拉强度表现为蓑草根系(45.91 MPa)>紫花苜蓿根系(19.68 MPa)>桂牧一号根系(15.28 MPa)。3种不同草本地埂植物根系间的抗拉力和抗拉强度差异达到显著水平(P<0.05)。3种植物地埂土壤的抗冲性变化为:蓑草地埂(85.28 L/ (min·g))>紫花苜蓿(69.47 L/(min·g))>桂牧一号(60.86 L/(min·g)),蓑草地埂土壤的抗冲性与紫花苜蓿和桂牧一号间存在显著差异(P<0.05)。3种草本植物地埂土壤的抗剪强度顺序为:蓑草地埂(115.49 kPa)>紫花苜蓿(91.73 kPa)>桂牧一号(75.14 kPa)。结果表明,蓑草地埂在三峡库区具有较好的固埂防蚀效果,在三峡库区坡耕地固结地埂土壤发挥重要作用。三峡库区草本植物固结地埂可为三峡库区坡耕地整治提供新思路。
王晨沣 , 张守红, 王 彬 , , 王玉杰 , 王云琦 , , 胡 波, 王 凯
2017(1):91-96. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.016
摘要:坡面土壤分离临界水动力参数的定量描述对完善土壤侵蚀物理模型具有重要意义。通过实测不同土壤前期含水量(5%~23%)和坡度(1°~10°)条件下黄壤坡面土壤分离临界水动力参数,并结合不同土壤含水量(3%~23%)对土壤抗剪强度的影响,综合分析及探讨不同土壤前期含水量、坡度和土壤抗剪强度与临界水动力特性的关系。结果表明:临界流量与不同土壤前期含水量和坡度呈幂函数减小关系,提出一种能够体现土壤前期含水量和坡度共同作用对临界水动力参数影响的预测方程。在坡度小于5°时,土壤前期含水量对临界水动力学参数影响较小,可直接采用简化的幂函数关系进行计算。土壤粘聚力随土壤含水量的增加先出现峰值后逐渐减小至稳定;与土壤粘聚力的变化趋势不同,土壤分离临界水动力参数则逐渐减小。
2017(1):97-102. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.017
摘要:为揭示耕地退耕成巨桉林后对土壤抗蚀性的影响,在野外调查和室内分析的基础上,以紫色土上栽培的6年生巨桉纯林、巨桉+果树、巨桉+粮食作物及农耕地土壤作为研究对象,利用主成分方法分析了影响巨桉林土壤抗蚀性的主要理化指标,同时结合灰色关联度构建了抗蚀性指数——土壤理化性质指标的耦合模型,对不同巨桉林的抗蚀性进行综合判定。结果表明,影响土壤抗蚀性的主要因子有>0.25 mm团聚体含量、容重、有机质、平均重量直径、水稳性指数、有效钾、碱解氮,其中>0.25 mm团聚体含量是决定土壤抗蚀性水平的最关键因素;平均重量直径和水稳性指数与土壤理化性质指标分别属于中等和较强关联,土壤理化性质对土壤抗蚀性的影响依次为>0.25 mm团聚体含量>碱解氮>有效磷>有机质>有效钾>容重;土壤抗蚀性与土壤理化性质系统的整体耦合水平属于弱协调,系统耦合协调程度为巨桉纯林(中度协调)>耕地(弱协调)>林粮(轻度不协调)>林果(轻度不协调)。研究结论可以为耕地退耕成巨桉林地的土壤抗蚀性评价提供一定的理论依据。
2017(1):103-108. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.018
摘要:以三峡库区王家桥小流域林地、耕地和园地为研究对象,结合染色示踪技术,利用图像处理软件技术,通过计算优先流形态特征参数,分析3种土地利用类型下高砾石含量紫色土的优先流形态发育特征。结果表明:砾石平均含量表现为园地>林地>耕地,土壤大孔隙平均半径随着深度的增加而减小。林地优先流运动深度可达60 cm,剖面染色区域呈现明显的不规则性,耕地染色深度集中在0—15 cm土层,染色区域分布均匀,但染色面积小,且存在大量的侧向流,园地染色范围广,优先路径连通性好。染色路径数表现为园地>林地>耕地,说明园地优先流发育较活跃,优先路径分化程度较高,染色路径宽度<20 mm的染色路径数量分布特征与染色路径总数分布特征相近,是紫色土壤中流染色路径的主要组成部分,壤中流类型主要为低相互作用大孔隙流。砾石和大孔隙特征共同影响土壤水分运动过程。
2017(1):109-115. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.019
摘要::以重庆市城镇建设活动形成的典型工程堆积体为研究对象,对工程堆积体边坡物理力学特性和入渗特征进行了研究,同时确定工程堆积体边坡的危险滑动面及安全系数。在工程堆积体边坡上、中、下设置采样点,采集土壤样品进行土壤物理力学性质分析,采用野外双环入渗法进行入渗过程研究,运用GEO-SLOPE软件分析工程堆积体边坡稳定性。结果表明:(1)工程堆积体粒度分布不均匀,且<2 mm粒径的含量随着堆放时间的增加而增大;各工程堆积体分形维数在2.04~2.47之间变化,且表现为上坡位>中坡位>下坡位。(2)工程堆积体饱和含水量随坡位下降呈逐渐增加趋势;入渗率随时间变化呈快速减小、缓慢减小、稳定入渗3个阶段,2 m、2 a和4 a堆积体稳定入渗率分别为4.53,3.17,7.02 mm/min。(3)不同堆放时间的工程堆积体剪切力和剪切位移的关系呈硬化型曲线;粘聚力和内摩擦角分别在16.43~31.88 kpa和2.23°~41.69°之间;不同堆放时间的工程堆积体安全系数均大于1.5,其稳定性大小依次为2 a>2 m>4 a,最危险滑动面的安全系数分别为1.77,2.23,1.66。比较而言,堆放2 a的工程堆积体稳定性最好,堆放2 m的次之,堆放4 a的堆积体稳定性最差。
2017(1):116-121. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.020
摘要:通过对福建三明地区米槠次生林和杉木人工林林内穿透雨和树干径流进行了对比分析,研究了2种林分类型对降雨再分配规律的影响及其关键影响因素。在研究区内分别选取了3个20 m × 20 m标准样地,同时设置了穿透雨和树干径流收集装置,每场降雨后测定相应的水量。结果表明:研究期内年降雨量为1 706.6 mm,米槠次生林和杉木人工林林内穿透雨量没有显著差异,总穿透雨量分别为1 204.0 mm和1 289.9 mm,分别占年降雨的70.6%和75.6%;米槠次生林树干径流量显著高于杉木人工林(p<0.05),两者的树干径流率分别为4.8%和2.7%;米槠次生林和杉木人工林的林冠截留率分别为24.7%和21.8%。林内穿透雨量与林冠郁闭度和叶面积指数呈负相关关系,说明林分郁闭度越高则穿透雨量越少。米槠次生林和杉木人工林林冠截留的差异主要受林冠开阔度和树皮结构的影响,因此树种差异显著改变了森林生态系统降水再分配模式。
2017(1):122-126. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.021
摘要:基于稳定同位素技术,对北京山区侧柏林蒸散各组分的d18O进行了确定,并定量区分了蒸散量中蒸腾量和蒸发量所占的比例。在对侧柏林大气水汽氧同位素组成dV进行原位连续观测的同时,选择典型晴天对侧柏枝条和土壤进行野外采样,并结合室内分析分别获得了枝条和土壤水中的氧同位素值。结果显示:(1)用Craig-Gordon方程估测的4个测定日dE介于(-20.26‰)~(-17.48‰),dS介于(-5.22‰)~(1.75‰),dV介于(-19.09‰)~(-16.21‰),dS>dV>dE。表明在蒸发过程中,土壤蒸发水汽18O明显贫化;(2)基于稳态假设,4个测定日侧柏林dT介于(-7.31‰)~(-2.09‰);用keeling曲线拟合的dET介于(-8.21‰)~(-3.84‰),且方程的相关性均大于0.89,dE
2017(1):127-133. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.022
摘要:杉木林是我国南方地区的主要造林树种,研究不同更新方式的杉木林固碳及水土保持功能对科学评价森林生态系统的生态服务功能具有重要意义。以赣西南杉木实生林和萌芽林为研究对象,通过野外样地调查和室内化学分析方法,揭示了不同龄组实生林和萌芽林的碳储量分配特征,为其可持续经营提供科学依据。结果表明:不同龄组杉木实生林乔木层碳储量均高于萌芽林乔木层碳储量。杉木实生幼龄林乔木层碳储量为9.63 t/hm2,中龄林为42.14 t/hm2,近熟林为69.15 t/hm2,成熟林为105.21 t/hm2;年均固碳量分别为1.69,2.63,3.01,3.39 t/hm2,不同龄组的树干碳储量分别占整个乔木层的50.36%,70.60%,73.86%,77.58%。杉木萌芽幼龄林乔木层碳储量为8.42 t/hm2,中龄林为23.58 t/hm2,近熟林为48.54 t/hm2,成熟林为75.26 t/hm2;年均固碳量分别为1.21,1.57,2.11,2.59 t/hm2,不同龄组的树干碳储量分别占整个乔木层的54.28%,66.12%,71.92%,73.70%。杉木实生林和萌芽林的土壤碳储量均是中龄林最低,成熟林最高。实生林各龄组土壤碳储量大小为:成熟林(153.21 t/hm2)>近熟林(138.17 t/hm2)>幼龄林(128.30 t/hm2)>中龄林(113.11 t/hm2)。萌芽林各龄组土壤碳储量大小为:成熟林(154.03 t/hm2)>近熟林(138.28 t/hm2)>幼龄林(130.20 t/hm2)>中龄林(117.05 t/hm2)。在密度相近的情况下,除幼龄林外,同一龄组的萌芽林总碳储量均小于实生林。同一龄组实生林和萌芽林的乔木层碳储量均有显著性差异(p<0.05),而总碳储量幼龄林与中龄林无显著性差异,近熟林与成熟林有显著性差异。引起杉木实生林和萌芽林碳储量分配差异性的主要原因是生长规律和经营管理的不同。总体而言,萌芽林的林下植被组成丰富,灌木层、草本层和凋落物层的固碳能力较强,在水土保持功能方面要优于实生林。
张英俊, 王云琦 , , , 张会兰 , , 魏天兴, 王玉杰 , ,
2017(1):134-139. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.023
摘要:为探讨亚热带季风性湿润气候地区降水对土壤呼吸的影响,于2014年选取重庆市缙云山自然保护区内的针阔混交林为研究对象,通过人为拦挡和增水的方式模拟不同降水输入量对土壤呼吸速率的影响,包括达到土壤含水量的70%(增水70%,70%A),100%(增水100%,100%A),130%(增水130%,130%A)及对照和零降水5种情况。结果表明:(1)不同降水处理下土壤呼吸速率日变化均呈单峰变化曲线,并在12:00~14:00之间达到最大值;其年内月变化也为单峰曲线,于8月份达到最大值,12月份达到最小值。(2)适当增水可以提高土壤呼吸速率与10 cm深度土壤温度的Pearson相关性,但指数模型的拟合度以对照组最好,减水和过度增水都会减少其相关性;温度敏感性Q10值的变化情况与其相同。(3)土壤呼吸速率与10 cm深度的土壤含水量的相关性总体很低,但明显受到土壤水分条件影响,除零降水处理表现为极显著正相关外,对照组几乎不相关,增水处理转为明显的负相关,尤其增水130%后呈显著负相关。(4)在研究地区的自然环境条件下,增水100%时提高了土壤呼吸速率,也扩大了其变化范围,减水明显降低了土壤呼吸速率。
2017(1):140-145. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.024
摘要:采用实地调查与室内试验分析的方法,研究了松花江干流南岸支流阿什河源头4种类型红松人工林的枯落物与其土壤水文特性。结果表明:4种类型红松人工林枯落物总储量从大到小顺序为红松纯林(12.57 t/hm2)、水曲柳—红松林(9.96 t/hm2)、黄檗—红松林(8.27 t/hm2)和胡桃楸—红松林(6.35 t/hm2)。4种类型红松人工林枯落物最大持水率为391.87%~573.93%,降雨有效拦蓄率为262.71%~409.61%,大小排序均为胡桃楸—红松林、黄檗—红松林、水曲柳—红松林和红松纯林。各类型红松人工林枯落物持水量及持水率随浸水时间呈对数形式增长,吸水速率随浸水时间呈幂指数关系下降。在0—30 cm土层,土壤平均容重以胡桃楸—红松林(0.99 g/cm3)最小,红松纯林(1.04 g/cm3)最大,土壤总孔隙度均值以胡桃楸—红松林(58.77%)最大,红松纯林(56.22%)最小;土壤非毛管孔隙度均值范围为2.96%~5.85%,从大到小依次为胡桃楸—红松林、水曲柳—红松林、红松纯林和黄檗—红松林;土壤最大持水量和有效持水量的均值以胡桃楸—红松林最大,分别为587.67,58.47 t/hm2;土壤初渗速率、稳渗速率和渗透系数的均值也以胡桃楸—红松林最大,分别为3.64,2.78,1.10 mm/min。综合4种类型红松人工林枯落物层和土壤层的水文特性,林分保水蓄水能力以胡桃楸—红松林最强,红松纯林最弱。研究结果可为研究地区的水土保育提供论据。
2017(1):146-152. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.025
摘要:为揭示露天煤矿排土场复垦区不同植被类型水土保持效益,选取刺槐林地、榆树林地、混交林地(刺槐和榆树混交)、灌木林地(紫穗槐)和荒草地这5种典型复垦植被下的枯落物作为研究对象,采用室内浸水法对5种植被类型枯落物的持水特性进行研究。结果表明:5个样地的枯落物厚度、蓄积量均表现为:乔木林地>灌木林地>荒草地,枯落物厚度在0.80~1.64 cm之间,总蓄积量在0.72~7.51 t/hm2之间;枯落物最大持水量和有效拦蓄能力均表现为刺槐林地最大,枯落物最大持水率为145.58%~206.58%,最大持水量为13.11~123.98 t/hm2,有效拦蓄率为119.74%~166.05%,有效拦蓄量为10.09~98.76 t/hm2;林地枯落物持水量与浸泡时间的关系为Q=aln t+b;枯落物在0~1 h吸水速率内最大,1~4 h内吸水速率急剧下降,随后下降幅度逐渐减小,枯落物吸水速率与浸泡时间关系式为:V=atb。研究结果可为评价露天煤矿排土场不同类型复垦区枯落物层水源涵养效益提供参考,为排土场植被恢复与重建提供科学依据。
刘泽彬, 王彦辉, 徐丽宏, 刘 宇, 邓秀秀, 王亚蕊, 左海军
2017(1):153-159. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.026
摘要:深入研究土壤含水量的时间稳定性,可为准确获取土壤含水量时空分布模式及预测土壤含水量变化提供重要理论保障。在宁夏六盘山选择华北落叶松林坡面,利用TRIME-PICO土壤水分测定仪,在2015年5—11月对48个测点分12次测定了不同厚度土层(0—20,0—40,0—60 cm)的体积含水量的时间动态,并采用累积概率函数、相对偏差及Spearman秩相关系数等方法,分析评价了坡面土壤体积含水量的时间稳定性。结果表明,土壤体积含水量在时间和空间上均存在中等变异,且变异程度随土层加厚而逐渐降低,表现为0—40和0—60 cm土层体积含水量的累积概率在干旱和湿润两种极端条件下的变化均小于0—20 cm土层。0—20,0—40和0—60 cm土层体积含水量的平均相对偏差的变化范围分别为(-43.5%)~(47.9%)、(-42.9%)~(49.9%)和(-46.9%)~(40.0%);平均相对偏差的标准差(SDRD)呈现出随土层加厚而逐渐降低的变化趋势,在0—20,0—40和0—60 cm土层依次为11.1%,8.3%,7.8%。在整个研究期间,Spearman秩相关系数在不同土层厚度条件下始终保持较高水平(0.7以上),且呈极显著相关,表明研究坡面上不同土层的体积含水量具有较高的时间稳定性。基于土壤含水量的时间稳定性特征,确定了研究坡面上不同土层厚度的体积含水量平均值的代表性测点,可利用这些代表性测点的土壤体积含水量测定值估计相应土层厚度的坡面平均值。
马爱平, 靖 华, 亢秀丽, 王裕智, 崔欢虎, 安晓东, 苏年贵
2017(1):160-165. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.027
摘要:为了高效贮蓄利用夏季降水资源,明确不同种植制度及土壤耕作方式的麦田周年土壤水分动态变化规律,在山西临汾采用大区对比方法研究了麦茬复播谷子、休闲期土壤耕作方式对麦田周年土壤水分动态及水分利用效率的影响。结果表明:在夏季降雨较少年型,在小麦播种期0—200 cm土层贮水量为休闲制少耕>休闲制传统耕作>休闲制免耕>麦茬复播谷子,麦茬复播谷子全生育期0—200 cm土层的耗水量高于休闲制的3个不同土壤耕作方式。在小麦生育期降水较多年型,0—200 cm贮水量在小麦生长返青期和拔节期谷子茬口低于休闲茬口少耕和传统耕作,灌浆期和成熟期高于休闲茬口少耕和传统耕作。播种—返青阶段,谷子茬口各土层的耗水量均小于休闲茬口少耕和传统耕作;返青—拔节阶段谷子茬口、休闲茬口少耕和传统耕作在100—200 cm土层水分由积蓄变化为拔节-灌浆阶段、灌浆—成熟阶段的亏缺;在播种—成熟全阶段0—200 cm土层的总耗水量为休闲茬口传统耕作>休闲茬口少耕>谷子茬口。周年0—100 cm土层土壤水分谷子茬口、休闲茬口少耕和传统耕作均有不同程度的积蓄,100—200,0—200 cm土层谷子茬口水分积蓄,而休闲茬口少耕和传统耕作水分均为亏缺。水分利用效率为谷子茬口>休闲茬口少耕>休闲茬口传统耕作。研究结果为该区域正确选择种植制度及夏季休闲制土壤耕作方式提供了理论和技术支撑。
董义阳 , , 赵成义, 于志同, 王丹丹 , , 班春广 ,
2017(1):166-171. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.028
摘要:为研究干旱荒漠地区土壤水分特征的变化规律并探讨土壤水分特征曲线拟合模型的适宜性,以古尔班通古特沙漠南缘丘间地为研究对象,应用压力膜仪测定了丘间地剖面各土层(0—150 cm)的土壤水分特征曲线,结合土壤容重、颗粒分布及饱和含水率等性质,分析了丘间地不同土层水分特征和孔隙大小的分布状况,明确了Gardner模型和van Genuchten模型拟合的适用性。结果表明:(1)丘间地剖面砂质土壤释水量伴随吸力呈规律性变化,低吸力段(0~100 kPa)各土层水分特征曲线走势陡直,释水性强;中高吸力段(100~1 500 kPa)曲线趋于平缓,持水性强。水分曲线特征与其物理性质一致,各土层物理性质差异较小,曲线的差异也较小。(2)丘间地剖面各土层大孔隙由上到下不断增加且20—40 cm土层的小孔隙最多,有助于春季积雪融化迅速入渗到土壤里贮存,对植物吸收利用水分有重大意义。(3)两模型都能很好地拟合丘间地的土壤水分特征曲线,VG模型的拟合效果优于G模型,但G模型形式简单、参数少且易于求解,更便于实际应用。
2017(1):172-178. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.029
摘要:土壤水热状况是影响干旱区作物产量的主要因素,围绕膜下滴灌土壤水热运移情况,以河套灌区玉米为研究对象,开展了2年的田间试验,研究了膜下滴灌条件下不同覆膜耕作方式对土壤水热运移规律的影响。试验设垄作全膜(LQ)、垄作半膜(LB)、平作全膜(PQ)和平作半膜(PB) 4个处理,采用烘干法测定0—120 cm土壤含水量,ECH2O-5TE探头测定0—120 cm土壤温度。试验结果表明:在苗期,0—20 cm土层LQ土壤含水率较LB、PQ和PB分别提高了14.4%,23.8%和26.9%;拔节期,0—40 cm土层LQ含水率较LB提高了32.6%,PQ较PB提高了5.8%;抽雄期0—60 cm土层垄作土壤含水率明显高于平作,而60—120 cm土壤含水率差异不明显;成熟期0—80 cm土层LQ土壤含水率较LB、PQ和PB分别提高了18.1%,11.2%和21.5%。分析0—70 cm土层平均土壤温度发现,LQ的温度明显高于半膜覆盖的处理,2014年和2015年LQ土壤温度较LB分别增加0.44,1.16 ℃,较PQ分别增加0.93,0.22 ℃,较PB分别增加1.22,1.37 ℃。2年的试验验证了不同覆膜耕作方式下,随土层深度的增加,土壤温度变化趋于平缓。垄作全膜可以提高土壤温度,增大土壤含水率,有效防止垄体土壤温度的散失,为作物生长提供良好的水热状态,促进作物增产。
周华敏 , , 陈宝成[] , , 王晓琪 , , 朱家辉 , , 于南卓 , , 李 峰, 马 宁, 李成亮 ,
2017(1):179-185. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.030
摘要:在黄淮海地区冬小麦中高产田采用小区试验,以普通尿素基施、普通尿素基施加追施作对比,研究脲醛氮占总氮30%,40%,50%,60%,70%的不同脲醛缓释掺混肥在田间的氮素养分释放特征,以及对土壤氮素养分、小麦产量、氮素利用率及经济效益的影响,探明合理施用脲醛缓释肥最优氮素配比,以达到增加产量、节约资源、增加经济效益的目的。结果表明:脲醛掺混肥氮素释放量在小麦生育进程中呈现高低再高低的变化过程,脲醛氮占总氮40%或50%最有利于土壤氮素供应,脲醛氮所占比例过大或过小,都不利于小麦整个生长期氮素供应。脲醛氮占总氮40%和50%的处理小麦每公顷穗数和穗粒数表现较好,比普通施肥增产11.36%~13.67%,而脲醛氮占总氮30%、60%和70%的处理增产效果不显著。与普通尿素基肥、基肥加追肥处理相比,脲醛氮占总氮40%、50%的处理氮素利用效率提高31.83%~103.87%,而脲醛氮占总氮30%,70%的氮素利用率没有显著变化,甚至会降低氮素利用率。脲醛氮占总氮40%,50%的处理比普通施肥处理每公顷增收1 350~1 591元。综合考虑资源节约、增产效果及增收等因素,建议在黄淮海地区冬小麦中高产田施肥管理中以脲醛氮占总氮40%~50%进行配比施用。
王 强 , , 徐建明[] , 姜丽娜 , 林 辉 , 符建荣 , 马军伟
2017(1):186-190. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.031
摘要:通过大棚茄子—水稻轮作(GER)和大棚茄子—揭膜休闲(GEF)2种栽培模式在大棚茄子栽培期间土壤硝化作用强度、氨挥发速率和土壤水热条件指标动态变化的比较,研究了轮作水稻对大棚土壤硝化作用和氨挥发的影响。结果表明:(1)GER模式在大棚茄子各生育期土壤硝化作用强度都显著高于GEF土壤,苗期最高峰时表土和根际土硝化作用强度分别为56.6,101.4 mg/(kg·h),比GEF土壤增加了34.8%和42.4%;(2)GER模式在大棚茄子基肥和追肥施用后土壤氨挥发速率都显著低于GEF土壤,累积氨挥发量为1.21 kg/hm2,比GEF土壤减少了76.7%;(3)GER模式在大棚茄子各生育期表土和根际土NH4+—N含量都低于GEF土壤,NO3-—N含量高于GEF土壤;(4)GER和GEF模式在大棚茄子收获后表土NH4+—N含量分别为30.4,45.9 mg/kg,NO3-—N含量分别为265.4,255.5 mg/kg,存在明显的氮素累积。夏季轮作水稻缓解了大棚土壤酸化、提高了大棚茄子生长期间土壤pH、温度和含水量,对大棚硝化作用有明显的促进作用,但可减少土壤氨挥发损失。硝化作用强度的增加促进了土壤中硝酸根的累积,存在加剧土壤次生盐渍化和氮损失的风险,应加强轮作周期氮肥合理施用技术研究。
郭 萍, 黄科程, 李孝东, 朱从桦, 龙文靖, 袁继超, 孔凡磊
2017(1):191-196. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.032
摘要:以普通尿素和包膜控释尿素为供试材料,设置5种普通尿素与控释尿素配比处理,分别为CRU0—100%普通尿素,CRU1—75%普通尿素+25%控释尿素,CRU2—50%普通尿素+50%控释尿素,CRU3—25%普通尿素+75%控释尿素和CRU4—100%控释尿素,以CK1—不施氮肥和CK2—常规施氮(普通尿素60%基施+40%大喇叭口期追施)为对照,研究控释尿素与普通尿素配施对玉米农艺性状、干物质积累分配及产量的影响。结果表明:(1)施氮显著提高了玉米株高、穗位高和叶面积,与常规施氮处理相比,普通、控释尿素配施可提高株高、穗位高、茎粗和叶面积,其中75%控释尿素处理提高显著。(2)与常规施氮处理相比,普通、控释尿素配施处理促进吐丝期干物质积累,最终增加成熟期总干物质量,其中以CRU2和CRU3处理最好。(3)与常规施氮处理相比,普通、控释尿素配施处理的干物质在叶片和茎秆中的分配比例均较低,而籽粒的分配比例较高,又以CRU3处理比例最高。(4)随控释尿素比例增加,玉米产量、千粒重、穗粒数、穗长和穗粗均呈先升后降的趋势;25%,50%,75%,100%的控释尿素比例处理产量较常规施氮处理分别增产3.70%,8.83%,11.23%,5.43%。因此,普通尿素掺混75%比例的控释尿素进行一次底施,既能满足玉米植株生长需求,提高干物质积累,优化干物质分配,又可促进增产。
2017(1):197-201. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.033
摘要:为揭示西辽河平原玉米秸秆还田的效应,2014—2015年,设秸秆深翻还田(DR)和秸秆旋耕还田(RR) 2个处理,以旋耕不还田(CK)为对照,研究了不同耕作措施下秸秆还田当年和次年对土壤速效养分和微生物量的影响。结果表明:DR和RR均能不同程度的提高土壤碱解氮、速效钾的含量和细菌、真菌、放线菌的数量,且DR较RR的效果更为明显,RR对土壤有效磷含量影响不大。秸秆还田次年完熟期,3个土层的平均值,土壤碱解氮含量DR和RR分别较CK增加了26.60%,16.34%,有效磷含量分别增加了19.81%,0.92%,速效钾含量分别增加了23.95%,12.53%,3个土层的总计,细菌数量分别增加36.46%,9.8%,真菌数量分别增加了22.10%,21.90%,放线菌数量分别增加23.55%,17.38%。秸秆还田当年与次年相比,土壤速效养分除拔节期当年增长幅度低于次年外,其他各时期均表现为当年增长幅度高于次年,微生物量表现为次年增长幅度高于当年;秸秆还田与对照相比,土壤速效养分和微生物量的增加,主要表现在0—10 cm土层;不同生育时期相比,土壤速效养分还田当年以完熟期最大,次年以拔节期最大。
2017(1):202-210. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.034
摘要:2012—2014年在西北黄土高原半干旱区甘肃定西(104°36′ E,35°35′ N)进行大田定位试验,以陇春27号小麦为试材,设全膜覆土穴播充分灌溉(FMSI)、全膜覆土穴播(FMS)、露地穴播(CK)3个处理,测定小麦不同生育时期的土壤含水量、生物量、产量、产量构成因子,计算不同生育阶段耗水量、耗水模系数、耗水强度、水分利用效率等指标,揭示全膜覆土穴播春小麦的耗水特征及其对产量和水分利用的影响。结果表明,2013年和2014年FMSI播种—拔节、拔节—抽穗、抽穗—灌浆、灌浆—成熟4个生育阶段耗水量平均为159.5,115.0,47.7,117.7 mm,耗水模系数平均为39.7%,21.5%,13.8%,25.0%,年际间差异不显著,可表征半干旱区全膜覆土穴播春小麦的需水规律。FMS处理0—300 cm土层的土壤贮水量在播种期、拔节期、灌浆期均高于CK。在播种—拔节期,FMS在2013年和2014年的耗水强度较CK分别增加了20.0%和5.8%,但灌浆期降低了26.4%和14.1%。2012—2014年FMS的地上生物量在全生育期均显著高于CK,其中成熟期分别增加了95.7%,42.8%和108.7%。FMS的株高、穗长、单株重、穗重、小穗数、穗粒数和千粒重均显著高于CK,使得在耗水量无显著增加的条件下,产量增加了35.4%,58.9%,61.9%;WUE提高了44.6%,54.6%,69.0%。因此,全膜覆土穴播可调节不同降水年型的春小麦耗水进程,使得营养生长期的耗水模系数和耗水强度增加,促进了作物源的建成,在灌浆期耗水量降低的条件下提高产量和WUE。
郭仁松, 林 涛, 徐海江, 崔建平, 马 君, 刘志清, 田立文
2017(1):211-216. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.035
摘要:在南疆绿洲棉田,以河水为对照(CK),利用咸水与河水混合方式,设置矿化度为3,5 g/L的微咸水,研究微咸水滴灌对棉田水盐运移特征及棉花产量的影响。结果表明:矿化度为3,5 g/L处理的土壤含水量、含盐量在整个生育期呈上升趋势,且随矿化度增加而增大,盛花期(7月21日)前土壤含水量差异不显著,CK的土壤含盐量最高,盛花期后土壤含盐量5 g/L>3 g/L>CK,差异显著(p<0.05)。垂直方向,土壤深度增加土壤含水量增大,且随着微咸水矿化度增加土壤含水量呈增大趋势,不同处理在盛花期以后差异显著;随土壤深度的增加土壤含盐量呈下降趋势,滴灌次数越多处理间差异越大,至盛铃期(8月4日)达显著水平。水平方向,距离滴头越远土壤含水量越小,且随着矿化度增加土壤含水量逐渐增大;3,5 g/L土壤含盐量在盛花期前低于CK,盛花期后距离滴头越远土壤含盐量下降越小,且与矿化度呈正相关。与CK相比,3 g/L皮棉产量下降2.1%,差异不显著,5 g/L则下降9.6%,差异显著,产量下降主要原因是单株结铃数和单铃重显著下降,而对衣分影响不显著。因此,棉花盛花期前可利用微咸水进行滴灌,且微咸水矿化度不宜超过3 g/L。
2017(1):217-223. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.036
摘要:为了研究盐碱地上微咸水膜下滴灌不同灌水下限对土壤水盐运移和玉米产量的影响,在长胜试验站开展了微咸水膜下滴灌玉米的大田试验。试验采用负压计指导灌溉,控制滴头下20 cm深处的土壤基质势下限分别为-10,-20,-30,-40 kPa,每个处理重复3次,按随机区组布置。结果表明:膜下滴灌湿润体形状在垂直于滴灌带的滴头所在竖直剖面上近似为半椭圆形,随着灌水下限的增大,湿润层土体含水率增大;玉米根部附近均出现盐分低值区,膜外表层均出现盐分高值区;-20 kPa和-30 kPa灌水下限适中,既能较充分淋洗膜内表层土壤盐分,又不会造成微咸水中的盐分滞留累积;在玉米生育期内,膜内、膜外地下100?cm土体均积盐;-10?kPa和-20?kPa下限处理对应的湿润体垂直深度约为60?cm;玉米收获后,地下100?cm土体均积盐,需要进行秋浇或春汇,大量淋洗土壤盐分,保证耕地盐分不逐年累积;试验条件下,玉米产量随着灌水下限的降低而减少。
马成忠, 邓继峰 , , 丁国栋, 邓 舸, 赵国平, 张若菡, 杨立新, 周永斌 ,
2017(1):230-235. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.038
摘要:探讨樟子松人工林林下土壤粒度特征随林分密度的变化及影响,以期为毛乌素沙地以樟子松为建群种的植物固沙模式提供理论依据。以陕西省榆林市珍稀沙生植物保护基地内8个密度梯度(925~2 700 株/hm2)的沙地樟子松人工林为研究对象,分别采集0—20,20—40 cm 2层土壤样本,测定土壤粒度组成,计算分析平均粒径、标准偏差、偏度、峰态值和分形维数。结果表明:研究区各层土壤粒度组成以砂粒为主,其次是粉粒、黏粒;粒度特征整体呈现粒径较粗、分选较差、偏态正和峰态为中至窄的特点,土壤分形维数分布于1.422~2.084之间;樟子松林林下各层土壤平均粒径和分形维数均大于裸沙地,且随着林分密度的增加,平均粒径和分形维数均呈现递增趋势,而樟子松林林下各层土壤偏度均小于裸沙地,且随着林分密度的增加,呈现递减趋势,说明土壤细粒物质在樟子松林下的长期保护下逐渐恢复,并且表层土壤恢复速度大于下层土壤;同时,随林分密度的增大,标准偏差和峰态值没有明显的规律,土壤颗粒的粗细分配变化不稳定,说明林分密度因素不足以致使土壤颗粒的粗细分配朝良好趋势发展。
2017(1):234-229. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.037
摘要:为探讨东北雨养区玉米生长状况和田间水分对种植密度和地膜覆盖的响应,2015年在沈阳农业大学水利学院试验场设置了低(67 500株/hm2)、中(82 500株/hm2)、高(97 500株/hm2) 3个种植密度水平和覆膜/裸地2种方式的玉米田间试验,据试验结果分析了土壤水分、玉米根系及其产量变化。结果表明:(1)在0—20 cm土层中,整个生育期内,覆膜对于低密度处理的土壤田间含水率影响显著(p<0.05),生育前期、中期和末期覆膜比裸地含水率分别提高了9.80%,15.93%,12.77%;在20—40 cm土层中,生育前期,中密度覆膜种植的玉米田间含水率比裸地高13.83%(p<0.05);在40—60 cm土层中,覆膜对中密度玉米土壤含水率影响显著(p<0.05),生育前期、中期、后期覆膜比裸地处理的土壤含水率分别提高了15.47%,4.11%,8.96%。(2)种植密度对玉米根系的根长、总投影面积、总根体积和根系表面积均有显著影响,随着密度的增加,四者均呈减小趋势;在密度相同时,覆膜相比裸地提高了玉米根系的根长、总投影面积、根系总体积和根系表面积;中密度时,覆膜对玉米根系的4项指标提高最为显著(p<0.05),分别比裸地提高了44%,38%,38%,33%。(3)玉米产量随着种植密度的增加而减小,当密度为67 500株/hm2时,玉米产量和百粒重均最大,百粒重为36.83 g/百粒,最高产量为12 573.69 kg/hm2。结果说明:在水肥条件相同情况下,玉米种植存在一个最优密度,在最优密度内,玉米产量随着密度的增加而增加,超过了最优密度产量呈现减少趋势。研究结果对东北雨养区种植密度和覆盖方式的优化组合提供了理论依据,对提高雨水利用效率和玉米产量也具有参考意义。
2017(1):236-242. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.039
摘要:宁夏引黄低洼灌区次生盐渍化严重,生态脆弱。为探寻此地区植被快速构建模式,以速生杨为试验对象,设置-5,-10,-15,-20,-25 kPa 5个滴灌土壤水基质势处理进行水盐调控试验。结果表明,低盐区呈椭圆状分布,且随灌水量增加而增大;基质势处理开始前强化淋洗阶段,盐分淋洗迅速,较初始值降低70.87%,单位脱盐灌溉水耗水率为41.7 mm/(dS·m);基质势处理阶段,各处理整个土层盐分差异不显著,但0—40 cm土层的ECe值和SAR有显著差异,且随基质势控制阈值的降低而线性增加。通过对速生杨树高、冠幅、株径、胸径及新稍生长量5个生长指标的主成分分析,发现-15 kPa处理和-5 kPa处理得分在均值以上,其余处理在均值以下。本着水资源高效利用的原则及盐分淋洗效果,确定-15 kPa为本地区速生杨生态林构建的基质势控制阈值。
2017(1):243-247. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.040
摘要:采用尼龙网袋法对种还分离模式下的玉米秸秆还田进行田间原位模拟,比较不同秸秆还田量在不同还田深度下对土壤全磷、速效磷和不同形态有机磷的影响。试验设置4个水平秸秆添加比例R0(0%)、R1(0.44%)、R2(0.88%)、R3(1.32%)和3个不同还田深度0—15,15—30,30—45 cm交叉处理。结果表明,秸杆还田1 a后,各土层中土壤全磷含量随秸秆还田量的增加均无显著改变;在0—15 cm土层中,与R0相比,R1、R2、R3处理下的土壤速效磷分别增加了27.0%,49.3%,64.1%,在15—30 cm和30—45 cm土层速效磷随着秸秆还田量的增加也呈显著增加,增加量大小依次为0—15 cm>15—30 cm>30—45 cm;有机磷组分在0—15 cm土层中表现为,相比于R0,R1、R2、R3处理的活性有机磷和高稳定性有机磷含量无显著差异,中等活性有机磷分别减少了12.8%,26.2%,36.3%,中稳定性有机磷分别增加了25.1%,53.5%,61.6%,15—30 cm和30—45 cm土层各有机磷组分含量变化也均表现为随着秸秆还田量的增加,中等活性有机磷含量升高,中稳定性有机磷含量降低,活性有机磷和高稳定性有机磷无显著差异。研究表明,种还分离模式下的玉米秸秆还田主要通过促进土壤其它形态的磷转化为速效磷而增加土壤速效磷含量,为下季作物提供可以直接吸收利用的磷源,同时提高了土壤中稳定性有机磷的含量,降低了中等活性有机磷的含量。
2017(1):248-253. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.041
摘要:以研究黄土高原丘陵沟壑区复垦土地在不同利用方式下对土壤团聚体的影响,力求为提高复垦土地土壤稳定性及生产性能提供科学依据。研究陕西延安南泥湾沟壑区退化耕地整治复垦后,以5种不同的土地利用方式分别为林地(F处理)、水稻(R处理)、玉米(M处理)、蔬菜(V处理)及荒地(CK处理)。测定分析干筛法和湿筛法0—40 cm土层土壤>0.25 mm团聚体分布、平均质量直径(WMD)、几何平均直径(GMD)、团聚体破坏率(PAD)和分形维数(D)。结果表明:(1)各处理在0—40 cm各土层土壤团聚体数量及大小均显著优于CK处理,各处理干筛下0—40 cm土层>0.25 mm团聚体含量(DR0.25)和湿筛下该团聚体含量(WR0.25)随着土壤土层深度的增加呈现相反的趋势;(2)干筛法和湿筛法0—40 cm土层各处理土壤平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)的平均值大小顺序均呈现F处理>R处理>M处理>V处理>CK处理,F处理和R处理对增加土壤团聚体较其它处理效果显著;(3)湿筛法分析表明,各处理土壤团聚体破坏率(PAD)在0—40 cm土层内均表现出近似“Z”字形趋势,各处理显著低于CK;(4)各处理的分形维数(D)在0—40 cm土层平均值大小顺序为F处理
邓彩云 , ,, 王玉刚,, 牛子儒 , ,, 李 彦 ,
2017(1):254-259. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.042
摘要:为阐明开垦年限对土壤理化性质及无机碳的影响,进一步了解干旱区土地开垦进程中的土壤质量变化规律和碳吸收与存储过程,以开垦年限分明的典型区—新疆三工河流域阜北农场为研究区,调查、分析了不同开垦年限(已开垦0,1,3,5,15,30,50 a)剖面土壤的pH值、盐分、无机碳含量与储量的分布特征、变化规律及开垦年限对它们的影响。结果表明:(1)已开垦土地的土壤pH值随土层深度的增加而升高;随开垦年限的延长,0—60 cm(耕作层)的土壤pH值显著降低(P<0.05),60—140,140—200 cm土壤pH值则升高。不同开垦年限的土壤盐分在剖面上呈“S”型分布,研究区土壤盐分为表聚型;随着开垦年限的延长,土壤盐分聚集层逐渐下移,各剖面平均含盐量减少。开垦历史的延长,有助于排盐排碱。(2)不同开垦年限的土壤无机碳含量与储量:0—60 cm显著低于60—140 cm,60—140 cm显著低于140—200 cm(P<0.05)。随着土层深度的增加,土壤无机碳储量占全碳的比例增大。随着开垦年限的延长,0—60 cm耕作层土壤无机碳含量、储量呈“减少—增加—减少”的变化趋势,无机碳储量占全碳的比例减少。与原始荒地相比,开垦50 a时,0—60 cm耕作层的土壤无机碳储量减少了55%;0—200 cm土壤无机碳储量增加了11.74 kg/m2,无机碳储量所占全碳的比例降低了1.28%。(3)开垦年限的延长对土壤pH、盐分及无机碳的显著影响深度不同,分别集中于0—60 cm耕作层,0—140 cm及整个研究深度范围内。
2017(1):260-264. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.043
摘要:针对农业废弃物在土壤中腐解时间较长,探究增施不同种类农业废弃物对黑土土壤各形态有机磷影响的长期动态变化规律,开展5 a盆栽试验并根据Bowman-Cole法测定有机磷形态。试验设置5个处理,分别为:增施猪粪、秸秆、树叶、菌渣和单施化肥。结果表明:与单施化肥相比,增施猪粪可大幅提高土壤活性有机磷(L-OP)含量,5 a时仍显著高于单施化肥;增施秸秆和树叶分别于3 a、2 a后出现最高值。增施猪粪、秸秆和菌渣后土壤中等活性有机磷(ML-OP)含量显著增加;猪粪处理ML-OP含量逐年降低,其余处理逐年上升。增施农业废弃物均可显著增加土壤中稳态有机磷(MR-OP)含量,总体呈逐年降低趋势;增施秸秆5 a内MR-OP含量始终最高。增施农业废弃物对土壤高稳性有机磷(HR-OP)含量的降低作用一般在2~3 a后开始显现,5 a后HR-OP含量均低于单施化肥。增施猪粪可大幅提高活性较强的有机磷形态且影响时间最长;增施秸秆和菌渣变化趋势相似,增施秸秆更趋向于增加L-OP和MR-OP含量,增施秸秆更趋向于增加HR-OP含量;增施树叶降低HR-OP含量能力最强,但对其余有机磷形态影响较小。施用农业废弃物均可不同程度活化稳定态有机磷,单施化肥处理促使中稳态有机磷向高稳态有机磷转化。
宋凤敏 , , 张兴昌 , , 葛红光, 李 琛, 刘智峰, 刘军海, 汤 波
2017(1):265-271. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.044
摘要:为探明陕南矿区典型土壤(黄褐土和水稻田沙土)对Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附特性,采用振荡平衡法研究黄褐土与水稻田沙土对Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的等温吸附过程,并用数学模型模拟其吸附动力学过程,结合红外光谱(FTIR)分析,探讨2种土壤吸附Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的机理及其影响因素。结果表明:Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)在2种土壤中的吸附均在120 min达到平衡,黄褐土对于Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附能力远远高于水稻田沙土,黄褐土对Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)最大吸附量分别为2.12,1.19 mg/g,沙土对Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)最大吸附量达到1.32,0.78 mg/g;准一级动力学模型、双常数模型和内扩散模拟模型适合于表征Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附动力学特征,黄褐土吸附动力学特性的模型吻合度高于水稻田沙土;Langmuir吸附等温方程可较好地模拟Ni(Ⅱ)在2种土壤中的等温吸附过程,Freundlich吸附等温方程可很好模拟Mn(Ⅱ)黄褐土吸附等温过程;在研究pH范围内,Mn(Ⅱ)的吸附率随pH的增加变化不大,Ni(Ⅱ)的吸附率均随pH的增加而增加,土壤pH对重金属离子解吸影响较大,酸性条件下有利于重金属离子解吸;通过土壤基本理化性质与吸附参数相关分析,结合吸附前后土壤的红外光谱分析,说明土壤有机质含量对重金属Mn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附起重要作用,有机物所含官能团对重金属起到一定的化学吸附作用。
李家兵 , , 张党玉, 吴春山 , , 吴映红, 周宁宇, 林梦雨, 谢蓉蓉[] ,
2017(1):272-278. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.045
摘要:以闽江河口湿地沉积物为研究对象,通过单变量的沉积物培养试验(pH=2.5,3.5,4.5,5.5,6.5),研究pH对湿地沉积物氮元素硝化、反硝化、矿化3个关键过程的影响。结果表明:低pH(pH=2.5)对硝化活性有明显的抑制作用,其余pH对沉积物的硝化速率影响不大,硝化细菌的数量和活性在强酸条件下限制明显。随时间推移,沉积物反硝化速率减小,反硝化活性增强。偏酸条件对反硝化活性有一定抑制作用,主要由于沉积物中反硝化细菌在酸性条件下不活跃或耐酸细菌数偏少。不同pH条件下,矿化速率基本无规律可循,表明pH对湿地沉积物矿化过程无直接影响。
高 会 , , , 李家兵 , , , 何 涛 , , , 孙志高 , , , 范爱连 , 祝 贺 , 任 鹏 , 翟水晶 , ,
2017(1):279-285. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.046
摘要:硅是河口近岸水生生物最基本的生源要素,其生物地球化学循环对河口近岸生态系统具有极其重要的作用。交错带作为典型群落之间的交错区域,生态边缘效应明显,而目前湿地植被交错带硅的相关研究还比较薄弱。为研究闽江河口湿地典型植被群落带及交错带硅素空间分布特征,以鳝鱼滩湿地为研究对象,于2015年7月由陆向海方向设置2条样带,对植物生物硅含量及储量分配比、表层土壤生物硅及有效硅含量进行测定分析。结果表明:(1)闽江河口湿地典型植被群落带植物生物硅含量均低于交错带,且不同类型植物硅含量差异较大(p>0.05),其中芦苇、短叶江芏、互花米草和扁穗莎草硅含量分别为15.66,9.09,7.17,7.77 mg/g。从空间来看,高潮滩不同植物生物硅含量均高于低潮滩。就不同器官而言,不同植物地上部分均高于地下部分,具体表现为枯体>茎>叶>根,其含量分别为13.40,12.49,11.72,6.58 mg/g。(2)交错带植物(短叶茳芏与芦苇)地下根系生物硅分配比大于地上各器官,而典型群落带植物生物硅分配比则与之相反。(3)湿地表层土壤近岸方向2条样带生物硅含量变化趋势基本一致,近海方向2条样带则呈现相反的变化趋势;由岸及海方向2条样带表层土壤有效硅含量变化趋势基本一致。研究表明,植物的生态学特性及其生长环境条件不同、地形条件和潮汐作用带来水文条件的差异对湿地硅素的空间分布具有一定的影响,这对研究河口潮汐湿地硅素生物地球化学循环有重要意义。
樊晶晶 , 慈 恩 , , 唐 江 , 丁长欢 , 连茂山 , 王子芳 ,
2017(1):286-290. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.047
摘要:以紫色土为供试土壤,采用室内培养的方法,设置恒温20 ℃(HW)、突发性降温(20 ℃→10 ℃)(BW1)和突发性升温(20 ℃→30 ℃)(BW2)3个温度处理,研究了突发性变温下紫色丘陵区典型旱地土壤(紫色土)的有机碳矿化特征。其中温度突变的具体设置为:待20 ℃恒温培养至土壤有机碳矿化(Soil organic carbon, SOC)速率基本平稳且维持在较低水平时(第29天后),将培养温度分别突降至10 ℃和突升至30 ℃,继续培养47 d。结果表明,突发性变温对紫色土SOC矿化有显著影响(P<0.05),在变温当天(第30天),突发性升温(BW2)处理对紫色土SOC矿化有明显促进作用,而突发性降温(BW1)处理则会明显削弱紫色土SOC矿化,二者的SOC矿化率分别较恒温(HW)处理提高了225.1%,降低了38.5%;变温后的培养初期(第30~44天),各温度处理间的SOC累积矿化量存在显著差异(P<0.05),与HW处理相比,BW2和BW1处理中紫色土SOC累积矿化量的变幅分别为+140.5%(升高)和-55.3%(降低);随培养时间的延续,各处理间的SOC累积矿化量未发现明显差异。表明突发性变温对紫色土SOC矿化的影响具有一定的时限性,其影响时长在2周左右。结合矿化动力学分析可知,同恒温相比,突发性变温主要通过改变土壤易分解有机碳库(C0)大小进而影响紫色土SOC矿化。
2017(1):291-295. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.048
摘要:研究不同耕作年限新疆玛纳斯县耕地的土壤颗粒组成、不同土壤颗粒有机碳含量变化特征以及二者的相关关系。选取4个不同耕作年限耕地为研究对象,采集土层0—300 cm的土壤样品,采用激光法获取土壤颗粒组成,探讨长期耕作对土壤颗粒组成以及不同土壤颗粒有机碳含量的影响。结果表明:研究区域土壤颗粒组成主要以砂粒(约占21.0%~35.4%)和粉粒(约占46.0%~50.0%)为主,砂粒含量下部明显高于上部,而粉粒含量中部明显低于上部和下部;随着耕作年限增加,上部耕层(0—60 cm)土壤质地由粉砂质粘壤土转变为壤土,60—100 cm土层土壤质地由粉砂壤土转化为壤土,中部和下部(100—300 cm)土壤质地变化较小;土壤有机碳含量随着开垦年限的增加呈现先增加后降低的趋势,增幅达到71.8%,耕作年限越长有机碳增加值趋于平缓;土壤粉粒、砂粒与有机碳含量相关性不高,而粘粒与有机碳含量呈现显著正相关关系,未耕作(Y0)、耕作20 a(Y20)、耕作40 a(Y40)和耕作60 a(Y60)的土壤粘粒与有机碳含量的相关系数(r)范围在0.67*~0.75*,均达到显著性差异(P<0.05)。耕作对土壤颗粒组成以及有机碳含量产生一定影响,科学合理的耕作能够提高土壤的固碳能力,对土壤碳循环系统起到良好的保护作用。
2017(1):296-302. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.049
摘要:通过连续2年田间试验,研究了5种改良剂:秸秆、有机肥、生物炭、炭基改良剂I和炭基改良剂Ⅱ对紫色丘陵区坡耕地土壤水分库容、孔隙度和团聚体组成及稳定性的影响,分析了土壤水分特征参数与孔隙度和团聚体组成的关系,以期为紫色土区水土保持和土壤改良提供科学依据。与不施改良剂(对照)相比,5种炭基改良剂都能提高土壤对降水的截存和保贮能力,显著提高了土壤饱和含水量、田间持水量、水分总库容、有效水库容及重力水库容,降低了土壤凋萎点含水量和无效水库容;不同改良剂提升作用大小为改良剂Ⅱ>改良剂I>生物炭>有机肥>秸秆>对照。施用改良剂I、改良剂Ⅱ、生物炭和有机肥显著提高了土壤孔隙度,降低了土壤容重,秸秆的效果不显著。施用炭基改良剂降低了<0.25 mm的微团聚体含量,促进了小团聚体向大团聚体的转化,其中对粒径>5 mm的机械稳定性大团聚体提升幅度最大,比对照提高14.5%~60.7%;5种炭基改良剂都显著提高了团聚体的平均重量直径及稳定性指数,以炭基改良剂I、Ⅱ和生物炭的作用效果最大。土壤总库容、重力水库容和有效水库容与总孔隙度和毛管孔隙度以及土壤大团聚体含量呈正相关,而与土壤非毛管孔隙度和小团聚体呈负相关,土壤蓄水保水能力与土壤团聚体组成和孔隙度密切相关。因此,施用炭基改良剂通过促进土壤团聚作用,提高大团聚体含量和土壤孔隙度,进而增大土壤持水量和土壤有效水库容,是改善紫色土结构和提高紫色土坡耕地保水蓄水能力的有效措施。
朱从桦 , , 张 鸿, 袁继超, 张嘉莉, 蒋 艺, 王兴龙, 孔凡磊
2017(1):303-309. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.050
摘要:为研究硅对低磷胁迫下玉米苗期硅、磷吸收积累和叶绿素荧光参数的影响。采用砂培方式模拟低磷胁迫环境,以玉米品种正红2号和正红115为供试材料,设置3个磷浓度:重度低磷胁迫P1(0.01mmol/L)、中度低磷胁迫P2(0.1 mmol/L)和正常磷浓度P3(1 mmol/L),设置3个硅浓度:Si1(0mmol/L)、Si2(0.75mmol/L)和Si3(1.5mmol/L),定苗培养28d,测定植株顶部往下第1全展叶叶绿素荧光参数、植株干物质重、硅和磷素含量和积累量。结果表明:(1)磷浓度从P3降低至P2和P1,2个玉米品种平均,单株干物质积累量、硅积累量、磷积累量分别下降34.73%和39.26%、29.10%和33.01%、81.81%和87.63%;同时降低叶片PSⅡ反应中心开放程度、减弱光能捕和光能转换能力、降低电子传递效率,导致植株叶片热耗散能力明显增强。(2)硅浓度从Si1增加至Si2和Si3,2个玉米品种平均,单株干物质积累量、硅积累量、磷积累量分别提高21.54%和36.05%、120.08%和236.65%、39.81%和69.17%;同时增加叶片PSⅡ反应中心开放程度,提高光能捕获和光能转换效率,增加电子传递效率,加速利用过剩激发能。(3)玉米植株硅积累量和磷积累量显著正相关,并且Fv/Fm(XE)、Fv′/Fm′(XE′)、Fq′/Fm′(φPSⅡ)、ETR与植株硅积累量和磷积累量也显著正相关。在P3和P2处理中,与Si1相比,Si2和Si3能明显提高正红2号和正红115植株硅、磷素积累量,提高叶片对光能的捕获、转化和传递效率,提高植株的干物质积累量;在重度低磷胁迫P1处理中施硅对玉米幼苗硅、磷营养和叶绿素荧光参数的改善作用十分微弱。综上所述,在非严重低磷胁迫条件下,外源施硅通过增强玉米对硅、磷的吸收和积累,提高叶片光合物质生产能力,加速消耗过剩的激发能,减轻光抑制。
2017(1):310-317. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.051
摘要:农田氮素损失是造成农业非点源污染的主要原因之一。而过量的施氮和灌水又是引发农田氮素损失的2个重要因素。为探明不同水氮运筹对淋溶水中NO3--N时空分布特征以及2因素对NO3--N淋失量的影响,进而制定安全有效的水氮运筹模式。试验采用裂区设计,主区为灌水定额,设置3个水平,分别为525(W1),750(W2),975(W3) m3/hm2。副区为施氮量,设置5个水平,分别为0(N0),80(N1),160(N2),240(N3),320(N4) kg/hm2。每个灌水定额下有5种施氮量处理,共15个处理。并于2014年、2015年连续2年进行田间试验。采用多空PVC法和土钻法采集水样和土样,测定淋溶水中NO3--N浓度并计算NO3--N淋失量。0—40 cm埋深内,对比第1次灌水前后NO3--N浓度发现,随着施氮量的增加,W1水平下NO3--N浓度两年的平均增幅远低于W2和W3水平下NO3--N浓度2年的平均增幅。随着灌水定额的增加,N1、N2水平下的NO3--N浓度平均增幅远低于N3、N4水平下的NO3--N浓度平均增幅。NO3--N浓度平均增幅最大的为52.5%的W3N3。NO3--N浓度平均值最高的为8.29 mg/L的W3N4。与0—40 cm埋深内的各处理相比,40—80 cm埋深的各处理NO3--N浓度整体下降,但整个生育期内淋溶水中NO3--N浓度的变化趋势与0—40 cm埋深内相一致。80—120 cm埋深内,施氮量、灌水定额以及两者的交互作用对NO3--N淋失量的影响呈极显著。当灌水定额一定时,2014年、2015年2年的NO3--N淋失量随着施氮量增加而递增,淋失率随着施氮量的增加而减少;当施氮量一定时,NO3--N淋失量及淋失率均随着灌溉定额的增加而递增。鉴于根层内需要充足的NO3--N以被作物吸收,并保证NO3--N淋失量对地下水的污染在可控安全范围内,故推荐W2N3为适用于当地的水氮运筹模式。
2017(1):318-322. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.052
摘要:随着气候变化,气象干旱威胁农业经济发展。利用陕西省16个地市19个气象台站降水资料,选择降水距平百分率为干旱指标,计算陕西省近50 a各年的干旱指数,在此基础上分析了干旱年际变化特征,并利用GIS10.1绘制干旱强度的空间分布图。研究结果表明,陕西省夏季降水多、冬季少,多年平均降水量(陕南﹥关中﹥陕北);1960—2013年陕南地区、陕北地区、关中地区分别出现干旱次数为15,17,13,研究区域内16个地市发生干旱的平均频率为28%,轻度、中度、严重、特大干旱发生的平均频率分别为19%,6%,1%,2%,其中绥德发生频率最高(39%)。研究结果为陕西省干旱的监测、评估、预警和抗旱减灾工作提供科学依据。
黄殿男, 谭 杰, 傅金祥, 张贺凯, 赵玉君, 马兴冠, 席风祥
2017(1):323-327. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.053
摘要:为探究城市生活污水处理厂脱水污泥作为土地改良剂对沙漠化土壤的改良效果,确定合适的污泥掺混量,试验以离心脱水污泥与沙漠表层土壤按污泥掺混量为5%,10%,15%,20%,25%,30%,35%充分掺混,以土壤物理指标、营养指标为考察指标,研究不同污泥掺混量对沙土的改良效果,并与3种适于耕作土壤平行对比。试验表明沙土经污泥掺混后,随着污泥掺混量的增大,其土粒密度、土壤容重降低;污泥掺混量与土粒密度和土壤容重呈负相关,相关系数可达-0.99,-0.89,而土壤孔隙度增加,呈正相关(r=0.79),当污泥掺混量大于10%后,污泥掺混量对土壤容重、孔隙度的改良效果减缓;改良沙土中有机物含量、含水率随污泥掺混量增加呈线性增加(r>0.99),持水能力与污泥掺混量呈显著正相关(r=0.99)。改良沙土较对比土壤有更强的保水能力;氮、磷元素和污泥投加量呈显著正相关(r>0.95),污泥掺混量为15%~25%时,改良沙土氮磷含量均接近对比土壤含量,污泥掺混对土壤全钾含量改善不大,但能有效提高土壤有效钾含量。污泥掺混量为10%~25%时,改良沙漠化土壤的理化性质接近对比适宜耕作土壤。
阳 勇 , , 陈仁升 , , 宋耀选 , , 郭淑海 , , 刘章文 , , 王 磊 ,
2017(1):328-331. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.054
摘要:双环入渗仪是田间测量土壤入渗过程和饱和导水率最常用的经典方法,但入渗仪内外环尺寸均会影响其测定结果。设计7组不同内外径的双环入渗仪,在位于祁连山区的黑河上游平坦草地开展多次野外土壤入渗试验,对比分析双环入渗仪内外环尺寸对土壤入渗率和饱和导水率的影响。结果表明,双环入渗仪内径相同时,外径越大则稳定入渗率和饱和导水率越小;外径相同时,内径越小则稳定入渗率和饱和导水率越小。初始入渗率与双环入渗仪尺寸关系不显著,但稳定入渗率和饱和导水率与入渗仪缓冲指数呈显著负相关。综合考虑安装简便,用水条件,试验可靠等多方面因素,推荐山区使用内径20 cm,外径40 cm的双环入渗仪。
2017(1):332-336. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.01.055
摘要:为探究东北低山丘陵地区冬季积雪物理特性变化过程,利用超声雪深监测仪和Snow Fork雪特性分析仪采集积雪物理特性(积雪深度、积雪密度、液态含水率)数据,分析积雪深度、密度和液态含水率随时间的变化特征及其在垂直剖面上的变化过程。结果表明:主要积雪期为11月至次年2月,积雪深度与雪层温度、气温呈显著负相关关系,与降雪量呈正相关关系。积雪消融主要集中在10:00~18:00之间,且积雪消融相对于气温表现出滞后性,滞后时间约为4 h。积雪初(12月1日观测),雪底层密度为0.198 g/cm3,表层为0.126 g/cm3,从底层至表层呈逐渐减小趋势。随着雪底层形成深霜,中间层5—10 cm的积雪密度大于表层和底层。积雪0—5,5—10,10—15 cm层平均液态含水率分别为0.308%,0.319%和0.205%,随积雪深度变化呈单峰型,中间层5—10 cm含水率大于表层和底层。积雪液态含水率与积雪密度呈显著正相关关系(r=0.866,p<0.05)。研究结果将为融雪径流形成、融雪侵蚀防治以及季节性积雪区生态系统功能评估提供基础数据。