• 2017年第0卷第2期文章目次
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    • 土壤分离能力测定的不确定性分析

      2017(2):1-6. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.001

      摘要 (1955) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤分离能力是含沙量为零时坡面径流分离土壤的最大值,是确定细沟可蚀性和土壤临界剪切力的基础,也是土壤侵蚀过程模型推广应用的前提,因此,对其准确测量非常关键。在系统分析野外坡面径流小区无法测定土壤分离能力的基础上,从室内试验水槽的类型与规格、土样采集的代表性、测试样品的长度、扰动程度、初始土壤含水量及土样冲刷时间等方面,系统讨论了它们对土壤分离能力的潜在影响与机制,探讨了土壤分离能力测定过程中的不确定性。对深刻理解土壤侵蚀过程的动力机制、选择合理的土壤分离能力测定方法与试验过程,具有重要的指导意义。

    • 坡长和雨强对氮素流失影响的模拟降雨试验研究

      2017(2):7-12. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.002

      摘要 (1391) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究氮素的流失特征,探索坡长和降雨强度对氮素流失的影响,选定坡长(2,3,4,5 m)和降雨雨强(0.65,0.69,0.83,0.85,1.01,1.20,1.37,1.54,1.68,1.80 mm/min)作为可变因素,在红壤裸坡上进行室内人工模拟降雨试验。结果表明:(1)坡面径流中各形态氮素流失随时间推移基本趋势为降雨初期径流携带氮素的浓度大,随后氮素浓度下降,至20 min左右下降趋势变缓,最终径流中同一形态氮素的浓度趋于一致。(2)坡长一定时,径流中各形态氮素的总流失量随降雨强度的增大而增大,呈现较为明显的正相关性。各场次降雨中,各形态氮素的总流失量均为5 m坡长最大,2 m坡长最小。(3)径流量与TN、NO3-—N的总流失量之间存在极为显著的相关性,而对NH4+—N的总流失量影响较小。(4)径流中TN、NO3-—N的流失量与坡长、雨强、径流量都达到了极显著相关水平,相关性依次为径流量>雨强>坡长,而径流中NH4+—N的流失量只与雨强显著相关。(5)坡长、雨强及径流量与径流中各形态氮素总流失量的综合影响分别可以用线性相关方程进行描述,显著性依次为TN>NO3-—N>NH4+—N。

    • 深松筑挡对黑土顺坡耕地不同形态磷流失的阻控效果

      2017(2):13-16. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.003

      摘要 (1647) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过在黑土顺坡耕地应用深松筑挡措施,研究了深松筑挡技术对黑土顺坡耕地不同形态磷流失的阻控效果。结果表明:深松筑挡有拦截径流泥沙、减少坡耕地水土流失的作用。与CK相比,深松筑挡处理最高可以降低坡耕地径流中总磷、可溶性总磷和颗粒态磷浓度的58.19%,64.19%和55.02%;最高可以降低坡耕地总磷、可溶性总磷和颗粒态磷累积流失量的89.32%,90.74%和88.48%。相对来讲,深松筑挡降低径流中可溶性总磷含量浓度效果较好,颗粒态磷含量是黑土坡耕地径流中磷流失的主要形态。深松筑挡措施对坡耕地径流中不同形态磷流失均有一定的阻控作用。

    • 不同雨型下紫色土区坡耕地产流产沙特征

      2017(2):17-21. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.004

      摘要 (1289) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用遂宁水土保持试验站5个径流小区1984—2015年次降雨和径流输沙数据,基于降雨过程定量划分出4种雨型,分析了雨型对不同坡度坡耕地产流产沙的作用。结果表明:径流深与各时段最大雨强均呈极显著相关(p<0.01),随着坡度的增加,最大相关系数所对应的雨强时段越短;冲刷量均与I平均呈极显著相关,且相关系数最大。径流深、冲刷量与雨强拟合关系均为幂函数,分别为“凸型”和“凹型”增函数,且拟合度区间分别为[0.79,0.88]和[0.90,0.97],说明冲刷量和雨强的关系更密切。各雨型下的产流产沙量随坡度的增大而增大,同一坡度下基本表现为雨型Ⅳ(短历时、大雨强)>雨型Ⅲ(中历时、中雨强)>雨型Ⅱ(长历时、中雨强)>雨型Ⅰ(长历时、小雨强),其中,雨型Ⅳ明显大于雨型Ⅰ且达到显著水平(p<0.05),且在15°小区的响应最为明显。雨型Ⅳ是造成该区坡耕地水土流失的主要降雨类型,且径流深和冲刷量随坡度的增大而增加,故应在水土保持工作中着重采取措施进行防治。

    • 秸秆覆盖对岩溶区坡耕地产流产沙的影响

      2017(2):22-26. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.005

      摘要 (1423) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过室内模拟降雨试验,研究秸秆覆盖对西南岩溶区坡耕地产流产沙的影响。试验处理按照2个雨强(63,100 mm/h)和5个秸秆覆盖度水平(0,20%,50%,80%和100%)下进行。结果表明:在中雨强(63 mm/h)条件下,秸秆覆盖减少了地表径流的径流系数和径流强度,增加了壤中流径流系数和径流强度,在较大秸秆覆盖度下(50%,80%和100%),秸秆覆盖能有效减少土壤流失量;但在大雨强(100 mm/h)条件下,秸秆覆盖导致地表径流增加并同时显著减少了壤中流,地表径流的增加同时导致土壤流失量的增加。

    • 降雨因子对粉煤灰产流产渣的影响

      2017(2):27-32. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.006

      摘要 (1295) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究降雨因子对粉煤灰产流产沙的影响,揭示粉煤灰产流产渣的规律,采用径流小区定位观测试验,研究雨季期粉煤灰径流小区在自然降雨条件下的产流产渣特征。结果表明:(1)观测期内总降雨量为1 160.0 mm,侵蚀降雨量为720.7 mm,7月份降雨、侵蚀降雨均为最多,分别为409.6 mm和217.1 mm,暴雨的侵蚀降雨量最大,为280.1 mm;(2)7月份产流产渣最多,3个小区的产流产渣量分别为0.72,1.06,0.67 m3和0.30,0.90,0.21 kg,暴雨的产流产渣量最大,分别为0.62,1.02,0.73 m3和0.16,0.57,0.15 kg,降雨量大于50 mm的降雨产流产渣量最多,分别为0.79,0.98,0.53 m3和0.17,0.72,0.15 kg,雨强大于40 mm/h的降雨产流产渣量最多,分别为0.82,1.06,0.76 m3和0.21,0.87,0.19 kg;(3)降雨量、I30、降雨侵蚀力与产流产渣显著相关,径流量受降雨量影响最大,产渣受降雨侵蚀力影响最大,受降雨历时的影响都最小。产流产渣与降雨量、I30、降雨侵蚀力均呈多项式关系,产流与降雨历时呈线性关系,产渣与降雨历时线性关系不明显。随着降雨的持续,粉煤灰产流产渣也随之增加,侵蚀降雨量、降雨侵蚀力对其影响尤为明显。研究成果利于贮灰场粉煤灰流失的预防和治理,为贮灰场的生态恢复提供参考。

    • 模拟降雨对工程建设区裸露坡地产流产沙及氮素流失的影响

      2017(2):33-39. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.007

      摘要 (1251) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示不同降雨强度下工程建设区裸露坡地土壤侵蚀过程和氮素流失特征,采用人工模拟降雨的方法,研究不同降雨强度(1,1.5,2 mm/min)和处理(裸地、坡面覆盖纱网)对工程裸露坡地产流产沙及氮素流失的影响。结果表明:(1)径流强度、径流含沙量、土壤剥蚀率都与降雨强度呈正相关关系,土壤入渗率与降雨强度呈现负相关关系。(2)累积泥沙量与累积径流量在裸地处理中呈现线性函数关系,在纱网处理中呈现幂函数关系。(3)地表径流中氮素流失浓度随降雨历时呈现“下降—稳定”趋势,氮素流失量随降雨强度的增加而增大,其中NO3-—N流失量占总氮比重高于NH4+—N。(4)土壤坡面覆盖纱网后能有效控制水土流失量和氮素流失量,其中径流量和NO3-—N流失量在小雨强处降低效果显著,分别降低了60.21%和56.74%;TN流失量和NH4+—N流失量在小、中雨强处降低效果较好,均达到59.26%以上;侵蚀泥沙量在小、中、大雨强处均降低了79%以上。说明土壤坡面覆盖纱网这一措施对降低工程建设区裸露坡地土壤侵蚀量和氮素流失量具有显著效果,可以作为工程建设区水土流失防治措施。

    • 茵陈蒿群落垂直结构对坡面产流产沙过程的影响

      2017(2):40-44. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.008

      摘要 (1277) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究茵陈蒿群落不同垂直结构对产流、产沙过程的影响,利用人工模拟降雨试验的方法,研究了不同垂直结构的茵陈蒿群落坡面侵蚀过程。结果表明:在植被盖度相同条件下,茵陈蒿多层群落结构(茵陈蒿+狗尾草+生物结皮)和双层群落结构(茵陈蒿+生物结皮)的减流、减沙效果显著优于单层群落结构,二者的减流效益分别为40.5%和22.6%,减沙效益分别为86.6%和73.5%。不同垂直结构的茵陈蒿群落累积产沙量均可表示为累积产流量的幂函数(R2>0.98),表现为累积产沙量随累积产流量的增加而增加,且随群落结构层数的增加,3种垂直结构群落的累积产沙量增幅减小。植物根系可以改善土壤结构,增加降水入渗,减少地表径流,是影响产流、产沙过程的关键因素。因此,群落垂直层次多、组分复杂、整体预防水土流失的能力也相应较强。对易于形成植被空层的草地群落,应当重视其低层植被建设,加强草地群落垂直结构及其水土保持功能的相关研究,以期为黄土高原草地植被恢复和植被结构配置优化提供理论依据。

    • 指纹法研究花岗岩区典型崩岗小流域悬浮泥沙来源

      2017(2):45-49. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.009

      摘要 (1253) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究花岗岩区典型崩岗小流域内悬浮泥沙来源,以安溪县龙门镇崩岗侵蚀小流域为研究对象,在4种土地利用类型(侵蚀林地、茶园、耕地和崩岗侵蚀区)中共采集85个泥沙源地土样,同时在河道布设采样器收集降雨后侵蚀悬浮泥沙。通过分析样品中的34种指纹因子,运用复合指纹法筛选出最佳指纹因子组合,并计算出各泥沙源地的泥沙运移规律。结果表明:不同泥沙源地悬浮泥沙中同种指纹因子存在显著差异,利用Kruskal-Wallis检验和多元判别筛选出Ca、Li、Sn、K和Ba为最佳指纹因子组合(累积贡献率大于90%);同时利用多元混合模型得出茶园的悬浮泥沙相对贡献百分比为33%,耕地为27%,侵蚀林地和崩岗侵蚀区均为20%,且混合模型优度拟合检验值为0.89。进一步分析表明,降雨对崩岗侵蚀区的影响最大,茶园和崩岗侵蚀区单位面积产生悬浮泥沙量明显高于其他两个源地,说明崩岗侵蚀和茶园是花岗岩区崩岗小流域中需要采取防治措施的重点。

    • 模拟植被类型及空间配置对坡面流水动力学特性的影响

      2017(2):50-56. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.010

      摘要 (1691) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过室内水槽模拟冲刷试验,研究缓坡坡降1.4%、流量0.6~1.8 L/s、非淹没条件下,植被类型(柔性植被、刚性植被)和植被配置格局(棋盘状格局、长条状格局、带状格局)对坡面流水深、流速、流态、达西阻力系数等水动力学特性的影响,探究其规律。结果表明:(1)与裸坡相比,植被具有雍水缓流作用,水深雍高1.4~2.8倍,流速延缓31%~65%,植被格局较植被类型作用更为明显,其中柔性植被、带状格局雍水效果最好。(2)坡面流态指数m显示刚性植被、棋盘状格局条件下水流紊动性最强,而坡面综合指数k显示刚性植被、条状格局对水流作用更强。(3)各试验条件下,水流流型以过渡流为主,主要受单宽流量影响而与植被条件无关;裸坡条件下水流流态为急流,植被覆盖下为缓流,受单宽流量和植被类型影响较小,棋盘状和带状格局影响较大。(4)植被使坡面平均阻力系数较裸坡增加约2.9~20.5倍,缓流条件下阻流效果更好;植被类型较植被格局对阻力系数的影响更大,其中柔性植被和带状、棋盘状格局阻水效果更好,而沿程阻力系数变化显示条带状具有明显的波动特性,棋盘状格局较为稳定,即水动力学条件更佳。

    • 基于信息熵方法的土壤水分入渗方程试验研究

      2017(2):57-60. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.011

      摘要 (1421) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对沙壤土、黏壤土进行水分入渗试验,确定4种熵方程(E-Horton、E-Kostiakov、E-Philip、E-Green-Ampt)系数并标定了一般方程(Horton、Kostiakov、Philip、Green-Ampt)系数。根据所得到的方程计算相应的入渗率,并与试验观测数据进行比较。结果表明:在沙壤土中,E-Horton、E-Kostiakov、E-Philip方程能较好地反映土壤水分入渗规律,E-Green-Ampt方程高估了土壤水分入渗率。在黏壤土中,4种熵方程拟合效果均较差。与一般方程比较,基于信息熵方法的土壤水分入渗方程更适于沙质土壤,因为该方法不需要标定方程的参数,简便可行,而且较好地反映了参数的物理意义,为优化灌溉提供理论依据。

    • 黄土丘陵区不同撂荒年限土壤入渗及抗冲性研究

      2017(2):61-66. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.012

      摘要 (1588) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了评价植被恢复对撂荒地土壤性状的影响,采用时空互代法,以黄土丘陵区不同年限撂荒地为研究对象,利用“环刀法”和原状土冲刷试验结合室内理化分析对其渗透性能和抗冲性进行了研究。结果表明,同一撂荒阶段,土壤初始入渗速率、稳定入渗速率、平均入渗速率和抗冲系数均随土壤深度的增加而下降;随着撂荒阶段延长,表层土壤初始入渗速率、稳定入渗速率、平均入渗速率和抗冲系数均为撂荒前期显著增大,后逐步趋于稳定,撂荒阶段间的差异显著大于土层深度的差异。在黄土丘陵区,利用Kostiakov模型回归参数a可有效表征初始入渗速率,相关系数为0.999 1,用方正三模型回归参数|1和K可同时表征初始入渗速率和稳定入渗速率,相关系数分别为0.869 4和0.998 1,其初始入渗速率相关性较模型Kostiakov差,结合使用两者可更好的表征土壤入渗过程。

    • 冻融循环对风沙土物理性质及抗冲性的影响试验

      2017(2):67-71. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.013

      摘要 (1511) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示冻融循环对土壤物理性质及抗冲性的影响,以内蒙古坡耕地风沙土为研究对象,控制冻融循环次数(0~10次)和土壤质量含水量(6%,9%,12%)2个因素,在室内模拟野外冻融循环和径流冲刷过程,定量分析冻融循环对土壤含水量、容重、孔隙度及土壤抗冲性的影响规律。结果表明:(1)土壤含水量随冻融循环次数增加呈缓慢增加的趋势,增加幅度为0.51%~0.87%,且高含水量土壤增幅比低含水量土壤大;(2)随冻融循环次数的增加,土壤容重和孔隙度分别呈缓慢减小和增大趋势,且变化幅度逐渐降低,最后达到基本稳定的状态,达稳定状态后的土壤容重比未冻融土壤大(0.05±0.01)g/cm3;(3)当冻融循环次数相同时,高含水量(12%)的土壤容重比低含水量(6%)小,而孔隙度和土壤抗冲性的降低幅度与之相反;(4)冻融循环次数对风沙土抗冲系数具有显著影响,试验土样抗冲性随冻融循环次数的增加呈显著降低趋势,但是第6次冻融循环后,试验土样的含水量、容重、孔隙度及抗冲性的变化均逐渐趋于稳定。研究结果可为季节性冻融区土壤侵蚀机理研究提供参考。

    • 黄土区草被生长过程中土壤抗冲性及其与影响因素的关系

      2017(2):72-78. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.014

      摘要 (1621) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用室内盆栽与原状土冲刷相结合的方法,设置了裸地对照(CK)、低种植密度黑麦草(H1)和高种植密度黑麦草(H2)3种处理,对3种处理在不同生长阶段的土壤理化性质和根系变化进行研究,分析了黄土区草被生长过程中土壤抗冲性及其与影响因素的相关关系。结果表明:(1)处理CK的容重、有机质含量和水稳性团聚体在4个生长阶段波动变化,但变化范围较小;随生长周期的延长,H1和H2处理的土壤容重呈下降趋势,有机质含量、水稳性团聚体、根表面积密度(RSAD,root surface area density)和根生物量密度(RWD,root weight density)呈增加趋势;在4个生长阶段,H1和H2处理各根径的RSAD表现为随根系径级的增大而减小。(2)CK和H2处理的土壤抗冲指数(ASI,anti-scourability index)在4个生长阶段无显著性变化;H1处理的ASI随生长时间的延长表现为逐渐增加的趋势,且在第16周,对ASI的影响最显著。(3)ASI与土壤容重呈幂函数递减关系,与有机质含量、水稳性团聚体呈幂函数递增关系,与RSAD、RWD之间均呈指数递增函数关系。(4)ASI与容重、水稳性团聚体、1.0~2.0,2.0~5.0,>5 mm径级的RSAD之间均无显著差异,与有机质含量、RSAD及RWD呈显著正相关(p<0.05),与<1 mm径级的RSAD呈极显著正相关(p<0.01)。

    • 基于坡度等级的喀斯特山区石漠化与水土流失相关性研究——以贵州省盘县为例

      2017(2):79-86. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.015

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      摘要:为了定量分析不同坡度等级下石漠化与水土流失之间的相关性,为县域生态环境治理与修复提供科学理论依据,以贵州省盘县为研究区,在遥感与地理信息系统技术支持下,以ALOS遥感影像、岩性及1∶50 000地形图等为基础数据源,采用遥感解译方法、表面分析及地图代数原理,提取出石漠化与水土流失的各指标因子。通过ArcGIS空间分析及相关性分析模型,从不同坡度等级下分析盘县石漠化与水土流失的相关性。结果表明:盘县石漠化面积为1 008.45 km2,占总面积的24.9%,已发生石漠化等级以轻度、中度和强度为主,分别占盘县石漠化面积的45.47%,29.67%,20.29%;水土流失面积为521.05 km2,占总面积的12.85%,已发生水土流失等级以轻度和中度为主,分别占盘县水土流失面积的67.75%和17.36%。石漠化与水土流失发生区坡度以5°~35°为主,分别占石漠化与水土流失面积的85.08%与82.45%。当坡度<8°时,石漠化与水土流失等级、水土流失与石漠化等级存在着负相关关系。当坡度为8°~35°时,已石漠化与已水土流失面积均呈现出先减小后增加再减小的趋势。当坡度>35°时,石漠化与水土流失等级在强烈侵蚀等级以下表现为负相关,超过强烈侵蚀为正相关;而水土流失与石漠化等级在轻度石漠化等级以下表现为正相关,超过轻度石漠化为负相关。

    • 陕北黄土洼聚湫类型划分与侵蚀产沙模拟研究

      2017(2):87-91. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.016

      摘要 (1392) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示泥沙沉积与降水的关系,重建淤地坝水成黄土的沉积环境,选择陕北黄土洼的天然聚湫为研究对象,通过野外多次多点位打钻采样和样品测定,利用近60年降雨数据与剖面粒度的对比分析和数学模拟等方法,划分了黄土洼聚湫类型,建立了标准聚湫侵蚀产沙模型。结果表明:(1)将黄土洼的侵蚀性雨量标准定为9.2 mm能更好地反映黄土洼的土壤侵蚀状况;(2)依据降雨数据,黄土洼年均最大日降雨量52.7 mm以下的降雨总量占88.1%,利用52.7 mm以下降雨量产生的泥沙分布范围,可以确定“非标准聚湫”的范围;(3)通过对库容曲线的模拟将1 058.03 m定为零库容高程点,并基于黄土洼的分形维数对岔巴沟流域建立的次降雨侵蚀输沙模型进行了修订,建立了适用于本地区的降雨侵蚀输沙模型;(4)对各剖面沉积物粒度旋回规律进行对比分析,并结合模型计算数据,确定了黄土洼“标准聚湫”在近坝地剖面点附近,坝地至沟口附近之间为“非标准聚湫”,沿沟至沟头以上均为“非聚湫”沉积区。

    • 东北坡耕地春季融雪侵蚀观测研究

      2017(2):92-96. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.017

      摘要 (1780) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究东北地区坡耕地的春季融雪侵蚀特征及其影响因素,选取吉林省吉兴小流域内坡耕地进行原位观测,通过分析融雪过程中径流量和含沙量的变化,以及融雪径流、土壤解冻深度等指标对融雪侵蚀的影响,探讨坡耕地融雪侵蚀过程及变化规律。结果表明,在日平均温度0~3.8 ℃的气象条件下,春季融雪侵蚀较为集中,径流与含沙量变化均先增加后减少。融雪径流与表层土壤解冻深度是影响融雪侵蚀的重要因素,初期融雪产流,土壤未解冻,径流急剧增加,径流量占融雪期总径流量的59.15%;中期积雪融化趋于稳定,土壤表层开始解冻,径流减少含沙量增加,侵蚀量达到最大且占融雪期总侵蚀量的41.74%;末期融雪产流停止,土壤解冻深度增加,含沙量达到最大(8.00 kg/m3)。坡耕地融雪侵蚀受垄作区域与集水洼地地形变化的影响,产流产沙具有较强规律性,二者峰值出现频次一致时,径流—泥沙呈“8”字循环滞后关系,反之呈复式循环滞后关系。

    • 南方典型土壤水力特征差异性分析

      2017(2):97-102. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.018

      摘要 (1401) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究南方地区典型土壤水力性质的差异,采用压力膜法、定水头渗透法和一维水平土柱吸渗法对粘性潮土、沙性潮土、红壤、水稻土和紫色土5种南方典型土壤的水动力学参数进行室内测定,对比分析了各土壤水力特征的差异及其产生的原因。结果表明:土壤质地和粘粒含量是影响土壤水力特征的主要因素;粘性潮土、沙性潮土属于级配良好土,而红壤、紫色土、水稻土属于级配不良土,粘性潮土、沙性潮土、红壤、紫色土、水稻土饱和导水率依次增大,分别为1.75×10-3,3.15×10-3,4.77×10-3,11.02×10-3,11.87×10-3 cm/min;相对水稻土和沙性潮土而言,其他3种试验土持水性较高。土壤有效水含量为沙性潮土>粘性潮土>水稻土>紫色土>红壤,其有效水孔隙体积分别占其总孔隙体积的48%,29%,27%,18%和17%。非饱和条件下,沙性潮土和红壤中的水分运动速率较快,远高于粘性潮土中的水分运动速率,约为其6.8倍。土壤质地、颗粒级配、粘粒和有机质含量不同是造成土壤水力特性差异的因素,其中土壤质地和颗粒级配为南方典型土壤水力特性差异的主要影响因素。

    • 冻融坡面水蚀动力参数动态响应时空演化过程

      2017(2):103-110. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.019

      摘要 (1105) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示冻融作用对坡面土壤水蚀的影响,探究春季解冻期坡面土壤的水蚀动力参数动态响应时空演化过程,采用2个坡度(10o,15o)、4个流量(4.5,6.5,8.5,10.5 L/min)和4个起始解冻深度(2,5,10,15 cm),进行野外径流冲刷试验,系统地分析冻融坡面水蚀动力参数雷诺数、弗劳德数、流速、水流剪切力、水流功率、单位水流功率在不同起始解冻深度、不同流量和不同坡度条件下的时空演化过程。结果表明:冻融坡面水蚀动力参数雷诺数、流速、水流剪切力和水流功率随流量的增加呈增加趋势;水流剪切力、水流功率与单位水流功率随坡度增加而增大;水流剪切力和水流功率随起始解冻深度的加深而增大;雷诺数、弗劳德数、流速和单位水流功率随起始解冻深度的变化趋势不明显,其起始解冻深度为5 cm时,水蚀动力参数随时间变化最为剧烈;建立了冻融坡面水蚀参数雷诺数(R2=0.728)、水流剪切力(R2=0.644)、水流功率(R2=0.721)、流速(R2=0.533)和单位水流功率(R2=0.553)的幂函数预测方程。

    • 基于NMR技术的盐渍化冻融土壤未冻水及孔隙水含量试验研究

      2017(2):111-116. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.020

      摘要 (1539) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨盐渍化土壤在冻融过程中孔隙水及未冻水含量的变化规律,运用核磁共振仪(NMR)测定了不同盐渍土与不同NaCl饱和试样的孔隙水及未冻水含量,同时研究了不同土质对冻结过程中未冻水含量的影响,分析了冻融过程中的滞后现象。试验设置8个处理,即轻度盐渍化粉砂壤土、中度盐渍化壤土2种土壤类型和蒸馏水、0.2%、0.6%、1.0% NaCl 4种溶液。结果表明:(1)在盐渍土冻结过程中,大孔隙降幅速率>小孔隙降幅速率,而盐渍土的融解先从小孔隙开始。(2)无论是轻度盐渍土还是中度盐渍土,1.0% NaCl饱和溶液的未冻水含量最大。饱和溶液为1.0% NaCl的中度盐渍土在冻融过程中出现二次突变,其二次突变温度点不一样,融解时二次突变温度点高于冻结时二次突变温度。(3)比较不同土质对冻融过程中未冻水含量可知壤土未冻水含量>粉砂壤土未冻水含量。在冻融过程中,结合T2分布曲线可知,孔隙水的减少先从大孔隙开始,孔隙水的增多先从小孔隙开始;NaCl饱和溶液的浓度越高,其未冻水含量越大,冻结温度越低;不同土质对土壤未冻水含量有所影响,壤土的未冻水含量明显高于粉砂壤土的未冻水含量;盐渍土壤在冻结和融化过程中存在滞后现象,在冻融过程中的滞后现象明显区间,随浓度的增大,所处的温度范围有降低趋势。

    • 膜下滴灌灌水量对土壤水热影响及地下水补给耗水响应

      2017(2):117-121. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.021

      摘要 (1441) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探求灌水量对棉田地温和生育期地下水补给棉花耗水比例的影响,设置了4种不同膜下滴灌灌水量(3 000,3 750,4 500,5 250 m3/hm2)进行野外均衡场试验研究。结果表明:灌水量一定时,浅层土壤受气温影响更为显著;同一气象条件下、同一土层地温和土壤有效积温均随灌水量的增加而降低,当灌水量增加75%时,有效积温降低11.3%,同时温度变幅也相对变小;灌水量越大,棉花耗水量及地下水补给作物水量也随之增大。当灌水量从3 000 m3/hm2增加到5 250 m3/hm2时,棉花的耗水量增加146.3%,地下水补给比例增加540%,而棉花需水敏感期地下水补给量则增加152.93 mm,需水敏感期的地下水补给量最大,但日均地下水补给量随棉花生育期的延长而增大,且各处理的水分利用效率差异不大。此外,在地温较高的夏季高温期(花铃期和吐絮期)以及灌水量较小时,夜间地下水补给作物水量大于或接近白天补给量,说明地温影响地下水的向上补给水量和补给时段。此研究可为合理高效利用农业水资源和优化膜下滴灌棉花灌溉制度提供有效依据。

    • 稻田—田埂过渡区土壤水分运动与保持特征

      2017(2):122-128. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.022

      摘要 (1892) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示田埂对稻田水分渗漏的影响,以江汉平原典型稻田—田埂过渡区为研究对象,采用室内土壤理化性质分析、水力学参数测定和田间染色示踪等方法量化了过渡区各位点(田内、田埂和灌溉沟)土壤剖面导水与持水性能差异,并揭示了该区域的水流特征。结果表明:(1)不同位点的土壤饱和导水率(Ks)均随土层深度的增加而减小,上层(-20—35 cm)高于中、下层(35—65 cm),剖面导水性能表现为田埂>灌溉沟>田内,田埂平均Ks分别是沟内和田内的1.6倍和16.0倍;(2)同一吸力值下不同位点土壤含水量差异较大,田内含水量最高,灌溉沟其次,田埂最低,在持水性能上表现为田内>灌溉沟>田埂;(3)田埂土壤受动物活动和根系生长影响剧烈,导致其大孔隙(当量孔径>0.3 mm)含量整体上高于田内,在染色特征上表现为田埂中、下层土壤染色面积显著高于田内。由于稻田-田埂过渡区不同位点土壤的导水和持水能力差异显著,稻田水分不仅可以在田内发生垂直渗漏,还可以通过田埂区域垂直入渗和跨田埂侧流两种方式快速流失,进而加速了稻田水分的散失。

    • 干热河谷不同土地利用类型坡面土壤水分时空变异

      2017(2):129-136. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.023

      摘要 (1612) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究干热河谷区不同土地利用类型坡面土壤水分的时空变化规律,以元谋干热河谷老城小流域水土保持综合治理示范区内的银合欢人工林地、扭黄茅草丛地和坡耕地为研究对象,采用经典统计学和地统计学克里格插值相结合的分析方法,对3种土地类型坡面土壤水分的时间和空间异质性进行研究。结果表明:元谋干热河谷区土壤含水量较低(林地旱季7.56%,雨季12.80%;草地旱季8.05%,雨季12.66%;坡耕地旱季19.37%,雨季22.95%),雨季显著大于旱季。旱、雨季均表现为坡耕地>草地>林地,呈中等至强度变异(0.14~0.72之间);不同土地利用类型下各层土壤水分的自相关系数均由正向负转化的相同趋势,但拐点有所不同,且雨季大于旱季;不同土地利用类型下旱、雨季土壤水分的最佳拟合模型林地与草地相同(林地与草地旱雨季均为球状模型,坡耕地旱雨季为指数模型),均呈中等或强等空间相关性(0.05~0.39之间),且旱季大于雨季;同一土地类型下旱、雨季不同土层的土壤水分空间分布相似,不同土地利用类型下相同土层分布格局则不同。

    • 不同坡度下城市回填土壤径流系统中水力水质分配特征

      2017(2):137-141. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.024

      摘要 (1353) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用人工降雨装置,对不同坡度下城市回填土壤径流系统中氮磷的分配特征进行了试验研究。结果表明:坡度对不同归趋分配有较大影响,无坡度时无地表径流产生,有坡度后地表径流所占比例明显增加。坡度为4°时地表径流、侧渗流与下渗流所占比例分别为72.5%,25.3%,2.3%。坡度增加到8°以上时全部以地表径流的形式出现。坡度为4°时地表径流、下渗流与侧渗流中总氮的比例分别为69.7%,26.1%,4.2%,总磷所占比例分别为77.6%,22.0%,0.4%。随着坡度的增加,地表径流中污染物质的百分含量略有增加,但变化不大。因此在设计回填土草地时应尽量使其平整以有效促进土壤水分下渗,减少地表径流,减少城市回填土的氮磷污染。

    • 1951—2014年洞庭湖水沙阶段性演变特征及驱动因素分析

      2017(2):142-150. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.025

      摘要 (1509) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于洞庭湖1951—2014年实测径流量和输沙量数据,采用Mann-Kendall检验、滑动t检验和有序聚类分析等多种统计方法分析洞庭湖水沙演变特征,并以回归曲线拟合及归一化曲线对降水量、径流量和输沙量之间的相互关系进行分析,以期确定影响洞庭湖水沙变化的驱动因素。结果表明:(1)入出湖径流量、输沙量的突变年份有差异,入湖径流量、出湖径流量为1971年,入湖输沙量为1985年,出湖输沙量为1970年;(2)洞庭湖入湖径流量具有以分段衰减为特征的演变过程,1972—1977年表现最明显;(3)入湖输沙量呈现分段衰减的阶段性演变特征,2004—2014年间多年平均输沙量减幅最大,衰减率为75.34%;(4)入湖、出湖径流量在1951—1971年和1978—1985年主要受降水量变化驱动,1972—1977年和1986—2014年主要受沙滩子自然裁弯、葛洲坝水电站、五强溪水库、三峡工程等人类活动影响;(5)1951—1971年入湖径流量的多寡对入湖输沙量产生一定影响,1972—2014年影响输沙量减少的主要因素是水利枢纽工程。因此,洞庭湖流域水沙过程的不同阶段其主导驱动因素有所差异。其中,入湖径流1972—1977,2004—2014年2个阶段及出湖径流1976—1985,2004—2014年2个阶段以水利枢纽工程驱动为主,其余2个以降水量变化驱动为主。

    • 郧西县庹家湾黄土剖面色度参数特征及其古气候重建

      2017(2):151-156. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.026

      摘要 (1392) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对湖北省郧西县庹家湾黄土剖面的色度参数分析,并结合磁化率、粒度、铷锶比(Rb/Sr)指标揭示汉江上游地区风成黄土的色度特征及其与气候变化的关系。应用X-rite VS450型分光测色仪对庹家湾黄土剖面色度参数进行了测量。结果表明:庹家湾黄土剖面a*的变化与沉积物氧化铁含量呈显著正相关,平均值由高到低依次为S0(6.34)>MS(5.52)>Lt(5.18)>L0(4.98)>L1(4.82)>T1-al2(3.66);亮度L*的变化与氧化铁含量和有机质含量均呈负相关,其中氧化铁含量对L*的影响更大,L*在黄土层出现了峰值;色调角h*在古土壤层呈现低值(68.64°),黄土层呈现高值,a*/b*与h*特征相反,在古土壤呈现高值(0.39),黄土层呈现低值;其中在马兰黄土L1中存在两层弱古土壤层L1-S2、L1-S1,其色度参数特征较L1具有较高的a*值和a*/b*值及较低的L*值和h*。黄度b*指示该区域气候变化有一定的局限性,h*、a*/b*、L*和a*可作为良好的气候替代指标,a*值和a*/b*值越大指示气候越暖湿,成壤作用越强,L*值和h*越大指示气候越冷干,成壤作用越弱。h*、a*/b*、L*和a*共同记录了该地区晚更新世以来气候经历了晚更新世末期的干冷、全新世早期逐渐回暖、全新世中期的温暖湿润、全新世晚期气候逐渐干冷,在马兰黄土形成时期,气候出现了短暂的温暖湿润期(27.3~21.6 ka B.P.)。

    • 干湿循环作用下云南红土裂缝发展研究

      2017(2):157-165. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.027

      摘要 (1219) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以干湿循环为控制条件,考虑初始干密度、增湿次数和脱湿次数等影响因素,采用室内试验和图像处理相结合的方法,研究云南红土裂缝的产生及其发展演化。控制初始干密度1.20,1.30,1.40,1.50 g/cm3,通过增湿、脱湿的干湿循环及膨胀率等试验方法,观察红土样裂缝的变化,并应用Matlab图像处理技术提取红土样的裂缝特征参数。结果表明:干湿循环作用下,初始干密度越大,红土样越容易开裂,干密度较小时(1.20 g/cm3)土样始终不开裂,随干密度增大(1.30,1.40 g/cm3),红土样在第3次增湿中开裂,干密度达1.50 g/cm3时,红土样在第2次增湿中开裂,增湿过程对红土样裂缝发展的影响显著大于脱湿过程的影响。红土样的膨胀率随浸泡时间延长逐渐增大,干密度1.20,1.30,1.40 g/cm3时约8 min膨胀基本稳定,干密度1.50 g/cm3时约36 min膨胀趋于稳定;对应红土样的裂缝条数、长度、面积和宽度等特征参数随增湿次数、脱湿次数增大而增大;随干密度增大,红土样的裂缝条数、长度与面积增大,裂缝宽度在干密度约1.30 g/cm3处存在峰值。干湿循环作用引起云南红土开裂的关键因素在于增湿过程中红土样的不均匀膨胀,红土裂缝属于膨胀裂缝,其发展过程包括裂缝孕育期(0~2次)、裂缝形成发展期(2~6次)和裂缝稳定期(6~8次)3个阶段,这3个阶段综合作用的结果,最终影响了红土裂缝的发展演化趋势。

    • 溶磷细菌对复垦土壤养分、酶活性及磷解析的影响

      2017(2):166-170. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.028

      摘要 (1147) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探索溶磷细菌在复垦土壤上对磷的作用效果,采用室内摇瓶培养的方法,研究了磷细菌及其组合对磷酸三钙的溶解能力,确定了最佳组合磷细菌。拉恩式菌(W2)+荧光假单胞菌1(W3)+荧光假单胞菌2(W4)培养液的有效磷含量最高,为609.1 mg/L,故最佳磷细菌组合为W2+W3+W4。将筛选出的最佳组合磷细菌在采煤塌陷地复垦土壤上进行玉米大田试验,研究其对土壤养分、酶活性、磷解析特性及玉米产量的影响。结果表明:磷细菌可以增加土壤养分含量和改善土壤酶活性;磷细菌处理土壤有效磷和速效钾含量,以及磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性分别比基质对照处理增加了2.80,25.43,7.41,4.21,7.15 mg/kg;与空白处理相比,磷细菌处理土壤最大吸磷量和吸附常数降低幅度最大,分别显著减少114 mg/kg和0.021(p<0.05);磷细菌处理土壤平均解析率为14.7%,显著高于其他处理;磷细菌处理玉米产量最高,为8 036 kg/hm2,显著高于其他处理。因此在复垦土壤上施用磷细菌,可以改善土壤磷素解析特性,有利于土壤快速培肥,对作物增产也有积极作用。

    • UV-B辐射增强对土壤有机碳稳定性的影响

      2017(2):171-176. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.029

      摘要 (1514) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以母质相同、有机碳含量不同的2个水稻土为研究材料,通过室内模拟光照,探讨紫外辐射(UV-B,280~315 nm)对土壤总碳(TC)、可溶性有机碳(DOC)和复合酚(AEP)含量的影响以及土层厚度不同(0.95,1.89,2.84 mm)对UV-B辐射的响应特征。结果表明:与黑暗处理相比,培养96 h后,无论是在有机碳含量低的土壤(A土)还是在有机碳含量高的土壤(B土)中,UV-B辐射均显著降低了土壤TC的含量,却增加了土壤DOC的含量,在试验结束时,土壤A和B的TC含量分别降低了3.11%和6.18%,而土壤DOC含量分别增加了16.05%和9.89%。在UV-B辐射96 h后,与1.89,2.84 mm土层相比,土层厚度为0.95 mm时土壤TC、DOC和AEP浓度变化幅度最大,A和B两个土壤中TC含量分别降低了19.11%和14.35%,DOC和AEP含量分别增加了18.66%和18.92%与23.52%和22.70%,而UV-B辐射对厚度为1.89 mm和2.84 mm的土层TC、DOC和AEP含量并无显著影响。研究结果表明UV-B辐射对土壤碳库稳定性有一定的影响,在农业生产中为了保护碳库稳定性,应该尽量减少地表裸露。

    • 民勤绿洲区苜蓿地土壤有机碳组分分布特征

      2017(2):177-183. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.030

      摘要 (1191) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解西北民勤绿洲区紫花苜蓿种植后土壤有机碳及其组分的变化趋势及影响因素,以民勤绿洲区3 a(A3)、14 a(A14)和22 a(A22)苜蓿种植地为研究对象,以棉花种植地(CK)为对照,通过野外调查取样以及室内测试分析,对土壤中的全部有机碳(TOC)、重组有机碳(HFOC)、轻组有机碳(LFOC)、颗粒有机碳(POC)和微生物量碳(MBC)的含量进行测定,分析变化趋势并对其规律进行研究。结果表明:相对于棉花种植地,22 a苜蓿地土壤容重和电导率分别降低了13.9%和95.4%。3~22 a苜蓿地较棉花种植地(CK)的TOC、LFOC、HFOC和MBC分别表现出175.0%,1416.0%,47.8%和216.0%的增长幅度,变化差异较为显著。在垂直剖面上,棉花种植地(CK)显著低于苜蓿地LFOC、POC、MBC含量,并随土层加深而不断降低。逐步回归分析表明LFOC与TOC显著正相关(p<0.05)。苜蓿种植年限、土层以及这两个变量的交互作用对POC/TOC产生显著影响(p<0.01),对TOC、LFOC、HFOC、POC、MBC、LFOC/TOC、HFOC/TOC和MBC/TOC均产生极显著影响(p<0.001)。苜蓿种植提高了土壤质量,降低了土壤容重和盐碱性,连续种植14 a是苜蓿的最为合理的种植年限,同时苜蓿种植有利于0—60 cm垂直土层有机碳组分的累积,尤其对TOC、LFOC和MBC的增长效果极其显著。

    • 喀斯特小流域土壤有机碳密度及碳储量空间分布异质性

      2017(2):184-190. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.031

      摘要 (1322) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为阐明喀斯特小流域土壤有机碳密度分布特征及有机碳储量空间分布格局,采用野外布点采样、实验室测定和地统计学分析相结合的方法,利用2 755个详细调查的剖面样地和23 536个土壤样品,定量研究了喀斯特小流域土壤有机碳密度、碳储量的空间异质性及分布特征。结果表明:后寨河小流域表层(0—20 cm)土壤有机碳含量和密度的平均值为分别为25.07 g/kg和5.23 kg/m2,剖面土壤(0—100 cm)土壤有机碳含量和有机碳密度分别为20.71 g/kg和10.21 kg/m2,两层土壤有机碳含量和密度均属于中等变异强度。10 cm土层深度有机碳储量为1.48×108 kg,20 cm土层深度有机碳储量为2.65×108 kg,30 cm土层深度土壤有机碳储量3.43×108 kg,100 cm土层深度有机碳储量5.39×108 kg。各层土壤有机碳储量的块金值C0随着土层深度的增加而增加,而0—100 cm的块金值C0最大。4种土层深度土壤有机碳储量呈现为中部低,四周高,南部最低的趋势。海拔、坡度、岩石裸露率和石砾含量是影响喀斯特小流域土壤有机碳储量空间异质性的主导因子。

    • 施用生物质炭对旱地红壤有机碳矿化及碳库的影响

      2017(2):191-196. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.032

      摘要 (2155) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究生物质炭施入旱地红壤后对该地区土壤有机碳矿化以及有机碳库的影响,采用田间定位试验,设置7种生物质炭施用量处理,分别为0(C0),2.5(C1),5(C2),10(C3),20(C4),30(C5),40 t/hm2(C6),以三库一级动力学理论为基础,对这7种处理的土样进行了室内呼吸培养试验。结果表明:(1)与C0相比,C4、C5和C6处理的土壤有机碳含量呈上升趋势,C5处理土壤有机碳含量上升幅度最大为14.66%;C2、C3、C4、C5和C6处理土壤活性碳均显著增加,C6处理增幅最大为25.00%;土壤惰性碳在C3、C4、C5和C6处理中显著增加,增幅分别为18.92%,40.09%,53.60%和49.55%;除C5处理外,其他生物质炭施用量下土壤缓性碳相对于C0处理,分别降低了1.96%,6.54%,8.82%,9.31%和12.91%。(2)与C0处理相比,施加生物质炭后土壤有机碳累积矿化量均显著降低,C6处理降低幅度达25.93%。随着生物质炭施用量的增加,土壤有机碳累积矿化量逐渐降低。(3)土壤有机碳、活性碳和惰性碳与生物质炭施用量存在极显著(p<0.01)的正相关,土壤缓性碳与其存在显著(p<0.05)的负相关。研究结果可为提升典型旱地红壤肥力,减缓温室气体排放提供科学依据。

    • 几种保护措施对紫色丘陵区坡耕地土壤团聚体结构及有机碳的影响

      2017(2):197-203. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.033

      摘要 (1199) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:探索生物炭、聚丙烯酰胺以及玉米秸秆对紫色丘陵区坡耕地土壤团聚体结构的影响,以及团聚体有机碳分布特征,为紫色丘陵区坡耕地保护措施提供最优选择。采用土壤理化分析对无保护措施(CK)、单施生物炭(BC)、聚丙烯酰胺表施(PAM)、玉米秸秆覆盖(SM)处理下的土壤团聚体组成及其有机碳含量进行测定。结果表明:(1)研究区土壤团聚体以>5 mm和5~2 mm粒级为主,分别占58.18%~40.12%和30.34%~24.46%。与CK相比,3种保护措施都有效增加了土壤大团聚体含量,其中SM处理效果最好。不同措施下土壤团聚体平均重量直径(MWD)基本表现为SM>PAM>BC>CK,团聚体分形维数规律与MWD相反。(2)不同保护措施下土壤团聚体有机碳随团聚体粒级表现出较大差异,但多在0.5~0.25 mm粒级范围达到峰值,在0—30 cm土层范围内,土壤各粒级团聚体有机碳平均含量基本表现为SM>PAM>BC>CK,且随土层的增加,同一处理各粒级团聚体有机碳呈减少趋势。(3)土壤团聚体对有机碳的贡献率在>5 mm和5~2 mm粒级范围达到最大,前者贡献率为53.64%~27.92%,平均达40.12%,后者为30.92%~11.80%,平均达25.35%,可将>2 mm粒级团聚体作为紫色丘陵区土壤有机碳固定的特征团聚体。(4)不同保护措施下土壤有机碳密度基本上表现为SM>PAM>BC>CK,相同处理下土壤有机碳密度随土层增加而减小,且各处理之间的差异也随土层增加而减小。3种保护措施均有效改良了土壤结构,提高了土壤有机碳含量,其中以秸秆覆盖措施效果最好,表明秸秆覆盖为研究区较为理想的一种坡耕地保护措施。

    • 不同胶结物质对黄绵土团聚体形成的影响

      2017(2):204-208. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.034

      摘要 (1838) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过室内培养试验,采用PAM、腐殖酸、壳聚糖、硫酸铝4种土壤结构胶结剂对促进黄绵土<0.25 mm团聚体形成大团聚体的过程和效果开展研究。结果表明:(1)从新形成土壤团聚体的粒径分布来看,4种胶结剂均有利于<0.25 mm粒径的团聚体形成更大的团聚体,尤其是对于增加>5 mm的土壤团聚体含量效果明显;(2)4种胶结剂施入<0.25 mm黄绵土团聚体,均可有效地增加黄绵土团聚体的平均重量直径和几何平均直径,提高了团聚体稳定性,且随胶结剂施用浓度的增加呈升高趋势;(3)不同胶结剂对促进黄绵土团聚体形成的能力表现为腐殖酸≈PAM>壳聚糖>硫酸铝。研究结果可为合理利用外源胶结剂改善土壤结构提供一定的科学依据。

    • 有机物料对红壤团聚体稳定性的影响

      2017(2):209-214. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.035

      摘要 (1415) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:试验设置了对照(CK)、秸秆混匀(M-Str)、秸秆覆盖(Str)、生物质炭混匀(BC)和猪粪混匀(SM)5个处理,采用室内培养法研究有机物料种类与施用方式对红壤团聚体稳定性的影响。结果表明,秸秆混匀与猪粪处理下土壤有机碳(SOC)、热水溶性有机碳(HWC)、土壤抗破碎性和团聚体水稳定性(MWD)显著提高(p<0.05),而秸秆覆盖对土壤有机碳和土壤团聚体形成的提升作用不明显(p>0.05)。相对于对照处理,生物质炭提高了土壤有机碳含量,但对团聚体稳定性的影响不显著(p>0.05)。秸秆混匀和猪粪处理下团聚体稳定性的变化与土壤累积呼吸之间存在线性关系(p<0.05)。可见,有机物的性质(秸秆、猪粪和生物质炭)与还田方式(混匀和覆盖)对红壤团聚体的稳定性存在显著差异。

    • 有机物料对不同作物根系土壤腐殖质组成和结构的影响

      2017(2):215-220. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.036

      摘要 (2147) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨施用有机物料后不同作物根系土壤腐殖质各组分含量和胡敏酸元素组成的变化情况,以吉林农业大学试验田培肥2 a的黑土为研究对象,试验选取3种作物(玉米、大豆、白菜),每种作物设4种施肥处理,包括化肥(CK)、玉米秸秆配施化肥、树叶配施化肥和鸡粪配施化肥。采用腐殖质修改法提取水溶性物质(WSS)、胡敏酸(HA)、富里酸(FA)、胡敏素(HM),利用重铬酸钾外加热法测定腐殖质各组分有机碳含量,采用分光光度计法测定HA和FA的光学性质,通过光密度E4/E6值和元素组成分析HA的结构变化。结果表明:土壤总有机碳(TOC)和腐殖质各组分有机碳含量均表现为白菜>玉米>大豆。相比CK,配施有机物料后作物根系土壤TOC、WSS、HA含量分别显著增加5%~8%,34%~55%,8%~20%,FA含量变化不明显。相比树叶和鸡粪,秸秆可显著提高TOC含量;WSS在各物料之间差异不明显;HM含量表现为秸秆>树叶>鸡粪>CK。有机物料对PQ值的影响因作物而异,秸秆和鸡粪对玉米、大豆根系土壤PQ值(HA占腐殖酸的比率)的影响相似,而鸡粪对白菜根系土壤PQ值的影响显著高于玉米秸秆。施用有机物料后HA的E4/E6未发生明显改变,FA的E4/E6显著提高。有机物料使根系土壤HA缩合度升高,分子结构更加复杂,且有利于HA含氮基团的形成,以秸秆处理作用最好。由此可见,有机物料具有良好的培肥效果,其中鸡粪对白菜根系土壤培肥效果最显著,秸秆与鸡粪对玉米、大豆根系土壤培肥效果相似,均显著高于化肥。

    • 保水剂对粘质潮土团聚体分布、稳定性及玉米养分积累的影响

      2017(2):221-226. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.037

      摘要 (1487) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过玉米盆栽试验,研究了4种不同类型保水剂对粘质潮土团聚体分布、稳定性和玉米养分积累及吸收利用的影响。结果表明:保水剂保水效果在玉米生长中后期显现,收获期各处理土壤含水量比对照提高21.45%~65.09%;通过计算5种土壤团聚体特征参数并分析其与土壤粒径组成的相关性发现,聚丙烯酸钠(WT1)与自制有机肥型保水剂(OSC)的土壤水稳性大团聚体数量(R0.25)比施肥处理(T1)显著提高72.40%和58.00%,平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)较T1分别显著提高45.91%,67.89%和57.34%,64.11%,土壤不稳定团粒指数(ELT)显著降低18.51%和14.83%;各保水剂处理使分形维数(D)降低0.10%~2.64%;GMD与土壤各级颗粒含量均呈极显著相关(p<0.01),较其他参数可更准确的反映土壤团聚体分布及稳定性;聚丙酰胺型保水剂(AS)和OSC对土壤氮素的保持和促进氮素转化效果更好,籽粒含氮量比T1分别显著上升10.37%和15.67%。OSC对提高土壤团聚体和促进养分吸收利用均具有显著效果,这对进一步研制复合功能保水剂提供了参考。

    • 垦殖对川西北高寒草地土壤理化性质的影响

      2017(2):227-232. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.038

      摘要 (1500) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解垦殖对川西北高寒天然草地土壤理化性质的影响,采用空间代替时间的方法,选择高寒草地垦殖年限为3 a和10 a的蔬菜地作为研究对象,以未开垦的天然草地作为对照,研究了不同垦殖年限下0—60 cm土层土壤理化性质的变化特征。结果表明:人为垦殖导致天然高寒草地土壤养分含量和土壤理化性质显著下降,且随着垦殖年限的增加土壤质量进一步降低。垦殖10 a后,0—60 cm土层土壤容重、砂粒含量分别增加了21.1%和8.0%(p<0.05),土壤含水量、有机质、全氮、速效氮、粘粒含量分别下降了38.4%,44.1%,39%,47.1%和19.2%(p<0.05)。表层(0—20 cm)土壤理化性质和土壤碳氮养分含量的降低最明显,随着土层的加深,土壤理化性质变化趋于减弱。0—20 cm土层土壤大部分碳、氮养分的损失发生在垦殖前3 a,而在底层(20—40 cm和40—60 cm)土壤垦殖前3 a土壤碳、氮的变化未达差异水平,土壤碳、氮养分的损失主要发生在垦殖3~10 a。

    • 测墒补灌和施氮对冬小麦产量及氮素吸收分配的影响

      2017(2):233-239. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.039

      摘要 (1395) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用田间试验裂区设计方法,研究了测墒补灌和施氮对冬小麦产量及氮素吸收分配的影响。补灌设3个水平,在冬小麦拔节期0—40 cm土层补灌至土壤目标相对含水量的60%(W1),70%(W2)和80%(W3)。施氮设3个水平:不施氮(N0)、施纯氮195 kg/hm2(N195)和255 kg/hm2(N255)。结果表明:(1)不同补灌和施氮对冬小麦关键生育期株高、叶面积影响效果较为显著,同一补灌处理下,其冬小麦株高、叶面积均表现为N255>N195>N0(p<0.05)。N195、N255处理显著高于N0处理,但N195及N255处理间无显著性差异(p>0.05),同一施氮处理下,W2(569.4 m3/hm2)、W3(873.45 m3/hm2)处理显著高于W1(265.2 m3/hm2)处理,但W2及W3处理间无显著性差异(p>0.05)。说明过量施氮和补灌对冬小麦株高、叶面积无显著性作用。(2)同一施氮水平下,补灌对冬小麦的增产效应随施氮量的增加呈下降趋势,说明施氮和补灌对冬小麦产量存在一定的临界值,超过临界值,产量下降。当施氮量为195 kg/hm2,补灌量为田间持水量的70%(569.4 m3/hm2)时达最高产8 500 kg/hm2。(3)冬小麦成熟期,施氮处理的植株氮素积累量显著高于不施氮处理(p<0.05),但在W2、W3处理下,N255相较于N195显著下降(p<0.05),特别是在W3(873.45 m3/hm2)水平下,N255甚至低于N0处理;在N0、N195处理下,植株氮素积累量随补灌量的增加显著增加(p<0.05),但在N255处理下并无显著差异(p>0.05),说明适量补灌、施氮可提高冬小麦的吸氮能力,但过量补灌、施氮并不利于植株对氮素的吸收。(4)拔节期补灌量的增加虽提高了冬小麦的吸氮能力,促进冬小麦吸收较多的氮素,却抑制了冬小麦体的氮素向籽粒的转移和分配。综合考虑冬小麦生长状况及氮素风险状况,建议施氮量为195 kg/hm2、补灌至田间持水量的70%(569.4 m3/hm2),作为该区域适宜的水、肥用量。

    • 有机无机肥配施对冬小麦耗水特性和干物质生产的影响

      2017(2):240-247. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.040

      摘要 (1508) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨黄淮海地区冬小麦水肥高效利用的合理施肥方式,于2013—2015年冬小麦生长季进行田间试验,以石麦15(SM15)为试验材料,以长期定位试验的大型水肥渗漏研究设施为平台,设计单施尿素(U)、单施有机肥(M)、尿素和有机肥(腐熟的牛粪)1∶1配施(U+M)3个施肥处理,以不施氮肥(CK)作为对照,研究了有机无机肥配施对冬小麦耗水特性和干物质生产的影响。结果表明:U+M处理下冬小麦总耗水量最高,达548.46~556.72 mm,各生育阶段中,开花至成熟期的耗水量最高,该阶段耗水模系数达33.55%~42.38%,有利于满足小麦灌浆期对水分的需求;U+M处理能够增强土壤的持水能力,增加冬小麦对土壤贮水特别是深层贮水的消耗,降低了淋洗损失,整个生育期内U+M处理的水分淋洗体积最低,比CK,U和M处理分别低66.79%,52.45%和37.61%,土壤贮水向灌浆阶段分配较多,增加了土壤贮水对籽粒产量的贡献率。U+M处理在两个生长季均获得了最高干物质积累量,较U和M处理分别高11.93%和23.33%,并且其籽粒干物质积累量和籽粒在植株干物质中的分配比例均显著高于其他处理。籽粒产量以U+M处理最高,U+M,U和M处理的籽粒产量分别较CK处理增产65.96%,49.44%和46.59%,U+M处理的产量水分利用效率和干物质水分利用效率均显著高于其他施肥处理。综上所述,在本试验条件下,化肥和有机肥(牛粪)1∶1配施能显著提高冬小麦籽粒产量和干物质积累量,改善冬小麦耗水特性,增加作物耗水量,且显著降低水分淋洗损失,增加灌浆阶段的水分供应,提高冬小麦的水分利用效率,是黄淮海地区小麦/玉米轮作体系下较为合理的施肥方式。

    • 长期配施有机肥对灌淤土春玉米产量及氮素利用的影响

      2017(2):248-252. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.041

      摘要 (1504) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了寻求合理利用畜禽粪便资源与改善玉米氮素利用的有效措施,通过3 a连续田间定位试验,研究有机肥替代部分化肥配施对玉米产量和氮素利用率的影响。结果表明:与CK相较,施用有机肥土壤pH下降了0.59~0.86,土壤容重下降了8.05%~10.74%。有机无机配施(N1M1、N2M2)处理定位施肥3年后,土壤有机质含量年均分别增加0.86,0.44 g/kg,土壤全氮含量年均分别增加0.09,0.06 g/kg,土壤碱解氮含量年均分别增加4.74,3.68 mg/kg,土壤速效磷含量年均分别增加6.62,5.35 mg/kg,土壤速效钾含量年均分别增加8.46,6.66 mg/kg。与常规N1处理比较,第3年N1M1、N2M2处理的产量分别提高了12.38%和13.43%,氮肥利用率分别提高了10.98%和16.20%,氮肥农学效率分别提高了4.65,10.50 kg/kg,氮肥偏生产力分别提高了4.65,21.02 kg/kg。因此,配施有机肥可降低土壤pH和容重,显著提升土壤有机质和养分含量,对促进玉米产量和氮肥利用率具有积极作用,其中N2M2处理是协调作物产量和环境安全的合理选择。

    • 年际间周年覆盖保水对旱地小麦植株氮素利用的调控研究

      2017(2):253-261. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.042

      摘要 (1254) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深入探索旱地小麦覆盖保水、增产、高效栽培技术途径,于2011—2014年在山西农业大学闻喜试验基地,以夏季覆盖渗水地膜与不覆盖为主区,以生育期膜际条播、常规条播为副区,研究年际间周年覆盖对麦田土壤水分运行和植株氮素积累、利用及氮效率的影响。结果表明:夏季覆盖提高播前3 m内土壤水分,其保水效果可至孕穗期,且采用膜际条播效果更佳。夏季覆盖提高各生育时期植株氮素积累量,丰水年效果显著,提高27~31 kg/hm2,且采用膜际条播,夏季覆盖条件下欠水年提升空间较大,提高2~8 kg/hm2。夏季覆盖促进丰水年花前叶片和穗中氮素运转,促进平水年和欠水年茎秆+茎鞘中氮素运转,提高花前氮素运转量及对籽粒的贡献率,尤其欠水年;且采用膜际条播促进平水年茎秆+茎鞘和欠水年叶片中氮素运转,提高花后氮素积累量及对籽粒的贡献率。夏季覆盖提高氮素利用效率和氮素生产效率,欠水年采用膜际条播氮素吸收效率效果更佳;且采用膜际条播提高氮素吸收效率,欠水年夏季覆盖条件下氮素生产效率影响较大。结果还表明,夏季覆盖后,丰水年和平水年单位花后氮素积累量的增产效果较好,每增加1 kg/hm2可增产176~224 kg/hm2,而欠水年单位花前氮素运转量的增产效果较好,每增加1 kg/hm2可增产142~185 kg/hm2;采用膜际条播较常规条播,丰水年和平水年单位花前氮素运转、单位花后氮素积累的增产量均较大,欠水年夏季覆盖条件下采用膜际条播单位花后氮素积累量的增产量较大,每增加1 kg/hm2可增产234 kg/hm2。总之,周年覆盖有利于植株氮素吸收、运转,实现旱地小麦高产高效。

    • 东北高寒区沼渣连年施用对玉米产量、效益和土壤肥力的影响

      2017(2):262-266. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.043

      摘要 (1434) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了阐明在东北高寒区连年施用沼渣对玉米产量、效益和土壤肥力的影响,于2013年5月至2014年10月在黑龙江省海林市海林农场的玉米试验田进行了沼渣和化肥配施的田间试验。结果表明:连续2年的施用沼渣以及沼渣与化肥配施均能够增加玉米产量,而施用45 000 kg/hm2的沼渣增产幅度最大,全量施用600 kg/hm2化肥的玉米产量小幅减少。施用1 t沼渣可替代135.25 kg尿素、180.18 kg磷酸二铵和107.09 kg硫酸钾,产生956.72元的直接经济效益。施用沼渣的各处理与不施肥处理相比,经济效益均显著增加,7 500 kg/hm2沼渣+450 kg/hm2化肥的处理经济效益最高,平均可达到18 066.2元/hm2。沼渣单施及与化肥配施后表层土壤pH可提高0.02~0.28个单位,有机质可增加0.14~2.84 g/kg,可在一定程度上增加表层土壤中养分的含量。因此,在东北高寒区实际生产中可以考虑合理的配施沼渣替代化肥,实现对沼渣的高效化和经济化的利用。

    • 袋控肥对苹果土壤Nmin及15N-氮素吸收利用和损失的影响

      2017(2):267-271. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.044

      摘要 (1207) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了寻求改善果园土壤氮素稳定供应问题的有效措施,试验以6年生烟富3/SH6/平邑甜茶为试材,利用15N同位素标记,研究FSA(撒施)、FS+BC(一半撒施一半袋控)、BCRF(袋控缓释肥)对土壤Nmin及氮素吸收、利用和损失的影响。结果表明:在苹果整个生长季BCRF处理土壤Nmin含量保持平稳,FSA处理短期内土壤Nmin含量迅速升高,然后又急剧降低。在果实成熟期植株体内氮素BCRF处理(121.64 g)高于FSA处理(79.01 g)和FS+BC处理(95.92 g)。不同施肥处理各器官Ndff差异显著,均以果实中的Ndff最高,各器官的Ndff以BCRF处理最高,FS+BC处理次之,FSA处理最低。BCRF处理显著提高了苹果植株氮素利用率,分别为FSA和FS+BC处理的1.82倍和1.32倍,而15N损失率为36.23%,显著低于FSA处理(57.44%)和FS+BC处理(51.16%),BCRF处理15N主要残留在土壤上层(0—40 cm),向深层土壤淋溶的损失明显降低。可见,BCRF处理能够保证土壤氮素的稳定供应,提高氮肥利用率,降低氮肥损失。

    • 水钾耦合对褐土养分及花生养分累积的影响

      2017(2):272-278. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.045

      摘要 (1502) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确水钾耦合对土壤养分含量及花生养分吸收累积量的影响,以“花育25”为试验材料,采用水分(35%,50%,65%,80%的田间持水量)和钾肥(0,0.15,0.30,0.45 g k2O/kg)2因素4水平随机区组设计,通过遮雨棚盆栽试验探讨水钾耦合下褐土有机质、全量(全氮、全磷和全钾)和速效养分(碱解氮、有效磷和速效钾)含量的变化,以及花生植株养分累积量的差异。结果表明,钾肥用量增加会促进有效氮的吸收;在土壤水分缺乏时,水分胁迫低钾(W1K1)和轻度胁迫低钾(W2K1)两个处理在土壤全磷含量下降时有效磷含量不降反增,这表明施入少量钾肥有助于旱地磷的释放。施低钾K1(135 kg/hm2)促进土壤速效钾的增加及土壤养分的平衡,较初始土壤提高0.43~0.59倍,且随钾肥用量的增加而不断升高。相同钾肥用量下,花生植株氮、磷和钾累积量随灌水量的增加均呈上升趋势;氮吸收量仅在水分胁迫时随着钾肥用量的增多而先增后减;除水分充足(W4)外,在其他灌水处理下植株磷累积量随钾肥用量的增加均表现为先增后降;而钾累积量在各土壤水分下均随钾肥用量的增加呈现“低-高-低”的变化趋势,最高值均在中钾K2(270 kg/hm2)处理。花生植株对营养元素的吸收累积与总生物产量和荚果产量相关性均达显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)水平,总生物量与荚果产量呈极显著(p<0.01)相关。综合考虑土壤养分的可持续供应、花生养分的累积和产量形成,建议土壤水分保持在65%FC,钾肥(K2O)用量控制在135~270 kg/hm2为宜。

    • 连环湖敖包泡沉积物磷形态垂向分布特征

      2017(2):279-286. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.046

      摘要 (1263) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用SMT连续提取法对连环湖敖包泡北部(AB1)和南部(AB2)柱状沉积岩芯中磷形态的含量和垂向分布特征进行对比分析,结合沉积岩芯年代测定,探讨了该湖区沉积物中磷的演化特征与人为污染历史以及内源磷的释放风险。结果表明,AB1、AB2沉积物中磷形态的含量和垂向变化不同,AB1沉积物中各形态磷含量均高于AB2,且随深度变化波动较大。20世纪40年代中期至1981年,AB1沉积物各形态磷和OM含量波动较大;AB2沉积物中Ca-P、IP、TP含量呈先增加后减少之势,Fe/Al-P、OP、OM含量变化较稳定。1981—2009年,AB1沉积物Ca-P、IP、OM含量变化较小,Fe/Al-P、OP、TP含量相对波动较大;AB2沉积物Ca-P、Fe/Al-P、TP含量不同程度上先增加后减少,IP、OP、OM含量变化均呈增加趋势。连环湖敖包泡沉积物磷人为来源以工业废水、居民生活污水和农药化肥的流失为主。湖泊北部磷含量高于南部,这与人类活动强度密切相关,敖包泡北部附近村落密集而南部没有村落。应用单一因子标准指数法对湖泊表层沉积物磷素进行生态风险评价表明,湖区北部表层沉积物总磷含量超标,存在一定的安全风险,同时AB1沉积物上部较底部活性磷(Fe/Al-P和OP)增加较多、且活性磷(Fe/Al-P和OP)是AB1沉积物磷增加的主要形态,因此连环湖敖包泡沉积物中磷向上覆水体释放的风险增加,对湖泊水体的富营养化的影响应予以关注。

    • 生物质炭对烤烟旺长期根系发育及光合特性的影响

      2017(2):287-292. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.047

      摘要 (1298) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:旨在通过改变生物质炭在植烟土壤中的施入量,明确优质烤烟在生产环节的根系发育、叶片光合特性及地上和地下部分协调生长的生理指标,以改善东北植烟区烤烟品质较差的现状,于2015—2016年采用大田试验方式,设置6个处理(CK、T1、T2、T3、T4、T5),与当地常规施肥相比,各处理氮肥施入量均减少40%,分析不同生物质炭用量对烤烟旺长期根系生理指标与叶片光合生理指标的影响。结果表明,烤烟烟株在旺长期根系发育状况与光合生理指标、叶绿素含量、叶面积系数的状况是协调一致的;施用生物质炭2 400 kg/hm2的处理较对照提高根系活力177.8%、根系总面积91.35%、总根尖数100.9%、叶面积73.29%、叶绿素相对值(spad)57.68%、净光合速率77.32%、叶面积系数23.48%。生物质炭能够有效促进烤烟根系形态的生长发育,优化根系生理指标,并通过改善根系的发育,进而改善叶片光合生理及叶片发育指标,而生物质炭这种改良作用在T4(2 400 kg/hm2)达到顶峰。

    • 外源脱落酸对铝胁迫下栝楼叶绿素荧光及生理活性的影响

      2017(2):293-300. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.048

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      摘要:通过比较不同产地栝楼的耐铝性差异,确定最佳缓解浓度,选取耐铝性有差异的保定栝楼和浦阳栝楼为试验材料,设置6组不同浓度的Al3+和脱落酸,研究Al3+和脱落酸的互作对2个栝楼品种植株的根长、叶绿素荧光特性、根系活力、MDA含量、抗氧化酶活性和抗氧化剂的含量。结果表明:(1)保定栝楼和浦阳栝楼在铝胁迫和外源脱落酸的作用下,各指标体现出相似的变化趋势,但是变化程度和敏感性显露出了一定的区别,保定栝楼具有更强的耐铝能力。(2)铝胁迫使得2个产地栝楼的根长、根系活力、叶绿素荧光参数中的Fv/Fm、Fm和ETR、抗氧化酶SOD、POD、CAT以及抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环系统中AsA、GSH含量都有所抑制,而F0、MDA和DAsA上升。(3)外源脱落酸加入后,2个品种的抗氧化酶以及AsA、GSH均显现了先上升后下降的趋势,MDA持续降低,F0和DAsA呈现了由降而升的趋势,其中5 mg/L的外源脱落酸使栝楼的根长、根系活力、Fv/Fm、Fm、ETR、SOD、POD、CAT以及AsA、GSH上升到峰值,MDA下降,F0和DAsA降到谷值。(4)经过隶属函数和耐铝系数的分析,2个品种都能得出相同的结果,铝胁迫下各浓度外源脱落酸对2个品种的缓解程度为5 mg/L>7.5 mg/L>2.5 mg/L>0 mg/L>10 mg/L。保定栝楼的耐铝能力强于浦阳栝楼,低浓度的外源脱落酸可以缓解铝胁迫,5 mg/L浓度的外源脱落酸缓解铝胁迫效果最佳,在生产实际中要选择耐铝性较强的栝楼进行栽培,并辅以适当浓度的外源脱落酸。

    • 河套灌区不同覆膜方式膜下滴灌土壤盐分运移研究

      2017(2):301-308. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.049

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      摘要:随着灌溉面积的增加和引黄水量的减少,河套灌区土壤盐渍化和水资源紧缺的问题日益突出,为保持农田水土环境的良性发展,以内蒙古河套灌区曙光试验站为研究对象,开展不同覆膜方式膜下滴灌土壤水盐运移规律研究。试验设置全膜覆盖(PQ)和半膜覆盖(PB)2个处理,采用5TE土壤水盐监测探头测定剖面土壤含水率和电导率。结果表明:膜下滴灌过程中剖面土壤盐分发生再分布,滴头下方30 cm附近形成主要脱盐区,盐分逐渐向湿润区外缘积聚。半膜覆盖处理土壤盐分在膜间表层聚集,全膜覆盖处理保水抑蒸效果明显,起到了较好的压盐效果。表层土壤电导率值具有距滴头水平位移50 cm>20 cm>0 cm的特点,膜间电导率值波动较大。不同水平位置处土壤电导率曲线变化规律相同,随土层深度增加振幅变小。全生育期内0—70 cm深度土层不同覆盖方式均起到了一定的脱盐效果,半膜覆盖2个生长季内盐分变化(SA)分别为4.71 mg/hm2和9.24 mg/hm2,全膜覆盖处理SA分别为12.22 mg/hm2和21.55 mg/hm2。全膜覆盖处理可以有效抑制土壤水分蒸发,减弱盐分随水向上运动趋势,创造适宜作物生长的淡盐环境。可为河套灌区膜下滴灌种植模式下田间水盐管理提供理论依据。

    • 垦殖与自然条件下黄河三角洲土壤盐分的时空演化特征研究

      2017(2):309-316. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.050

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      摘要:为探究人为垦殖与自然条件下黄河三角洲土壤盐分的时空演化特征,实现黄河三角洲后备土地资源的高效开发,保障生态和环境安全,利用空间变换推演时间演替,沿黄河入海方向,自利津县北宋镇至黄河三角洲保护区内黄河入海口布设采样带,研究当地典型作物(小麦、棉花、水稻)和自然条件下土壤盐分的时空演化特性,随机选取28个主采样区,采集140个样点,每个样点以20 cm为1个土层,测定0—100 cm土层土壤含盐量。研究表明:整个研究区域0—20 cm土壤平均含盐量为3.58 g/kg,显著高于60—100 cm土层(p<0.05),属于中度盐化土,空间表现为强变异性(CV=131%),随着土层深度的增加,不同土地利用类型间盐分空间变异减小;土壤盐分剖面的空间分布特征体现了人为垦殖和自然条件的协同影响:表聚型盐分剖面主要分布在采样带的近海端(1972年后冲积区域中此类剖面占83.3%),作物以低产棉田和自然植被为主:85.7%的自然植被和45.5%棉花为表聚型,平均型主要分布在采样带的中部及内陆区域,1855年之前及1855—1972年间的冲积区域中此类剖面各占40.0%,作物主要以水稻、小麦和滩涂为主;底聚型主要分布在采样带的内陆地区,1855年之前的区域中此类剖面占31.3%,主要以农作田为主,棉花、小麦、水稻田均衡分布;人为垦殖管理、植被类型等随机因素是导致0—80 cm土层土壤含盐量变异的主要因素,随着土层深度的增加,随机因素影响减弱,地形、地下水位等结构性因素影响增强;基于盐分的空间分布,绘制农作物布局区划图,可为黄河三角洲地区盐渍土资源合理开发利用提供参考。该研究揭示了垦殖与自然条件下土壤盐分时空演化特征,自滩涂至内陆,土壤盐分剖面由表聚型向底聚型过渡,人为垦殖在一定程度上可以降低土壤的盐渍化程度,但人垦殖与土壤盐渍化之间互为因果、相互推进。

    • 脱硫石膏改良重度苏打盐化土的环境效应

      2017(2):317-321. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.051

      摘要 (1301) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解连续施用脱硫石膏改良苏打盐化土的持续效应及环境效应,以经过3 a大田连续施用不同量脱硫石膏(0,15,22.5,30 t/hm2)改良的重度苏打盐化土为供试土壤,采用盆栽试验方法,研究2 a盆栽试验后,脱硫石膏的持续效应对饲草玉米生长、土壤环境以及农作物中重金属累积的影响。结果表明:15 t/hm2用量的脱硫石膏可以显著提高饲草玉米的出苗率、株高、茎粗和生物量,较对照分别提高20.6%,16.8%,8.1%和10.1%,试验范围内改良效果最佳。脱硫石膏使土壤的pH、EC降低,Na+减少,Ca2+和SO42-增加,且脱硫石膏用量越大,影响越大。土壤和饲草玉米地下部中的As、Hg、Ni含量随脱硫石膏用量的增加而增加,试验范围内土壤重金属含量均符合二级国家土壤环境安全标准(GB 15618—1995)。饲草玉米地上部重金属含量与脱硫石膏添加量无显著相关关系,根据饲料卫生标准(GB 13078—2001),各处理玉米中重金属含量均未超标。饲草玉米对重金属的富集作用地下部大于地上部,且对不同重金属富集能力Cd>Hg>As>Ni。利用适量的脱硫石膏量改良苏打盐化土的持续效应良好,且对环境未造成不良影响。

    • 不同淋洗模式下干旱区盐渍土改良效果分析

      2017(2):322-326. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.052

      摘要 (1315) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过开展室外土柱模拟淋洗试验,选择间歇淋洗与连续淋洗两种淋洗模式,分析不同灌水总量和不同灌水频次相互组合条件下盐渍土的改良效果。结果表明:(1)灌水量相同情况下,间歇淋洗滤出液的电导率高于连续淋洗,间歇淋洗的淋洗效果好于连续淋洗;(2)灌水量不同条件下,滤出液体积随灌水量的增加而增多,灌水量越大盐分淋洗效果越好;(3)淋洗结束后,土壤pH值较淋洗前均有下降,与土壤盐分有相同的变化趋势;灌水量越大,脱碱效果越好。在本试验条件下,盐分淋洗效果以15 L分3次给水的间歇淋洗方式最优,淋洗效率为11.58 g/L,土壤pH值均由8.42下降到8.07。可供制定维持农田水盐平衡的节水灌溉制度以及盐碱地改良参考。

    • 双河洞小流域主要离子化学特征及其来源分析

      2017(2):327-332. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.053

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      摘要:为探究岩溶地表水和地下水水化学特征及其各种盐类对主要离子的贡献,以喀斯特小流域为研究尺度,对贵州绥阳双河洞区域地表和地下水水化学进行野外监测、采样和室内试验,并运用SPSS统计软件对水样点进行主成分分析研究。结果表明:(1)双河洞水化学阳离子主要以Ca2+、Mg2+为主,阴离子以HCO3-和SO42-为主。水化学类型主要为Ca2+?Mg2+—HCO3-型水,而石膏洞为Ca2+?Mg2+—SO42-型水。大多数离子的含量随采样点、季节和水体类型的不同而呈显著性差异;(2)岩石风化对流域离子组成影响显著,阴离子主要来自碳酸盐、蒸发盐或岩盐的溶解和风化,蒸发盐溶解是阳离子的主要控制机制,硅酸盐风化侵蚀作用对区域离子变化存在一定影响;(3)主成分分析法得出对区域离子化学组成的影响程度按碳酸盐、蒸发盐和硅酸盐递减,其中H2CO3风化碳酸盐岩的影响显著,但在个别地下水主要受H2SO4风化碳酸盐岩的影响显著,此外农业活动和居民生活也有一定影响。研究结果对双河洞洞区水资源的保护和开发利用及岩溶碳循环研究具有重要意义。

    • 氮磷添加对不同退耕年限草本植被群落及土壤化学计量特征的影响

      2017(2):333-338. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.054

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      摘要:采用空间代替时间的方法,根据安塞县纸坊沟小流域8个退耕年限序列(1~35 a)的退耕地采样数据进行分析,研究植物群落与土壤化学计量学特征对不同施肥处理的响应程度。结果表明:(1)与未施肥相比,施N肥和施N肥+P肥后,地上生物量分别增加了77.1%和142.0%。地上生物量对不同施肥处理的响应程度表现为施N肥+P肥组合高于单一添加N肥。(2)与未施肥相比,施N肥后叶片氮、磷含量分别增加了13.6%和0.6%,氮磷比下降了3.8%;施N肥+P肥后叶片氮、磷含量分别增加了15.6%和8.7%,氮磷比下降了15.2%,叶片N、P含量及氮磷比对施N肥+P肥的响应程度均高于单一施N肥。(3)与未施肥相比,施N肥后土壤N、P含量分别增加了27.7%和36.2%,N/P比下降了9.1%;施N肥+P肥后土壤N、P含量分别增加了16.6%和25%,N/P比下降了9.1%,土壤N、P含量对施N肥的响应程度略高于施N肥+P肥。总体而言,适当的施肥方式有利于植物对土壤养分的利用和分配。

    • 黄土高原不同年限刺槐土壤化学计量特征分析

      2017(2):339-344. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.02.055

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      摘要:通过对陕北黄土高原4种不同年限(10,15,25,40 a)刺槐林地0—200 cm土壤的采集与分析,研究不同刺槐种植时间对土壤营养元素及化学计量比的影响。在每个林龄的林地内设3个小区,每个小区采用随机采样法选取3个采样点分层采集土壤样品,进行土壤碳、氮、磷、钾测定,计算化学计量比。结果表明:(1)有机碳和全氮、全钾含量随刺槐年限增加呈基本增大的趋势,全磷随刺槐年限的增长变化不大;有机碳、全氮和全磷呈极显著的正相关关系;(2)在0—200 cm土层,有机碳、全氮空间分布基本一致,随土层深度增加均呈先减少后趋于稳定的变化趋势;全磷在整个空间中的分布较为均匀,其空间变异性低于有机碳和全氮;全钾含量高于碳氮磷含量,且随土壤深度变化不大;(3)土壤C∶N比随刺槐年限的增长呈先降低后升高的趋势;C∶P、N∶P比均随刺槐年限的增长呈先降低后升高的趋势,都在15年处有最低值;(4)土壤C∶N比随土层深度在一定范围波动,C∶P和N∶P比均随土层深度的增加呈先减少后趋于稳定的变化趋势。