• 2018年第32卷第1期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • 西北干旱荒漠区煤炭基地生态安全保障技术

      2018, 32(1):1-5. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.001

      摘要 (2163) HTML (0) PDF 759.61 K (2016) 评论 (0) 收藏

      摘要:“西北干旱荒漠区煤炭基地生态安全保障技术”项目(2017YFC0504400)是国家重点研发计划项目,贯彻包括《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》(2015)、《全国造林绿化规划纲要(2011-2020 年)》以及国家“十三五规划”—煤炭清洁高效工程等关于矿区生态修复的各项国家相关政策,加强项目实施与创新发展战略、“一带一路”战略的密切结合。项目从基础理论研究、关键技术研发、工程示范等多个层面出发,明确西北干旱荒漠区煤炭基地生态退化机制,研发水土资源保护与高效利用、沙尘防控、植被恢复关键技术,并进行煤炭基地生态恢复工程示范,旨在为西北干旱荒漠区煤炭基地生态恢复与生态保障提供技术支撑。

    • 南方红壤低山丘陵区水土流失综合治理

      2018, 32(1):6-9. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.002

      摘要 (2240) HTML (0) PDF 483.72 K (2014) 评论 (0) 收藏

      摘要:“南方红壤低山丘陵区水土流失综合治理”项目(2017YFC0505400)获得国家重点研发计划“典型脆弱生态修复与保护研究”专项支持。项目重点阐明区域水土流失演变规律及关键驱动因子,以生态功能提升与生产功能优化为核心,研发集成地表径流调控、土壤肥力提升、植被可持续恢复和景观结构优化为一体的水土流失治理技术体系,形成生态服务功能提升与民生改善的区域水土流失综合治理模式,为红壤低山丘陵区水土流失治理提供科技支撑。

    • 西南喀斯特地区土壤侵蚀特征研究现状与展望

      2018, 32(1):10-16. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.003

      摘要 (1983) HTML (0) PDF 944.20 K (2684) 评论 (0) 收藏

      摘要:受地质背景的强烈制约,西南喀斯特地区土壤侵蚀与其他类型区显著不同,叠加了化学溶蚀、重力侵蚀和流水侵蚀的耦合作用,呈现地面流失和地下漏失的混合侵蚀机制。从土壤地表侵蚀产沙、土壤地下漏失、土壤侵蚀强度与分级标准、土壤侵蚀过程模拟等几个方面简要综述了该区土壤侵蚀特征,并对未来研究方向进行了展望。今后应该加强西南喀斯特地区水土流失途径与土壤流失/漏失定位监测技术研究,进一步发展水土二元流失模拟模型,为该区土地利用变化的水土保持功能定量评估提供科技支撑,服务石漠化综合治理和后续规划制订。

    • SWAT模型应用与不确定性综述

      2018, 32(1):17-24. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.004

      摘要 (2146) HTML (0) PDF 785.41 K (1986) 评论 (0) 收藏

      摘要:SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型是对大尺度复杂流域进行长时期水文模拟的重要工具,在水文循环、土壤侵蚀、污染物负荷、气候变化与土地利用变化的影响等方面得到广泛应用。SWAT模型在国内外流域模拟中取得良好的模拟效果,但不确定性问题普遍存在。从模型使用者的视角,针对输入数据的准备、子流域划分和输入数据尺度转换、模型参数校准3个SWAT模型应用的重要步骤,讨论了其主要不确定性来源。模型输入数据精度不足以准确反映其空间差异,模拟单元划分粗略导致输入数据向模拟单元尺度转换时参数集总程度过高,模型参数校准过程中观测数据和评价指标的不合理选择以及异参同效现象。对此,总结提出了降低不确定性、提高模拟精度的主要措施:提高输入数据的分辨率和模拟单元划分精度至理想阈值,对模型的关键参数和部分计算方法进行本地化,采用多重评价指标、自动校准与人工校准相结合以及多要素、多站点的参数校准方法。把握模型应用主要步骤中可能的不确定性来源,并结合具体研究区特征和研究目标采取相应的措施降低不确定性,是提高SWAT模型模拟结果可信度的必要途径。

    • 不同坡度坡面径流输沙能力对集中流流量变化的响应

      2018, 32(1):25-31. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.005

      摘要 (1346) HTML (0) PDF 638.80 K (1556) 评论 (0) 收藏

      摘要:坡面水流的输沙能力是影响土壤侵蚀过程的重要参数之一,加强坡面集中水流输沙能力的研究有助于深入理解集中流发生机理,并为防治集中流侵蚀发生提供科学依据。采用室内集中流放水冲刷试验,以黄土高原典型黄绵土为研究对象,研究了集中流输沙能力与放水流量和坡度以及与单宽流量和坡度之间的关系,同时对集中流水力参数和输沙能力的相应关系进行了研究。结果表明:集中流输沙能力随着坡度和放水流量的增加而增加。多元统计分析建立输沙能力与坡度和放水流量之间的幂函数关系发现坡度指标对输沙能力相对放水流量影响更大,而在坡度和单宽流量作用下,由于在集中流在大坡度时汇集作用的影响下,坡度指标影响减小。水流功率是描述集中流输沙能力最好的水动力学参数,其次为单位水流功率和水流剪切力,过水断面单位能描述效果最差。总体来说各水动力学参数均能够较好地拟合描述集中流输沙能力。

    • 湘北红壤低山丘陵区典型水土流失治理模式径流泥沙效应

      2018, 32(1):32-38. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.006

      摘要 (1160) HTML (0) PDF 834.03 K (2246) 评论 (0) 收藏

      摘要:探明径流小区尺度下不同水土流失治理模式的径流泥沙效应,对于大尺度水土流失治理具有重要意义。通过野外标准径流小区自然降雨试验探究了湘北红壤低山丘陵地带3种典型水土流失治理模式(S1模式:坡改梯+经果林,S2模式:等高沟垄+农作物,S3模式:平整撂荒坡面+草本)径流泥沙效应。结果表明:3种治理模式在次降雨诱导下平均径流量为S3(1.84 m3)>S1(1.03 m3)>S2(0.78 m3),平均泥沙流失量为S3(1.191 t/hm2)>S1(0.411 t/hm2)>S2(0.311 t/hm2);3种治理模式在A、B、C雨型诱导下(K-均值聚类)累积径流量均为S3(33.19,15.25,14.13 m3)>S1(19.40,9.06,6.48 m3)>S2(16.60,5.89,4.15 m3),累积泥沙流失量也表现出了相同规律,即S3(14.474,10.863,15.153 t/hm2 > S1(7.521,2.695,3.766 t/hm2)>S2(6.149,1.685,2.741 t/hm2);不同治理模式泥沙流失对径流响应特征均呈极显著正相关(P<0.01,r>0),相关系数(r)分别为0.853,0.920,0.677,其中,S1、S2和S3模式泥沙流失量与径流量线性回归斜率(k)分别为0.356,0.420,0.493,表明S3模式泥沙流失对径流的响应最明显,S2模式次之,S1模式泥沙流失对径流响应程度较小。因此,3种典型模式在控制水土流失方面具有明显不同的效果。

    • 辽河上游河岸植被过滤带对地下渗流中氮磷截留效果的影响

      2018, 32(1):39-45. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.007

      摘要 (1520) HTML (0) PDF 825.70 K (1259) 评论 (0) 收藏

      摘要:河岸植被过滤带可以有效地截留阻控农业非点源污染物向水体中迁移。选取辽河上游地区,构建杂草带T1(对照)、草木犀带(Melilotus suaveolens L.)T2和草木犀与枫杨(Pterocarya stenoptera C. DC.)混合带(T3林草带)3种类型人工河岸植被过滤带,通过野外试验区2年的实地观测,对寒冷地区不同类型及不同宽度植被过滤带截留地下渗流中氮磷的能力进行了初步的研究。结果表明:各类型河岸植被过滤带对地下渗流中不同形态氮磷中的铵态氮(NH4+-N)截留效果最好,平均截留效率为18.03%~62.20%。13 m宽的林草带对NH4+-N截留效率最高可达77.45%。13 m宽的林草带对总磷(TP)和可溶性磷(DP)的最高截留效率分别为62.15%和80.01%。总体上林草带对各形态氮磷截留效果最好,其次是草木犀带。植被过滤带各植物对氮磷的累积能力大小依次是枫杨>草木犀>杂草,对草木犀地上部分进行收割,单次可去除氮的含量范围为15.21~26.78 g/m2,磷的含量范围为0.72~1.27 g/m2。

    • 南方典型红壤区不同水保措施下坡面产流产沙及稀土迁移特征

      2018, 32(1):46-53. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.008

      摘要 (1226) HTML (0) PDF 862.61 K (1545) 评论 (0) 收藏

      摘要:以南方典型红壤区福建省长汀县水土保持科教园5种水土保持措施为研究对象,采集坡面产流产沙及稀土迁移数据,以期揭示南方红壤区水保措施的减水减沙效益及对稀土迁移的阻控效应。结果表明:(1)全坡面种草、封禁、低效马尾松施肥、乔灌草混交、人工补植马尾松5种水土保持措施的年均减流率和年均减沙率分别为65.41%,69.29%,63.42%,86.19%,72.59%和91.87%,84.21%,81.54%,94.13%,81.75%。(2)各降雨量下,5种水土保持措施径流和泥沙的稀土迁移强度分别比对照小区低85.13%,94.86%,66.89%,95.46%,93.10%和89.92%,80.38%,70.18%,93.38%,92.73%;且中雨时,各水保措施下径流和泥沙的稀土迁移强度最高。(3)除全坡面种草措施外,其余4种水土保持措施下径流的轻稀土迁移强度比重稀土迁移强度低55.68%,40.38%,85.76%,85.94%;而5种水土保持措施下泥沙的重稀土迁移强度则比轻稀土迁移强度低82.29%,81.25%,78.38%,75.35%,77.05%。综上,5种水土保持措施均有较好的减水减沙效益和稀土阻控效应,其中乔灌草混交措施的效果最佳。研究结果为充分发挥水保措施在生态修复和稀土迁移中的作用提供科学依据和实证支撑。

    • 横垄坡面地表糙度的变化特征及其对片蚀的响应

      2018, 32(1):54-58. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.009

      摘要 (1155) HTML (0) PDF 579.87 K (1259) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示地表糙度的片蚀效应,采用野外人工模拟降雨,研究了横垄坡面地表糙度在玉米不同生育期的变化特征,并分析了地表糙度的变化对片蚀过程的响应特征。结果表明:1.0 mm/min降雨强度条件,随着玉米生育期的推进,地表糙度呈先增加后降低的变化趋势,且在玉米苗期增幅最大,在成熟期降幅最大。1.5,2.0 mm/min降雨强度条件,随着玉米生育期的推进,地表糙度呈先降低后增加的变化趋势,且玉米苗期-拔节期地表糙度变幅却最大。降雨强度1.0 mm/min条件下,随着玉米生育期的推进,地表糙度的变化与径流量变化同步,均呈先减小、后增加、再减小的变化趋势。降雨强度1.5,2.0 mm/min条件下,在玉米苗期-拔节期-抽雄期,地表糙度与径流量呈同步的变化,而在抽雄期-成熟期,地表糙度呈减少的变化趋势,而地表径流量却呈增加的变化。不同降雨强度条件下,在玉米苗期和拔节期,地表糙度的变化与产沙强度呈同步变化;在抽雄期和成熟期,两者间表现出相反的变化趋势。玉米拔节期,地表糙度变幅与径流量呈极显著负相关关系,抽雄期地表糙度变幅却与径流量呈极显著正相关关系;玉米苗期、拔节期和成熟期,地表糙度变幅与侵蚀产沙量呈显著或极显著正相关关系,玉米抽雄期,地表糙度变幅却与侵蚀产沙量呈极显著负相关关系。研究结果为揭示地表糙度在片蚀作用下的本质特征和坡耕地水土流失有效防控提供理论和技术支撑。

    • 紫色土丘陵区新改土坡面产流产沙及水动力学参数特征

      2018, 32(1):59-66. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.010

      摘要 (1204) HTML (0) PDF 1.08 M (1516) 评论 (0) 收藏

      摘要:新改土是刚经过农地整理工程改造工序且处于土体非稳定期的土体,其土壤结构松散,在降雨径流作用下易发生水土流失,研究新改土的产流产沙和水动力学参数特征具有重要意义。通过野外放水冲刷试验,研究了紫色土丘陵区新改土坡面(10°)在不同上方来水流量(5,15,30 L/min)及不同坡长(5,10,20,30,40,50 m)条件下的产流产沙和水动力学参数特征。结果表明:(1)坡面产流率随着放水冲刷过程的变化趋势为波动增长期-稳定发展期,产沙率变化趋势为波峰波谷变化-逐渐减小-稳定发展,均在30~50 min后达到稳定;平均产流率变化范围为0.36~20.46 L/min,平均产沙率变化范围为1.11~239.09 g/min;累积产沙量与累积产流量呈极显著的线性正相关关系(p<0.01)。(2)径流稳定时呈层状缓流;径流剪切力和径流功率变化范围分别为8.36~28.36 Pa和1.42~5.10 N/(m?s),与上方来水流量分别呈二次曲线函数关系和线性方程函数关系;径流功率是描述新改土坡面侵蚀产沙的最佳水动力学参数,二者呈二次曲线函数关系。因此,上方来水流量和坡长均为紫色土丘陵区新改土坡面侵蚀的影响因素;产流产沙和水动力学参数与上方来水流量主要呈正相关性(R2为0.662~0.999),20,30 m坡长是影响新改土10°坡面侵蚀的临界坡长。研究结果可为新改土坡耕地水土流失监测、预报和水土保持措施布置提供了理论依据。

    • 下垫面变化对喀斯特坡地地下产流产沙的影响

      2018, 32(1):67-73. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.011

      摘要 (1357) HTML (0) PDF 804.69 K (1533) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过人工模拟降雨试验,探索表土剥离对喀斯特坡耕地侵蚀产沙的影响。采用钢槽装填土石模拟喀斯特坡地的“二元结构”。通过正交试验分析了下垫面类型(坡耕地、裸坡地)、雨强(0.5,0.8,1.3 mm/min)和地下孔(裂)隙度(1%,2%,3%,4%,5%)对坡地地下产流、产沙的影响。结果表明:表土剥离导致下垫面土壤物理性质改变,是影响坡地产流、产沙特征变化的主要因素。降雨强度主要影响坡地地下产流量和产沙量,地下孔(裂)隙度主要影响径流和泥沙在地表和地下的分配比例。表土剥离后表层土壤的容重和土壤颗粒分形维数呈显著性增大,导致土壤透水性、孔隙大小等发生改变。相比之下,在0.5 mm/min雨强下,裸坡地的地下产流量、产流系数、产沙比重均大于坡耕地,雨强增大至0.8,1.3 mm/min后,则是坡耕地大于裸坡地。同时,随着降雨强度的增大,坡耕地产流量和产沙量随雨强的变化顺序为0.5 mm/min雨强>0.8 mm/min雨强>1.3 mm/min雨强。而裸坡地的产流量大小随雨强的变化顺序为0.8 mm/min雨强>1.3 mm/min雨强>0.5 mm/min雨强,产沙量大小随雨强的变化顺序为0.5 mm/min雨强>0.8 mm/min雨强>1.3 mm/min雨强。增大地下孔裂隙度能显著(p<0.05)的增大两种坡地的地下产流、产沙的贡献量。地下孔裂隙度为1%~3%条件下,2种坡地地下侵蚀产沙比重存在极显著差异(p<0.01),随着地下孔(裂)隙度增大至4%和5%,两者间的差异缩小。虽然裸坡地的地下侵蚀产沙量小于坡耕地的,但是其地下产沙比重更大。在喀斯特地区进行开发建设时,应注重地下漏失的防治工作。研究成果能够为喀斯特坡地土壤侵蚀研究和水土流失防治提供重要参考。

    • 水蚀过程中裸露陡坡耕地土壤侵蚀特征

      2018, 32(1):74-79. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.012

      摘要 (1300) HTML (0) PDF 685.11 K (1312) 评论 (0) 收藏

      摘要:在坡耕地上,农业耕作措施改变了地表微地形,对坡地土壤侵蚀过程产生影响。深入了解耕作措施对坡地土壤侵蚀的影响,以便为开展陡坡耕地退耕还林(草)工程的水土保持效益评价提供科学依据。以30°陡坡耕地为研究对象,采用室内人工模拟降雨试验方法,对采用人工锄耕、人工掏挖和等高耕作的裸坡地土壤侵蚀特征进行研究。用相同坡度平整坡地作为对照措施。降雨强度为60,90,120 mm/h,降雨历时80 min。结果表明:(1)在陡坡耕地上,在雨强为60,90 mm/h时,3种耕作措施都具有延缓坡地产流的作用,但在雨强为120 mm/h时,人工锄耕和人工掏挖坡地产流开始时间与平整坡地无显著差异(P>0.05);(2)对采用等高耕作的陡坡地,在3个降雨强度下,累计产流量均低于平整坡地,但采用人工锄耕和人工掏挖的陡坡地与平整坡地相比并无明显规律;(3)在降雨强度为120 mm/h时,耕作陡坡地地表径流含沙量较高,土壤侵蚀量是平整坡地的2~5倍。因此,在裸露陡坡耕地上,当降雨强度偏大时,采用农业耕作措施不仅不能降低土壤侵蚀发生,反而会增加。

    • 坡面径流含沙量随雨强和坡长的动态过程

      2018, 32(1):80-84. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.013

      摘要 (1482) HTML (0) PDF 582.58 K (1512) 评论 (0) 收藏

      摘要:坡面径流的含沙特征是研究坡面侵蚀产沙的重要内容。为了研究坡面径流含沙特征及动态过程,揭示坡面径流含沙量随雨强和坡长的复合关系。采用人工模拟降雨的方式,通过不同坡长和雨强的组合试验,基于跨雨强和跨坡长的综合性分析思路,对特定坡度(20°)下,5个坡长(1,2,3,4,5 m)13个降雨强度的试验监测数据进行了分析。结果表明:(1)坡长不同含沙量与雨强的相关性不同,以2,3,4 m坡长含沙量随雨强增加的规律性最明显。5 m坡长的相关性最差。1 m坡长的直线相关性较好,但增长斜率很小。由此可推得,研究坡面径流含沙量随雨强变化时,以2~4 m坡长的试验槽较为适宜;(2)含沙量随产流历时总体上呈现出波动递减的趋势。含沙量波动特征值在2~4 m坡长范围内波动性小而波动频率大,在1,5 m坡长的波动性大但频率小。坡面径流含沙量变化的频率远大于河川径流含沙量的变化频率,即稳定性较差;(3)含沙量与主要水文要素和水力学特征参数的拟合都呈现出极显著相关性,流速、流量和剪切力是影响含沙量波动的重要因素。

    • 雨强和坡度对黄土坡面土壤侵蚀及氮磷流失的影响

      2018, 32(1):85-90. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.014

      摘要 (1618) HTML (0) PDF 684.30 K (2023) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用人工模拟降雨的手段,在2种雨强(50,75 mm/h)、4种坡度(5°,10°,15°,20°)条件下,研究了雨强和坡度对黄土坡面土壤侵蚀和养分流失的影响。结果表明:(1)降雨强度从50 mm/h增大到75 mm/h,相同坡度的坡面开始产流时间提前了2.75~4.79 min。(2)随着雨强的增大,同一坡度的坡面径流量增加了12.53~15.80 mm/m2,增加幅度为1.24~1.31倍;同一坡度的坡面产沙量增加了0.47~3.61 kg/m2,增加幅度为0.77~2.90倍。坡面侵蚀过程中,存在临界坡度,为15°左右。(3)氮素流失以径流流失为主,泥沙中总氮的流失量较低,仅占径流总氮流失量的1.4%~9.7%。坡度较小时,磷素流失途径以径流流失为主,随着坡度的增加,磷素的流失途径以泥沙流失为主。(4)径流总氮流失浓度与径流强度呈线性正相关,泥沙总氮和总磷流失浓度与产沙率也分别呈显著的线性正相关。

    • 基于模糊层次分析法的生态环境脆弱性评价——以三峡水库生态屏障区湖北段为例

      2018, 32(1):91-96. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.015

      摘要 (1634) HTML (0) PDF 1.09 M (1475) 评论 (0) 收藏

      摘要:三峡水库生态屏障区的生态环境脆弱性评价,对屏障区自身生态系统的构建与维护、发挥屏障区对三峡水库水质和生态环境的安全保障功能,具有重要的意义。利用模糊层次分析法,基于GIS和RS技术,对屏障区湖北段的生态环境脆弱性进行了评价,并分析了主要影响因素。结果表明:(1)生态环境脆弱性以轻度、中度和潜在脆弱性为主,占屏障区总面积的74.9%,主要分布在秭归县中部和巴东县北部,严重脆弱区面积占总面积21.7%,主要分布在秭归县南部、巴东县中南部和夷陵区南部;(2)生态环境脆弱性级别较高的区域主要分布于高程800 m以下、坡度25°以下、植被覆盖较低、人口密度较大的位置,人类活动是导致生态环境脆弱的重要原因;(3)在严重脆弱性区域通过构建农林复合系统,结合植树造林、生态恢复等措施,以提高植被覆盖度,是解决该区生态环境脆弱的可行性措施。

    • 黄土丘陵区小流域生态恢复对土壤有机碳和全氮的影响

      2018, 32(1):97-103. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.016

      摘要 (1551) HTML (0) PDF 830.46 K (1765) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态恢复工程是防治黄土高原土壤侵蚀和恢复土壤肥力的重要措施,研究退耕还林还草和梯田等生态恢复措施对有机碳(SOC)、全氮(TN)的影响,对准确评估土壤固碳固氮能力和土壤碳氮循环具有重要意义。选取黄土丘陵区典型小流域5种不同生态恢复0—100 cm土层为研究对象,探讨了生态恢复措施条件下,坡耕地转变为林地、草地、灌木地及梯田过程中,不同土层深度土壤SOC与TN的含量及其储量变化规律。结果表明:生态恢复措施、土壤深度对流域土壤SOC与TN有极显著的影响(P<0.01)。林地与灌木地SOC与TN在土壤0—20 cm土层出现富集,草地SOC与TN则在0—40 cm土层出现富集,梯田的0—20 cm土层SOC富集比较明显,而TN未出现富集现象。坡耕地SOC与TN未出现富集现象。坡耕地在经过不同的生态恢复措施后,土壤SOC与TN含量及储量均会有所增加。从SOC与TN之间相关性看,林地、草地表现为极强,灌木表现为强,而坡耕地与梯田为中等。研究为提高黄土丘陵区土壤碳氮含量的评估提供科学依据,促进区域生态恢复合理规划。

    • 花岗岩残积土边坡草本植物根固效应试验

      2018, 32(1):104-108. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.017

      摘要 (1562) HTML (0) PDF 599.32 K (2265) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了推进根系固土机制的定量研究,在前期边坡调查和植物筛选的基础上,人工种植了百喜草、假俭草、狗牙根3种常见的护坡植物,根据各深度下原状根-土复合体干密度、含水率和质量含根量等物理性质指标,设计了重塑根-土复合体直剪试验方案,实施了3种植物原状和重塑根-土复合体的直剪试验。结果表明:3种原状根-土复合体的抗剪强度在各级法向压力作用下均随含根量的增加而逐渐增大;3种原状根-土复合体的黏聚力和内摩擦角均随深度的增加而减小;3种植物根系在相同的土体状态下对黏聚力的影响排序为狗牙根>百喜草>假俭草;对土体内摩擦角的影响排序为假俭草>百喜草>狗牙根。植物根系增强土体抗剪强度的作用不仅受植物种类的影响,还与土体的干密度和含水率密切相关,干密度的增加对黏聚力的提升有显著影响,对内摩擦角的影响却并不大;3种植物重塑根-土复合体的最优含水率均为25%左右。在重塑根-土复合体的直剪试验中,很难探求含根量对抗剪强度指标的影响。

    • 含砾石锥状工程堆积体坡面径流侵蚀特征

      2018, 32(1):109-115. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.018

      摘要 (1360) HTML (0) PDF 884.98 K (1213) 评论 (0) 收藏

      摘要:以关中地区的重质土壤为试验材料,利用自制的堆积平台模拟散乱锥状工程堆积体的堆积过程及形态建造实体模型,在人工模拟降雨的条件下,研究了4个降雨强度下(1.0,1.5,2.0,2.5 mm/min)不同砾石质量分数(0,10%,20%,30%,40%)锥状工程堆积体坡面的径流产沙特征。结果表明:(1)径流率和流速随时间呈现出先快速增加后缓慢增长至稳定的变化趋势,雨强和砾石含量对径流率和流速均有显著性影响,其中雨强对两者的贡献率较大,起决定性作用;(2)平均径流率和平均流速随雨强的增大而增加,与雨强呈极显著的正相关关系,随砾石含量的增加而减小,与砾石含量呈极显著的负相关关系;(3)雨强为1.0 mm/min时,侵蚀速率先快速增加后逐渐趋于稳定;雨强≥1.5 mm/min时,侵蚀速率呈持续增长的变化趋势,雨强为2.0,2.5 mm/min时,在降雨中后期侵蚀速率突变式增加;(4)侵蚀总量随雨强的增大呈指数型增加的趋势,随砾石含量的增加呈负对数型减小的趋势。

    • 砾石覆盖条件下盐碱土边坡降雨侵蚀水动力学特征

      2018, 32(1):116-120. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.019

      摘要 (1258) HTML (0) PDF 630.08 K (1744) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究砾石覆盖对盐碱土坡面侵蚀的减沙效应,通过室内模拟降雨试验,研究不同坡度和雨强条件下降雨径流水动力学特征及产沙受砾石覆盖的影响。试验坡度选取15°和30°,雨强选取92,119 mm/h,坡面砾石覆盖度分别为0,10%,20%,40%,60%,80%,采用染色示踪法测定坡面径流流速。结果表明:不同坡度和雨强条件下,水流产沙率随坡面砾石覆盖度增大先增后减;雷诺数与弗劳德数均随砾石覆盖度增大呈先增后减的抛物线趋势,曼宁糙率、Dracy-Weisbach阻力系数、坡面径流剪切力和径流功率均与坡面砾石覆盖度线性正相关;径流功率预测产沙率效果较好,二者呈对数关系(R2=0.47)。

    • 近景摄影测量技术在坡耕地土壤侵蚀速率研究中的应用

      2018, 32(1):121-127. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.020

      摘要 (1348) HTML (0) PDF 912.83 K (1346) 评论 (0) 收藏

      摘要:以5°,10°,20°的紫色土坡耕地为研究对象,分别进行5,10,15次强度的模拟耕作试验,在此基础上采用60 L/min的流量进行3轮放水冲刷试验,采用近景摄影测量技术监测试验前后紫色土坡耕地小区的地形变化,通过生成高精度DEM数据计算土壤流失体积,并采用插钎法测量土层深度变化,验证近景摄影测量技术测定地形变化的准确度,进而推算不同坡度条件下的紫色土坡耕地耕作侵蚀速率和水力侵蚀速率。结果表明:(1)采用近景摄影测量技术能够准确监测地形变化,其测算结果与插钎法的结果比较接近,且通过计算土壤流失体积推算土壤侵蚀速率的方法比较可靠,精度较高;(2)紫色土坡耕地在坡度为5°,10°,20°条件下平均耕作侵蚀速率分别为 69.85,131.45,155.34 t/(hm2·tillage pass),耕作侵蚀速率随坡度增加呈增加趋势,随着耕作次数增加则呈逐渐减小的趋势;(3)紫色土坡耕地在坡度为5°,10°,20°条件下平均水力侵蚀速率分别为1 892.52,2 961.76,4 405.93 t/(hm2·h),水力侵蚀速率与坡度呈正相关关系,与此同时,随着耕作强度的增加,水力侵蚀也呈逐渐增大的趋势,表明耕作侵蚀对水力侵蚀有加速作用。该研究为紫色土坡耕地耕作侵蚀和水力侵蚀交互作用下的土壤侵蚀研究提供技术支撑和数据基础。

    • 多花木蓝根系与土体界面摩阻特征

      2018, 32(1):128-134. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.021

      摘要 (1389) HTML (0) PDF 928.21 K (1798) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究灌木植物根系的固土护坡力学效应,探讨根系与土体间相互作用的特性。以多花木蓝为供试植物,进行植物根系切片并计算根系的表面凹凸度,选取0~0.5,0.5~1.0,1.0~1.5,1.5~2.0 mm 4种粒径的粉质黏土,在不同的土体含水率和根径条件下,制备根土复合体扰动试样,进行单根抗拔摩阻试验和直剪摩阻试验,探讨土体含水率、植物根径以及土体粒径对根土界面摩阻特性的影响。结果表明:多花木蓝根系的表面凹凸度随根径变化无显著性差异,根系的拉拔剪应力集中在17.36~32.76 kPa,而根土界面的摩擦系数为0.10~0.20;根系拉拔剪应力和根土界面摩擦系数随土体粒径和土体含水率的增加逐渐下降;土体含水率和土体粒径愈低,根系形态特征对根系的拉拔剪应力和根土界面摩擦系数的影响愈显著。研究结果对分析根土界面摩阻特性的影响因素,以及利用灌木植物提高边坡土体结构稳定和防治水土流失、土壤侵蚀等地质灾害具有重大的指导意义。

    • 土壤水分对植物根-土界面相互作用特性的影响

      2018, 32(1):135-140. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.022

      摘要 (1867) HTML (0) PDF 832.64 K (1466) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同土壤水分下不同植物根系与土壤界面的摩阻特性,使用直剪仪对内蒙古中西部的5种典型乡土植物(柠条、沙棘、杨柴、紫花苜蓿和沙打旺)的根系在不同土壤含水率下进行根-土界面直剪摩擦试验。结果表明:当土壤含水率在4.5%~24.5%时,5种植物根-土界面摩擦系数均大于素土的土-土界面的值,且随着土壤含水率的增加,根-土界面和土-土界面摩擦系数均呈下降趋势,其中沙棘根-土界面的摩擦系数和黏聚力均大于其他4种植物的值,表明仅从根系与土壤间的相互作用特性来看,沙棘根系固土抗蚀的作用明显优于其他4种植物。根-土界面和土-土界面黏聚力均随着土壤含水率的增加呈先增后减的变化特征,且植物种不同黏聚力峰值出现时对应的土壤含水率亦不同。

    • 马兰黄土渗气性试验研究

      2018, 32(1):141-146. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.023

      摘要 (1486) HTML (0) PDF 1.18 M (1546) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用改进的ZC-2015型渗气仪对不同类型的原状风干和重塑的马兰黄土进行渗气试验,分析土样体积、渗径、干密度、取样深度等对渗气率ka的影响,并利用扫描电镜(SEM)试验得到的孔隙结构参数解释黄土渗气特性。结果表明:渗气率ka不仅是气体渗透特性的衡量指标,也是描述非饱和马兰黄土孔隙和结构特征的重要参数。不同体积的土样由于尺寸效应,其渗气率随着土样体积的增大而增大。另外,渗气率随着渗径、干密度的增大而减小。对比3种不同类型黄土的透气性试验结果和电镜照片,并结合统计的孔隙结构参数,得出渗气率在区域和深度上有一定的规律,区域上黄土颗粒中黏粒含量增高,总孔隙和大孔隙面积减小,土体有效渗气孔隙减少,重塑黄土的渗气率随着取土深度的增加有微小的减小。

    • 坡地打结垄沟集雨对水土流失、紫花苜蓿干草产量和水分利用效率的影响

      2018, 32(1):147-156. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.024

      摘要 (1256) HTML (0) PDF 1.33 M (1391) 评论 (0) 收藏

      摘要:为寻求半干旱区控制水土流失和提高降水资源利用率的最佳坡地垄沟集雨种植方式,以传统平作为对照,在坡度5°和10°的坡地布置大田试验,研究打结方式(无打结垄和打结垄)对土壤贮水量、小区径流效率、径流量、泥沙流失量、紫花苜蓿干草产量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:在坡度5°时,与平作相比,无打结垄和打结垄的紫花苜蓿全生育期土壤贮水量分别增加9.3,15.0 mm,紫花苜蓿实际干草产量分别提高20.4%,8.9%,WUE分别提高4.78,4.58 kg/(hm2·mm),而径流量分别降低21.9%,41.2%,泥沙流失量分别降低80.8%,83.3%。在坡度10°时,与平作相比,无打结垄和打结垄的紫花苜蓿全生育期土壤贮水量分别增加11.2,16.2 mm,紫花苜蓿实际干草产量分别提高22.4%,9.0%,WUE分别提高4.89,4.06 kg/(hm2·mm),而径流量分别降低24.8%,36.4%,泥沙流失量分别降低74.5%,82.0%。采用平均径流法,坡度5°时,平作、无打结垄和打结垄的小区径流效率分别为11.6%,9.2%,6.7%;坡度10°时,平作、无打结垄和打结垄的小区径流效率分别为14.1%,10.0%,7.8%。就紫花苜蓿全生育期平均值而言,坡度5°的平均土壤贮水量比坡度10°增加4.3 mm,坡度5°的净干草产量、实际干草产量和WUE与坡度10°相差不明显。坡度10°的径流量、泥沙流失量和小区径流效率均是坡度5°的1.2倍。无打结垄和打结垄集雨种植具有较好水土保持和增产效果,其中无打结垄增产效果最为明显,打结垄水土保持效果最为明显。

    • 浑水含沙率和泥沙粒度组成对膜孔灌入渗特性的影响

      2018, 32(1):157-161. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.025

      摘要 (1275) HTML (0) PDF 614.03 K (1371) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过室内清水膜孔灌自由入渗试验和4种不同含沙率及4种不同泥沙粒度组成的浑水膜孔灌自由入渗试验,研究了含沙率和泥沙粒度组成对浑水膜孔灌入渗特性的影响。结果表明:综合考虑含沙率和泥沙粒度组成的联系,定义了相对黏粒含量的概念;基于相对黏粒含量建立了单位膜孔面积累积入渗量、水平湿润锋运移和垂直湿润锋运移的数学模型,经检验该数学模型具有较好的相关性;提出了浑水膜孔灌自由入渗情况下灌水均匀度分析的数学模型。研究结果为浑水膜孔灌的进一步研究奠定了基础。

    • 裸岩石砾地客土土体结构对水肥渗漏的影响

      2018, 32(1):162-166. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.026

      摘要 (1333) HTML (0) PDF 705.32 K (1304) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对裸岩石砾地利用客土法整治后新增耕地存在失水失肥的现象,以秦岭北麓某荒石滩新增耕地客土耕层作为模拟研究对象,将供试土壤以不同容重分层填装试验土柱,并对其进行了水分入渗试验,分析了裸岩石砾地人为耕作层结构的水分、养分渗漏特征。通过对5种耕作层结构的模拟渗漏试验,结果表明:(1)人为耕层土壤初始渗漏能力和渗漏速率与模拟心土层容重呈负相关关系,其入渗过程可用修正后的Kostiakov入渗模型进行模拟;(2)心土层土壤容重对累积入渗量、入渗速率及养分流失量均有较大影响,并呈负相关关系;(3)分析养分总渗漏量显示,存在一个最优耕层结构,在此耕层结构具有较好的保肥效果。通过综合分析水肥渗漏状况,确定最优耕层结构自下而上容重分别为1.5,1.3,1.2 g/cm3。

    • 不同类型土壤团聚体斥水性及其对溅蚀的影响

      2018, 32(1):167-173. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.027

      摘要 (1306) HTML (0) PDF 814.33 K (1764) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确土壤的斥水性特征及其对土壤溅蚀的影响,以3种不同类型及利用方式土壤为研究对象,探究了土壤斥水性分布规律及其影响因素,系统分析了土壤斥水性对土壤溅蚀的影响。结果表明:(1)耕地土壤的斥水性最低,表层土壤斥水性高于下层,黄褐土斥水性(13.15 sec)高于其他类型土壤,整体上看,斥水性受到土壤机械组成和游离铁、铝氧化物的显著影响(R2<-0.40,p<0.01);(2)土壤溅蚀过程呈现为倒“V”形,即一个陡涨陡落的特点,土壤累计溅蚀量随降雨历时变化关系用对数函数可以很好地拟合(R2≥0.90,p<0.01);(3)在一定雨强范围内,斥水性对土壤溅蚀有着显著影响,斥水性越大土壤发生溅蚀的程度也越大,对数函数模型也可以很好地表达溅蚀指标随斥水性变化趋势。研究结果能为降雨侵蚀机制研究与侵蚀过程模型提供理论参考依据。

    • 渭河流域降雨与降雨侵蚀力变化的原因分析

      2018, 32(1):174-181. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.028

      摘要 (1339) HTML (0) PDF 1.71 M (1707) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究降雨与降雨侵蚀力的时空变化特征及其原因对流域土壤侵蚀监测、评估、预报和治理具有重要意义。以干旱半干旱的渭河流域为研究对象,采用Mann-Kendall检验分析了降雨与降雨侵蚀力的变化趋势;采用启发式分割法对流域降雨量与降雨侵蚀力进行了变异诊断;采用交叉小波分析探究了ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)、北极涛动、太阳黑子与降雨以及降雨侵蚀力的联系。结果表明:(1)降雨和降雨侵蚀力均呈下降趋势;(2)华山站和西吉站的降雨量存在变异点,华山站和临洮站的降雨侵蚀力存在变异点,渭河流域部分站点的雨量和雨力的一致性被破坏;(3)ENSO、北极涛动、太阳黑子可能会影响降雨与降雨侵蚀力的产生,其中太阳黑子的影响最强,ENSO次之,北极涛动最弱。研究结果有助于指导渭河流域黄土高原地区的农业生产、水土保持建设和生态修复等工作。

    • 连续秸秆还田和免耕对土壤团聚体及有机碳的影响

      2018, 32(1):182-189. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.029

      摘要 (1551) HTML (0) PDF 812.90 K (1661) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取湖北省武穴市8年田间定位试验中的传统耕作(CT)、秸秆还田配合传统耕作(CTS)、免耕(NT)和秸秆还田配合免耕(NTS)4种处理,研究连续秸秆还田和免耕措施对表层(0—20 cm)和亚表层(20—40 cm)土壤团聚体稳定性及有机碳(SOC)的影响。结果表明:CTS、NT和NTS均显著增加了表层>5 mm水稳性团聚体的含量和团聚体平均重量直径(MWD),秸秆还田显著增加了亚表层土壤水稳性团聚体的MWD。与CT比较,CTS、NT、NTS处理的SOC含量分别增加20.83%,21.98%,32.76%。CTS和NTS处理显著提高了表层>5,5~2,<0.25 mm团聚体中SOC含量,NT则显著提高了>5,5~2 mm团聚体中SOC含量;CTS显著增加了亚表层>0.25 mm团聚体中SOC的含量。秸秆还田增加了表层土壤的碳(C)、氢(H)、氮(N)和氧(O)的含量,免耕降低了H的含量,增加了其他3种元素的含量,但是免耕处理增加了亚表层土壤中H的含量。NT和NTS处理较CT和CTS处理降低了土壤的H/C值,表明土壤的脂肪族成分在不断增加。秸秆还田主要增加了土壤中醇、酚类,芳香类,脂肪族化合物和碳水化合物的含量,而免耕主要增加脂肪族化合物的含量。这些有机组分的增加有助于团聚体稳定性的增强。

    • 不同干扰程度下黄河三角洲植被群落有机碳分布特征

      2018, 32(1):190-196. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.030

      摘要 (1199) HTML (0) PDF 834.25 K (1830) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同干扰程度下滨海湿地有机碳分布特征,选择黄河三角洲干扰程度较小的一千二管理站和黄河口管理站及干扰程度较大的东营港和五号桩4个研究区,对不同植被群落下的土壤有机碳含量、密度及单位面积储量进行研究,结果表明:植被生长初期(5月)一千二管理站、东营港、五号桩和黄河口管理站土壤有机碳含量、有机碳密度以及单位面积有机碳储量分别为3.504,3.433,3.698,3.815 g/kg、4.84,4.58,5.02,5.56 kg/m2和4 237.00,3 807.42,4 272.77,4 917.63 t/km2。植被生长旺期(8月份)一千二管理站、东营港、五号桩和黄河口管理站土壤有机碳含量、有机碳密度以及单位面积有机碳储量分别为3.90,3.63,3.45,3.62 g/kg、5.32,4.83,4.46,5.25 kg/m2和4 588.02,4 010.10,3 614.95,4 623.12 t/km2。人为活动干扰较大的五号桩和东营港地区,有机碳含量、有机碳密度以及单位面积有机碳储量较小;光滩有机碳含量比有植被生长的湿地低;互花米草湿地有机碳含量和有机碳密度在植被生长初期高于其他湿地类型,但这种优势在生长旺期不显著,与黄河口管理站和一千二管理站芦苇湿地单位面积有机碳储量相比较,互花米草湿地单位面积有机碳储量要低。由此可见,人为干扰对滨海湿地有机碳含量、密度及储量产生较大的影响,保护湿地完整性对于减少碳排放、维护滨海湿地的碳汇功能具有重要的作用。

    • 不同年限红柳恢复川西北高寒沙地对土壤团聚体和有机碳的影响

      2018, 32(1):197-203. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.031

      摘要 (1738) HTML (0) PDF 795.11 K (1687) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用土壤大团聚体含量(R0.25)、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、团聚体破坏率(PAD)和团聚体对有机碳贡献率(F)指标,研究不同时间尺度红柳恢复川西北高寒沙地对土壤团聚体稳定性和有机碳分布的影响。结果表明:红柳不同恢复年限土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体都以微团聚体(<0.25 mm)组成为主,随着恢复年限增加,表层(0—20 cm)>2,0.5~2 mm粒级土壤团聚体含量显著增加,表层(0—20 cm)土壤团聚体R0.25、MWD和GMD表现为0年<5年<10年<15年,PAD呈现相反的特征;红柳恢复引起表层(0—20 cm)土壤有机碳含量显著增加,随着恢复年限增加,>2,0.5~2 mm粒级团聚体有机碳含量显著提高,>0.5 mm粒级团聚体对土壤有机碳贡献率高达34%~60%;红柳恢复对亚表层(20—40 cm)土壤团聚体与有机碳分布特征影响不显著。研究表明土壤团聚体稳定性和有机碳指标可作为川西北高寒沙地土壤生态修复适应性指标,红柳恢复对该区沙化土壤改良具有重要作用。

    • 春季解冻过程对2种温带森林土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的影响

      2018, 32(1):204-209. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.032

      摘要 (1534) HTML (0) PDF 671.31 K (1638) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究春季土壤冻融过程对碳氮周转的影响,以长白山地区2种森林土壤为研究对象,利用原位培养连续取样法,测定和分析了土壤微生物量碳(MC)、氮(MN)和可溶性有机碳(DOC)、氮(DON)在春季解冻期间的含量动态变化。结果表明:土壤解冻过程中,2种林型土壤微生物量碳、氮的时间变化动态不同,且土壤微生物量碳、氮表现出明显的垂直空间异质性,0—10 cm土层土壤微生物量氮显著高于10—20 cm土层。除个别时期外,0—10 cm土层土壤微生物量碳亦显著高于10—20 cm土层土壤。解冻过程中,2种林型0—10 cm土层土壤DOC含量时间变化动态基本一致,而红松阔叶林10—20 cm土层土壤最大DOC释放量早于次生白桦林。2种林型DOC释放过程集中于解冻中后期。解冻期2种林型土壤DON时间变化动态表现一致,最大土壤DON释放量出现在解冻中后期。解冻期2种林型土壤DON存在明显的垂直空间分布特征,0—10 cm土层土壤DON含量显著高于10—20 cm土层。

    • 托木尔峰自然保护区台兰河上游不同植被类型的水源涵养功能

      2018, 32(1):210-216. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.033

      摘要 (1184) HTML (0) PDF 843.64 K (1331) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究托木尔峰自然保护区生态系统的水源涵养功能,选择台兰河上游为研究区域,采用野外观察与室内试验相结合的方法,分别对该区域具有代表性的雪岭云杉林、灌木林、草地植被,从林冠层、枯枝落叶层和土壤层3个层次及综合性的水源涵养能力进行了定量分析。结果表明:研究区云杉林林冠截留能力优于灌木林,穿透降雨量及林冠截留量平均值均大于灌木林。除草地外,各样地枯枝落叶未分解层平均厚度均大于半分解层,云杉林枯枝落叶层的厚度和蓄积量明显大于灌木林,不同植被类型枯枝落叶半分解层的自然持水率、最大持水率均高于未分解层,云杉林枯枝落叶层自然持水率、最大持水率均高于灌木林,灌木林和云杉林的枯枝落叶未分解层有效拦蓄量均高于半分解层。不同植被类型平均土壤容重大小表现为草地>灌木林>云杉林,土壤孔隙度的平均值大小则与之相反;不同植被类型的土壤自然含水率、饱和含水量及非毛管持水量均表现为云杉林>灌木林>草地,而不同植被类型30 cm深土层的蓄水能力变化则存在差异。研究区不同植被类型的水源涵养能力在181.06~237.63 mm,综合、有效水源涵养能力均表现为云杉林>灌木林>草地,其中土壤层的涵养贡献率最大,总有效蓄水量远小于总持水量。综上所述,台兰河上游云杉林和灌木林具有较好的涵养水源能力,放牧强度和人为干扰是影响研究区不同植被类型尤其是生境脆弱的草地植被水源涵养功能的重要因素。

    • 添加γ-聚谷氨酸对土壤结构及持水特性的影响

      2018, 32(1):217-224. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.034

      摘要 (1548) HTML (0) PDF 977.87 K (1371) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步探究γ-聚谷氨酸在农业方面应用,将不同γ-PGA含量(0,0.1%,0.2%,0.5%,1%)施入无团粒结构的砂壤土与粉壤土中,研究了γ-PGA在土壤物理结构及持水特征方面的作用。结果表明:随γ-PGA含量的增加,同一吸力下土壤持水量增加,VG模型中参数α值均大于对照组,n值递减。γ-PGA添加至1%时,砂壤土中容重降低0.087 g/cm3,孔隙度增加3.28%,粉壤土中容重降低0.108 g/cm3,孔隙度增加4.08%,添加γ-PGA降低了毛管孔隙比例,提高无效孔隙比例,表明γ-PGA对粉壤土物理特性影响大于砂壤土。饱和含水量与γ-PGA含量呈幂函数正相关,饱和扩散率则呈负相关关系,粉壤土中VG模型参数所计算饱和扩散率与水平入渗法计算值间相对误差值小于10%。除凋萎系数外,γ-PGA对其余土壤水分常数影响显著,均随γ-PGA含量增加而增大。土壤中薄膜水、毛管水比例提高,重力水比例显著下降。γ-PGA含量为1%时,粉壤土中有效水比例为64.83%,砂壤土中仅为56.14%。添加γ-PGA有利于改良土壤内孔隙分布,提高持水能力,防止土壤水分的深层渗漏。

    • 不同集约经营年限对雷竹林土壤磷形态的影响

      2018, 32(1):225-231. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.035

      摘要 (1200) HTML (0) PDF 795.07 K (1249) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同集约经营年限下雷竹林土壤的磷形态特征,采集分别经营3,9,15年的雷竹林上层(0—20 cm)和下层(20—40 cm)土壤样品,测定土壤pH、有机碳、全磷(TP)、Olsen P、Mehlich-3 P等理化性质,并采用改进的Hedley分级法分析土壤中不同形态磷的含量。结果表明:在集约经营9,15年后,上层土壤pH低于雷竹正常生长范围,且有酸化深层化现象;土壤有机碳主要在上层土壤中积累,经营15年为各处理中最高,较3年提高了183%。上、下层土壤TP、Olsen P、Mehlich-3 P、活性磷(H2O-P+NaHCO3-Pi+NaHCO3-Po)和中稳性磷(NaOH-Pi+NaOH-Po)含量均随经营时间逐渐增加。与3年相比,集约经营15年后活性磷和中稳性磷占总磷百分比在上层土壤中提高了63%和83%,在下层土壤中提高了88%和128%;而上、下层土壤难溶性磷(HCl-P+Res-P)所占百分比则分别从58%和66%降低至26%和29%,难溶性磷的含量基本不变。由此可见,持续、大量施用磷肥提高了雷竹林土壤中活性磷和中稳性磷比例。此外,Mehlich-3 P-H2O-P拟合方程推测上、下层土壤均有可能已发生磷酸盐流失。因此,雷竹林集约经营过程中应注意合理施肥,以免造成磷流失。

    • 生物炭介导下磷水平对连作苹果幼苗及土壤环境的影响

      2018, 32(1):232-237. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.036

      摘要 (1241) HTML (0) PDF 767.71 K (1570) 评论 (0) 收藏

      摘要:苹果连作障碍是制约苹果产业可持续发展的重要因素之一。研究生物炭介导下不同施磷水平对连作条件下平邑甜茶幼苗生物量、根系呼吸速率和土壤环境的影响,探讨生物炭配施磷肥这种措施对苹果连作障碍的防控效果,并筛选出合适磷肥用量,为生产中老果园改造提供理论依据。盆栽条件下,以苹果常用砧木-平邑甜茶为试材,设计了连作土壤(CK)、连作土用溴甲烷熏蒸处理(F)、连作土+2%生物炭(B)、连作土+2%生物炭+0.5‰磷肥(BP0.5)、连作土+2%生物炭+1‰磷肥(BP1)和连作土+2%生物炭+2‰磷肥(BP2)6个处理。采用常规方法测定了不同处理对平邑甜茶幼苗生物量、根系呼吸速率、土壤养分和土壤酶活性的影响。结果表明:溴甲烷灭菌后,幼苗的株高、地径、鲜重和干重均远远高于连作土,分别是连作土中幼苗的1.6,1.5,2.9,2.5倍,幼苗的根系呼吸速率及保护酶也远远高于对照和其他处理。生物炭、或者生物炭配施磷肥,均可提高平邑甜茶幼苗的生物量,幼苗的株高、地径、鲜重和干重分别是连作土中幼苗的1.2,1.1,1.6,1.4倍和1.4,1.2,2.2,1.9倍,2种处理的根系呼吸速率也有大幅度提高;生物炭配施0.5‰磷肥可明显提高幼苗根系SOD、POD和CAT酶活性,同时降低MDA含量;与对照相比,生物炭配施0.5‰磷肥能明显提高土壤中有机质含量,增加硝态氮和速效磷的含量,促进土壤中脲酶、蔗糖酶和磷酸酶的活性。综合分析比较,生物炭配施0.5‰磷肥相比于单施生物炭,能更好的提高连作条件下平邑甜茶幼苗的生长发育,增加土壤有机质含量,增强土壤酶活性。因此,生物炭配施磷肥这一综合措施能更好的防控苹果连作障碍。

    • 滴灌施氮对春玉米氮素吸收、土壤无机氮含量及氮素平衡的影响

      2018, 32(1):238-245. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.037

      摘要 (1422) HTML (0) PDF 857.92 K (1249) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决吉林省半干旱区滴灌施肥条件下氮肥合理施用问题,通过2年(2015—2016年)田间试验,研究了覆膜滴灌条件下施氮量(0,70,140,210,280,350 kg/hm2)对春玉米产量、氮素吸收利用、土壤剖面无机氮含量变化及氮素平衡的影响。结果表明:施氮量在70~210 kg/hm2范围内玉米产量随施氮量的增加显著增加,当施氮量超过210 kg/hm2后,处理间产量无显著差异;将玉米产量(y)与施氮量(x)拟合,得出最佳施氮量分别为195.1,201.0 kg/hm2。施氮显著提高了玉米各生育时期氮积累量,其中灌浆期和成熟期氮积累量以施氮量210 kg/hm2处理最高。氮素当季回收率、农学利用率和偏生产力均随施氮量的增加而下降。玉米成熟期0-200 cm剖面土壤硝态氮和铵态氮含量随土层深度增加呈逐渐下降的趋势;施氮提高了0-200 cm土壤硝态氮和铵态氮含量,其中施氮量280,350 kg/hm2处理40-200 cm土层硝态氮含量显著高于其他施氮处理。玉米吸氮量、土壤无机氮残留量和氮表观损失量与施氮量呈极显著的正相关;玉米吸氮量、土壤无机氮残留量和氮表观损失量分别占增加纯氮的21.6%~23.3%,33.0%~37.4%,41.0%~43.7%。综上所述,在本试验条件下,综合产量、氮素吸收利用、土壤剖面无机氮含量变化及氮素平衡等因素,在吉林省半干旱区滴灌施肥适宜施氮量应控制在195~210 kg/hm2。

    • 控释尿素不同条施深度下鲜食玉米产量和氮素利用效应

      2018, 32(1):246-251. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.038

      摘要 (1550) HTML (0) PDF 706.26 K (1308) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过田间试验研究一次性施肥条件下控释尿素不同条施深度(0,5,10,15 cm)对鲜食玉米产量、干物质积累变化、氮素利用率和土壤无机氮含量的影响,为控释尿素在鲜食玉米上的应用推广提供依据。结果表明:控释尿素施用深度的不同主要影响鲜食玉米抽雄至乳熟收获期的干物质积累,该阶段10,15 cm深度下鲜食玉米的干物质积累速率和积累量显著高于0,5 cm。随着控释尿素施用深度的增加,鲜食玉米鲜穗产量、乳熟收获期植株总吸氮量以及氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率和氮肥表观利用率均呈现递增趋势,与0 cm相比,15 cm深度处理的鲜穗产量和收获期植株总吸氮量分别显著提高13.3%和53.0%,氮肥偏生产力从70.9 kg/kg增加到80.4 kg/kg,氮肥农学利用效率从6.8 kg/kg增加到16.3 kg/kg,氮肥表观利用率从3.3%提高到33.7%;10 cm深度处理仅较0 cm处理显著提高了植株总吸氮量和氮肥表观利用率,而5 cm深度处理的鲜穗产量、乳熟收获期植株总吸氮量、氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率和氮肥表观利用率与0 cm处理间均无显著差异。抽雄期叶片光合特性测定结果表明,与不施氮(CK)相比,控释尿素的施用显著提高了单株叶面积、叶面积指数和穗位叶净光合速率,与0 cm相比,15 cm深度处理的单株叶面积、叶面积指数、叶片净光合速率、蒸腾速率和胞间CO2浓度均有不同程度的提高。关键生育期的土壤无机氮测定结果表明,控释尿素施用深度的增加可以提高拔节期、抽雄期和乳熟收获期行间(施肥部位)0—20 cm土层、抽雄期和乳熟收获期行间(施肥部位)20—40 cm土层以及乳熟收获期玉米种植行(非施肥部位)0—20 cm的土壤无机氮含量。可见,控释尿素深施能够提高鲜食玉米抽雄期以后的土壤供氮能力和改善叶片光合特性,促进干物质积累和氮素吸收,从而提高氮肥利用率和鲜穗产量。试验设置条件下,控释尿素最佳的施用深度为15 cm。

    • 黄土高原天然草地3种优势物种细根分解及养分释放对模拟氮沉降的响应

      2018, 32(1):252-258. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.039

      摘要 (1405) HTML (0) PDF 774.83 K (1487) 评论 (0) 收藏

      摘要:细根分解是草地土壤有机质和养分的主要来源,全球N沉降背景下细根分解动态变化对生态系统碳和养分循环具有重要意义。采用埋袋法研究黄土高原天然草地3个优势物种细根分解速率和养分释放规律及其对模拟N沉降(10 g·N/(m2·a))的响应。结果表明:细根分解过程分为快速(0~60 d)和慢速分解(60~719 d)2个阶段。大针茅、甘青针茅和白莲蒿细根分解60 d的质量残留率分别为86.3%,86.2%,90.7%,分解719 d的质量残留率分别为58.1%,64.7%,70.5%,表明细根分解速率大小为大针茅>甘青针茅>白莲蒿。相关分析表明,细根分解常数与细根初始N含量、N/P值呈显著的正相关关系,与初始C含量、C/N值呈显著的负相关关系。随着根系分解,3种细根C元素表现为直接释放,N元素表现为N富集,P元素表现为富集-释放模式,整体呈波动式下降。模拟N沉降显著抑制了3种植物细根的分解,使大针茅、甘青针茅和白莲蒿细根分解系数分别显著降低了21.3%,26.8%,47.4%。模拟N沉降使大针茅、甘青针茅和白莲蒿分解末期C元素分别增加了26.8%,20.7%,16.6%,N元素分别增加了18.2%,17.0%,13.4%,而对P残留率均没有显著影响。综上,未来氮沉降的增加会抑制黄土高原封育草地优势物种的细根分解速率,减慢其细根分解向土壤输入C和N养分的过程。

    • 不同水生植物吸收地表水中氮磷能力差异及其机理

      2018, 32(1):259-263. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.040

      摘要 (1313) HTML (0) PDF 681.93 K (2103) 评论 (0) 收藏

      摘要:为查明不同水生植物吸收地表水中氮磷能力的差异及其机理,采用模拟沟渠试验和盆栽试验,研究了8种水生植物地表水中氮磷吸收能力的差异,并选择氮磷吸收能力差异较大的水生植物品种,进一步探讨了根系生理特性及底泥微生物量变化。结果表明:种植水生植物后沟渠水中氮磷浓度明显减少,供试8种水生植物中以海寿花、狐尾藻、珍珠梅、茭白、再力花的生物量大,养分吸收量多,沟渠水中养分减少也相对明显;种植水生植物后相对于不种植物的沟渠水中养分残留减少比例分别为,总氮22.4%~44.0%、铵态氮24.5%~36.8%、硝态氮13.6%~51.6%、总磷15.6%~34.6%、水溶性磷26.3%~41.3%;氮磷吸收能力强的水生植物与其具有更强的根系活力、更多伤流量以及更高的伤流液养分浓度有关,但并不是某一种植物的以上指标均有优势,茭白的根系活力强、伤流量多,狐尾藻、海寿花、珍珠梅的伤流液中氮磷浓度较高;沟渠水中氮磷减少比例较大的水生植物底泥中微生物总数、硝化细菌和反硝化细菌数、微生物量碳氮磷较高,反之则较低。

    • 不同灌溉方式对设施土壤交换性盐基组成及比例的影响

      2018, 32(1):264-268. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.041

      摘要 (1571) HTML (0) PDF 993.88 K (1710) 评论 (0) 收藏

      摘要:为全面评价不同灌溉方式下设施土壤养分供应状况,以设施土壤为研究对象,采用田间试验与室内分析相结合的方法,对连年采用沟灌、滴灌和渗灌灌溉下的设施土壤有机质含量、阳离子交换量、盐基离子组成及其比列进行了研究。结果表明:3种灌溉方式土壤有机质、阳离子交换量及盐基离子含量表层较高,不同灌溉方式间表层土壤有机质含量及阳离子交换量表现为渗灌高于沟灌,沟灌高于滴灌,土壤交换性盐基离子含量总体以渗灌处理最高。各灌溉方式0—60 cm土层土壤盐基离子饱和度大小顺序均为Ca2+>Mg2+>K+>Na+,Ca2+、Mg2+饱和度随土层深度的增加而增大,K+、Na+饱和度总体呈随土层加深先降低后上升的变化趋势。Ca2+、Mg2+饱和度在0—30 cm土层滴灌最高,30—60 cm土层渗灌最高。K+饱和度总体以渗灌为高,沟灌居中,滴灌最低。土壤Ca/K、Mg/K值总体以滴灌最高,沟灌次之、渗灌较小。从不同灌溉方式对设施土壤交换性盐基组成及比例的影响来看,采用滴灌方法不仅能省水,有效供应养分,更有利于保持养分之间的平衡,是一种较为合适的灌溉方法。

    • 浑水膜孔灌多向交汇入渗及减渗特性

      2018, 32(1):269-273. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.042

      摘要 (1022) HTML (0) PDF 615.52 K (1215) 评论 (0) 收藏

      摘要:浑水灌溉是我国黄河流域引黄灌区灌溉的主要特点,其中浑水中的泥沙含量对土壤入渗特性有较大的影响,为揭示浑水膜孔灌交汇入渗的减渗特性,通过开展浑水及清水膜孔灌入渗试验,建立了浑水膜孔灌自由入渗相对于清水的减渗率及浑水膜孔灌多向交汇入渗相对于自由入渗的减渗率与入渗时间之间的量化关系,提出了由清水膜孔灌自由入渗量推求浑水膜孔灌多向交汇入渗量的模型。结果表明:浑水膜孔灌自由入渗较清水的减渗量随入渗时间的延长而增大,但增大幅度慢慢变小,入渗后期其减渗量基本呈线性增加,其减渗率随时间的增大先快速增大后缓慢减小,入渗后期减渗率基本稳定;当入渗产生交汇后,入渗能力明显减小,多向交汇入渗和单向交汇入渗相对自由入渗的减渗率均随入渗时间的增长而增大,多向交汇入渗相对单向交汇入渗也存在减渗作用,3条减渗率曲线的变化率随着时间的增长而逐渐减小。

    • 基于AgentLA模型的农田精准灌溉管理分区研究

      2018, 32(1):274-279. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.043

      摘要 (1580) HTML (0) PDF 1.40 M (1305) 评论 (0) 收藏

      摘要:依据农田水资源利用与土地资源开发的耦合特性,开展农田精准灌溉管理分区研究,划定需灌溉管控的农田利用对象区。以三江平原典型流域挠力河流域为研究区,基于Landsat OLI影像、DEM数据和气象台站等多源数据为基本信息源,结合遥感和GIS技术定量探讨该流域农田水分盈亏状态,最后利用多智能体的空间优化配置模型(AgentLA)划定出农田灌溉区。结果表明:与常规的密度分割法相比,AgentLA模型不仅考虑了农田水分盈亏状态,也兼顾空间形态属性,使得所划定的灌溉区既覆盖了高水分亏缺状态农田,也具备较高的紧凑性,避免其空间格局过于凌乱和破碎。模型运行结果显示,在20%的农田灌溉目标面积下,挠力河流域内83.40%的中度、99.86%的重度、0.71%的正常和100%的严重缺水的农田需进行灌溉管控。研究结果为农田精准化灌溉管理提供思路借鉴,为相关学者研究提供基础。

    • 大叶榉‘恨天高’对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

      2018, 32(1):280-285. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.044

      摘要 (1305) HTML (0) PDF 781.16 K (1549) 评论 (0) 收藏

      摘要:以大叶榉新品种‘恨天高’及普通大叶榉的幼苗为供试材料,采用盆栽控水人工模拟轻度、中度和重度干旱胁迫环境的方法,研究了供试材料对不同程度干旱胁迫的生理响应,筛选出了适合评价大叶榉的抗旱性生理指标,并结合隶属函数值对供试材料的抗旱性进行了综合评价。结果表明:(1)随着干旱胁迫程度的加剧,2种供试材料的Rec、MDA含量、WSD和Pro含量呈持续上升趋势;2种供试材料的POD活性、SOD活性和Chl含量随着干旱胁迫程度的加深,呈现先上升后下降的“抛物线”趋势;(2)‘恨天高’其SS含量随着干旱胁迫的加剧而逐渐升高,但普通大叶榉其SS含量呈先上升后下降的趋势;(3)Rec、MDA、WSD、Pro和POD这5个生理指标的含量变化与大叶榉的抗旱性密切相关,可以作为大叶榉抗旱性评价指标;通过对大叶榉的8项抗旱生理指标的隶属函数值进行计算,以及与主成分分析结果对各指标进行合成的综合指数表明“恨天高”(0.58)的抗旱性稍强于普通大叶榉(0.56);(4)‘恨天高’其抗旱能力与侧柏等景观绿化树种相当,从抗旱性来看符合城市景观绿化及高速公路绿化的应用要求。

    • 生物炭与沸石混施对不同污染土壤镉形态转化的影响

      2018, 32(1):286-290. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.045

      摘要 (1253) HTML (0) PDF 574.78 K (1151) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用室内培养模拟了低(1.0 mg/kg)、高(10 mg/kg)镉污染的土壤,通过向镉污染土壤中添加0.4%,2%,10%的1∶1的生物炭和沸石的混合物,探究了生物炭及沸石混施对不同程度镉污染土壤的pH和镉形态变化的影响。结果表明:2种不同程度镉污染土壤的pH均较CK有所提高,且随钝化剂用量的增加而增大。随着培养时间的延长,低污染土壤pH呈现降低趋势,而高污染土壤pH先升高后降低最后趋于稳定。培养后期,低污染和高污染土壤在混合物添加量分别为2%和10%时有效态镉降低比例最大,降低比例分别为56.78%和27.33%。各处理土壤随生物炭和沸石混合物添加量的增加交换态镉降低比例逐渐增大,培养后期,低污染土壤的交换态镉较CK分别降低8.35%,13.81%,20.65%,高污染土壤的交换态镉较CK分别降低10.02%,22.34%,33.01%。各处理的钝化剂能够明显的降低交换态镉的含量,增加碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态镉的含量,低污染土壤的有机结合态明显高于高污染土壤。由此可见,生物炭与沸石混施能够降低土壤重金属的生物有效性,为农田土壤修复奠定了理论基础。

    • 混种3种观赏植物对白三叶铅积累的影响

      2018, 32(1):291-296. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.046

      摘要 (1060) HTML (0) PDF 642.89 K (1142) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究铅污染条件下对白三叶植物修复效率的影响,通过盆栽和小区试验,将一串红、翠菊、德国鸢尾分别与白三叶混种,研究不同混种方式对白三叶生物量及铅积累的影响。结果表明:与白三叶单种相比,混种德国鸢尾提高了白三叶单株地上部分生物量和整株生物量,混种一串红、翠菊则降低了白三叶单株地上部分生物量和整株生物量;就混种系统而言,各个混种处理的植物总生物量均介于混种的2种植物单种之间。混种一串红、翠菊、德国鸢尾均提高了白三叶地上部分铅含量,盆栽试验分别较白三叶单种提高了11.39%,17.88%,42.18%;小区试验分别较白三叶单种提高了2.64%,13.22%,23.94%。白三叶混种德国鸢尾的地上部分铅积累总量高于各自单种,其余混种处理均介于混种的2种植物单种之间。小区试验中,白三叶混种德国鸢尾的单位面积地上部分铅积累总量最高,达242.777 mg/m2,较白三叶单种提高了371.83%,较德国鸢尾单种提高了8.38%;白三叶混种德国鸢尾的土壤重金属铅去除率最高,达15.11%,比白三叶单种提高了326.84%,比德国鸢尾单种提高了10.70%。因此,白三叶混种德国鸢尾的铅提取效果表现最好,能够用于铅污染土壤的修复。

    • 淮南市石楠叶片重金属分布特征、来源及对大气污染的指示作用

      2018, 32(1):297-302. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.047

      摘要 (1484) HTML (0) PDF 896.65 K (1279) 评论 (0) 收藏

      摘要:以典型绿化树种石楠叶片为研究对象,采集了淮南市区6个不同功能区种植的石楠叶片,分析石楠叶片中Cr﹑Cu﹑Ni﹑Pb﹑Zn的分布特征、来源及对大气污染的指示作用。结果表明:淮南市商业交通区叶片中Pb、Zn平均浓度显著大于公园绿地(P<0.05),分别是公园绿地的2.95,1.78倍;煤炭运输区叶片中Cu平均浓度显著大于居住区(P<0.05)和公园绿地(P<0.05),其分别是居住区和公园绿地的2.30,2.81倍,而叶片中Ni和Cr在各功能区的差异无统计学意义。石楠叶片中Pb、Zn主要来自交通排放,Cu主要来自于煤炭开采、燃煤发电以及交通运输,Ni和Cr主要来自自然源。叶片中Cu﹑Pb﹑Zn浓度与叶面尘中Cu﹑Pb﹑Zn总量呈显著正相关,说明石楠叶片中Cu﹑Pb﹑Zn浓度受到叶面尘中Cu﹑Pb﹑Zn总量的显著影响。石楠叶片中Cu、Pb、Zn主要是从大气中吸收,而Ni和Cr主要是从土壤中吸收,利用石楠叶片对大气中Cu、Pb、Zn的监测可以取得良好的效果。

    • 岩溶地区主量元素地球化学特征及其迁移规律——以贵州双河洞为例

      2018, 32(1):303-311. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.048

      摘要 (1244) HTML (0) PDF 1.98 M (1182) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对土壤理化性质的分析以及土壤水和岩石主量元素的测定,同时构建主成分多元回归模型探讨影响岩溶地区主量元素迁移的主要因素,并计算其贡献率。结果表明:Mg和Ca在各土壤点的含量分别可达1 393.98~5 497.42,880.47~3 133.43 mg/kg,远高于K和Na的498.58~3 315.42,32.98~186.75 mg/kg。土壤CO2浓度和土壤温度具有显著的夏秋高于冬春的季节性特征,土壤孔隙度则随着土层深度的增加不断降低,土壤水中HCO3-和Ca2+含量最高。各主量元素迁移能力的强弱为Na>Ca>Mg>K,且各元素迁移系数总体上在夏季最高。对主量元素迁移贡献率最大的因素主要包括降水量、土壤CO2浓度、土壤温度和土壤水阴离子含量,这些因素在各土壤点的累积贡献率可达52.84%~79.06%;土壤容重、土壤和土壤水中主量元素含量累积贡献率均值达22.98%,显著低于前述因子。而土壤总孔隙度和土壤充气孔隙度的贡献率较低,仅2.19%~8.76%。

    • 灌水处理对漫灌改滴灌红枣土壤盐分时空分布的影响

      2018, 32(1):312-319. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.049

      摘要 (1176) HTML (0) PDF 905.68 K (1761) 评论 (0) 收藏

      摘要:为确定南疆沙区成龄红枣漫灌改滴灌适宜的滴灌模式,采用双因素组合试验设计,研究了不同灌溉定额(900,1 050,1 200 mm)和灌水次数(10,14,18次)对红枣漫灌改滴灌后整个生育期0—200 cm土层盐分时空分布及产量的影响。结果表明:水平方向上各处理均表现为距树干越远土壤盐分质量比越高,增大灌溉定额使距树干60 cm处0—20 cm土层土壤盐分质量比明显增大;增加灌水次数可以显著降低距树干60 cm处0—80 cm土层土壤盐分质量比。垂直方向上土壤盐分质量比呈“S”形分布,表层土壤有明显积盐现象;不同灌溉定额处理垂直方向上均出现一个低盐带(<2 g/kg),低盐带深度范围随灌溉定额的增加而增大。漫灌相比改滴灌水平方向上土壤盐分质量比变化不大,且表层土壤也无明显积盐现象。整个生育期内,各处理土壤盐分质量比峰值出现在6月新稍期或7月花期;在0—200 cm土层,10次、1 200 mm灌水处理和14次、900 mm灌水处理的盐分淋洗效果与漫灌CK处理相近,漫灌处理只在0—100 cm土层盐分淋洗效果明显优于改滴灌处理。灌水次数对0—200 cm土层各时间阶段土壤盐分质量比的影响弱于灌溉定额。漫灌改滴灌不同于连续滴灌,漫灌改滴灌后,过低或过高的灌溉定额均不利于提高红枣的产量,与其他处理相比,18次、1 050 mm灌溉定额处理不但具有合理的盐分时空分布,且产量(7 549 kg/hm2)和水分利用效率最高,比漫灌增产12.87%、节水30%,可以作为当地节水、高产和高效的红枣漫灌改滴灌灌溉制度。

    • 不同有机物施用对油菜-红薯轮作模式下养分吸收利用的影响

      2018, 32(1):320-326. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.050

      摘要 (1342) HTML (0) PDF 681.58 K (1205) 评论 (0) 收藏

      摘要:探讨不同有机物施用对土壤肥力与作物养分吸收利用的影响,以达到农田培肥和提升作物养分利用效率的目的。2015年在江西省红壤研究所布置田间施肥试验,设置不施肥(CK)、常量化肥(CF)、减量化肥(RF)、全量化肥配施秸秆(CFR)、减量化肥配施秸秆(RFR)、全量化肥配施生物黑炭(CFB)、减量化肥配施生物黑炭(RFB)、减量化肥配施猪粪(RFP)、减量化肥配施蚓粪(RFV)9种不同施肥处理,研究全量化肥和减施40%化肥条件下配施不同有机物对土壤肥力及作物养分利用效率的影响。结果表明:施用有机物的各处理油菜籽粒和红薯产量较CF处理都有所增加,其中以RFP和RFV处理增产效果最为显著,其增幅分别为76.69%,75.01%和84.73%,69.72%;有机物的施用提升了土壤中有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾含量,在连续施肥下,土壤养分水平进一步提升;在红薯和油菜季,不论全量化肥还是减量40%化肥,配施有机物处理相比CF处理均不同程度提高了氮肥、钾肥的表观利用率和偏生产力,其中红薯季RFP处理提升效果最佳,分别达到43.22%,48.55%和22.00,21.45 kg/kg,但其磷肥表观利用率和磷肥偏生产力较低,仅为1.91%和3.25 kg/kg;油菜季RFV处理的肥料贡献率最高,达到80.41%,但其农学效率较低,为0.67 kg/kg。因此,有机物的施用可以达到土壤培肥、增加作物产量和提高作物肥料养分利用率的目的,对于农业生产有重要意义。

    • 干湿交替灌溉对富硒土壤硒形态及水稻硒积累的影响

      2018, 32(1):327-331. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.051

      摘要 (1410) HTML (0) PDF 609.90 K (1201) 评论 (0) 收藏

      摘要:以自然富硒土壤为试材,采用盆栽试验,探讨了轻干湿交替、重干湿交替、正常管理和淹水状态下的土壤硒形态及水稻硒积累。结果表明:籽粒产量以轻干湿交替处理最高,比淹水处理高22.17%,二者差异显著。所有处理水稻不同部位的含硒量均表现为根(0.411~0.695 mg/kg)>茎(0.214~0.378 mg/kg)>叶(0.187~0.327 mg/kg)>谷壳(0.156~0.235 mg/kg)>籽粒(0.132~0.185 mg/kg)。籽粒含硒量和土壤可溶态硒含量以重干湿交替处理最高,淹水处理最低,其中二者含硒量差异也达显著水平。土壤有效硒含量与水稻根、茎叶、谷壳和籽粒中硒含量均呈现显著或极显著正相关(0.939**,0.896**,0.793**,0.723*)。水稻根的硒吸收系数也以重干湿交替处理最高(0.438),淹水处理最低(0.259),表明干湿交替提高了水稻硒吸收能力。综合分析得出,干湿交替灌溉不但能提高水稻产量,还能提高稻米硒含量,且比正常管理节约用水,整体表现以轻干湿交替处理为最佳。

    • 周年覆盖对黄土旱塬冬小麦产量及降水利用率的影响

      2018, 32(1):332-338. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.052

      摘要 (1378) HTML (0) PDF 777.27 K (1303) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对黄土旱塬麦田降水资源少,降水季节与冬小麦需求错位,小麦产量低而不稳的问题,为探究适合当地旱作冬小麦高产高效的栽培措施,通过4年大田试验,研究了无覆盖条播(USL)、垄膜沟播(RFSF)和全膜覆土穴播(WFFHS)种植方式下,冬小麦夏休闲期残膜覆盖的蓄水保墒效果以及周年覆盖条件下冬小麦的产量效应和降水生产效率情况。结果表明:夏休闲期残膜覆盖可以提高土壤蓄水保墒能力,垄膜沟播和全膜覆土穴播处理2 m土壤休闲蓄水量分别较露地条播处理高12%~22%(P<0.05)和14%~30%(P<0.05),相应休闲效率在29%~42%,亦显著高于无覆盖条播处理,且差异性随夏休闲期降水量增加而增加。全膜覆土穴播周年覆盖具有显著的增产效应,较传统无覆盖条播平均增产40%,覆膜种植促进了冬小麦千粒重和穗数的增加,籽粒产量与穗数成极显著正相关(r=0.830**),覆膜和合理构建群体是提高旱塬冬小麦产量的重要措施。不同处理间水分生产效率、休闲期降水生产效率和周年降水生产效率以全膜覆土穴播处理最高,平均值分别为19.3,9.3,11.7 kg/(hm2·mm)。黄土旱塬冬小麦生育期耗水深度达2 m以下,覆膜种植处理的耗水量高于无覆盖条播处理,且覆膜加大对1 m以下深层土壤水分的消耗。从作物高产和降水高效利用角度考虑,全膜覆土穴播周年覆盖是黄土旱塬冬小麦一种有效的栽培模式。

    • 苗期干旱胁迫及复水对春玉米叶片光能利用特性及抗氧化酶活性的影响

      2018, 32(1):339-343. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.053

      摘要 (1274) HTML (0) PDF 592.44 K (1494) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过盆栽进行春玉米控水试验,设置3个控水水平(正常供水、中度干旱、重度干旱)、2个水分控制时段(干旱、复水),研究苗期不同程度干旱胁迫及复水对春玉米叶片光响应曲线、CO2响应曲线及曲线拟合参数和抗氧化酶活性的影响。结果表明:干旱胁迫条件下春玉米叶片对光辐射的利用能力下降,随着干旱胁迫程度增加,叶片最大净光合速率(Pnmax)、表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)、最大电子传递速率(Jmax)、最大羧化速率(VCmax)均显著下降,而光补偿点(LCP)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著升高。复水后,前期中度干旱处理条件下玉米叶片Pnmax、AQY、LSP、Jmax、VCmax均高于一直正常供水水平和中度干旱水平;而前期重度干旱处理的上述各参数(Jmax、VCmax除外)均未达到一直正常供水水平,但高于重度干旱水平。SOD、POD和CAT活性均有所下降,但仍高于一直正常供水水平和干旱水平,而重度干旱后复水则下降幅度较小。苗期中度干旱锻炼具高抗氧化酶活性清除活性氧,使得膜脂过氧化程度轻,复水后其膜容易修复,使叶片光合效率产生超补偿效应,而重度干旱后复水其膜修复滞缓,使光合效率产生部分补偿效应。因此,在西北旱区春玉米生产实践中,如果进行抗旱锻炼,应限制在中度干旱水平,避免重度干旱。

    • 小麦花生一体化施肥对麦套花生生理特性及产量的影响

      2018, 32(1):344-351. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.054

      摘要 (1126) HTML (0) PDF 988.62 K (1316) 评论 (0) 收藏

      摘要:以大花生品种606为材料,选用N-P2O5-K2O含量相同的普通复合肥和控释复合肥,设置不施肥(CK)、拔节期施普通复合肥(JCF)、拔节期施控释复合肥(JCRF)、挑旗期施普通复合肥(FCF)、挑旗期施控释复合肥(FCRF)5个处理,研究了不同肥料类型及施肥方式对麦套花生叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数、根系活力、硝酸还原酶活性和抗氧化活性的影响。结果表明:与普通复合肥处理相比较,控释复合肥处理的Fv/Fm、Fv/Fo和ΦPSⅡ在结荚期之前差异不显著,但在饱果期与成熟期显著高于JCF处理;根系活力与硝酸还原酶活性的变化规律与Fv/Fm、Fv/Fo和ΦPSⅡ基本一致;控释复合肥处理的SOD、POD和APX在花生苗期无明显差异,但在中后期显著升高,丙二醛(MDA)含量显著降低,且小麦挑旗期追肥处理效果优于拔节期追肥。控释复合肥处理对小麦产量无明显影响,但显著提高了花生产量,JCRF处理的荚果产量和籽仁产量较JCF分别提高5.1%和7.6%,FCRF较FCF处理提高5.9%和8.0%。表明在施N-P2O5-K2O等量的条件下,控释复合肥能够满足花生生长后期对养分的需求,改善叶肉细胞的光合性能,增强根系活力和NR活性,促进根系对养分的吸收。同时,提高中后期清除活性氧的能力,有助于延缓叶片衰老,从而提高麦套花生产量。两类型肥料对小麦和花生两种作物产量的提高均以挑旗期追肥效果最佳,拔节期追肥次之。

    • 化肥减量配施生物有机肥对油菜生长及土壤微生物和酶活性影响

      2018, 32(1):352-360. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.01.055

      摘要 (2330) HTML (0) PDF 1.09 M (2049) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过盆栽试验,研究化肥减量10%~30%条件下,配施与所减化肥相同用量的2种生物有机肥对油菜生理代谢、产量、土壤生物学特性和养分含量的影响,系统的阐述了生物有机肥应用于蔬菜生产的优势所在。结果表明:减量化肥配施生物有机肥可促进油菜生长,提高油菜叶片内叶绿素含量和根系活力,同时增强了油菜叶片和根系内抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,降低了过氧化物质含量(MDA、O2? ?),进而提高了油菜的光合性能和抗氧化能力,与常规施肥(100%化肥)相比,产量提高了4.60%~24.55%,根际土壤细菌和放线菌数分别显著提高了111.26%~210.76%和12.49%~34.09%,而真菌数显著降低了20.37%~39.68%,同时提高了根际土壤中性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,而降低了土壤脲酶和脱氢酶活性,最终提高了根际土壤中有效养分和有机质含量。以上结果表明,减量化肥配施生物有机肥可通过改善根际土壤微生物群落的数量和结构来改变土壤酶活性和有效养分含量,优化根际环境的同时提高根系活力、增强植物抗逆性和光合能力,最终实现养地增产的效果。