2018, 32(5):1-7. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.001
摘要:泥沙来源信息有助于研究流域土壤侵蚀、泥沙输移与沉积特征,对于制定流域泥沙及非点源污染控制战略具有重要意义。泥沙指纹技术是识别泥沙来源的一个可靠方法被广泛应用于世界各地不同流域,最近20多年在指纹因子选择和混合模型优化等技术方法上以及不同时空尺度和源地分类等应用类型上都得到了快速发展,正在从一种研究工具逐步发展为一种管理工具。综述了国内外指纹技术识别泥沙来源在研究尺度、指纹因子筛选、源地贡献分配、不确定性分析等方面开展的研究,并对泥沙指纹技术研究当前存在的问题及今后研究趋势作了分析展望。
2018, 32(5):8-17. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.002
摘要:梳理近70年来中国水土保持区划发展,概述其从定性到定量的方法进步和从单一到复合的体系完善,在此基础上总结其理论框架并提出3个发展阶段。结合统计分析,从理论和实践两方面评价区划实施效果;提出经济管理模型失位、指标体系欠缺和实践衔接不足的3个问题,并以情景模拟和案例介绍提出可能的解决方案。针对水土保持区划发展态势,探究了定性和定量方法在区划中的平衡关系,以及区划在水土保持工作中的定位。期望通过对水土保持区划的系统回顾与讨论,为其未来的发展提供思路。
孙丽丽 , 査轩 , 黄少燕 , 李守中 , 陈世发 , 白永会 , 张婧 , 翟少华 , 常松涛
2018, 32(5):18-23. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.003
摘要:为研究不同雨强对紫色土坡面侵蚀过程的影响,通过人工模拟降雨试验和室内分析,采用降雨总量(30 mm)一定、降雨历时不定的原则,在2种覆盖度(50%和75%)下,分析了3个雨强(0.5,1.0,1.5 mm/min)对紫色土土壤坡面产流产沙的影响。结果表明:在50%和75%覆盖度下,(1)雨强越大紫色土坡面产流总量和径流率越大。相同时间内,不同雨强(0.5,1.0,1.5 mm/min)下的2种覆盖度产流量分别占坡面产流总量的18%,30%,52%。(2)雨强越大紫色土坡面产沙量和侵蚀率越大。相同时间内,不同雨强(0.5,1.0,1.5 mm/min)下,2种覆盖度产沙量分别占坡面产沙总量的13%,33%,54%。(3)紫色土坡面侵蚀泥沙中的水稳性团聚体的粒径主要集中在<0.25,>3 mm,分别占泥沙总量的74%和67%,0.25~3 mm粒径的水稳性团聚体分别占泥沙总量的30%和26%。(4)相关分析表明,雨强和紫色土坡面产流产沙量均为极显著正相关(P<0.01)。雨强与产沙量之间均拟合为一次线性方程;雨强与产流量之间分别拟合为一次线性方程和二次方程。研究结果为控制紫色土坡面水土流失和揭示其相关侵蚀机理提供参考。
2018, 32(5):24-28. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.004
摘要:定量评价垄作方式对坡面土壤侵蚀的影响,可为坡面土壤侵蚀防治提供理论参考。基于2012—2015年哈尔滨市野外径流小区监测资料,探讨了顺坡垄、横坡垄、无垄作(裸地休闲对照)垄作方式对坡面土壤侵蚀的影响,分析了不同垄作方式下坡面水沙关系。结果表明:不同垄作方式下径流量和侵蚀量均具有显著差异,坡面径流量和侵蚀量均表现为无垄 > 顺坡垄 > 横坡垄;与无垄作试验处理相比,横坡垄作使坡面径流量和侵蚀量平均减少了92.4%和98.3%,顺坡垄作使坡面径流量和侵蚀量平均减少66.4%和72.2%。当坡度由3°增加到5°时,无垄作、顺坡垄作、横坡垄作坡面侵蚀量分别增加了0.8,8.2,5.5倍。3种垄作方式下坡面水沙关系均呈现出良好的相关关系,顺坡垄作和无垄作坡面侵蚀量随径流量的增加幅度远大于横坡垄作坡面,当坡面径流量 > 10.0 mm时,二者坡面侵蚀量急剧增加。
2018, 32(5):29-34,40. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.005
摘要:为探讨降水和土地利用变化对流域水沙关系的影响,以黄土高原丘陵沟壑区罗玉沟流域为研究区域,利用流域25年(1986—2010年)的年降水量、年径流量和年输沙量以及土地利用变化资料,分析罗玉沟流域水沙演变规律和水沙关系变化。结果表明:在1986—2010年罗玉沟流域年降水量和汛期降水量基本保持平稳,无明显的增减趋势,而流域年径流量和年输沙量整体呈波动递减的变化趋势,降水与径流相关分析得出,汛期产流产沙对流域年径流量和年输沙量影响最显著。对不同时期流域水沙变化分析,土地利用方式改变,主要是梯田、林草等水土保持措施,对于流域减水减沙作用有限,梯田和林草面积的增加并未明显改变流域水沙关系,淤地坝等工程措施对黄土高原丘陵沟壑区流域减水减沙具有重要作用。研究结果可为黄土丘陵沟壑区水土流失治理及水土保持措施布设提供理论依据。
2018, 32(5):35-40. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.006
摘要:土壤分离过程为侵蚀产沙提供了物质准备,对其发生、发展的过程进行准确模拟具有重要的实践和理论意义。选取棕壤为研究对象,设计6个土壤含水量(3%,6%,9%,12%,15%,18%)、3个坡度(5°,10°,15°)和3个流量(8,12,16 L/min),分析含水量、坡度和流量对土壤分离能力的影响。结果表明:(1)土壤分离能力均随含水量的增大呈下降趋势,且土壤分离能力间的差异随含水量的增大而减小,当含水量18%时,土壤分离能力几乎为0。土壤分离能力与含水量呈现二次多项式关系,在含水量3%时,土壤分离能力最高。(2)土壤分离能力在含水量6%,9%,12%,18%时均随坡度的增大而增大,并且与坡度呈二次多项式关系,在坡度15°时,土壤分离能力达到最大。(3)土壤分离能力在含水量3%~12%均随流量的增大而增大,并且与流量呈二次多项式关系,流量为16 L/min时,土壤分离能力最大。(4)仅考虑两者对土壤分离能力的影响,误差的贡献率均为最高。若考虑三者的影响,坡度对土壤分离能力变异的贡献率最大(29.64%),其次为含水量(22.29%)和流量(19.72%),土壤分离能力的模拟精度分别由0.550,0.638,0.498显著提高到0.995。
张梦璇 , 郭建英 , 董智 , 李红丽 , 李锦荣 , 周晓莹 , 韩秀峰 , 陈鹏
2018, 32(5):41-46. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.007
摘要:为揭示长期放牧的荒漠草原坡面产流产沙特征,以放牧15年的4种放牧强度的内蒙古荒漠草场土壤为研究对象,在室内人工模拟降雨条件下,探究放牧强度及雨强对草原坡面产流产沙耦合过程的影响。结果表明:(1)不同雨强下,不同放牧草场间的初始产流时间均随放牧强度的增大而提前;产流速率呈现先增长后稳定的状态,4种放牧强度草场的产流速率规律及其波动幅度均为重度放牧(HG) > 中度放牧(MG) > 对照(CK) > 轻度放牧(LG),且雨强对产流速率的影响大于放牧强度。荒漠草原累计径流量与降雨历时呈线性相关,且拟合度较高;(2)荒漠草原产沙速率变化呈现多谷多峰的特点,雨强和放牧强度及二者的交互效应对产沙速率有极显著影响。不同雨强下,4种放牧强度草场的产沙速率规律及其波动幅度均为HG > MG > CK > LG。泥沙流失总量与降雨历时之间呈二次曲线关系。
夏凡 , 陈传胜 , 李翠 , 陈超 , 何建荣 , 党宏忠 , 王庆海
2018, 32(5):47-52. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.008
摘要:为探索坡耕地中等高草篱对土壤阿特拉津残留迁移的影响,采用模拟降雨试验,研究华北地区不同坡度(15%和20%)条件下草篱系统中土壤阿特拉津残留迁移分布特征。结果表明:降雨后,土壤阿特拉津残留纵向迁移占主导地位。草篱处理篱带区阿特拉津残留量远低于无草篱对照的对应区域,篱带区各土层阿特拉津残留量相近,而无草篱对照残留量随土层深度增加而降低,且表层(0-10 cm)显著高于其他层。草篱系统中不同篱域土壤阿特拉津残留量差异显著,篱带区 < 沉降区 < 作物区。最优尺度回归分析结果表明,草篱系统中各因素对土壤阿特拉津残留量影响程度从大到小依次为草篱 > 土层深度 > 土壤含水量 > 篱域 > 坡度 > 坡位,草篱的重要性超过其他因素。草篱显著影响坡耕地土壤阿特拉津的横向扩散和纵向迁移,可作为控制坡耕地农药流失的首选措施。
2018, 32(5):53-57. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.009
摘要:在2017年8月利用原状土柱模拟淋溶试验对三峡库区秭归县柑橘园土壤的氮磷淋溶流失进行研究,探讨不同施肥处理对土壤氮、磷淋失的影响,为三峡库区农业面源污染的防控提供理论依据。试验设置6个处理,分别为不施肥处理(T0)、减量施肥(T1)、常量施肥(T2)、增量施肥(T3)、常量复合肥A施肥(T4)和常量复合肥B施肥(T5)。结果表明:(1)不同施肥处理下,柑橘园土壤淋滤液中总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮(NO3-—N)和铵态氮(NH4+—N)的淋溶浓度范围分别为37.16~163.07,0.61~6.69,27.54~79.38,2.37~7.10 mg/L。(2)施肥量和施肥种类皆为土壤中氮磷淋溶的影响因素。在相同施肥种类下,土壤氮磷淋溶浓度随施肥量增加而显著增加,但施肥量高到一定程度后,淋溶浓度增长幅度会降低。在相同施氮量下,硝态氮的淋失受施肥种类影响最大,铵态氮最小。(3)在土壤淋滤液中,硝态氮为可溶性氮主要淋失形态,其淋失量占TN淋失量的比率为29.72%~46.18%,NH4+—N淋失量的比重为1.09%~2.05%。从研究结果推论,常量复合肥A施肥处理更有利于肥料氮向供植物吸收可溶性氮转化并降低施肥后土壤中氮素累积的风险。
姚冲 , 黄少燕 , 查轩 , 李守中 , 陈世发 , 白永会 , 张婧 , 常松涛 , 毛兰花
2018, 32(5):58-63,70. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.010
摘要:采用空间替代时间的方法,探究暴雨条件下典型红壤区不同恢复方式侵蚀过程与特征。选取不同恢复年限的低效林改造(R1)、乔灌草结构(R2)、自然恢复(R3)和对照(DZ)样地,设计1.5 mm/min雨强,进行野外模拟降雨试验,分析坡面初始产流时间、径流率、侵蚀率、累积产沙量、入渗率等特征。结果表明:(1)3种恢复方式初始产流时间表现为R2 > R1 > R3,且R1、R2样地初始产流时间随治理年限的增加而延长;(2)3种恢复方式径流率、侵蚀率、累积产沙量均表现出R3 > R1 > R2,且R1、R2样地径流率、侵蚀率、累积产沙量随治理年限增加呈下降趋势;(3)同一恢复年限,3种恢复方式初始入渗率、累积入渗量、减流减沙效益均表现出R2 > R1 > R3;(4)3种恢复方式,恢复年限对侵蚀过程的影响表现为R1 > R2 > R3;累积产沙量与累积产流量成幂函数关系。研究结果为揭示典型红壤区不同治理方式的侵蚀过程研究提供参考,为典型红壤区水土流失治理提供科学依据。
2018, 32(5):64-70. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.011
摘要:磷素是水体富营养化的主要限制因子,地表水磷的污染负荷主要来源于农业面源污染。采集黑土、潮土、红壤和水稻土4种土壤,采用土柱模拟的试验方法,研究磷素在4种土壤剖面中空间分布特征,以及土壤渗漏液中TP、TDP的含量、动态变化以及流失量特征。结果表明:(1)不同类型土壤全磷和有效磷含量差异性显著,由高到低依次为水稻土 > 潮土 > 黑土 > 红壤;黑土、红壤和水稻土土壤全磷和有效磷含量都表现出,随土壤深度的增加,不断降低;而潮土剖面呈上下层高,中间低的分布格局。(2)4种土壤渗漏液中占主导的磷形态不一致,潮土以MRP占主导,黑土和水稻土以DOP为主,而红壤则以PP为主。土壤磷素动态变化方面,潮土表现为TP含量先减后增再减,TDP含量先增后减;黑土表现为TP含量先增后减,TDP含量持续下降;红壤和水稻土TP和TDP含量变化不显著。(3)相关分析表明,4种土壤中Olsen-P与渗漏液中TP呈指数关系,具有极显著相关性。(4)4种土壤TP、TDP下渗流失量都以潮土最高,其次是黑土和水稻土,红壤流失量最小,磷素流失以TDP为主。
2018, 32(5):71-77,83. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.012
摘要:通过野外简易径流小区的放水冲刷试验,研究北京山区河岸带不同植被类型水土保持效果差异。试验设计4,6,8 L/min 3种上方来水流量以及6种植被类型小区坡面,冲刷历时31 min,试验过程收集径流泥沙样,分析不同径流小区的产流产沙特征。结果表明:(1)各植被类型小区平均总产流产沙量(43.29 L/m2,0.71 kg/m2)均显著小于裸坡下平均总产流产沙量(65.86 L/m2,3.21 kg/m2)(p<0.05)。植被具有明显的减流减沙效益,且减沙效益(78.66%)大于减流效益(36.16%);(2)不同植被类型间减流减沙效果不同,随着放水流量的上升,坡面产流速率、产沙速率不断上升,其中以狗牙根小区平均产流速率(6.16 L/min)、平均产沙速率(55.50 g/min)最小,水土保持效益较好;(3)不同植被类型小区稳定入渗速率差异显著(p<0.05),均大于裸坡条件下的稳定入渗速率(42 mm/h),其中以狗牙根小区坡面的径流稳定入渗速率最大(129.0 mm/h)。综上所述,植被具有明显的蓄水保土效益,且不同的植被类型间减流减沙效果差异显著。研究结果为北京山区河岸带进行生态环境安全建设以及生态修复提供了基础理论依据,并且为河岸边坡的植被修复物种选择提供了参考依据。
2018, 32(5):78-83. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.013
摘要:随着全球气候变暖,冻融对土壤性质的影响日益受到重视。以河北省深州市盐碱土为研究对象,通过分析土壤含水率、全持水量、容重、饱和导水率、电导率、pH和有机质的变化,探讨冻融对0—20 cm深度盐碱地土壤理化性质的影响。结果表明:0—20 cm土层深度,冻融增加土壤的含水率,而对全持水量的影响较小;0—10 cm土层深度,冻融增加了土壤容重与pH,降低了土壤的电导率和渗透性,该层土壤水盐运移呈特殊规律,土壤含水率与电导率呈相反变化趋势;对于10—20 cm土层深度,冻融增加了土壤的渗透性和有机质的含量。在相关性分析中,0—20 cm土层深度土壤容重与全持水量呈极显著负相关(P<0.01),与含水率呈显著负相关(P<0.05),其有机质含量和导水率与其他性质无显著相关;0—10 cm土层深度土壤pH与容重和含水率呈极显著相关,与全持水量呈显著相关;10—20 cm土层深度土壤电导率与容重呈显著负相关,与全持水量呈显著正相关。研究结果为冻融对盐碱土影响的研究及盐碱土的改良提供科学依据。
2018, 32(5):84-90. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.014
摘要:融雪侵蚀是季节性积雪区水土流失的重要组成部分,融雪作用对侵蚀沟发育的影响对侵蚀沟防治有重要意义。通过野外实地监测和测量,对东北黑土区治理后侵蚀沟融雪侵蚀过程及沟坡细沟形态特征进行分析,探讨水土保持措施对融雪侵蚀的防控效果。结果表明:除侵蚀沟G2未产流外,侵蚀沟G1和G3在融雪中期径流率和泥沙含量明显高于融雪末期和融雪初期。融雪径流率和泥沙含量的日动态变化过程均呈先增加后下降的趋势。融雪期3条侵蚀沟沟坡细沟平均宽度变幅为6.7~9.4 cm,平均深度变幅为3.3~4.3 cm。阳坡出现细沟的条数,细沟密度,细沟割裂度,平均细沟复杂度和细沟侵蚀平均深度明显高于阴坡,说明阳坡的破碎程度及细沟侵蚀程度大于阴坡。细沟主要以宽浅槽型为主,宽深比为1.91~2.18。水土保持措施在融雪期间作用明显,侵蚀沟G2水土保持措施的拦水拦沙效果达到100%,侵蚀沟G1和G3大部分融雪侵蚀的泥沙也在沟道内沉积。
2018, 32(5):91-97. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.015
摘要:研究煤矸石组分及表土质地对煤矸石重构土壤导气率的影响,探讨重构土壤这种差异显著的非均质土壤导气内在机理,为进一步研究复杂的非均质土壤导气特性提供理论基础。通过在煤矸石中掺杂不同粒径碎石来改变其组分,并利用3种不同质地的土壤在土柱内进行土壤剖面重构,采用一维瞬态法测量其导气率。结果表明:(1)不同碎石粒径和质量分数对混合基质饱和含水量影响不同,掺杂2~5 mm粒径碎石,随着质量分数的增加,饱和含水量逐渐增加,从7.29%增加到12.9%;掺杂5~10 mm粒径碎石,饱和含水量随着质量分数的增加先增加后减少,分别为7.28%,8.5%,6.9%。(2)煤矸石的导气率远大于土壤,并且煤矸石的导气率对水分的敏感度随质量含水量的增加而增加,而土壤的导气率对水分变化的敏感度均随质量含水量的增加而降低。(3)碎石的存在为大孔隙的产生创造条件的同时也会减少了土壤通气断面,阻隔空气传输的通道。(4)重构土壤导气率受表土质地和底部填充介质的共同影响,覆土土壤导气率决定了重构土壤的导气率大小,而充填基质导气率决定了充填介质对重构土壤导气率影响的系数(Ska)。Ska与充填介质导气率呈显著相关,可以通过指数函数进行拟合(R2=0.93)。通过充填介质及覆土土壤的导气率可以对重构土壤导气率进行估算,简化了重构土壤导气率的测定过程。
许光泉 , 汪迁迁 , 杨婷婷 , 徐翀 , 陈永春 , 安士凯
2018, 32(5):98-103,108. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.016
摘要:为研究矿山采煤沉陷中的裂隙对包气带土壤水力参数影响,通过对淮南潘一煤矿沉陷区包气带土壤颗粒组成、水分特征曲线(SWCCs)和非饱和导水率曲线(UHCCs)测试分析,并与非沉陷区进行对比分析讨论。结果表明:处于稳沉阶段的沉陷区,其裂隙对包气带土壤水力参数产生影响表现为沉陷作用降低了包气带SWCCs斜率,且地表深部隐伏裂隙减小了SWCCs中的进气值,导致沉陷区包气带土壤释水能力增大;UHCCs测定分析表明,在相同基质势作用下,沉陷区土壤UHCCs明显低于对照组,由于沉陷产生的裂隙中的水最先被排空,形成不导水的空隙,导致非饱和导水率下降。研究结果为沉陷区水分运移试验研究提供一定理论与指导。
2018, 32(5):104-108. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.017
摘要:为了阐明天然森林植被对雪水文过程的影响,于2014年秋季至2015年春季在积雪期和融雪期采用积雪层特性调查法分别对小兴安岭典型天然林下积雪层的雪深、雪密度和雪水量进行了测定。结果表明:云冷杉红松林和林外草地间的雪深和雪水量差异显著,而云冷杉红松林的雪水量异质性程度要高于白桦林和林外草地;与林外草地相比,云冷杉红松林和白桦林的最大雪积累量分别减少了26.08%和5.43%。云冷杉红松林和白桦林及林外草地的积雪层密度无显著差异。云冷杉红松林和白桦林的融雪速率分别为1.52,2.05 mm/d,均小于林外草地,但差异性并不显著。云冷杉红松林和白桦林分别截留降雪量达24.02(占总降雪量的27.27%),5.43 mm(占总降雪量的6.16%),且云冷杉红松林截留降雪量明显高于白桦林,这表明云冷杉红松林对于积雪和截雪过程的影响更为显著。
程欢 , 宫渊波 , 付雨欣 , 刘益君 , 程一伦 , 董洪君 , 胡旭 , 樊戢 , 车明轩
2018, 32(5):109-115. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.018
摘要:为探明林分类型差异对土壤水稳性团聚体分布格局及其稳定性、有机碳组分的影响,测定分析了四川盆地西南缘巨桉人工林、杉木人工林、马尾松次生林土壤水稳性团聚体的分布格局、团聚体平均质量直径、团聚体破坏率、大团聚体比重及有机碳组分含量。结果表明:(1)3种林分土壤水稳性团聚体含量均以大团聚体(>0.25 mm)为主。不同林分对水稳性团聚体分布格局存在差异,巨桉人工林集中在0—20 cm土层的>5,0.5~0.25 mm和20—40 cm的≤0.25 mm粒径;杉木人工林集中在0—20 cm土层的>5,0.5~0.25 mm和20—40 cm土层的1~0.5,0.5~0.25 mm粒径;马尾松次生林集中在0—20 cm的≤0.25 mm和20—40 cm土层的>5 mm粒径。20—40 cm土层不同林分土壤团聚体稳定性差异显著,马尾松林的MWD、R0.25、PAD最高,根据Bissonnais及国际土壤团聚体稳定性分级标准,3种林分土壤水稳性团聚体均处于不稳定水平(0.4≤MWD<0.8)。(2)HUC含量马尾松显著高于巨桉,0—20 cm土层马尾松的土壤腐殖化程度最高,20—40 cm土层杉木最高。(3)不同林分团聚体稳定性与SOC组分的关系因林分类型的差异不同,总体上表现为MWD与SOC、FAC、HUC存在显著相关关系,土壤SOC含量能够促进土壤团聚过程及其稳定性,FAC、HUC含量的作用较大。总之,巨桉人工林、杉木人工林、马尾松次生林土壤团聚体稳定性、SOC组分含量及两者之间的关系存在显著差异,不同林分其影响机制不同。研究结果为准确评价该区域不同林分所发挥的生态系统功能提供重要依据。
2018, 32(5):116-120. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.019
摘要:采用尼龙网袋法进行秸秆还田的原位模拟,比较不同秸秆还田量在不同深度下还田对土壤微团聚体组成及稳定性、微团聚体有机碳及腐殖酸组分的影响。试验设置秸秆还田量R0(0)、R1(0.44%)、R2(0.88%)、R3(1.32%)和0—15(S1),15—30(S2),30—45(S3) cm 3个不同还田深度交叉处理。结果表明:0.25~0.02 mm的微团聚体为优势粒级,秸秆还田使各土层0.25~0.02,>0.25 mm的团聚体含量增加,而0.02~0.002,<0.002 mm的微团聚体含量减少,且各粒级含量的变化幅度均在S1层最大。不同秸秆量处理下不同土层,不同粒级的微团聚体的平均重量直径(MWD)较无秸秆还田均有所增加。同时,施用不同量秸秆能提高土壤各粒级微团聚体中有机碳及腐殖酸含量,且在同一土层中随粒级减小,有机碳及腐殖酸含量增加,而在不同土层内,有机碳及腐殖酸含量表现为S1>S2>S3。胡敏酸与富里酸比值对于不同土层,不同粒级的微团聚体则呈现不同的变化趋势。秸秆还田能促使土壤微团聚体向更大粒级的团聚体转化,有效增强土壤肥力的同时改善了土壤结构。
王峻 , 薛永 , 潘剑君 , 郑宪清 , 秦秦 , 孙丽娟 , 宋科
2018, 32(5):121-127. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.020
摘要:通过3年的田间定位试验,研究不同耕作方式、秸秆还田对土壤团聚体、有机碳含量和作物产量的影响。试验共设置6个处理:翻耕+化肥(T1)、翻耕+秸秆还田+化肥(T2)、旋耕+化肥(T3)、旋耕+秸秆还田+化肥(T4)、免耕+化肥(T5)、免耕+秸秆还田+化肥(T6)。结果表明:与翻耕相比,0—20 cm土层免耕处理大团聚体(>2 mm)含量增加35.79%,中粒度团聚体(2~0.25 mm)含量增加30.81%,微团聚体(0.25~0.106 mm)含量增加25.80%。免耕+秸秆还田的T6处理土壤团聚体中有机碳含量最高,大团聚体(A1)、中粒度团聚体(A2)和微团聚体(M1)中分别比"翻耕+化肥"的T1处理高25.04%,28.55%,18.12%。传统耕作作物产量高于保护性耕作,"翻耕+化肥"的T1处理在2013,2014,2015年的水稻当量产量分别比"免耕+化肥"的T5处理高12.30%,13.22%,15.20%。免耕和秸秆还田等保护性耕作方式提高了土壤团聚体含量,增加了土壤固碳,但一定程度上影响了水稻和小麦幼苗生长,降低了作物产量。
2018, 32(5):128-133. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.021
摘要:为了探索黄土丘陵区退耕地植被自然恢复对土壤水分环境的影响,以延安市安塞区5个植被自然恢复阶段(10,20,30,40,50年)退耕地为研究对象,采用空间代替时间法研究不同演替阶段土壤理性特征的变化、土壤蓄水性能及其影响。结果表明:陕北黄土丘陵区弃耕地在植被自然恢复过程中,同一演替阶段不同土层,其表层(0—20 cm)土壤容重均小于下层(20—40 cm)土壤容重。不同演替阶段表层土壤容重总体表现为先减少后增加的趋势,其土壤容重在30年的植被自然恢复期降到最低值,说明植被恢复导致表层土壤容重变小,表层土壤总毛管孔隙度、非毛管孔隙度均呈现先增大后减小的趋势,且在30年自然恢复期达到峰值,而土壤毛管孔隙度变化趋势为先减小后增大再减小再增大。不同演替阶段表层土壤饱和蓄水量、滞留蓄水量均表现为先增大后减小的趋势,且在30年自然恢复期其蓄水量达到峰值。土壤物理特征的变化趋势为土壤容重大,土壤粗砂粒含量增加,毛管孔隙度增大,非毛管孔隙度减小,土壤蓄水量降低;土壤容重减小,土壤细砂粒、粉黏粒含量增加,毛管孔隙度减小,非毛管孔隙度增大,土壤蓄水量增大。
陈玉真 , 王峰 , 吴志丹 , 江福英 , 张文锦 , 翁伯琦 , 罗旭辉 , 尤志明
2018, 32(5):134-139. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.022
摘要:采用野外调查和室内分析相结合的方法,研究了林地转变为茶园对土壤团聚体及渗透性能的影响。结果表明:林地和植茶30年茶园土壤水稳性团聚体以>5 mm粒径为主,新垦3年茶园以<0.25 mm的微团聚体含量为主。林地开垦为茶园后,在0—20 cm土层中土壤>0.25 mm的水稳性团聚体含量(R0.25)、平均重量直径(MWD)、几何平均值(GMD)、初始渗透速率、平均渗透速率、稳定渗透速率、前30 min渗透量和总渗透量分别降低了10.59%~19.38%,30.32%~65.60%,44.04%~72.08%,49.97%~76.62%,51.04%~73.90%,51.90%~55.66%,55.61%~78.82%,59.65%~69.23%(P<0.05),分形维数(D)则显著增加了4.61%~7.52%(P<0.05);各样地土壤R0.25、MWD、GMD、初始渗透速率、平均渗透速率、稳定渗透速率、前30 min渗透量和总渗透量均表现为林地 > 植茶30年茶园 > 新垦3年茶园,D表现趋势则相反;Pearson相关分析表明,各样地土壤渗透性能指标与R0.25、MWD、GWD和>5 mm团聚体含量呈极显著正相关,与1~2,0.5~1,0.25~0.5,<0.25 mm团聚体含量、分形维数(D)呈显著或极显著负相关;各样地土壤团聚体稳定性能指标(D除外)和渗透性能参数均与土壤有机碳、碱解氮、速效钾、孔隙度和田间持水量之间呈极显著正相关,与土壤容重之间呈极显著负相关,与pH和速效磷之间相关性不显著。以上结果表明,林地开垦为茶园后,土壤水稳性团聚体含量下降(尤其是>5 mm大团聚体含量),从而导致土壤团聚体稳定性降低,渗透性能指标也随之下降;随着植茶年限增加,土壤有机碳和速效养分增加,有利于增加土壤大团聚体含量,土壤团聚体稳定性和渗透性能指标得到恢复,但仍未达到林地水平。
2018, 32(5):140-145. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.023
摘要:以桂西北峰丛洼地石漠化治理区耕地(CL)为对照,结合原位入渗和数值模拟的方法,评估了2种典型退耕方式(自然退耕(NR)、任豆牧草(ZN),始于2007年)对土壤水动力学性质的影响。结果表明:土壤饱和导水率Ks基本呈现为CL < ZN < NR;退耕对表层(0—10 cm)和底层(>30 cm)Ks影响较大,其中表层和底层Ks分别提高了49.0%(ZN)和51.9%(NR),底层则分别提高了33.1%(ZN)和21.1%(NR)。参数α和n分别呈现为CL < ZN < NR以及CL > NR > ZN的规律,而保水性(基于残留含水率θr、饱和含水率θs,参数α和n计算得出)则呈现为CL < NR < ZN。这说明NR和ZN 2种退耕方式对土壤水文性质均有一定改善作用。统计分析表明,CL、NR和ZN三者的土壤水动力学参数差异均无显著性(P>0.05),这主要是由退耕对土壤水动力学性质的影响相对缓慢和土壤空间差异共同导致的。研究结果可为石漠化治理和生态重建提供参考依据,也可为原位确定土壤水动力学参数提供方法参考。
2018, 32(5):146-150. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.024
摘要:通过野外调查和室内试验,定量评价了岷江源头区交错带云杉针叶林、云杉针叶林—山生柳灌丛交错区(乔灌)和窄叶鲜卑花灌丛3个林型的地被物(枯落物和苔藓)和土壤持水特征。结果表明:3个林型地被物储量差异显著,其大小顺序为乔灌(72.67 t/hm2) > 针叶林(43.87 t/ hm2) > 灌丛(11.00 t/hm2);针叶林和乔灌的苔藓层的储量分别为27.00,44.71 t/hm2,占地被物总储量的61.5%以上。地被物层最大持水总量表现为乔灌(21.23 mm) > 针叶林(11.33 mm) > 灌丛(2.45 mm);针叶林和乔灌枯落物层的最大持水量分别为7.45,12.12 mm,均大于苔藓层的最大持水量;针叶林和乔灌枯落物层和苔藓层最大持水量分别是其储量的4.3~4.4,1.4~2.0倍。土壤容重随土层深度增加而增大,持水能力则随土层深度增加而降低;0—20 cm最大持水量大小顺序为乔灌(153.70 mm) > 灌丛(132.28 mm) > 针叶林(128.25 mm)。综合地被物持水和土壤持水,交错带生态系统的持水能力在不同林型间差异显著,其最大持水量表现为乔灌(174.93 mm) > 针叶林(139.58 mm) > 灌丛(134.73 mm),其中,土壤层是生态系统持水能力的主导层,占综合持水量的87.9%以上。研究结果有利于全面认识岷江源头区生态水文效应。
马静利 , 马红彬 , 沈艳 , 许冬梅 , 王丽 , 谢应忠 , 李小伟
2018, 32(5):151-156. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.025
摘要:研究轮牧方式对草地土壤理化性质的影响,对草地科学利用和草地生态保护具有重要意义。以宁夏面积最大的荒漠草原为研究对象,通过放牧试验,研究围封禁牧、连续放牧、二区、四区和六区轮牧对0—40 cm土壤理化性质的影响,并运用模糊评判法对草地健康状况进行评价。结果表明:(1)六区和四区轮牧土壤粉粒含量和含水率较高;轮牧方式对土壤容重和孔隙度影响较小;四区和六区轮牧有利于土壤物理结皮、地衣—藻类结皮维持。(2)连续放牧的土壤有机质含量最低,全氮含量以禁牧最低;速效氮含量在四区轮牧最高,六区轮牧下速效磷钾含量最高。(3)土壤性状间存在一定的相关性,但草地植物生物量与多数土壤性状相关性不明显。(4)六区轮牧的健康指数最高,连续放牧的健康指数最低。研究认为,研究区草原以六区轮牧为宜。
2018, 32(5):157-162,169. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.026
摘要:滴灌施肥和秸秆还田通过影响盐分投入量、灌溉水运移等影响盐分在土壤表层的累积,灌水洗盐是降低土壤盐分累积的重要措施。通过测定长期滴灌和漫灌模式下不同秸秆处理中休闲期间土壤耕层盐分含量变化,分析了日光温室灌溉模式及土壤管理对盐分的影响。结果表明:在作物收获后,滴灌模式和漫灌模式下全盐含量平均分别为2 402,1 713 mg/kg,滴灌模式下全盐含量的增加主要来源于Ca2+、SO42-和NO3-离子的增加,分别占全盐增加量的12.9%,63.4%,23.6%。施用秸秆使滴灌模式下盐分含量显著增加5.8%~23.4%,但对漫灌模式下的盐分含量无显著影响。休闲期间的单次大水漫灌使滴灌模式下Mg2+、Na+、K+和NO3-的含量显著降低58%~69%,61%~63%,37%~50%,37%~45%,使漫灌模式下Mg2+和NO3-离子显著降低38%~44%,5%~12%,对该模式下其他阳离子含量无显著影响。HCO3-在休闲期间变幅大,变化趋势与NO3-趋势相反。休闲期间的土壤管理使滴灌模式土壤盐分显著降低29%,漫灌模式降幅仅为8.7%。总体来说,滴灌模式及在此模式下施用秸秆显著增加土壤盐分含量,经休闲期间的大水漫灌和高温闷棚过程后盐分降低明显,但仍稍高于漫灌模式,应在生产中进一步降低氮、钾肥及硫基水溶肥的施用量。
孔凌霄 , 毕华兴 , 周巧稚 , 魏曦 , 侯贵荣 , 常译方 , 王杰帅 , 张渲东
2018, 32(5):163-169. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.027
摘要:选择晋西黄土区蔡家川流域4块不同坡向(阴坡、阳坡)、不同密度(1 450,2 150,2 525株/hm2)刺槐样地作为研究对象,在每块样地的中心位置布设一个观测点,采用TRIME-TDR土壤水分测定仪定位观测2016年1—12月的土壤体积含水量,每月上、中、下旬分别对各样地0—200 cm土层的土壤水分进行分层观测(每个测层20 cm),研究4块刺槐样地的土壤水分季节变化规律、垂直剖面变化规律以及坡向和密度对土壤水分的影响。结果表明:(1)研究区土壤水分季节变化分为平稳期、消耗期、波动期和恢复期4个时期,年最大土壤水分与年最大降水量所在月份相同,降水季节分配对土壤水分有影响。(2)研究区土壤水分垂直变化土层分为剧烈变化层、弱变化层和相对稳定层3个土层,土壤水分随土层深度表现为先增加后减少最后趋于稳定的趋势。(3)坡向和密度对研究区刺槐林的土壤水分具有显著性影响,阴坡的土壤水分显著高于阳坡(P<0.01),低密度的土壤水分显著高于高密度(P<0.01)。
孙仕军 , 张岐 , 陈伟 , 隋文华 , 姜熙 , 孟维忠
2018, 32(5):170-175,182. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.028
摘要:为探讨地下水埋深对膜下滴灌玉米生长和产量的影响,以沈阳地区为例,选择郑单958玉米品种为试验材料,通过地下水埋深模拟系统设置地下水埋深1.0(D1.0),1.5(D1.5),2.0(D2.0),2.5(D2.5),3.0 m(D3.0)共5个处理,对玉米生长指标、灌浆期光合作用、产量及耗水量等指标进行分析。结果表明:(1)不同地下水埋深下的株高、茎粗和叶面积指数达到峰值时的具体表现为D1.0 > D1.5 > D2.0 > D3.0 > D2.5,且D1.0和D1.5处理下的株高和茎粗达到峰值的日期(播后天数)较其他处理提前了10~20天。(2)D1.0处理下的净光合速率和蒸腾速率较其他处理分别提高18.05%~32.89%和18.50%~137.24%。(3)产量随地下水埋深的增加呈降低趋势,其中D1.0处理产量最大,达17 100 kg/hm2,且产量随着地下水补给和全生育期耗水量的增加而增加。通过对玉米产量影响因素与产量间的通径分析可知,地下水埋深通过增加叶面积指数和穗粒数使玉米增产。浅埋地下水(1.0~2.5 m)有助于缩短玉米生育进程,增加叶面积指数,从而提高叶片光合作用能力,促进灌浆期玉米籽粒的形成,增加穗粒数使玉米增产。研究结果可为辽宁中部及类似地区不同地下水埋深条件下玉米高产栽培和节水灌溉提供科学依据。
2018, 32(5):176-182. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.029
摘要:灌丛沙堆是旱区灌丛植被水文过程的快通道,也是调节土壤水分平衡的关键点。以荒漠草原退化人工柠条林为研究对象,通过人工沙埋的方式改变灌丛沙堆大小与形态,在连续监测分析基础上(2012—2016年),探讨了人工沙埋干预下灌丛沙堆土壤水文过程与水文效应的动态响应。结果表明:与对照相比,(1)沙埋干预并未显著改变表层0—10 cm主要的水文物理指标,但是显著提高了5—10 cm土壤水分入渗速率,同时0—5 cm初渗率显著降低;(2)沙埋干预明显提高了降水后表层0—5 cm土壤的即时持水性,同时降水后表层土壤水分含量衰减过程呈现出很强的季节性变化;(3)2012—2016年生长季末沙埋处理的0—100 cm土壤相对储水率分别为11.3%,-6.5%,4.5%,4.3%,15.7%,这种效应集中在0—60 cm,对照处理下层土壤(60—100 cm)水分含量的波动性更强。总体而言,沙埋干预对表层土壤水文物理特性无显著影响,但是显著提高了5—10 cm土层水分入渗性能并降低了0—5 cm初渗率;但是这种局部入渗性能的加强并未提高水分补给深度,上下层间水文联系反而弱化。沙埋干预的长期水文效应及其作为旱化成龄人工林适应性管理措施的适宜性还有待进一步的跟踪监测与分析。
2018, 32(5):183-189,196. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.030
摘要:为探讨鸡粪与化肥配施对饲用小黑麦/玉米轮作土壤水稳性团聚体分形特征及碳库管理指数的影响,通过2010-2017年连续8年大田试验,研究了C0N0(不施肥,CK)、C0N10(鸡粪氮:尿素氮=0:10)、C2N8(鸡粪氮:尿素氮=2:8)、C4N6(鸡粪氮:尿素氮=4:6)和C5N5(鸡粪氮:尿素氮=5:5) 5种不同处理对小黑麦/玉米轮作土壤水稳性团聚体组成及对土壤有机碳(SOC)、总有机碳(TOC)、活性有机碳(AOC)、土壤质量分形维数(Dm)和碳库管理指数(CPMI)的影响。结果表明:不同施肥处理对小黑麦/玉米轮作土壤水稳性团聚体组成具有显著影响。0-40 cm土层水稳性团聚体组成均以<0.25 mm粒径为主,其含量表现为C0N0处理最高,C0N10、C2N8和C5N5处理次之,C4N6处理最低;与CK相比,各处理的团聚体SOC含量均显著增加(p<0.05),增加幅度由大到小依次为C4N6 > C5N5 > C2N8 > C0N10,且C4N6处理明显高于其他处理(p<0.05);不同施肥处理下土壤水稳性团聚体Dm大小排序为C0N0 > C0N10 > C2N8 > C5N5 > C4N6;不同施肥处理下TOC、AOC和CPMI含量大小顺序为C4N6 > C5N5 > C2N8 > C0N10 > C0N0,且同一处理下TOC、AOC和CPMI含量均随着土层的加深而逐渐降低;Pearson相关性分析表明,Dm与TOC、AOC和CPMI和团聚体SOC基本呈极显著负相关(p<0.01),而CPMI与TOC、AOC和团聚体SOC则基本呈极显著正相关(p<0.01)。综合分析认为,在小黑麦/玉米轮作体系中鸡粪配施化肥不仅有利于提高土壤团聚体稳定性,还增强了土壤肥力,其中C4N6施肥处理效果最佳。
2018, 32(5):190-196. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.031
摘要:间伐不仅能改变人工林林木生长状况,还会影响整个森林碳储量,研究间伐对人工林碳固存的长期影响,有助于准确评价人工林的碳汇功能,为人工林的科学经营管理提供参考。2016年8月,以黄土高原森林区营造于1962年,间伐于1985年的4种(强度间伐、中度间伐、轻度间伐、对照)油松人工林为对象,保留密度分别为800,1 500,2 200,2 900株/hm2,研究了间伐对油松人工林不同植被层、叶凋落物、粗木质残体和土壤有机碳库的影响。结果表明:轻度和中度间伐下油松人工林系统碳储量较对照显著提高了28.54%和21.33%,强度间伐碳储量(154.66 t/hm2)与对照(169.26 t/hm2)无显著差异。乔木层是油松人工林的主要碳库,占人工林总碳储量的64.85%~74.62%。不同处理下乔木层树干碳储量所占比例最高(52.05%~56.43%),树根和树枝次之(22.27%~22.60%和17.73%~18.32%),树叶最低(3.56%~7.01%)。中度和强度间伐下在提高林下灌草多样性的同时,总的灌草碳储量分别比对照高24.27%和25.24%。间伐显著降低了叶凋落物碳储量,其中,强度间伐下的叶凋落物只有对照的48.15%。土壤碳库的变化主要是由土壤表层0—20 cm有机碳变动所引起,中度和强度间伐土壤表层碳储量较对照分别减少了17.68%和33.76%,而轻度间伐(51.23 t/hm2)与对照(50.96 t/hm2)无显著差异。土壤表层碳储量与植物多样性和基础呼吸呈显著负相关。轻度和中度间伐有助于森林生态系统碳固定,其中轻度间伐不仅有利于地上植被碳固定,而且还有助于土壤碳库的维持。
许堃 , 党秀丽 , 董旭 , 丛源欣 , 陈璐 , 张兴 , 吕金朔
2018, 32(5):197-201,207. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.032
摘要:以棕壤为供试土壤,采用15N示踪法研究水稻稻壳制成的生物炭在不同用量(0,0.5%,1%,2%)下对连续种植两季油菜的土壤中氮含量、油菜产量、油菜地上及地下部分的吸氮量以及N2O气体损失的影响,并计算肥料氮的氮素利用率及其不同去向所占比例,探明生物炭施用对油菜肥料氮吸收及转运的影响。结果表明:(1)施加生物炭显著提高了第1季、第2季油菜的产量。(2)0.5%生物炭用量与对照相比,第1季油菜吸收土壤氮素的比例提高了2.0%;0.5%,1%,2%生物炭用量使第2季油菜吸收土壤氮素的比例分别提高了0.8%,2.4%,3.2%。第1季、第2季油菜叶和根对氮素的吸收随生物炭施用量的增加而增加。(3)与对照相比,施加生物炭处理显著降低了两季油菜N2O气体排放,2%生物炭用量使第1季、第2季N2O气体排放分别减少了0.30,0.10 mg/kg。(4)2%生物炭用量处理与对照相比,第1季氮素利用率提高了16.3%;两季氮素利用率的结果显示,0.5%,1%,2%处理分别比对照提高了0.4%,0.7%,5.3%,其中以2%生物炭施用量效果最佳。
2018, 32(5):202-207. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.033
摘要:为分析毛竹林的林冠降雨再分配规律及其穿透雨的空间分布特征和影响因素,在重庆缙云山自然保护区内选择的30 m×30 m毛竹林标准地内,随机布置72个穿透雨监测点,并选取6株标准木观测干流,于2017年5-8月监测毛竹林水文特征。结果表明:18场典型降雨的合计林冠截留量、穿透雨量和树干茎流量分别为32.74,208.09,10.97 mm,分别占总降雨量的13.00%,82.64%,4.36%;次穿透雨率随次降雨量增加呈对数函数增长;穿透雨的空间变异系数(CVS)随次降雨量和降雨强度增加呈幂函数递减;当次降雨量小于10 mm时,叶面积指数(LAI)与穿透雨率呈显著负相关(p<0.05);各监测点不同降雨场次中穿透雨率变异系数(CVT)为19.2%~47.7%,其空间分布格局与毛竹密度的空间分布较为一致,而与观监测点上方的LAI无显著相关;穿透雨量较大的监测点趋向于分布在毛竹冠区边缘。
2018, 32(5):208-213,221. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.034
摘要:为揭示复垦土壤轻重组分有机碳氮随复垦年限和培肥措施变化的特征,采用密度分组方法研究了不施肥(CK)、单施化肥(CF)、单施有机肥(M)、有机无机配施(MCF)和生物有机肥与化肥配施(MCFB)5种培肥措施下复垦4,8年土壤轻重组分碳氮含量及碳氮比变化规律。结果表明:复垦土壤总有机碳氮与轻重组有机碳氮含量变化趋势总体均表现为随复垦年限的增加而显著提高。经过8年复垦,不同处理间,单施有机肥对总有机碳(TOC)、总有机氮(TON)、轻组有机碳(LFOC)、重组有机碳(HFOC)与轻组有机氮(LFON)、重组有机氮(HFON)的提高效果总体优于其他处理,与生土相比,增加幅度分别为148.10%,68.09%,163.68%,129.51%,35.00%,92.59%。土壤轻组组分C/N>重组组分C/N,土壤轻组组分C/N总体表现为随复垦年限增加而提高,以单施化肥最高,达25.48;重组C/N表现为随复垦年限增加而降低,以单施化肥最低,为6.44。施肥对土壤碳氮库管理指数影响显著,各施肥处理均以生物有机肥与化肥配施处理效果最好。综合来看,在等量养分投入的情况下,单施有机肥更有利于采煤塌陷区复垦土壤总有机碳氮库及轻重组有机碳的积累,单施化肥更大程度促进了轻组组分有机碳和重组组分有机氮的提升幅度。
彭正凯 , 李玲玲 , 谢军红 , 邓超超 , EUNICE Essel , 王进斌 , 颉健辉 , 沈吉成 , 康彩睿
2018, 32(5):214-221. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.035
摘要:陇中黄土高原旱农区降水有限、水分利用效率低下是导致该区作物生产力水平低而不稳的主要原因。发展保护性耕作是保护水土资源、提高水分利用效率的重要途径。为揭示耕作措施影响水分利用效率的机制,2015—2016年在陇中黄土高原旱农区研究了不同耕作措施对土壤棵间蒸发、农田耗水量、作物蒸腾量、棵间蒸发与蒸散的比例、产量及水分利用效率的影响。试验设置传统耕作(T)、免耕秸秆覆盖(NTS)、免耕(NT)、传统耕作+秸秆翻入(TS)、传统耕作+覆膜(TP)、免耕覆膜(NTP)6个处理,春小麦和豌豆年间轮作。结果表明:(1)春小麦和豌豆全生育期棵间蒸发量NTS、TP、NTP比T显著减少6.52%~50.81%,NTS降低棵间蒸发量的作用主要在小麦开花后和豌豆结荚后,地膜覆盖在各个生育时期基本上都显著减少了棵间蒸发。(2)NTS对全生育期耗水量无显著影响,NTP的耗水量只在小麦地显著高于T。相比T,NTS显著提高了小麦开花-收获和豌豆结荚-收获期间的阶段耗水量及其占总耗水的比例。(3)NTS、TP、NTP均显著提高了春小麦和豌豆的蒸腾量,降低了田间的蒸发占蒸散的比例,降低了水分的无效损耗。(4)各年份春小麦和豌豆的产量NTS、TP、NTP比T提高了7.64%~62.79%,水分利用效率比T提高了0.43%~50.88%。因此,在陇中黄土高原旱农区,免耕秸秆覆盖、地膜覆盖等保护性耕作措施均能提高水分利用效率及小麦和豌豆的产量。免耕秸秆覆盖通过降低作物生长后期棵间蒸发量,提高作物生长后期耗水量,降低蒸发与蒸散的比例,从而提高春小麦和豌豆的水分利用效率及产量。而地膜覆盖处理主要是通过减少全生育期棵间蒸发量,增加作物全生育期蒸腾量,降低蒸发与蒸散的比例,从而实现作物水分高效利用,提高作物产量。
成臣 , 曾勇军 , 王祺 , 谭雪明 , 商庆银 , 曾研华 , 石庆华
2018, 32(5):222-228. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.036
摘要:为明确南方双季稻区晚粳稻氮肥合理施用量,通过2年(2016—2017年)田间试验, 设置了6种不同施氮水平N1(0 kg/hm2)、N2(165 kg/hm2)、N3(210 kg/hm2)、N4(255 kg/hm2)、N5(300 kg/hm2)和N6(345 kg/hm2),研究不同施氮量对南方晚粳稻产量、品质及氮素吸收利用的影响。结果表明:随着施氮量增加,晚粳稻产量呈抛物线的变化趋势;与N4产量相比,N1、N2、N3、N5和N6产量分别降低29.2%~34.9%,10.1%~11.8%,5.5%~5.7%,1.2%~4.4%,2.3%~9.0%,其中N4处理2年产量均显著高于N1和N2处理,而有效穗数和每穗粒数的提高是晚粳稻产量增加的主要原因。随施氮量增加,水稻氮素总积累量增加,水稻氮素的干物质生产效率、生理利用率、偏生产力、农学利用率和收获指数均降低,而氮素吸收利用率先增后降。随施氮量增加,晚粳稻加工品质、外观品质和营养品质均提高,蒸煮与食味品质中直链淀粉含量降低,胶稠度增加;RVA谱特征值中峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度和崩解值均逐渐降低,而消减值和回复值均呈增加的趋势。综上所述,在试验设置条件下,南方晚粳稻施氮量以N4(255 kg/hm2)为宜,其能使水稻高产、优质及高效得到较好的协调统一。
2018, 32(5):229-233. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.037
摘要:以山西省晋城市采煤塌陷区复垦土壤为研究对象,连续3年定位施肥研究施用有机肥(M)、无机肥(NPK)、有机肥+无机肥(NPK+M)对土壤理化性状、土壤磷分级的影响。结果表明:试验结束后,不同施肥处理土壤的pH、容重、全氮、全磷含量差异均不显著;单施有机肥处理的有机质含量显著高于单施化肥处理;有机肥+无机肥处理土壤速效磷含量高于其余处理,但处理间差异不显著。有机肥+无机肥处理能够明显提高土壤无机磷组分Ca8-P含量;不同施肥处理均显著提高了Fe-P,处理间差异不显著;各处理的O-P、Ca10-P增幅不明显;对照处理的不同无机磷组分含量总体保持下降趋势,其中Ca8-P、Fe-P降幅较为明显。有机肥处理对活性、中活性组分,有机肥+无机肥处理对活性、中稳性有机磷效果明显,无机肥对有机磷组分效果不显著。相关性分析表明,Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、中活性、中稳性有机磷与速效磷均呈显著正相关性,Ca8-P、中活性有机磷与速效磷极显著相关。
2018, 32(5):234-239. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.038
摘要:通过盆栽控水试验,研究了干旱胁迫对黄土高原不同质地土壤(砂土、壤土)长柄扁桃和沙柳幼苗光合特性(净光合速率Pn、气孔导度Gs、胞间CO2浓度Ci、内禀水分利用效率WUE)、蒸腾速率Tr及叶片水势Ψw的影响。结果表明:干旱胁迫下不同质地土壤长柄扁桃和沙柳Pn、Gs、WUE及Tr均呈现先上升后下降的趋势,而Ci和Ψw分别表现为上升和下降趋势。土壤质地显著影响长柄扁桃和沙柳对水分亏缺的敏感性,在相同干旱程度下,壤土中长柄扁桃Pn和Gs均显著高于砂土,而沙柳Pn和Gs表现为砂土显著高于壤土(p<0.05)(重度干旱除外)。当土壤含水量降至中度和重度干旱时,长柄扁桃和沙柳WUE在不同质地土壤间具有显著差异(p<0.05)。壤土中长柄扁桃生长优于砂土,而沙柳则相反。因此,黄土高原植被恢复与生态建设过程中不仅应根据土壤水分状况选择造林树种,还应考虑植物在不同质地土壤上对干旱胁迫的不同响应。
2018, 32(5):240-245. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.039
摘要:以中筋小麦济麦22为试材,在小麦拔节期和开花期0—40 cm土层土壤相对含水量均补灌至70%和总施氮量为240 kg/hm2条件下,设置5个氮肥基追比例处理:0:10(N1)、3:7(N2)、5:5(N3)、7:3(N4)、10:0(N5),研究测墒补灌节水栽培条件下氮肥基追比例对小麦植株氮素利用和土壤氮素表观盈亏的影响。结果表明:N3处理的植株氮素积累量、籽粒氮素积累量显著高于其他基追比例处理;营养器官氮素积累量、土壤矿质氮损失量、氮肥表观残留率和氮肥表观损失率显著低于其他处理。与N1、N2、N4、N5处理相比,N3处理的氮素生理利用率分别高33.22%,12.60%,11.54%,98.14%,籽粒氮素利用率高148.65%,56.48%,59.63%,229.29%,氮肥农学效率高96.52%,34.86%,37.64%,204.98%,氮素表观盈亏量分别低35.04%,13.82%,30.36%,29.30%。根据不同氮肥基追比例下各指标的相关系数分析表明,植株氮素积累量、籽粒氮素积累量、氮素生理利用率、籽粒氮肥利用率、氮肥农学效率与土壤硝态氮积累量、成熟期0—200 cm土层土壤矿质氮残留总量均呈显著负相关。综上,氮肥基追比例为5:5的N3处理为试验条件下的最优处理。
何剑锋 , 胡玉福 , 杨泽鹏 , 段皓 , 凌静 , 肖海华 , 舒向阳 , 李正青 , 阳帆 , 李玥萩
2018, 32(5):246-251,261. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.040
摘要:不合理的垦殖是造成土壤退化的主要原因之一。为了揭示垦殖对高寒草地土壤有机氮组分变化特征的影响,以垦殖1,3,10,16,27,40年后的川西北高寒草地为研究对象,以未垦殖的天然草地为对照,通过土壤采样与分析,研究了垦殖对川西北高寒草地酸解性全氮、酸解铵态氮、氨基糖态氮、氨基酸态氮、酸解未知氮和酸不溶性氮变化特征的影响。结果表明:在川西北高寒草地垦殖过程中,随着垦殖年限的增加,引起了酸解性全氮、酸解铵态氮、氨基糖态氮、氨基酸态氮、酸解未知氮和酸不溶性氮含量的显著下降(P<0.05),特别是在0—20 cm土层,分别降低了72.15%,62.72%,66.08%,63.44%,94.00%,51.78%。有机氮组分中下降程度最大的是酸解未知氮。从不同垦殖年限看,酸解性全氮、酸解铵态氮、氨基糖态氮、氨基酸态氮、酸解未知氮和酸不溶性氮含量下降主要发生在垦殖前10年,随着垦殖年限的增加年平均减少率逐渐降低。因此,减少高寒草地垦殖对于促进川西北高原生态系统平衡和高寒草地可持续发展具有重要意义。
张赛 , 王龙昌 , 石超 , 陈娇 , 邢毅 , 马淑敏 , 张小短
2018, 32(5):252-261. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.041
摘要:为了探讨不同水肥条件下玉米C、N、P化学计量学特征及其影响因素,设置土壤不同含水量和全氮含量的盆栽试验,分析了不同水肥对玉米生长性状和碳氮磷化学计量学特征的影响,并对两者进行了相关分析。试验设置田间持水量的90%,70%,50%(W1、W2、W3),田间正常施氮量的150%,100%,50%,(N1、N2、N3),共9个处理。结果表明:玉米根、茎、叶不同器官干物质量均随着施氮量的减少而减少,随着土壤含水量的增加而增加。高、中水分时玉米株高随着施氮量的增加而增加,当玉米处于干旱胁迫时施氮量对玉米株高影响不大。低水分下的茎粗显著低于高、中水分。玉米根、茎、叶的C含量差异不显著。低氮施肥处理下玉米根、茎和叶的N含量均显著低于中、高氮处理,而后两者对根、茎和叶的N含量的影响表现不一,其中对茎氮含量差异达到显著水平,对叶氮含量在抽雄期以后才显著。玉米C:N:P生态化学计量特征随水肥因素的变化表现不一,其中N/P平均为6.01,随着施氮量的增加而升高,随土壤含水量的增加而降低;C/N为0.31,随着施氮量的增加而降低,对水分因素不敏感;C/P为1.62,表现出强烈的内稳性,不随外界生物与非生物环境的变化而变化。
2018, 32(5):262-269,276. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.042
摘要:针对内蒙古长城沿线丘陵区土壤保水保肥性差,春旱严重及马铃薯产量和降雨利用率低的问题,采用地膜覆盖和垄作种植相结合的技术手段,通过连续2年的田间试验,研究了露地平作(CK)、全膜垄作(全膜双垄垄上播(A1)、全膜单垄垄上播(A2)、全膜单垄垄上微沟播(A3))和全覆膜平作(A4)5种栽培方式对旱作农田土壤酶活性与相应土层土壤含水量、温度、pH及马铃薯生长的影响。结果表明:整个生育期内,全覆膜和垄作提高了土壤增温保墒能力,A1、A2、A3和A4处理,与CK相比,土壤含水量分别提高了32.76%,23.60%,42.92%,17.58%,土壤温度分别提高11.51%,9.41%,6.87%,4.83%,同时显著降低0—20 cm土层土壤pH,提高了相应土层土壤过氧化氢酶和脲酶活性,进而增加芽鲜重、根鲜重和芽粗,提高了根系活力,降低了丙二醛含量。与CK相比,产量分别提高48.62%,34.22%,52.85%,21.70%,显著增加了降雨利用率和肥料偏生产力。可见,全膜垄作种植可改善土壤质量,提高作物产量和降雨利用率,且以A1和A3效果最优,更适合作为内蒙古长城沿线丘陵区节水高产栽培模式。
2018, 32(5):270-276. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.043
摘要:为探明河西绿洲区塑料大棚甘蓝适宜的水肥管理模式,通过田间小区试验,设定3个施肥量(F1:N、P2O5、K2O含量为320,160,210 kg/hm2;F2:N、P2O5、K2O含量为260,120,157.5 kg/hm2, F3:N、P2O5、K2O含量为200,80,105 kg/hm2)和2个灌水频率(H1:6 d/次,H2:9 d/次),共6个处理,分析甘蓝农艺性状、产量、品质和叶球养分吸收及水肥利用效率对不同施肥量和灌水频率的响应规律。结果表明:H1处理水平下叶球全氮、磷、钾含量随施肥量增加逐渐升高,H2处理水平下氮、磷含量随施肥量增加先升高后降低,而钾含量却在随施肥量增加逐渐升高,同一灌水条件下肥料偏生产力随施肥量的减少而升高;同一施肥水平下,叶球中的全氮、磷、钾含量及吸收量高灌水频率大于低灌水频率处理,而肥料偏生产力的变化则相反。水肥耦合作用下,甘蓝叶球纵横径、生物产量和干物质量均H2F1处理最高,叶球紧实度、干鲜重比、单球重、经济产量和经济系数均H2F2最大,而叶球中心柱长和帮叶比H2F3处理最小。灌溉频率和施肥量对甘蓝叶球品质影响显著,且两因素的交互作用达到显著水平,其中硝酸盐含量H1F1最高、可溶性糖含量H2F1最高、Vc含量H2F2处理最大。水肥耦合后全氮和全磷含量及两者吸收量均以H2F2最大,全钾及吸收量H2F1最高。随着施肥量的增加,水分利用效率也逐渐升高,H2F1水分利用效率显著高于其他处理。综合分析表明,水肥耦合对河西绿洲区塑料大棚甘蓝叶球的农艺性状、产量、品质和养分吸收及水分利用率的影响显著,且灌溉频率的影响大于施肥量。H2F2处理(灌水频率9 d/次,施肥量N、P2O5、K2O为260,120,157.5 kg/hm2)是河西绿洲区塑料大棚甘蓝农艺性状、产量、品质、养分吸收以及水肥利用效率方面最佳的水肥组合模式。
2018, 32(5):277-286. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.044
摘要:选择黄河口北部滨岸高潮滩的碱蓬湿地为研究对象,基于野外原位氮输入模拟试验,探讨了不同氮输入梯度下(对照处理(N0)、低氮处理(N1)、中氮处理(N2)、高氮处理(N3))湿地土壤无机硫赋存形态在生长季的变化差异。结果表明:不同氮处理下各形态无机硫含量均表现为水溶性硫(H2O-S) > 吸附性硫(Adsorbed-S) > 盐酸溶解性硫(HCl-Soluble-S) > 盐酸挥发性硫(HCl-Volatile-S),且总无机硫(TIS)占全硫(TS)的比例介于34.52%~39.58%。外源氮输入不同程度地改变了湿地土壤的H2O-S、Adsorbed-S、HCl-Soluble-S和HCl-Volatile-S含量,且这种影响在生长季的某些时期达到了显著水平(P<0.05)。相对于N0,N1和N2处理下H2O-S含量分别增加了6.12%和7.07%,而在N3处理下降低了0.98%;Adsorbed-S含量在N1处理下增加了11.73%,但在N2和N3处理下分别降低了23.53%和13.77%;HCl-Soluble-S和HCl-Volatile-S在N1、N2和N3处理下均呈降低趋势,降幅分别为5.21%,19.63%,59.59%和0.28%,16.10%,6.44%。尽管不同氮输入处理下土壤养分条件、水盐及酸碱状况均是影响无机硫赋存的关键因素,但pH和EC对其动态变化的影响尤为明显。研究发现,外源氮输入可能通过改变植物生长节律和土壤酸碱状况来影响植物对不同形态无机硫的吸收与利用,进而间接改变了土壤中不同形态无机硫含量及TIS赋存量。
李海云 , 张建贵 , 姚拓 , 杨晓玫 , 高亚敏 , 李昌宁 , 李琦 , 冯影
2018, 32(5):287-295. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.045
摘要:为探究不同退化高寒草地土壤特性的变化规律。对祁连山康乐、皇城和天祝试验点退化高寒草地(轻度退化草地、中度退化草地和重度退化草地)土壤养分含量及其生态化学计量学特征进行测定分析。结果表明:(1)各试验点土壤pH、电导率、含水量和有机质含量均随着土层深度的增加而降低,在0—20 cm土层中,土壤pH呈现出升高趋势,电导率呈现出先升高后降低趋势;在20—40 cm土层中,土壤pH呈现出先升高后降低趋势,电导率呈现出先降低后升高趋势,土壤含水量和有机质含量在0—20,20—40 cm土层中均随着退化程度的加剧而逐渐降低。(2)不同草地土壤有机碳、全氮、全磷和全钾含量均随退化程度的加剧和土层深度的增加而逐渐降低,且各样地间差异显著(p<0.05)。(3)在不同退化草地土壤不同土层中,C/N变化范围为19.10~40.48、C/P变化范围为87.85~121.97和N/P变化范围为4.10~6.76。(4)随草地退化程度加剧,土壤纤维素酶活性呈先上升后降低趋势,脲酶、中性磷酸酶、脱氢酶、蔗糖酶和氧化还原酶呈降低趋势。(5)通过土壤理化、酶活性及生态化学计量比间相关性和主成分分析表明,土壤理化、酶活性和土壤生态化学计量比指标可以敏感地反映出不同退化草地土壤质量状况。综上,祁连山不同程度退化高寒草地土壤已逐步恶化,应加强对该地区草地合理利用和科学管理。
赵越 , 罗志军 , 廖牧鑫 , 曹丽萍 , 赵杰 , 冉凤维
2018, 32(5):296-303. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.046
摘要:基于泰和县耕地中获取的4 029个土壤采样数据,运用半变异分析、自相关分析、回归分析等分析方法,对泰和县土壤各养分(有机质(OM)、碱解氮(AN)、速效钾(AK)、有效磷(AP))含量因子的空间分布规律及其影响因素进行分析。结果表明:泰和县耕地土壤中OM、AP、AK、AN含量分别为4.40~58.50 g/kg和1.50~62.80,12.00~352.00,29.00~341.00 mg/kg,均属中等变异。4类土壤养分因子最适宜模型均为指数模型,块金效应均小于25%,表明各养分因子主要受结构性因素影响。各养分因子均显现出显著的聚集特征,其中HH聚集类型多于桥头、灌溪、冠朝等乡镇分布;LL聚集类型多于马市、万合等乡镇分布。根据相关分析与回归分析结果可知,对土壤养分含量产生影响较大的因子主要为地形、成土母质等结构性因素;交通、水利等随机性影响因素对其影响较弱。
张晗 , 欧阳真程 , 赵小敏 , 郭熙 , 李伟峰 , 匡丽花 , 叶英聪
2018, 32(5):304-312. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.047
摘要:根据江西省采集的16 823个耕层(0—20 cm)土壤样点数据,运用实地调查、经典统计学及地统计学等分析方法,对江西省耕地土壤氮素含量的空间变异特征及其影响因素进行了深入探讨。结果表明:江西省土壤全氮(TN)含量和碱解氮(AN)平均含量分别为1.57 g/kg和164.13 mg/kg,两者均处于丰富级水平。通过半方差函数分析,土壤TN和AN的块金基台比分别为62.03%和78.97%,两者空间变异特征受到结构性因素和随机性因素的共同影响,但受到随机性因素的影响更大;Kriging插值结果显示,研究区土壤AN与TN含量在空间分布上基本一致,均表现出北高南低的空间分布趋势。回归分析表明,成土母质、土壤类型、地形因子、土壤侵蚀、秸秆还田方式、农田利用方式和氮肥施用量对土壤TN和AN空间变异均有极显著影响(P<0.01)。地形因子中高程和河流动能指数与土壤AN与TN含量呈显著负相关关系(P<0.05);成土母质对TN和AN空间变异具有6.1%和4.1%的独立解释能力,土壤类型对TN和AN的空间变异的独立解释能力分别在4.2%~4.7%和3.1%~4.0%,地形因子对TN和AN空间变异具有4.2%和2.8%的独立解释能力,土壤侵蚀程度对TN和AN空间变异具有6.2%和3.5%的独立解释能力,秸秆还田方式对TN和AN空间变异的具有27.3%和3.3%的独立解释能力,农田利用方式对TN、AN空间变异具有2.9%和2.0%的独立解释能力,氮肥施用量对TN、AN空间变异的独立解释能力分别为18.8%和5.6%。因此,秸秆还田方式和氮肥施用量是引起江西省土壤氮素空间变异性的主控因素。
陈璐 , 刘宇斌 , 党秀丽 , 丛源欣 , 吕金朔 , 张兴 , 胡艳美
2018, 32(5):313-317,324. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.048
摘要:以受镉(Cd)污染的棕壤为供试土壤,采用盆栽方法,研究牛粪与秸秆不同配比对土壤Cd形态及作物吸收Cd的影响。结果表明:(1)与对照相比,牛粪与秸秆氮含量比1:1,3:1,5:1的3个处理分别使可交换态Cd含量下降34.39%,28.04%,20.11%,使有机结合态和残渣态Cd含量显著增加。土壤中可交换态Cd含量与pH呈极显著负相关关系,而残渣态Cd含量与pH呈极显著正相关关系。(2)与对照相比,牛粪与秸秆氮含量比1:1,3:1,5:1的3个处理使土壤pH分别提高0.36,0.17,0.16个单位。(3)牛粪与秸秆配施降低了玉米各部位对镉的吸收,并使Cd主要积累在玉米的根、茎、叶部位,降低了籽粒中Cd含量。牛粪与秸秆氮含量比1:1,3:1,5:1的3个处理使籽粒Cd含量浓度分别减少79.64%,72.70%,56.38%。
王海龙 , 张民 , 刘之广 , 于小晶 , 赵洪猛 , 陈海宁
2018, 32(5):318-324. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.049
摘要:通过对小麦/玉米轮作不同施磷水平7年14季定位试验土壤养分状况的分析与评价,探讨石灰性潮土有效磷耗竭和积累状况下土壤全磷、无机磷分级形态的变化规律,并运用通径分析和逐步回归分析,研究Olsen法、Mehlich3法、树脂交换法测定的土壤有效磷与各无机磷形态的关系。结果表明:(1)与初始土壤相比,N0P0K0、N2P0K2处理全磷总量分别降低了15.2%,29.7%,无机磷总量降低了13.5%,11.8%,N2P2K2、N2P3K2处理全磷总量分别增加了8.2%,27.2%,无机磷总量增加了11.1%,27.8%。供试土壤无机磷含量以Ca10-P、Ca8-P为主,施用磷肥可提高Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P占无机磷总量的相对比例。(2)磷耗竭状态下,植物利用的无机磷来源于缓效磷源(Ca8-P、Al-P、Fe-P;75%)、无效磷源Ca10-P(11.5%~14.0%)、速效磷源Ca2-P(7.5%~8.9%);无机磷盈余状态下,积累的无机磷主要转化为Ca8-P(50%~70%)、Al/Fe-P(10%~23%)、O-P(8%)、Ca2-P(0.2%~1.8%)。(3)Ca2-P、Al-P对3种方法测得的有效磷均具有正向作用且贡献率较大。Olsen法测定的无机磷主要是Ca2-P、Ca8-P,Mehlich3法主要是Ca2-P、Ca8-P、Al-P,阴离子交换树脂法主要是Ca2-P、Fe-P。(4)Olsen法、Mehlich3法、树脂交换法均适于评价土壤有效磷水平,Olsen法最优。
2018, 32(5):325-329,334. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.050
摘要:采用盆栽空心菜的方法,研究了大豆桔杆生物炭对铅锌尾矿污染土壤的修复作用。污染土壤中Cu、Zn、Pb和Cd含量分别为50,400,1 119,3.4 mg/kg。结果表明:土壤无论是否受到铅锌尾矿污染,添加3%生物炭(w/w)均能显著提高土壤pH;3%生物炭能够抑制铅锌尾矿污染导致的土壤pH降低。大豆桔杆生物炭对尾矿污染土壤和未污染土壤中重金属有效态的影响不同,与未污染土壤相比,3%生物炭的钝化作用不能抵消铅锌尾矿污染导致的重金属有效态含量的增加。铅锌尾矿污染抑制空心菜生长;施加3%生物炭可以消除铅锌尾矿污染对空心菜生长的抑制作用。生物炭显著降低污染土壤空心菜根部重金属含量,而对地上部分的影响,不同元素表现出不同的特点;3%生物炭能够阻控铅锌尾矿污染土壤中Cu、Zn、Pb和Cd向空心菜地上部迁移富集。大豆桔杆生物炭对空心菜吸收重金属的影响,在铅锌尾矿污染土壤和未污染土壤上表现不同,存在元素之间的拮抗作用以及由于生物炭提高空心菜生物量所产生的稀释作用。在研究设置条件下,与未污染土壤相比,从空心菜生物量和可食部分吸收重金属含量来评价,施加3%大豆桔杆生物炭可以修复铅锌尾矿导致的土壤污染。
张瑶 , 邓小华 , 杨丽丽 , 李源环 , 周米良 , 田峰 , 张明发 , 田明慧
2018, 32(5):330-334. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.051
摘要:为明确不同改良剂对酸性植烟土壤的修复效应,采用盆栽试验,分析了施用丰收延酸性土壤改良剂、金叶酸性土壤改良剂及石灰后土壤pH、水解性酸、潜性酸及土壤交换性能的动态变化。结果表明:施用改良剂可提高土壤pH 3.01%~24.11%,降低土壤水解性酸16.08%~50.46%、交换性Al3+ 51.80%~64.27%、交换性H+含量84.12%~93.56%,提高土壤交换性盐基总量45.18%~46.16%、阳离子交换量0.33%~20.10%、盐基饱和度21.35%~49.78%。施用土壤改良剂后,土壤pH先升高后下降,至移栽60天后趋于稳定;土壤水解性酸在烤烟移栽后30~90天差异较小,至移栽后120天略有增加。施用石灰的土壤交换性氢、交换性铝一直下降,但施用丰收延、金叶酸性土壤改良剂的土壤交换性铝下降至烟苗移栽后120天略有增加,土壤交换性氢上升至烟苗移栽后120天大幅度下降。施用土壤改良剂后,土壤交换性盐基总量、阳离子交换量、盐基饱和度一直提高,但变化幅度较小。不同土壤改良剂的材料来源及组成成分不同,其对酸性土壤的恢复效果也不同,以施用石灰的效果最好。
王国栋 , 肖元松 , 彭福田 , 张亚飞 , 郜怀峰 , 孙希武 , 贺月
2018, 32(5):335-340,351. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.052
摘要:以盆栽妙香7号草莓为试材,利用15N同位素示踪技术探究尿素配施0,2,4,6,8 mL纳米碳溶胶(CK、T1、T2、T3)对土壤理化性状、植株氮素吸收利用及生长发育的影响。结果表明:施用纳米碳显著提高了土壤氧化还原电位和土壤脲酶活性;随纳米碳用量的增加处理前期土壤的电导率呈现降低趋势后期呈现增大的趋势。纳米碳的施用促进了草莓植株对氮素的吸收利用,提高了草莓各器官的Ndff值;与对照相比,T1、T2、T3处理草莓植株的氮素利用率分别提高了71.2%,126.8%,98.9%,土壤氮素残留率分别提高了8.2%,16.7%,16.1%,显著减少了氮素的损失。纳米碳的施用不同程度提高了植株叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素SPAD值,干物质比对照增加了17.5%,45.8%,32.3%。研究表明,尿素配施纳米碳可改善土壤理化性状,有效吸附土壤中的氮素,提高植株氮素利用率和土壤氮素残留率,减少氮素损失,促进了草莓植株的生长。
胡晶晶 , 毕银丽 , 龚云丽 , 宋子恒 , 张健 , 裘浪
2018, 32(5):341-345,351. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.053
摘要:煤炭井工开采往往造成地表塌陷,导致了土壤养分贫瘠和水分缺乏,土壤沙化和水土流失,从而限制了当地矿区植被生长,而丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AM真菌)对植被生长有促进作用。以文冠果为宿主植物,采用野外原位监测和室内分析方法,研究了未接种和接种丛枝菌根真菌对采煤沉陷区复垦植物文冠果生长和土壤特性的影响。结果表明:与未接种AM真菌处理相比,接种AM真菌显著提高了文冠果根系菌根侵染率和土壤根外菌丝密度,7月接种AM真菌文冠果的株高、冠幅和地径提高了31.89%,23.07%,9.89%。同时,9月接种AM真菌处理的根际土壤全氮、碱解氮和有机碳含量分别比对照组增加0.29 g/kg、13.0 mg/kg和1.4 g/kg,接种AM真菌显著提高了根际土壤的含水率、总球囊霉素和易提取球囊霉素,而速效磷和速效钾的含量显著降低。相关分析结果表明,菌根侵染率、土壤根外菌丝密度与根际土壤理化性质之间存在协同反馈效应。因此,接种AM真菌促进了采煤沉陷区复垦植被文冠果的生长和土壤的改良,这对矿区水土保持、维持生态系统稳定性和持续性具有重要意义。
2018, 32(5):346-351. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2018.05.054
摘要:可见—近红外光谱已被证明是一种快速、及时、有效的土壤有机碳含量预测工具。利用Field Spec4对济宁鲍店矿区的104个土壤样品进行光谱测量,采用Savitzky-Golay卷积平滑(SG)、多元散射校正(MSC)及数学变换等多种方式组合对光谱预处理,并运用偏最小二乘回归分析建立土壤有机碳含量预测模型,进而探讨煤矿区土壤有机碳含量的高精度预测方法。结果表明:(1)不同的光谱预处理方法对建模结果影响差异较大,建模结果以SG加MSC预处理再结合光谱反射率的一阶微分变换最优,建模R2=0.86,RMSE=2.0 g/kg,验证R2=0.78,RMSE=1.81 g/kg,RPD=2.69。(2)倒数和倒数的对数与土壤有机碳含量的相关性曲线接近重合,与反射率曲线成反比,但是建模效果远低于反射率;光谱反射率的一阶微分能明显提高500~600 nm波段相关性。(3)光谱反射率随土壤有机碳的含量减少而增大,当有机碳含量较低时,其波谱的近红外波段反射率响应能力也随之降低,反射率直接建模难度加大。