2种高分子保水材料对土壤持水能力的影响

采用离心机法,研究聚丙烯酸钠与聚丙烯酰胺2种高分子化合物在5种使用浓度(占干土质量0、0.01%、0.08%、0.2%与1%)的条件下对3种土壤(砂土、壤土、黏土)持水能力的影响。结果表明:3种土壤在0.01~1.5MPa水吸力时,持水能力随着2种高分子材料用量的增加而增加,砂土的作用效果较壤土、黏土更显著;2种高分子材料与土壤质量比控制在8/10000~2/1000范围内其作用效果较好,该用量条件下高分子吸持水分平均可释放83.7%供植物吸收利用。2种高分子材料对土壤持水能力的作用效果基本相同。

黄土高原典型土壤剖面土壤颗粒组成分形特征

采集从北向南依次分布的干润砂质新成土(神木)、黄土正常新成土(延安)和土垫旱耕人为土(杨陵)等典型土壤剖面0～200cm土层土样,通过测定土样颗粒体积分形维数及基本性质,以期阐明黄土高原典型土壤颗粒体积分形特征及其与土壤基本性质间的相关性。结果表明,从南到北,土壤颗粒体积分形维数呈下降趋势,而不同土层土壤颗粒体积分形维数差异不显著。土垫旱耕人为土、黄土正常新成土和干润砂质新成土表层(0～10cm)颗粒体积分形维数分别为2.723±0.024、2.609±0.077和2.589±0.025,表层以下(10～200cm)颗粒平均体积分形维数分别为2.729±0.034、2.584±0.054和2.558±0.034;颗粒体积分形维数与<0.01mm的物理性黏粒及<0.002mm的黏粒体积百分含量呈极显著正相关关系,与0.002～0.05mm的粉粒和>0.05mm的砂粒体积百分含量呈极显著负相关关系,与粉粒的显著性较小,而土壤中物理性黏粒体积百分含量与土壤全氮、有机碳及矿物固定态铵均达到极显著正相关关系,而砂粒体积百分含量与上述土壤基本性质均呈极显著负相关关系。

施氮对黄土高原水蚀风蚀交错区土壤矿质氮的影响

研究施氮对黄土高原水蚀风蚀交错区不同土层土壤矿质氮含量和累积量的影响。【方法】试验设作物和施肥2个因子,分析不同施氮水平和不同作物处理下黄土高原水蚀风蚀交错区0~100 cm土层土壤矿质氮的差异。【结果】不同施氮处理对土壤硝态氮含量及矿质氮累积量有明显影响,土壤硝态氮含量和0~100 cm土层土壤矿质氮累积量均随施氮量的增加而增加,但施氮量对土壤铵态氮的影响较小;不同施氮条件下,不同土层土壤硝态氮含量和矿质氮累积量均以0~20 cm土层最高,从总体上看,随着施氮量增加,较深土层(80~100 cm)土壤硝态氮含量和矿质氮累积量亦有所增加;不同作物间,除施90 kg/hm2磷+45 kg/hm2氮处理时,种植黑麦草作物的0~20cm土层土壤NO3--N含量有所增加外,其余施氮处理对种植两种不同作物土壤的NO3--N含量和NH4+-N含量均未产生明显影响,在相同施氮处理下,黑麦草地和苜蓿地0~100 cm土层土壤总矿质氮累积量的差异不明显。【结论】不同水平氮肥处理均对黄土高原水蚀风蚀交错区土壤矿质氮含量及累积量有一定影响,土壤矿质氮含量及累积量均与施氮量密切相关。

水肥空间组合对冬小麦光合特性及产量的影响

以肥熟土垫旱耕人为土为供试土壤,用分层土柱试验法研究了不同土层水分、氮、磷空间组合对冬小麦不同生育时期光合特性及籽粒产量的影响.结果表明:与0～90cm土层整体湿润相比,上干下湿(0～30cm土层干旱胁迫,30～90cm土层湿润)水分处理显著降低了小麦叶片叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)和籽粒产量.2种水分条件下,氮磷配施处理对叶片SPAD、Pn和小麦籽粒产量的影响最为显著,其次是施磷处理,而施氮处理影响不显著.不同土层施氮在2种水分条件下各指标的变化趋势相同,均表现为0～90cm土层施氮小麦叶片SPAD、Pn及籽粒产量显著高于0～30、30～60和60～90cm土层施氮.不同土层施磷在2种水分条件下各指标的变化趋势也相同,表现为0～90cm土层施磷小麦叶片SPAD、Pn和籽粒产量与0～30cm土层施磷间差异不显著.不同土层氮磷配施在2种水分处理下表现不同:整体湿润条件下0～90cm土层施肥处理的小麦叶片SPAD、Pn及籽粒产量最高,与0～30cm土层差异不显著,但二者均显著高于30～60和60～90cm土层处理;上干下湿条件下各土层施肥处理间小麦叶片SPAD差异不显著,0～90cm土层施肥处理...

黄土丘陵区小流域表层土壤的有机碳密度及其空间分布

通过野外调查和室内分析,采用多元线性逐步回归和地理信息系统(GIS)相结合的方法,研究了黄土丘陵区燕沟流域表层(0~20 cm)土壤的有机碳密度、空间分布及其与土地利用类型和地形因子等的关系。结果表明,流域表层土壤有机碳密度平均为1.72 kg/m2,变幅为0.97~2.93 kg/m2;土地利用类型是影响土壤有机碳密度变化的首要因子;流域土壤有机碳密度呈镶嵌的树枝状和条带状空间分布格局,其高值斑块区与乔木林地和灌木林地的分布一致,中值斑块区与草地和川坝地的分布一致,低值斑块区与梯田、果园、坡耕地、疏林地和未成林地的分布一致。流域表层土壤有机碳总储量为76.81×103t。

黄土区退果还耕对黑垆土硝态氮积累和迁移的影响

在黄土高原沟壑区王东沟小流域,针对塬面、梁地和坡地三种地形,分别选取了盛果期果园、老果园和退果还耕地等,研究了退果还耕条件下,三种地貌类型土壤剖面中水分含量变化及NO_3~--N、NH_4~+-N积累和迁移规律。结果表明,无论塬面、梁地或者坡地上,果园土壤水分含量显著降低(10%～14%);果园退耕后,土壤水分开始缓慢恢复。盛果期,塬面NO_3~--N峰值主要处于100—200 cm之间,退果还耕后,100 cm以上土层中NO_3~--N含量降低,100cm以下NO_3~--N积累量在增加,并且峰值不断向下移动。盛果期果园NO_3~--N积累量为631～3032 kg/hm~2;退果还耕地、老果园NO_3~--N积累量都显著高于盛果期果园。盛果期40%以上的NO_3~--N积累在100—200 cm土层,但退果还耕地上50%左右集中分布在200—300 cm土层。土地利用与管理方式的变化对NH_4~+-N分布特征的影响并不明显。

玉米地膜覆盖的土壤环境效应

通过田间试验研究了地膜覆盖和露地栽培对玉米的土壤温度、水分、养分、盐分含量和土壤生物学特性及硝酸盐含量的变化。结果表明,在玉米生长前期,地膜覆盖5,10,15,20,25 cm土层的土壤日平均温度比露地提高2.4℃、3.0℃、2.9℃、2.2℃、2.7℃,6~7月份比露地降低1.1℃、0.5℃、0.5℃、0.6℃、0.6℃。地膜覆盖0~10,10~20,20~30,30~40 cm土层的土壤含水量分别比露地增加18.84%、10.67%、11.12%和8.9%。地膜覆盖增强了土壤蔗糖酶和碱性磷酸酶的活性,增加了土壤微生物的数量、CO2浓度、土壤呼吸和土壤NO3--N的含量,减少了土壤氮素的损失。地膜覆盖降低了土壤有机质、氮素、速效磷的含量、过氧化氢酶和脲酶的活性及土壤表层的盐分含量。地膜覆盖提高了玉米的生物量和经济产量。

轮作和施肥对半干旱区作物地上部生物量与土壤有机碳的影响

了解轮作与施肥对土壤有机碳的影响是建立持续发展措施的关键。【方法】以长期定位试验(1984～2002)中的10个典型处理为基础,分析了地上部生物量和耕层(0～20cm)土壤有机碳变化,探讨半干旱区轮作和施肥对0～20cm土层有机碳的影响,10个典型处理分别为休闲(F);冬小麦连作体系中的3个施肥处理:不施肥(W/W+CK)、化肥(W/W+NP)、化肥有机肥(W/W+NP-FYM);冬小麦-冬小麦+糜子-豌豆轮作体系中的3个施肥处理:不施肥(W/WM/P+CK)、化肥(W/WM/P+NP)、化肥有机肥(W/WM/P+NP-FYM)处理;1个冬小麦—冬小麦-红豆草轮作处理(W/W/S+NP);人工苜蓿中2个施肥处理:不施肥(A/A+CK)和化肥有机肥处理(A/A+NP-FYM)。【结果】冬小麦连作体系(W/W)中,不施肥处理(W/W+CK)的地上部生物量平均为3.3t·ha-1,化肥处理(W/W+NP)和化肥有机肥处理(W/W+NP-FYM)依次为7.5和11.2t·ha-1;冬小麦-冬小麦+糜子-豌豆轮作(W/WM/P)体系中,不施肥处理(W/WM/P+CK)地上部生物量平均3.1t·ha-1,W/WM...

黄土丘陵区土壤团聚体分形特征及其对植被恢复的响应

采用计算分形维数的方法,对黄土丘陵区典型草原带土壤团聚体的分形特征及其对植被恢复的响应进行研究。结果表明:1)在植被恢复初期,土壤>10 mm粒级的团聚体含量在0~20和20~40 cm层次均较高,含量为331.4~525.6 g/kg。随植被恢复年限增加,10~7、7~5、5~3、3~2、2~1 mm粒级的团聚体绝对含量下降差异不明显。1~0.5、0.5~0.25和<0.25 mm小粒级土壤团聚体含量,在植被恢复初期(7 a)较高。2)随着植被恢复年限增加,土壤>5 mm粒级的水稳性团聚体含量相对下降很快,恢复7 a之后,大粒级土壤团聚体表现为上层含量比下层含量低的趋势。相对于干筛结果而言,土壤水稳性团聚体的粒径分布更为均匀、稳定,恢复7 a之后的土壤>0.25mm团聚体含量占到40%~50%,而>5 mm的土壤团聚体则占10%~23%。植被恢复过程中,土壤团聚体由大的团块向小颗粒的土壤团聚体转换,粒径分布更为均匀,土壤结构逐渐改善。3)不同恢复年限土壤团聚体分形维数变化范围为表层2.75~2.86,表下层2.77~2.89,变化范围小,20~40 cm土层的分形维数大于0~20 cm,恢复植被可使土壤分形...

紫花苜蓿和短花针茅根系分布与土壤水分研究

以陕北农牧交错带人工草种紫花苜蓿(Medicago sativa L.)和天然草种短花针茅(Stipa breviflora Griseb.)为对象,采用根钻法调查两个草种的根系垂直分布以及刈割后苜蓿根系变化特征,并通过定位观测研究土壤水分动态变化。结果表明:紫花苜蓿和短花针茅根系密度随土壤深度增加而减少,而且均以直径小于等于1 mm的须根为主;0~50 cm土层紫花苜蓿和短花针茅根系量分别占0~100 cm剖面总量的67%和84%。紫花苜蓿和短花针茅根系分布与土壤水分消耗特征吻合。生长旺盛期苜蓿大量消耗0~140 cm土层土壤水分,5-9月平均有效土壤储水不足10 mm;生长季末深层(140~280 cm)土壤储水也逐渐降低,约为裸地储水量的50%。短花针茅0~280cm剖面土壤水分状况明显好于苜蓿地,比苜蓿地多储水100 mm左右;主要消耗浅层(0~50 cm)土壤水分,深层水分利用较少。

秸秆覆盖量对农田土面蒸发的影响

为研究秸秆量与夏玉米农田保墒效果之间关系,【方法】结合小区试验和微型蒸发皿定量观测,研究了0、0.6、0.9、1.2 kg/m24种不同秸秆覆盖量对农田土面蒸发的影响规律。【结果】试验表明在无种植情况下,秸秆覆盖大于0.6 kg/m2时,能明显影响和保持0￣50 cm土层的土壤含水量。秸秆覆盖量大于0.9 kg/m2时,保墒效果不再明显增加。结合干旱小区玉米试验发现,秸秆覆盖量在0.6￣0.9kg/m2范围时,玉米增产效果明显。【结论】秸秆覆盖量为0.6￣0.9 kg/m2范围时,可获得较好的保水和增产效果。

半湿润地区农田夏玉米氮肥利用率及土壤硝态氮动态变化

以土垫旱耕人为土为供试土壤,通过田间试验,研究了不同施氮量下(0、45、90、135和180 kg.hm-2)夏玉米生育期土壤剖面NO3--N的变化特征、氮素利用率及施氮量与土壤NO3--N残留的关系.结果表明:在整个生育期内,土壤NO3--N含量均以0~20 cm土层最高,且施氮量越高,NO3--N含量也越高;0~60 cm土层NO3--N含量变化显著,60~100 cm土层NO3--N含量变化不大.夏玉米整个生育期,受玉米对氮素的需求和降雨的影响,0~100cm土层NO3--N累积量呈波动式降低趋势;当施氮量小于135 kg.hm-2时,作物氮肥利用率随施氮量的增加而显著提高,但当施氮量超过135 kg.hm-2时呈下降趋势.氮肥农学利用率随施氮量的增加而减小,氮肥生理利用率随施氮量的增加而递增.土壤中残留NO3--N与施氮量呈极显著正线性相关关系(R2=0.957**,n=5);施氮处理籽粒产量显著高于不施氮处理(P<0.05);施氮量与籽粒产量呈极显著正线性相关关系(R2=0.934**,n=5).在本试验条件下,夏玉米生长季适宜施氮量为135 kg.hm-2.该施氮水平可保证效益和环境的双赢.

黄土高原半干旱区集流灌草立体配置与水分调控

该区干旱与水土流失并存 ,降雨量时空分配不均 ,且水热并不同步 (在春夏 ,植物常因缺水而枯死 ) ,致使生态环境建设中恢复植被的难度大。为此 ,采用工程整地措施与灌草立体配置模式 ,发展集流灌草植被 ,调蓄土壤水分 ,促进灌草植被的快速恢复。结果表明 ,在水平阶营造柠条和披碱草 ,在生长初期 0～ 50 0 cm土层含水量可分为 3个明显的层次 ;在生长的第 4年随着灌草根系深扎 ,土壤水分过耗 ,出现明显的干土层 ,分布深度在 1 2 0～ 2 0 0 cm,厚度为 1 0 0 cm。在第 8年干土层扩大到 1 0 0～ 30 0 cm,厚度为 2 0 0 cm。第 1 4年土壤含水量有所回升 ,但幅度不大 ,同第 8年相比 ,仅提高 1 .5～ 2 .0个百分点。水平阶的柠条灌木林随着生长时间的延续 ,其水分贮量变化是否增加 ,仍有待继续研究。该区 0～ 50 0 cm多年土壤贮水量 ,在生长初期 ( 4月份 ) ,1 5年生柠条480 .1 5mm,1 2年生沙棘、山桃分别为 41 4.6mm和 385.4mm,在生长末期 ( 1 0月 ) ,柠条 498.31mm,沙棘 42 3.31 mm,山桃 ...

优良水土保持植物——芨芨草

芨芨草 (Achnatherum splendens)又称积极草、席芨草等 ,属禾本科芨芨草属。多分布于我国北方 ,在黄土高原常分布于道路、村庄及沟坡陡坎上 ,多呈零星块状分布 ,集中连片较少。1　生物生态学特性芨芨草为多年生草本植物 ,构成紧密的丘状草丛 ,丛径一般为 0 .5～ 1 .0 m,茎秆直立、坚硬 ,株高 0 .6～ 1 .8m。叶片坚韧、卷折 ,长 0 .3～ 0 .6 m。园锥花序 ,长 0 .3～ 0 .5 cm,小穗长 6～8mm,灰绿带紫色 ,在黄土高原多为 6～ 7月开花 ,8月中旬到 9月上旬种子成熟 ,芒自外稃齿间伸出 ,不扭转 ,易脱落。根粗坚韧 ,外被沙套 ,须根发达 ,成庞大根系 ,入土深达 0 .5～ 1 .5 m,根直径均达 0 .2～ 0 .3cm,根幅在 1 .5～ 2 .0 m,其根上有白色毛状菌根。在沙质棕钙土上 ,芨芨草有明显分蘖节位移现象 ,在放牧过度地段上 ,由于土壤坚实 ,即盐分集中在土壤上层 ,使之毛细管现象加速土壤干燥 ,因此 ,从土壤的剖面观察到残存的大量死根 ,即活根系集中于剖面的上部 ,由于根量的减少 ,引起分蘖数减少 ,如不合理放牧或刈割利用...

不同保墒耕作方法在旱地上的保墒效果及增产效应

采用田间试验研究了留茬少耕秸秆全程覆盖、免耕补充灌溉和传统保墒耕作 3种方法对旱地土壤水分及小麦产量的影响。结果表明 ,留茬少耕秸秆覆盖增加了夏闲期农田的蓄水量 ,为旱地小麦播种出苗提供了水分保证。小麦收获时的土壤水分含量 ,0～ 60 cm的土壤有效蓄水量传统保墒方法为 6.4mm,免耕补充灌水的为 6.7mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法为 1 5 .3 mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法的蓄水量多 ;60～ 1 0 0 cm的土壤有效蓄水量传统保墒方法为 3 0 .9mm,免耕补充灌水为 2 0 .3 mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法为 3 3 .5 mm,也是留茬少耕秸秆全程覆盖方法的蓄水量多。留茬少耕秸秆全程覆盖比传统耕作保墒技术增产 6.7%～ 5 4.8%。留茬少耕秸秆覆盖技术 ,提高了小麦播种时的底墒、灌浆时的土壤水含量 ,是一种有效的蓄水保墒、提高旱地小麦产量的方法