水土保持学报

  • 雨型对华北土石山区坡面土壤侵蚀的影响

    黎俊佑;马岚;刘京晶;沈雨珺;张金阁;孙占薇;燕琳;张栋;

    为研究雨型对华北土石山区坡面土壤侵蚀的影响,通过室内人工模拟降雨试验,以华北土石山区主要土壤类型黄土性褐土和石灰性褐土为研究对象,设计次降雨中平均降雨强度和降雨量相同的3种不同降雨类型(均匀型、增加型、减弱型对应的降雨强度组合分别为60,30~60~90,90~60~30 mm/h),分析不同雨型下华北土石山区坡面产流产沙的变化规律。结果表明:(1)不同雨型的产流时间与起始阶段降雨强度呈负相关,增加型降雨的坡面产流时间最长,且分别为均匀型和减弱型的1.98,4.15倍;减弱型降雨的总径流量和总侵蚀量最大,而均匀型降雨的最小,减弱型降雨的总径流量是均匀型和增加型降雨的1.05~1.12倍,总侵蚀量分别是增加型和均匀型的1.22,1.78倍。(2)在不同雨型下,同一降雨强度出现在不同降雨阶段,使得坡面产流产沙的过程不同。(3)同一降雨强度出现在雨型起始阶段的径流量和贡献率与结束阶段相比偏小。次降雨起始阶段的强度为30 mm/h时,黄土性褐土的侵蚀量和贡献率大于其在结束阶段的侵蚀量和贡献率,而石灰性褐土与之相反。

    2020年04期 v.34;No.169 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 160K]
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  • 翻耕除草对不同坡长下紫色土氮磷流失的影响

    梁珂;贺小容;何丙辉;李天阳;杜映妮;

    为揭示自然降雨下翻耕除草和坡长对紫色土氮、磷流失的影响,通过野外设置径流小区(2个坡面:翻耕除草与自然恢复;3种坡长:20,40,60 m,共9个小区),定位监测研究不同处理下产流产沙及氮、磷流失特征。结果表明,同一坡面不同坡长间产流产沙差异不显著(P>0.05);同一坡长不同坡面处理小区的径流量、产沙量差异极显著(P<0.01)。与翻耕除草相比,自然恢复坡面20,40,60 m坡长小区径流量分别减少77.55%,62.62%,79.56%,产沙量分别减少85.21%,94.97%,96.25%。仅在40 m坡长下,不同坡面处理径流中DN、DP流失量差异不显著(P>0.05),其他坡长DN、DP流失量差异显著(P<0.05);各坡长不同坡面处理下泥沙中TN、TP流失量差异极显著(P<0.01)。与翻耕除草相比,自然恢复坡面处理径流中DN、DP流失量分别减少75.13%,80.22%,泥沙中TN、TP流失量分别减少96.07%,96.38%。在翻耕除草坡面处理下,降雨强度与径流量、产沙量及泥沙中的TN和TP流失量呈极显著幂函数关系;在自然恢复坡面处理下,上述关系均不显著。研究结果可为紫色土氮、磷流失及面源污染防治等提供理论参考依据。

    2020年04期 v.34;No.169 7-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 431K]
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  • 连续降雨作用下褐土坡面侵蚀及其水动力学特征

    袁和第;信忠保;蒋秋玲;余新晓;樊登星;

    为研究在长时间降雨侵蚀过程中北京褐土坡面侵蚀特征及其水动力学机制,通过室内人工模拟降雨试验,分别在60,90 mm/h雨强下对褐土坡面进行连续10场次降雨试验,探讨了坡面侵蚀过程中的产流产沙特征及其与水动力学参数间的关系。结果表明:(1)在雨强及次降雨量较一致的条件下,随降雨场次增加坡面次降雨产流量变动较小,而次降雨产沙量变化较大,60,90 mm/h雨强下次降雨产沙量的变异系数为23.94%和59.88%,且第10场降雨的产沙量仅为第1场降雨的59.74%和22.28%;(2)连续降雨条件下,平均次降雨产沙速率随雨强增大而增大,径流含沙量随降雨时间呈幂函数下降趋势;(3)受褐土坡面细沟形态变化和土壤粗化的影响,60,90 mm/h雨强下坡面径流平均流速分别随降雨时间呈指数函数和幂函数下降趋势,弗劳德数亦表现出相同趋势;坡面径流阻力系数随降雨历时均呈对数函数增加;(4)长时间降雨侵蚀条件下径流含沙量与平均流速、弗劳德数、阻力系数、径流功率相关关系极显著,其中平均流速是径流含沙量变化过程中与其关系最为密切的水动力学参数,径流含沙量的变化深刻受到坡面径流平均流速的动力作用过程影响。

    2020年04期 v.34;No.169 14-20+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 616K]
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  • 对土壤侵蚀研究的几点思考

    张光辉;

    土壤侵蚀是现代地理环境条件下改变地貌景观的主要过程,也是引起土壤质量退化、沙漠化与石漠化的核心因素,与土壤、生态、水文等多个地表过程密切相关。虽然土壤侵蚀研究需要气候、地质、地貌、土壤、水文、生态等相关学科的基本知识,分析土壤侵蚀发生、发展过程的动力机制,但需要明确界定土壤侵蚀研究的时空尺度。土壤侵蚀与水土保持之间相互联系、相互促进。土壤侵蚀研究的时间尺度以次降雨、月、年为主,研究主题为次降雨侵蚀过程、土壤侵蚀季节变化与年际变化,时间尺度不宜超过100年。土壤侵蚀研究的空间尺度以小流域为主,基于土壤侵蚀垂直分带性,可以进一步分为样点、坡面、沟坡与小流域。在不同空间尺度上,研究内容与研究方法差异明显。土壤侵蚀过程包括土壤分离、泥沙输移和泥沙沉积,各个过程的主控因素存在差异,研究成果积累差异明显,研究重点会随着时空尺度的变化而有所不同。在土壤侵蚀过程研究中,应充分理解分离控制和输移控制及其时空转换阈值。虽然土壤侵蚀研究已经取得了大量成果,但在细沟网络结构及其时空变化、泥沙沉积过程、沟蚀形成与演变动力机制、重力侵蚀发育过程动力学机理、小流域土壤侵蚀过程模型等诸多方面,亟待加强研究。

    2020年04期 v.34;No.169 21-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 209K]
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  • 急陡黄土坡面细沟侵蚀的水动力学特性试验研究

    杨茹珍;张风宝;杨明义;张加琼;

    通过组合不同坡度(25°,30°,35°,40°,45°,50°)、不同流量(0.6,1.0,1.5,2.0,2.5 L/min)的室内放水冲刷试验,对急陡黄土坡面细沟侵蚀发生过程中的细沟水动力学特性进行了研究。结果表明:细沟水流平均流速随细沟的发育呈现出先减小后稳定的变化趋势。细沟流的雷诺数Re在199.996~873.482变化,且主要受流量的影响,随着流量的增大呈线性关系;而弗劳德数Fr在整个细沟发育过程中均大于1,表明细沟流均处于急流范围,且与流量呈倒数关系,随着放水流量的增大Fr呈曲线减小。阻力系数f随着流量的增加而增大,且与雷诺数之间存在f=a·Re~-~b(a、b为系数)的幂函数关系。

    2020年04期 v.34;No.169 31-36+42页 [查看摘要][在线阅读][下载 218K]
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  • 秸秆覆盖对东北黑土区坡耕地产流产沙及氮磷流失的阻控

    李飞;韩兴;马秀兰;王玉军;宋天琪;王永永;

    为揭示秸秆覆盖对东北黑土区坡耕地产流产沙及氮磷流失的阻控,通过田间试验,探讨秸秆覆盖模式下,玉米生育期对不同坡度试验小区径流、泥沙和氮磷流失的阻控效果。结果表明:随着耕地坡度的增加,地表径流量、土壤及氮磷流失量逐渐增加。玉米种植条件下,地表径流量与降雨量呈正相关,土壤流失量与降雨量不相关。秸秆覆盖模式对土壤流失的阻控效果均为随坡度的降低,阻控率增加,秸秆覆盖对地表径流和土壤流失阻控率均超过90%。土壤中氮素流失以溶解态氮为主,溶解态氮占总氮的60%以上;磷素流失以颗粒态磷为主,颗粒态磷占总磷的80%以上。秸秆覆盖对土壤中总氮、总磷阻控率均超过85%,对于控制水土流失和降低面源污染风险具有积极意义。

    2020年04期 v.34;No.169 37-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 172K]
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  • 不同坡度下掺沙对黑土坡面径流侵蚀特征的影响

    牟廷森;沈海鸥;李洪丽;贺云锋;

    黑土区野外考察发现,当地农民通过土壤掺沙的方法改良土壤质地,以提高作物产量。鉴于此,基于人工模拟降雨试验,探究东北典型坡度(3°,5°和7°)条件下掺沙比例(0,10%,20%和30%)对黑土坡面径流侵蚀特征的影响,以期为东北农业生产和土壤侵蚀防治提供科学依据。结果表明:掺沙比例对坡面径流特征的影响较坡度更加明显;随着坡度的增加,掺沙比例对径流特征的影响增大。随着掺沙比例的增加,平均径流流速从5.2~5.3 cm/s减小到2.7~3.4 cm/s,产流率和径流量逐渐减小,掺沙30%时达到最小值。产沙率随掺沙比例和坡度的增大呈先增加再减小的变化。侵蚀量随掺沙比例增大变化显著,呈先增加后减小的变化,在掺沙10%和20%时较大。可见,土壤掺沙(<20%)在减小坡面径流量的同时,亦能增加坡面土壤侵蚀量。从水土保持角度分析,掺沙处理不利于防治黑土坡面土壤流失,但是综合考虑其生态经济效益,适度掺沙能够作为一种黑土区坡耕地农业技术措施。

    2020年04期 v.34;No.169 43-47+55页 [查看摘要][在线阅读][下载 169K]
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  • 喀斯特山区不同生态恢复下石灰土钙形态特征

    陈青松;舒英格;周鹏鹏;陈忠柳;

    以喀斯特高原峡谷区典型石灰土草地、退耕还草、林草间作等不同生态恢复模式为研究对象,分层采集整个剖面土壤,采用改进的BCR提取方法,通过冗余分析(RDA)等方法分析不同生态恢复模式下土壤钙的形态特征及其影响因素。研究表明:在不同生态恢复状态下,林草间作地土壤全钙、水溶态钙和酸溶态钙质量分数最高,草地土壤交换态钙质量分数最高;有机态钙含量在不同生态恢复模式土壤中没有显著差异;钙形态占全钙比均存在交换态>酸溶态>有机态>水溶态含量的顺序。在垂直方向,耕地和退耕还草地土壤全钙及有效钙、酸溶态钙含量表现为表层<底层,而林草间作地和草地则为表层>底层;有机态钙含量在剖面上变化波动不大,平均值为0.33 g/kg;有效态钙及酸溶态钙在不同生态恢复下均具有空间差异性和表聚性,且与土壤pH、有机质、CEC、全氮、速效氮等土壤基本理化性质呈极显著正相关关系,通过冗余分析得出,土壤CEC、氮素和pH为影响钙素形态分布的主要因素。研究结果有助于深刻认识喀斯特山区土壤钙迁移转化规律,为喀斯特生态脆弱区生态环境恢复重建和水土保持等方面提供科学依据和理论指导。

    2020年04期 v.34;No.169 48-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 216K]
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  • 降雨类型与坡度对棕壤垄沟系统产流产沙的影响

    徐相忠;刘前进;张含玉;

    为深入理解棕壤垄作坡耕地的土壤侵蚀机理,利用1.60 m×0.53 m的试验土槽,设计2个降雨类型,即增强型(70~70~100~100 mm/h)和减弱型(100~100~70~70 mm/h),以及2个坡度(9°和18°)的人工模拟降雨试验。每个雨型分2个阶段(阶段I、阶段II),每个阶段进行相同雨强的2个场次降雨,每个场次降雨历时20 min。结果表明:(1)雨强对径流量呈显著影响(P<0.05),100 mm/h雨强下的径流量>70 mm/h时的径流量。在减弱型雨型下,坡度对径流量影响显著(P<0.05),而增强型雨型下在不同阶段坡度对径流量的影响不同。(2)雨强对产沙量的影响显著(P<0.05),在阶段Ⅰ降雨中,100 mm/h雨强下9°和18°坡面的平均每分钟产沙量分别为70 mm/h雨强下的23.98,9.07倍。在70 mm/h雨强下,坡度对产沙量的影响显著(P<0.05),而100 mm/h雨强下不同阶段坡度对径流量的影响具有差异性。(3)100 mm/h雨强在不同雨型中出现的时序对产沙量影响不显著(P>0.05);在70 mm/h雨强下,产沙量整体较小,基本在15 g/min以下。同一雨强在不同雨型中的时序对径流量均存在显著影响(P<0.05)。(4)总径流量从大到小依次为:9°减弱型>18°减弱型>9°增强型>18°增强型;总产沙量从大到小依次为:18°增强型>18°减弱型>9°减弱型>9°增强型。不同雨型下,雨强发生改变后,累计径流量和累计产沙量增加速率和雨强的改变具有一致性。

    2020年04期 v.34;No.169 56-62+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]
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  • 肥液浓度对土壤水力特性参数的影响

    张文平;聂卫波;马敬东;马孝义;

    为了研究不同肥液(尿素)浓度对土壤水力特性参数的影响,选取陕西省杨凌区一级阶地的砂壤土和三级阶地黏壤土为供试土壤进行一维垂直入渗试验,采用数值反演方法估算了不同肥液浓度条件下的土壤水力特性参数,并量化分析了土壤水力特性参数变化对累积入渗量的影响,最终建立了考虑肥液浓度变化的土壤水力特性参数估算式。结果表明,土壤饱和含水率θ_s、形状系数n、饱和导水率K_s均随肥液浓度的增大而逐渐增大,而进气值吸力的倒数α随肥液浓度的增大呈减小趋势;土壤水力特性参数对累积入渗量的敏感性关系为n>θ_s>K_s>α,其中α对累积入渗量的影响<10%;本试验条件下,θ_s、n与K_s与肥液浓度呈指数函数关系,利用估算结果模拟了一维垂直入渗过程中的累积入渗量和剖面含水率,并与实测值进行了比较,两者具有良好的一致性,说明所建考虑肥液浓度变化的土壤水力特性参数估算式是可靠的,研究结果可为农田水肥管理提供理论依据。

    2020年04期 v.34;No.169 63-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 231K]
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  • 典型山地丘陵区农业小流域氮素迁移特征

    李红;王晓艺;刘雅倩;马菁;王勇;

    为探讨山地丘陵区农业小流域氮素迁移特征,对典型山地丘陵区农业小流域降雨—径流事件、水体氮素形态与浓度、时间变异特征及其迁移通量进行了全年观测研究。结果表明:(1)小流域水体氮素浓度存在显著季节变异特征,全年总氮(TN)平均浓度为2.14 mg/L,硝态氮(NO_3~-—N)平均浓度为0.77 mg/L,铵态氮(NH_4~+—N)平均浓度为0.25 mg/L,溶解性有机氮(DON)平均浓度为0.51 mg/L,其中NO_3~-—N是氮素迁移的主要形态;(2)小流域春季(3—5月)对全年氮素迁移通量贡献最高(43.56%),而秋季(9—11月)贡献率最低(3.70%);(3)降雨—径流事件和施肥等农事活动是小流域氮素迁移及其通量的重要驱动因子。

    2020年04期 v.34;No.169 72-77+84页 [查看摘要][在线阅读][下载 535K]
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  • 毛乌素沙地地膜—地布覆盖下土壤水势动态

    任涛;贾志峰;王智;钟哲;

    在毛乌素沙地东南缘风沙滩区进行为期1年的野外连续定位观测试验,设置3组覆垄沟渗处理,即地膜加防草地布覆垄(MB)、防草地布覆垄(DB)和无覆垄空白对照(CK)。利用MPS-6水势温度传感器监测沟表下5,15,30 cm深度30 min间隔的土壤水势和土壤温度。结果表明:(1)3组处理的土壤水势日变化均呈现余弦曲线变化特征,在5 cm土层处土壤水势日变幅较大,土壤水势值为-600~-120 kPa,呈MB>CK>DB;在15 cm土层处,土壤水势较高且变幅较小,变化在-180~-90 kPa,呈DB>CK>MB;在30 cm土层处,土壤水势保持基本稳定,MB与DB处理的水势较高,稳定在-100 kPa左右,CK较低,稳定在-285 kPa左右;(2)土壤水势年内变化存在2个低谷,主要发生在土壤水处于冻结状态的冬季和蒸发强烈的夏季;3组处理土壤水势年均值表现为:5 cm处,MB>CK>DB;15 cm处,DB>CK>MB;30 cm处,MB=DB>CK,主要原因是覆盖条件下,白天土壤积温较高,夜间向上的温度梯度大,15 cm处土壤水分上移速度较快,地表膜布下积水,无膜布则蒸发,故表现为地表以下5 cm处MB水势较大,15 cm处水势较小;同时,MB条件下降雨入渗量最大,表层水分大;30 cm处MB和DB条件下,水势近似相同,但都大于裸地,主要原因是该地区降雨量较小,大部分降雨在无覆盖条件下不能下渗至30 cm处;(3)3组处理在0—30 cm土层,冻融期土壤水势受大气相对湿度及风速影响较大,非冻融期土壤水势受风速影响最大,其次是大气温度与相对湿度。试验表明5 cm土层MB保湿效果更好,而15 cm土层DB的保湿效果更好,30 cm土层MB和DB条件下水势接近,此结果可为沙漠地区固沙和植被恢复提供参考。

    2020年04期 v.34;No.169 78-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 465K]
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  • 马尾松林地不同枯落物覆盖下土壤入渗特征

    朱方方;程金花;郑雪慧;姚成慧;

    采用室内人工降雨模拟试验,在径流小区尺度上观测坡面产流过程,并用WatchDog1400土壤水分自动监测站观测土壤体积含水率变化过程,研究枯落物覆盖下坡面水分入渗特征。结果表明:(1)土壤入渗滞后时间随着枯落物覆盖量的增加而增大,在坡度上体现为10°>5°;(2)土壤入渗率随雨强、枯落物覆盖量增加而增大,随坡度增大而减小;土壤储水量随覆盖量增加先增大后减小,在雨强方面体现为120 mm/h>60 mm/h;(3)逐步回归结果表明,土壤入渗滞后时间、入渗率和储水量与枯落物覆盖量呈线性关系,滞后时间、入渗率与枯落物覆盖量呈一次函数正相关关系,储水量与覆盖量呈二次函数关系。研究结果可为低效林枯落物水源涵养功能研究提供依据。

    2020年04期 v.34;No.169 85-90+97页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K]
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  • 近55年来渭河流域输沙变化及驱动因子分析

    白云鹏;赵广举;张丽梅;穆兴民;高鹏;孙文义;

    根据渭河流域水文站点分布特征,将流域划分为15个子流域,结合1961—2015年输沙资料和气象站日降雨量资料,采用Mann—Kendall检验、双累积曲线、相关性分析及偏最小二乘回归等方法,定量分析渭河流域输沙时空变化特征及其主控因子。结果表明:渭河流域1961—2015年输沙量呈显著减少趋势,渭河干流咸阳站、北洛河状头站和泾河张家山站年输沙量分别以0.039 0,0.017 4,0.041 4亿t/a的速率减少。15个水文站中,北洛河的张村驿站年输沙量呈显著增加趋势(P<0.05),洪德、雨落坪和庆阳站呈不显著减小趋势,其余各站的输沙均显著减小(P<0.05)。主要通过对输沙驱动因子和渭河流域输沙模数2个方面进行纵横方向上的综合分析对比,最终得到的相关数据结果表现出渭河输沙变化与降雨集中度指数、植被覆盖指数、草地面积比例、最小高程、平均坡度等因子具有良好的相关关系(R~2>0.7)。

    2020年04期 v.34;No.169 91-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1674K]
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  • 小麦秸秆长度、覆盖量对坡面产流产沙的影响

    曾建辉;李占斌;马波;王杉杉;张泽宇;王阳修;

    为定量研究小麦秸秆覆盖对坡面产沙产流过程及减水减沙效益的影响,采用室内人工模拟降雨试验,研究在降雨强度为90 mm/h时,不同秸秆长度和秸秆覆盖量下的坡面产流产沙特征和产流产沙过程规律,结果表明:(1)在相同秸秆长度下,随秸秆覆盖量增加,产流量产沙量极显著减少(p<0.01)。相同覆盖量水平下随秸秆长度增加,产流量显著增加(p<0.05),在4.5 t/hm~2覆盖量下产沙量极显著增加(p<0.01)。(2)秸秆覆盖坡面的初始产流时间较裸露坡面延迟6.23倍,产流量平均下降19.5%,产沙量下降31.6%。覆盖措施通过保护土壤的结构有效抑制了细沟侵蚀过程向切沟侵蚀发展。产流产沙过程受秸秆长度和覆盖量的交互作用影响,交互效应对产流过程的影响更突出。(3)随覆盖量增加,减水减沙效益极显著增加(p<0.01);随长度增加,减水减沙效益分别减少为17.26%,27.97%。不同覆盖条件下的坡面产流量、产沙量和减水、减沙效益均与秸秆长度、秸秆覆盖量呈二元线性关系。(4)在当前试验条件下,当秸秆长度为3~5 cm,覆盖量为4.5 t/hm~2时达到最优减水减沙效益。

    2020年04期 v.34;No.169 98-103+111页 [查看摘要][在线阅读][下载 317K]
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  • 多因素耦合作用下黄土植被坡面水沙养分流失模拟

    高爽;吴磊;迟宇博;李蕊;

    采用人工模拟降雨试验研究不同雨强(60,90,120 mm/h)、不同坡度(10°,15°,20°)、不同生物炭含量(0,3%,6%)等多因素耦合作用下黄土植被坡面水沙及养分流失规律。结果表明:(1)水沙及PO_4~(3-)—P的流失随着雨强的增大而增大,NO_3~-—N随雨强的增大呈先上升后下降的趋势,径流及氮磷与坡度的规律性不明显,雨强坡度与k值(产沙速率系数)变化率的线性关系中,雨强的影响较大。(2)产流产沙过程相似,均随降雨历时先上升后趋于平稳,NO_3~-—N与降雨历时呈幂函数关系,PO_4~(3-)—P在流失过程中最大浓度与最小浓度比为1~2,且在侵蚀产沙及NO_3~-—N的流失过程中,雨强与生物炭相关性极显著。(3)生物炭含量≥3%会增加侵蚀产沙及PO_4~(3-)—P的流失,雨强为60,90 mm/h时,NO_3~-—N流失量随生物炭的增多呈先减小后增大的趋势,雨强为120 mm/h时,NO_3~-—N流失量随生物炭添加量的增大呈上升趋势。研究结果可以为黄土丘陵沟壑区水土资源管理提供科学的指导。

    2020年04期 v.34;No.169 104-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K]
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  • 定西于家山黄土洞穴的分布特征与侵蚀临界研究

    郑炜珊;耿豪鹏;顾国强;潘保田;

    黄土洞穴与滑坡、沟蚀等侵蚀过程联系紧密并加剧了黄土高原的水土流失程度,但目前黄土洞穴发育的分布特征与侵蚀临界暂未明晰。利用无人机获得了研究区高分辨率影像与数字表面模型,基于影像标识了黄土洞穴并统计了其土地利用类型与洞穴直径,利用标识点在数字表面模型上提取了黄土洞穴的坡度、坡向、曲率和汇水面积等地形数据并分析了黄土洞穴的分布特征。结果表明,黄土洞穴直径大多<4 m。黄土洞穴在耕地上发育较少,多发育于牧草地区域流水汇聚的凹形坡,且在阴坡更为发育。同时,黄土洞穴坡度正切值范围集中于0.4~1.0,汇水面积一般不超过3 000 m~2。依托统计的坡度正切值与汇水面积数据绘制了黄土洞穴的侵蚀临界图并对比了黄土洞穴与浅沟、切沟的侵蚀临界。黄土洞穴的侵蚀临界边界分别为SA~(0.150)=0.368与SA~(0.135)=7.580,分布较广且覆盖了浅沟与切沟的侵蚀临界。浅沟、切沟的演化与黄土洞穴的发育有关,黄土洞穴通过连通与坍塌促进了浅沟、切沟的发育、转换与扩展,并因此加剧了黄土高原的水土流失。研究量化了黄土洞穴发育的分布特征,建立了黄土洞穴与浅沟、切沟的联系并深化了对黄土洞穴侵蚀过程的认识。

    2020年04期 v.34;No.169 112-117+123页 [查看摘要][在线阅读][下载 845K]
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  • 喀斯特地区块石出露坡面入渗特征

    朱彤;张科利;马芊红;张思琪;

    为探明喀斯特地区不同块石出露坡面土壤入渗对降雨的响应特征,通过野外人工模拟降雨试验,研究喀斯特坡面4种块石出露条件和5种雨强对入渗的影响。结果表明:(1)在雨强一定的情况下,除在雨强为30 mm/h时块石裸露率的大小对坡面入渗无明显影响,在其余较大雨强下,块石裸露率为5.4%对入渗影响较小,块石裸露率为13.1%抑制入渗,块石裸露率为42.9%促进入渗,在降雨前期,块石的存在对入渗均有促进作用。(2)在块石裸露率及降雨量一定的情况下,随着雨强的增大,坡面的入渗量呈明显下降趋势,而平均入渗速率整体呈现先增大后减小随后又增大的趋势;在降雨前期,随着雨强的增加,入渗量呈先减少后增加的波动性变化,前期入渗率随着雨强的增大而增加,拐点均出现在雨强为90 mm/h。(3)在对入渗过程进行模拟后发现,方正三公式在有块石出露坡面上的的拟合效果比Kostiakov公式的拟合效果更好。

    2020年04期 v.34;No.169 118-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 348K]
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  • 人为侵入体对城市绿地土壤水分入渗特征的影响

    方政;杜建会;张思毅;王晓瑜;耿嘉灵;颜瑞;林志斌;

    在快速城市化过程中,人为侵入体大量混入绿地,改变了土壤的三相组成及孔隙特征,但其对城市绿地土壤的入渗影响仍不清楚。基于一维垂直土柱入渗模拟,以典型人为侵入体砖块和混凝土碎块为例,研究其对城市绿地土壤水分入渗的影响特征。结果表明:(1)人为侵入体的混入均会抑制城市绿地土壤水分下渗,导致其稳定入渗速率降低,累积入渗量、湿润锋距离和土壤体积含水量减小,深层土壤水分变化滞后。同一配比下,以混凝土碎块对土壤水分入渗的抑制作用更为明显(P<0.1);(2)随着人为侵入体配比从10%增加到20%,土壤稳定入渗率、累积入渗量、湿润锋距离和土壤体积含水量仍持续减小或略有增加,但差异均不显著(P>0.1),其对土壤水分下渗的抑制作用渐趋减弱。(3)不同类型人为侵入体及配比下,城市绿地土壤水分的入渗量随时间变化更加符合Kostiakov模型。研究结果可为未来海绵城市的高效建设提供科学依据。

    2020年04期 v.34;No.169 124-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 440K]
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  • 秸秆覆盖对农田土壤风蚀及细颗粒物释放的影响

    邱云霄;黎燕武;余新晓;贾国栋;孙乐乐;王渝淞;

    为了确定保护性耕作措施对北京周边农田土壤风蚀及颗粒物释放的影响,通过风洞模拟试验,对比不同风速和不同覆盖度下农田土壤风蚀速率及TSP、PM_(10)、PM_(2.5)、PM_1的释放差异,并分析了4种细颗粒物在风蚀物中的占比。结果表明:(1)当风速<12 m/s时,秸秆覆盖度达到20%能显著降低风蚀速率,当风速>16 m/s时,秸秆覆盖度需达到40%才能达到理想的防风蚀效果。(2)TSP、PM_(10)、PM_(2.5)、PM_1 4种细颗粒物的释放量与风速呈正指数函数关系,与覆盖度呈负指数函数关系;随风速的增加,4种细颗粒物的释放能力为A>B1>B2>B3>B4>B5,当覆盖度<10%或>60%时,细颗粒物的释放量随风速增大差异逐渐减小;覆盖度达60%以上时,细颗粒物的释放量基本达到稳定值。(3)TSP、PM_(10)、PM_(2.5)、PM_1 4种细颗粒物在风蚀物中的占比随风速的增加而降低,当覆盖度>60%时占比接近稳定。

    2020年04期 v.34;No.169 131-136+144页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K]
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  • 砒砂岩区主要造林树种枯落物持水性能及土壤物理性质

    吴晓光;刘龙;张宏飞;孙林;闫旭东;董晓宇;姚云峰;

    为揭示砒砂岩区主要造林树种枯落物持水性能及林下土壤物理性质变化特征,以位于黄土高原北部准格尔旗砒砂岩区6种林分类型为研究对象,运用浸泡法和烘干法,对林下枯落物、土壤(0—50 cm)的持水性能及物理性质进行研究。结果表明:(1)砒砂岩区6种林分类型林下枯落物厚度范围为0.73~2.77 cm,总蓄积量范围为1.47~7.93 t/hm~2。枯落物层厚度、总蓄积量大小依次为油松、侧柏、沙棘、柠条锦鸡儿、山杏和撂荒地。枯落物未分解层厚度及其蓄积量均明显大于半分解层。(2)林下枯落物最大持水率范围为149.48%~267.32%,枯落物最大持水率与有效拦蓄量大小顺序一致,为撂荒地<柠条锦鸡儿<沙棘<山杏<侧柏<油松;枯落物最大持水量和有效拦蓄量均呈现出未分解层高于半分解层。(3)林下枯落物层在浸泡0.5 h吸水速率最快,浸泡1 h持水量增加迅速,浸泡8 h吸水速率和持水量增量趋近于0。(4)林下土壤容重低于撂荒地;总孔隙度范围为44.36%~32.57%,最大持水量范围为8.89~17.43 mm,均呈现油松林下最大,山杏林下最小。(5)林下枯落物蓄积量与土壤容重呈负相关关系,与土壤孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度分别呈正相关关系。油松林、侧柏林地具有显著的保持水土能力。研究成果为开展砒砂岩区水土流失综合整治和生态修复提供了参考依据。

    2020年04期 v.34;No.169 137-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 217K]
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  • 植被空间配置对凸型坡侵蚀及泥沙颗粒分选的影响

    苏远逸;李鹏;任宗萍;李聪;杨殊桐;张建文;刘展;

    针对黄土高原水土流失严重的问题,结合该地区缺水的现状,在有限的植被措施条件下,以凸型坡为研究对象,将草带布设在上坡面5种不同位置,利用室内放水冲刷试验对不同植被空间配置下坡面侵蚀过程和泥沙颗粒分选特征进行了研究,阐明了植被能够有效发挥水土保持功效的作用,并初步提出在低植被覆盖度下植被发挥水土保持功效的最优植被空间配置。结果表明:(1)不同植被空间配置的产流强度Cv值为10.26%~15.50%,产流强度的波动程度较小,其中配置A的产流强度与配置B和配置F的产流强度表现为显著性差异(p<0.05),不同植被空间配置的产沙强度Cv值均在26.00%以上,配置A的产沙强度与其他配置的产沙强度均表现为显著性差异(p<0.05),在坡面布设草带对产沙过程的影响大于对产流过程的影响;(2)在凸型坡的上坡面种植植被后,总产流产沙量与裸坡(配置A)相比均有不同程度的降低,其中配置F的减水效益达到19.65%,配置B的减沙效益高达70%以上;(3)不同植被空间配置下泥沙颗粒平均重量直径(MWD)的平均值表现为配置A>配置F>配置D>配置E>配置C>本底物>配置B,MWD的平均值随着产流时间的延长逐渐稳定并接近于本底物,在有植被覆盖坡面的水力侵蚀条件下,侵蚀颗粒以细颗粒为主,粉粒含量较高,砂粒含量相对较小,并且植被布设位置距离坡顶越远更容易侵蚀0.002~0.05 mm的粉粒。研究结果有助于加深植被空间配置对坡面侵蚀产沙作用机理的理解。

    2020年04期 v.34;No.169 145-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 501K]
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  • 透气隔水埋体对土壤水分入渗与溶质运移的影响

    刘阳;王全九;缑丽娜;张继红;韦开;

    为分析透气隔水(弱透水)埋体促进水分入渗与溶质运移功效,开展了不同容重(1.40,1.45,1.50,1.60 g/cm~3)透气隔水(弱透水)埋体的一维垂直土柱入渗试验,分析了不同容重的透气隔水(弱透水)埋体对土壤水分入渗与溶质分布的影响。结果表明,透气隔水(弱透水)埋体能够增加土壤累积入渗量,推动湿润锋运移,在一定范围内,随着透气隔水(弱透水)埋体容重增加,湿润锋推进速度与土壤入渗率均增加。600 min时,土壤累积入渗量相对增加7.42%~29.17%,湿润锋深度达到27 cm,入渗时间相对减少26.97%~64.27%。相比于对照组,不同容重的透气隔水(弱透水)埋体均能降低溶质向深层土壤迁移数量。Philip模型和代数模型均能描述透气隔水(弱透水)埋体土壤水分入渗过程,且Philip模型中吸渗率S和代数模型中综合形状系数α均与透气隔水(弱透水)埋体内外容重比呈正相关关系。研究结果表明透气隔水(弱透水)埋体能够通过改变上层土壤吸力分布提高水分入渗能力与溶质传输效率,实现对城市雨水径流调控和净化。

    2020年04期 v.34;No.169 152-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 292K]
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  • 江西退化红壤区3种森林恢复模式的枯落物和土壤表层水文功能研究

    温林生;邓文平;彭云;白天军;郑希玲;丁翊东;刘苑秋;

    为探讨退化红壤区植被恢复对枯落物层及土壤层的水源涵养功能影响,进一步揭示退化生态系统植被恢复的功能效应,采用室内浸水法和环刀法分别测定了3种恢复模式(木荷纯林、马尾松纯林、马尾松间伐补木荷林)的枯落物层与0—20 cm土层的持水能力。结果表明:(1)马尾松纯林的枯落物层蓄积量最大(7.91 t/hm~2),持水能力最强(15.39 t/hm~2),但持水率不如木荷纯林(246.69%)。(2)马尾松纯林的枯落物层有效拦蓄量和最大拦蓄量均为最大(7.75,10.02 t/hm~2),木荷纯林的最小(3.83,5.36 t/hm~2)。(3)3种恢复模式的枯落物层持水量随浸水时间的变化均遵循对数函数Q=aln(t)+b,R~2>0.90,枯落物持水速率随浸水时间变化均符合幂函数:V=at~b,R~2>0.95,拟合效果均较好。(4)马尾松间伐补木荷林、马尾松纯林、木荷纯林0—20 cm土层的水分最大滞留量分别为10.49,9.83,8.28 mm;木荷纯林土壤最大吸持贮水量(38.39 mm)高于马尾松间伐补木荷林(31.13 mm)和马尾松纯林(30.35 mm)。从枯落物最大持水量、有效拦蓄量及土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度多个因素的计算综合推断可知,3种恢复模式中马尾松纯林的枯落物和土壤表层的水源涵养能力最佳,马尾松间伐补木荷林次之,木荷纯林第三。在水土流失较为严重的退化红壤区,种植合适密度的马尾松林,可以通过地表枯落物层有效减缓水土流失。

    2020年04期 v.34;No.169 158-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 155K]
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  • 土壤管理措施对紫色土坡耕地侵蚀耕层质量的影响

    叶青;史东梅;曾小英;司承静;江娜;张健乐;

    紫色土坡耕地是我国西南地区重要的耕地类型,为了探讨土壤管理措施对紫色土坡耕地侵蚀耕层质量的影响,以紫色土坡耕地耕层土壤为研究对象,采用铲土侵蚀模拟试验小区,建立不同侵蚀程度(侵蚀年限)的坡耕地定位试验,以不施肥为对照(CK),设置了化肥管理措施(F)、生物炭+化肥管理措施(B+F),对比分析土壤管理措施对土壤理化性质及力学性能影响,采用土壤质量指数法分析紫色土坡耕地侵蚀耕层质量变化特征。对3种土壤管理条件下坡耕地耕层质量及恢复作用进行评价。结果表明:(1)土壤管理措施对紫色土坡耕地侵蚀耕层土壤理化性质影响差异显著。F管理措施不能改善土壤结构,但能提高土壤养分,B+F管理措施耕层土壤容重最小,土壤总孔隙、毛管孔隙及饱和含水量增加,有机质含量最高,为12.45 g/kg,土壤养分状况最好。(2)F和B+F 2种管理措施均能提高0—10 cm土层抗剪强度,使得表层土壤抵抗剪切破坏能力增强,有利于水土流失调控,2种管理措施下土壤贯入阻力下降,能有效促进作物根系生长发育。(3)2种管理措施对紫色土坡耕地耕层土壤质量均有恢复作用,土壤质量指数依次为B+F(0.686)、F(0.625)、CK(0.595),B+F管理措施土壤质量较对照CK(0.595)提升15.3%,较F(0.625)提升9.8%,B+F管理措施对坡耕地侵蚀耕层土壤质量恢复效果最好,能有效提高紫色土坡耕地侵蚀耕层作物产量。B+F管理措施能有效改善土壤结构,增加土壤养分含量,更适合紫色坡耕地侵蚀耕层质量恢复及土壤侵蚀防治,研究结果可为紫色土坡耕地侵蚀性耕层质量恢复提供适宜管理措施,对紫色土坡耕地持续利用具有重要意义。

    2020年04期 v.34;No.169 164-170+177页 [查看摘要][在线阅读][下载 225K]
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  • 有机无机肥配施锌肥和石灰对双季稻产量及土壤养分特性的影响

    马国柱;屠乃美;方畅宇;易镇邪;杨晶;谭志新;黎鹏;董一漩;

    在南方典型双季稻种植区,通过2年试验综合评价在有机无机肥配施基础上施用锌肥和石灰对双季稻产量与土壤养分特性的影响,以期提出培肥土壤和提高水稻产量的理想施肥模式。设置有机肥+无机肥(T1)、锌+有机肥+无机肥(T2)、石灰+有机肥+无机肥(T3)、锌+石灰+有机肥+无机肥(T4)4个处理,测定了土壤有效锌、碱解氮、有效锌含量和pH,分析了水稻产量和土壤综合肥力。结果表明:(1)相比T1处理,T2处理显著提高了早晚稻千粒重和结实率,显著增产8.7%,而T3处理不利于水稻稳产,显著降低了千粒重,并在第2年减产(5.6%)显著;T4处理表现出来的产量规律与T3处理类似,均于第2年表现减产。(2)施用锌肥、石灰均有利于提高土壤有效磷和碱解氮含量,石灰显著提高土壤pH,但T3、T4处理土壤有效锌含量显著下降,较T1处理分别下降39.0%和31.9%,而连年施用锌肥有利于有效锌的提高,T2较T1处理土壤有效锌含量提高22.2%。(3)土壤综合肥力表现为T2>T4>T1>T3,施用锌肥相比石灰更有利于提高土壤肥力。综上所述,施用锌肥能显著提高土壤速效养分含量,增产显著,而连年施用石灰显著降低了土壤中有效锌含量。因此,在缺锌土壤中需慎施石灰,而长期施用石灰的土壤,应追施锌肥。综合土壤养分含量和水稻产量评价,有机+无机+锌肥的施肥模式为理想施肥模式。

    2020年04期 v.34;No.169 171-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 188K]
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  • 锡林河流域水文干旱演变特征及影响因素分析

    张璐;朱仲元;王慧敏;王飞;

    利用1982—2018年锡林浩特气象站和水文站的降水、气温、径流等数据,通过计算气象水文干旱指数,并采用交叉小波分析、累积距平、游程理论等方法探究锡林河流域水文干旱演变特征及主导因素。结果表明:1982—2016年,锡林河流域降水量与潜在蒸散发量呈逐年增加的趋势,而径流深则呈现逐年减小的趋势;锡林河流域上游区域夏季和冬季的旱情等级较高,自2000年以来,甚至出现夏季与冬季连旱的情况,故高温和低温均是可能引发锡林河流域干旱的重要原因;交叉小波分析发现,气象干旱与水文干旱的滞后关系会有所改变,不是所有区域都表现出水文干旱滞后于气象干旱;人类活动和气候变化在1990—1998年、1999—2016年对出现水文干旱的影响程度分别为67.7%,55.6%和32.3%,44.4%,呈逐年减小的趋势。

    2020年04期 v.34;No.169 178-184+192页 [查看摘要][在线阅读][下载 631K]
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  • 水分调节剂DY-ET100对番茄产量、品质及水氮在土壤中扩散的影响

    李风珍;张小梅;梁斌;杜志勇;李俊良;

    为解决水分在土壤中横向扩散范围小和硝态氮淋溶等问题,以水分调节剂DY-ET100为供试材料,以清水、渴以友为对照,研究和对比了水分调节剂DY-ET100的添加对水分在不同土壤中的扩散情况及对硝态氮淋溶和番茄产量及品质的影响。结果表明,在掺沙和未掺沙黏土中添加水分调节剂DY-ET100较清水处理番茄果实中VC含量分别显著提高12.50%和20.51%;添加DY-ET100的处理使距滴头0~30 cm范围内的水分在土壤中分布更加均匀,滴灌时水分扩散半径较清水和渴以友分别增加22.53%和12.33%;在掺沙和未掺沙黏土中较清水处理硝态氮累积量增加41.21%和18.83%;同时减少硝态氮的淋溶损失量,在掺沙和未掺沙黏土较清水处理硝态氮淋溶损失降低7.53%和8.07%。研究为水分调节剂的使用推广提供了数据支撑。

    2020年04期 v.34;No.169 185-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 3027K]
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  • 调亏灌溉对膜下滴灌菘蓝生长发育和产量的影响

    周晨莉;张恒嘉;巴玉春;李福强;王璐;

    2019年在河西绿洲冷凉灌区民乐县益民灌溉试验站进行了调亏灌溉对膜下滴灌菘蓝生长动态、产量和水分利用效率影响的大田试验研究。在苗期充分供水条件下,以全生育期充分供水(75%~85%的田间持水量)为对照,在营养生长期进行轻度、中度和重度水分调亏,在肉质根生长期进行轻度和中度水分调亏,在肉质根成熟期进行轻度水分调亏,分别测定了水分调亏菘蓝农艺性状的阶段性改变、干物质积累和分配、产量及水分利用效率。结果表明,在营养生长期和肉质根生长期对菘蓝进行中度和重度水分调亏、成熟期进行轻度水分调亏均会显著降低其株高、主根长、主根直径和叶面积指数(P<0.05),而营养生长期和肉质根生长期对菘蓝进行轻度调亏其株高、主根长、主根直径和叶面积指数与对照处理间无显著差异(P>0.05)。营养生长期以及肉质根生长期进行中度水分调亏和重度水分调亏会降低菘蓝干物质积累量,降幅为3.11%~15.67%,而轻度水分调亏则不会显著影响其干物质积累量。WT1和WT4处理的经济产量与对照无显著差异,其值分别为8 554.18,8 398.70 kg/hm~2,其他各处理均导致菘蓝经济产量降低,降幅为6.89%~18.33%,WT4处理的水分利用效率和灌溉水利用效率最高,比对照提高7.91%和7.39%。因此,在营养生长期—肉质根生长期施加连续轻度水分调亏,其他生育期充分供水是实现河西绿洲冷凉灌区菘蓝节水高产高效灌溉制度。

    2020年04期 v.34;No.169 193-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 338K]
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  • 膜下滴灌调亏在提升河西绿洲洋葱产量及品质的应用

    邓浩亮;张恒嘉;肖让;张永玲;李福强;俞海英;吴克倩;王玉才;周宏;李煊;

    为探究膜下滴灌调亏对河西绿洲洋葱品质和产量的影响,以"红宝903"洋葱为试验材料,采用不同生育期和不同梯度调亏灌溉方式二因素随机区组试验设计,共9个处理。在每个生育期测定洋葱光合参数,收获后测定洋葱产量及品质。结果表明:(1)发叶和鳞茎膨大期水分亏缺显著降低了洋葱叶片净光合速率、蒸腾速率和胞间CO_2浓度,且降幅随水分亏缺程度加大而增大。(2)水分亏缺造成洋葱产量不同幅度降低,调亏处理中成熟期轻度水分亏缺产量最高(47 940 kg/hm~2),其次为苗期轻度水分亏缺(46 521 kg/hm~2),分别较充分灌溉降低5.93%和8.71%(P>0.05)。(3)苗期轻度水分亏缺灌溉水利用效率最高(58.84 kg/m~3),成熟期轻度水分亏缺次之(52.60 kg/m~3),分别较充分灌溉显著提高36.14%和21.70%(P<0.05)。(4)苗期轻度水分调亏处理的洋葱综合品质最佳,其紧实度、洋葱油、可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C和丙酮酸含量较生育期充分灌溉提高3.06%,2.50%,10.40%,17.57%,4.35%和6.06%。因此,综合考虑产量、水分生产效率、产值及果实品质等指标,通过运用主成分分析法进行综合评价,表明洋葱最佳水分调控处理为苗期轻度水分胁迫,即在苗期保持土壤相对含水率70%~75%、其余生育期土壤相对含水率为80%~85%。该研究可为实现河西走廊绿洲灌区洋葱高效节水栽培和产业化发展提供理论与技术参考。

    2020年04期 v.34;No.169 201-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 258K]
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  • 河西绿洲膜下滴灌调亏对食用向日葵耗水特征、光合特性及品质的影响

    王璐;张恒嘉;巴玉春;李福强;周晨莉;王泽义;张德仲;

    于2019年在张掖市益民灌溉试验站进行食用向日葵膜下滴灌调亏大田试验,探究在现蕾期、开花期和灌浆期充分灌溉条件下,苗期轻度—成熟期(轻度、中度)水分调亏、苗期中度—成熟期(轻度、中度)水分调亏、苗期重度—成熟期(轻度、中度)水分调亏处理分别对食用向日葵耗水、光合特性、品质及产量的影响,为河西绿洲冷凉灌区优质高产高效种植食用向日葵提供理论依据。结果表明:(1)苗期和成熟期食用向日葵的阶段耗水量、耗水模数、日耗水强度均随水分调亏程度增加而降低,与充分灌溉相比,苗期水分调亏处理阶段耗水量、耗水模数、日耗水强度降幅分别为10.10%~46.08%,7.57%~34.58%,10.68%~46.60%,成熟期水分调亏处理阶段耗水量、耗水模数、日耗水强度降幅分别为5.50%~30.29%,2.93%~16.72%,5.56%~30.34%,苗期重度水分调亏经后期复水补偿作用有限;(2)苗期重度和成熟期中度水分调亏显著降低食用向日葵叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率(P<0.05),与充分灌溉相比,苗期重度水分调亏的降幅分别为40.30%~45.98%,43.99%~47.37%,38.20%~42.10%,成熟期中度水分调亏的降幅分别为14.23%~32.07%,15.98%~51.23%,10.02%~28.45%;(3)苗期中度—成熟期轻度处理品质最优,其粗脂肪含量与粗蛋白含量较充分灌溉分别显著提高10.84%,14.90%(P<0.05)。(4)苗期中度—成熟期轻度水分调亏处理产量为4 145 kg/hm~2,与对照CK处于同一水平,产量无明显降低情况,具有节水、调质作用。综合考虑食用向日葵耗水量、光合特性、品质及产量等指标,在其他生育期充分灌溉条件下,进行苗期中度—成熟期轻度水分调亏,作为当地食用向日葵节水优质最优调亏灌溉模式。

    2020年04期 v.34;No.169 209-216页 [查看摘要][在线阅读][下载 243K]
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  • 陕西省生态系统水源涵养功能评估分析

    曹叶琳;宋进喜;李明月;王辉源;

    以陕西省为研究对象,基于水量平衡法并结合GIS空间分析与线性回归法,对2000—2014年区域生态系统水源涵养功能动态变化进行科学评估和重要性评价,并以此为方向探讨区域生态红线规划。结果表明:(1)陕西省水源涵养能力南北高,中间低,空间差异显著,单元水源涵养量为0~800.90 mm;近15年水源涵养功能增加区域面积占研究区总面积的86.71%,总水源涵养量呈"整体上升,局部下降"特征。(2)气候要素与水源涵养量相关性较强,植被类型也影响着水源涵养的空间特性。植被类型中,森林是生态系统水源涵养的主体,其中,水源涵养能力为:常绿阔叶林>常绿针叶林>落叶阔叶林>落叶针叶林。(3)研究区内水源涵养量<200 mm的区域占总面积的65.12%,整体水源涵养生态价值不高;综合划定水源涵养生态保护红线面积约77 593.31 km~2,占总面积的37.70%,主要分布在秦岭中西部高山区、汉水谷地以南以及延河流域以北,生态系统类型以林地为主。

    2020年04期 v.34;No.169 217-223页 [查看摘要][在线阅读][下载 2732K]
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  • 行距比例及密度对绿洲灌区玉米水分利用效率的互作效应

    贺玉鹏;樊志龙;赵财;胡发龙;殷文;于爱忠;柴强;

    探究是否可以将行距比例和种植密度集成于同一作物生产系统中来提高作物产量,增加水分利用效率。以玉米"五谷568"为研究材料,于2017—2018年进行大田试验,设7∶3(L_1,宽行56 cm∶窄行24 cm),6∶4 (L_2,宽行48 cm∶窄行32 cm),5∶5(L_3,等行距40 cm) 3个行距比例水平,82 500株/hm~2(D_1)、90 000株/hm~2(D_2)、97 500株/hm~2(D_3)、105 000株/hm~2(D_4)、112 500株/hm~2(D_5) 5个种植密度,探讨不同行距比例及密度处理对玉米的耗水特征、产量及水分利用效率的影响。结果表明,L1行距比例可有效降低玉米耗水量,但会增加棵间蒸发,对E/ET影响不显著,其中2017年L_1较L_3能有效降低耗水量11.9%,2018年无显著差异;此外与传统行距比例相比,L_1行距比例具有增产优势,玉米增产5.2%~10.5%,提高水分利用效率6.5%~8.7%。密度间比较,D_3密度较传统密度D_1能有效降低耗水量、棵间蒸发量以及E/ET,对玉米增产及水分利用效率的提高有促进作用;其中D_3密度较传统密度D_1耗水量降低13.3%,2018年差异不显著;棵间蒸发量减小7.1%~7.2%;E/ET减小6.8%~19.2%;玉米增产7.5%~17.1%;水分利用效率提高23.9%~46.2%。2年L_1D_3较传统处理L_3D_1耗水量降低12.8%~30.6%;棵间蒸发量降低8.5%~10.4%;E/ET降低7.3%~7.5%;玉米产量增加7.7%~25.5%;水分利用效率提高36.0%~41.2%。因此,在河西绿洲灌区,7∶3(L_1,宽行56 cm∶窄行24 cm)行距比例结合97 500株/hm~2(D_3)种植密度可有效增加玉米产量,提高玉米水分利用效率。

    2020年04期 v.34;No.169 224-229+236页 [查看摘要][在线阅读][下载 243K]
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  • 不同作物秸秆还田对潮土结构的改良效果

    范倩玉;李军辉;李晋;刘振华;黄春国;杨珍平;高志强;

    为探究作物秸秆还田对土壤结构的改良效果,采用二因素裂区设计,主因素施肥(F):F1(施NPK复合肥)和F0(不施肥);副因素作物种类(B):B1(油菜)、B2(玉米)、B3(马铃薯)、B4(燕麦)和B5(荞麦),以不施肥不种作物的空白处理为对照CK。采集样品后测定土壤容重、孔隙度、毛管孔隙度和田间持水量,以及团聚体粒径和土壤MWD、GMD和D值。结果表明:5种作物秸秆还田降低了土壤0—60 cm土层的土壤容重,增加了毛管孔隙度和田间持水量,20—60 cm土层为主要改善土层;同时,增加了土壤>0.25 mm粒级团聚体含量,且0—20 cm土层团聚体MWD、GMD值增加,D值降低,稳定性增加;秸秆还田配施化肥下,0—60 cm土层土壤>0.25 mm粒级团聚体含量呈减少趋势,且团聚体MWD、GMD值降低,D值增加,稳定性下降;各处理下油菜秸秆还田后对土壤容重、孔隙度、田间持水量和团聚体稳定性改善效果较好,荞麦秸秆还田更有利于提高土壤田间持水量,燕麦秸秆还田更有利于提高土壤团聚体稳定性。由此可见,作物秸秆还田对土壤结构具有一定的改良效果,不同作物所起到的效果不同。整体而言,油菜秸秆还田效果更好。

    2020年04期 v.34;No.169 230-236页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K]
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  • 黄土塬区春玉米氮肥-水分-产量关系研究

    杨忠浩;党廷辉;路远;吴三鼎;郑利芳;

    土壤水分是制约我国西北干旱半干旱地区农业发展的重要因素,探寻科学合理的氮肥—水分—产量关系,对于促进区域农业持续发展有重要的理论与实践意义。在陕西省长武县的中国科学院长武黄土高原农业生态试验站进行氮肥递减试验,在传统施氮250 kg/hm~2(N6)的基础上,依次递减20%,设置CK、N1、N2、N3、N4、N5、N6 7个处理。结果表明:(1)春玉米生育期土壤耗水量随氮肥施用量的增加而增加,土壤水分亏缺主要发生在80 cm以下土层,且水分亏缺程度随施氮量增加而加重。(2)春玉米产量和水分利用率均随氮肥用量的增加呈现二次抛物线趋势变化。春玉米传统施氮量(N6,250 kg/hm~2)已严重过量,减氮20%(N5,施氮量200 kg/hm~2)可以取得较高的产量和水分利用率。2年N5籽粒产量较N6分别增加9.6%和5.8%,水分利用率提高14.5%和9.1%。因此,建议把减氮20%(N5,即200 kg/hm~2施氮量)作为试验区推荐施氮量。

    2020年04期 v.34;No.169 237-240+248页 [查看摘要][在线阅读][下载 149K]
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  • 施氮量对不同小麦品种产量及氮素吸收利用的影响

    王茂莹;贺明荣;李玉;董元杰;

    为给鲁中山区小麦的栽培选育及氮素利用率的提高提供科学依据,连续2年选用鲁中山区栽培面积较广的"泰农18号""临麦4号"和"汶农5号"3个优质小麦品种,设置0,120,240 kg/hm~2施氮水平,采用大田试验,研究不同小麦品种的产量及氮素利用效率等对施氮量的响应。结果表明,增施氮肥可以增加小麦叶片光合色素的合成与积累,促进光合作用,提高小麦干物质积累及其向籽粒的转运,有利于小麦群体的构建,促进产量形成,3个小麦品种在N120和N240水平下的产量较N0水平分别增加0.67~2.10,0.97~2.62倍;随着施氮量的增加,小麦对氮肥的响应度减小,氮素吸收、利用效率和氮肥偏生产力、农学效率显著降低。品种差异对小麦生长和产量形成有显著影响。相同施氮量下,小麦各项指标均表现为"泰农18号">"临麦4号">"汶农5号","泰农18号"产量最高,具有更强的氮素吸收和利用能力,而"汶农5号"对氮素最为敏感,"泰农18号"在N0水平下的产量较"临麦4号"和"汶农5号"分别增加15.83%~26.42%和34.50%~42.43%,在N120水平下分别增加4.97%~5.05%和12.23%~12.54%,在N240水平下分别增加4.13%~5.75%和8.49%~11.08%。综上,在本试验条件下,鲁中山区小麦最佳施氮量为240 kg/hm~2,"泰农18号"为最适宜推广小麦品种,"汶农5号"具有较大的增产潜力,可为小麦品种选育提供科学依据。

    2020年04期 v.34;No.169 241-248页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]
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  • 不同海拔夏闲期压青茬口对麦田水分及水分利用效率的影响

    马爱平;崔欢虎;亢秀丽;靖华;王裕智;黄学芳;

    在不同海拔高度利用大田对比方法,开展了小麦生育期严重干旱年型夏闲期不同轮作压青茬口对麦田土壤水分及水分利用效率的研究。结果表明:不同轮作压青茬口的小麦播种期和成熟期不同土层贮水量海拔点998 m均高于海拔点459 m,且0—100,100—200,200—300 cm土层贮水量均存在极显著差异,2个海拔点各轮作压青茬口的播种期0—100,100—200 cm土层贮水量均基本呈现同一茬口随压青时间推迟其贮水量降低;不同轮作压青茬口播种期与成熟期间0—100,100—200,200—300 cm土层的贮水量差异分别表现为极显著、显著和不显著,贮水量成熟期占播种期的比例海拔点998 m在0—100,100—200,200—300 cm土层随土层深度的增加而增加,而海拔点459 m则表现为100—200 cm土层大于200—300 cm土层;不同轮作压青茬口的小麦全生育期各土层土壤耗水量、总耗水量海拔点998 m均高于海拔点459 m,不同海拔间不同轮作压青茬口小麦全生育期土壤耗水量100—200,0—200 cm土层存在极显著差异,0—100,0—300 cm土层存在显著差异,200—300 cm土层差异不显著;2个海拔点不同轮作压青茬口不同土层土壤耗水量与小麦播种期贮水量呈现正相关;不同海拔间不同轮作压青茬口的小麦产量和水分利用效率均表现为海拔点998 m高于海拔点459 m,产量存在极显著差异而水分利用效率不存在差异,其中海拔点998,459 m水分利用效率表现较高的分别为玉米早压青茬口和休闲期深翻茬口。该项研究为实施绿肥压青提升耕地质量选择适宜区域及轮作压青茬口的相关土壤水分承载力提供了理论依据和技术支撑。

    2020年04期 v.34;No.169 249-255页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K]
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  • 控释掺混肥机插侧深施实现双季稻增产与增效

    钟雪梅;吴远帆;彭建伟;王刚;卢文璐;宋思明;唐启源;湛冬至;周旋;

    为揭示控释掺混肥机插侧深施在南方双季稻上的应用效果。采用田间小区试验,早、晚稻分别设置不施氮(N)肥、常规施肥、减N 30%机插侧深施肥和减N 30%机插侧深施控释掺混肥共4个处理,比较控释掺混肥机插侧深施与常规施肥对双季稻产量、经济效益及养分吸收、利用的差异,及其减施潜力。结果表明:与常规施肥处理相比,减N 30%机插侧深施肥处理早稻产量和经济效益分别提高20.2%~20.9%和31.8%~32.4%,有效穗数、总颖花数和总实粒数分别提高6.2%~7.5%,20.5%~25.3%和27.6%~28.2%;晚稻产量和经济效益分别提高3.9%~5.2%和12.6%~13.8%,有效穗数、总颖花数和总实粒数分别提高15.8%~17.8%,16.8%~18.6%和14.0%~16.8%。其中,以减量控释掺混肥机插侧深施处理效果较好。在减N 30%机插侧深施条件下,控释掺混肥处理较常规减N处理早稻成熟期N、P、K养分累积量分别提高1.6%,2.5%,7.9%,晚稻分别提高4.0%,1.1%,0.9%;早、晚稻N肥吸收利用率分别增加4.2%和10.2%,N肥农学利用率分别增加3.3%和1.2%,N肥偏生产力分别增加0.6%和1.2%。总体而言,在洞庭湖平原地区,控释掺混肥机插侧深施能有效减少稻田的N肥投入量,利于形成有效穗,并保证植株整个生育期对N素的需求,提高成熟期N、P、K累积量及N肥利用效率,减少N素损失,从而实现双季稻生产节肥、省工、增产和增效。

    2020年04期 v.34;No.169 256-262页 [查看摘要][在线阅读][下载 176K]
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  • 磷硅肥配施对盐渍土壤水稻生长及养分吸收的影响

    娄金华;陈猛猛;张士荣;吴立鹏;魏立兴;丁效东;

    针对滨海盐渍化稻田土壤根系易受盐碱胁迫、磷素养分含量及有效性低的问题,采用田间微区试验研究磷肥与硅肥配施对滨海盐渍化稻田土壤水稻根系生长、土壤磷素含量、水稻磷营养、产量及经济效益的作用。试验采用双因素设计,磷肥设2个水平:P1,P_2O_5 64 kg/hm~2;P2,P_2O_5 128 kg/hm~2;硅肥分土施和喷施,土施设3个水平:Si1,SiO_2 0 kg/hm~2;Si2,SiO_2 60 kg/hm~2;Si3,SiO_2 120 kg/hm~2;Si4为叶面喷施SiO_215 kg/hm~2。结果表明,喷施硅肥与低量磷肥配施的P1Si4处理在各生育时期的水稻总根长、总表面积和总根体积均为最高,与P2Si4处理无显著性差异。同时,磷肥配施硅肥可有效提高滨海盐渍化水稻土壤磷素有效性,其中P2Si4处理速效磷含量显著高于P1Si3、P2Si1,分别高出35.16%,27.47%;高磷处理的土壤全磷含量高于低磷处理。且施用硅肥的P1Si3、P1Si4处理的水稻产量显著高于不施硅肥和少量施硅的P1Si1、P1Si2处理,其中P2Si3水稻产量达9 547.5 kg/hm~2;各处理的有效穗数无显著性差异,每穗实粒数P2Si3处理最高,达162.47个/穗。P2Si3处理水稻籽粒中磷积累量最高,且显著高于其他处理,比P1Si3、P2Si1处理分别高出8.46%,9.68%。在低磷或高磷施用条件下,叶面喷施硅肥(P1Si4、P2Si4)处理收入分别达到14 953.6,14 323.2元/hm~2。综上所述,与不施硅肥的处理相比,磷肥配施硅肥可显著促进滨海盐渍化土壤水稻根系生长,提高磷素有效性、水稻产量及经济效益,其中以P1Si4处理(叶面喷硅,P_2O_5 64 kg/hm~2)处理最佳。

    2020年04期 v.34;No.169 263-269+369页 [查看摘要][在线阅读][下载 203K]
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  • 改性尿素追施对冬小麦和夏玉米季氮素挥发和淋溶的影响

    肖强;李丽霞;李鸿雁;衣文平;邹国元;刘建斌;孙世友;

    以NBPT(N-丁基硫代磷酰三胺)和DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐)为复合抑制剂,利用转鼓喷涂工艺,开发出新型复合型抑制剂涂覆尿素肥料,采用扫描电镜和能谱仪分析其涂覆效果。通过田间试验系统对比评价了追施不同氮肥对调控氮素的特征效果。试验设置5个处理:(1)不施氮肥(CK);(2)农民习惯追施尿素(CU);(3)优化追施尿素(CUU);(4)优化追施抑制剂涂覆尿素(CUY1);(5)优化追施抑制剂涂覆尿素(CUY2)。在夏玉米喇叭口期、冬小麦拔节期追施氮肥后的15天内进行田间原位连续动态观测。电镜和能谱结果表明,复合抑制剂均匀涂覆于尿素表面,形成薄而致密、光滑的涂覆层,该涂覆层均匀分布有磷和硫2种元素,表明复合抑制剂与尿素已有效结合。田间试验结果表明,在同等优化施氮量下与普通尿素相比,夏玉米和冬小麦季追肥后CUY1和CUY2处理氨挥发分别降低55.19%,32.15%和52.46%,39.43%。夏玉米季追肥后,0-20 cm土层CU、CUU处理土壤硝态氮含量于第5天达到峰值,到后期已显著低于CUY1、CUY2处理,CUY2处理稳定硝态氮的效果更好。冬小麦季追肥后,0-20 cm土壤硝态氮含量CU、CUU处理分别在第5,3天达到峰值,CUY1、CUY2处理于第11天达到峰值后,硝态氮含量已显著高于相同施氮量的CUU处理。在保证产量和净收益的同时,抑制剂涂覆尿素显著降低了追施氮素的氨挥发和淋溶损失浓度,其中冬小麦季CUY1处济效益较好,夏玉米季CUY2调控氮素的效果最佳,减少向下淋溶的效果明显。

    2020年04期 v.34;No.169 270-279页 [查看摘要][在线阅读][下载 577K]
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  • 基于MDC方法评价林下劣地碳氮提升对短期恢复措施的响应

    陈晓光;于寒青;刘文祥;李勇;

    为了评价林下侵蚀劣地碳氮提升对短期恢复管理措施的响应,选择基于最小可检测变化(minimum detectable change,MDC)设计的土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和碱解氮(AN)随时间变化的随机分层采样方法,用以消除林下土壤碳氮的空间变异性。以南方红壤低山丘陵区马尾松林下侵蚀劣地为对象,共设置7个处理:无恢复措施(CT)、乔草+鱼鳞坑(FG)、乔灌+鱼鳞坑(FS)、乔灌草+鱼鳞坑(FGS)、乔草+小水平沟(FGP)、乔灌+小水平沟(FSP)、乔灌草+小水平沟(FGSP)。结果表明:试验进行1.5年后,各处理的总植被盖度较试验前显著增加,增加幅度为7%~50%,其中草灌植被盖度增加尤为明显。基于MDC结果,除FG、FS处理外,其余处理均可以检测到SOC的变化;除FG外,其余处理均可以检测到TN的变化,而所有处理均可以检测到AN的变化。与试验前相比,各恢复措施下SOC、TN和AN含量的增量分别为0.10~2.08 g/kg、0.02~0.13 g/kg和8.54~25.06 mg/kg。SOC、TN和AN的净增量百分数分别为34%~101%,35%~83%和14%~82%;SOC的净增量大小排序为FGSP>FG>FGP>FGS>FSP>FS;而TN的净增量表现为FS>FGS>FGSP>FGP>FSP>FG。小水平沟区组对SOC、TN和AN的增加明显高于鱼鳞坑区组。近地表草灌植被盖度是SOC、TN和AN提升的关键因素。本土先锋草灌植被与小水平沟复合配置措施是林下侵蚀劣地快速增碳固氮的有效措施,研究结果可为红壤林下侵蚀劣地恢复治理提供技术支撑。

    2020年04期 v.34;No.169 280-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 262K]
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  • 秸秆和菌渣改良剂对高寒沙地土壤有机碳库的影响

    孔凡磊;刘晓林;陈伟;陈祥;陈昌华;袁继超;李玉义;

    采用田间定位试验研究了秸秆颗粒(JG)和菌渣颗粒(JZ)改良剂(施用量分别为6,12,18,24 t/hm~2)对川西北高寒沙地土壤碳库的影响。结果表明:施用JG和JZ改良剂可显著提高沙化土壤有机碳含量、有机碳储量、活性碳、土壤微生物量碳、微生物熵和碳库管理指数,其中对土壤微生物量碳和微生物熵的提升效果最为显著。与CK相比,施用第2年JG处理土壤有机碳含量、有机碳储量、活性有机碳、碳库管理指数平均增加96.2%,100.0%,157.1%,169.4%,JZ处理平均增加69.2%,66.3%,85.7%,81.7%;而JG处理土壤微生物量碳、微生物熵分别较CK平均增加934.0%,433.0%,JZ处理平均增加956.2%,546.4%。JG改良剂对土壤有机碳库组分和碳库管理指数的提升效果优于JZ,而JZ改良剂更有利于提升土壤微生物量碳含量和土壤有机碳的周转速率。秸秆和菌渣改良剂均可增加沙化土壤有机碳库各组分含量,提高土壤有机碳周转速率和碳库管理指数,具有快速培肥沙化土壤的效果。

    2020年04期 v.34;No.169 288-294页 [查看摘要][在线阅读][下载 193K]
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  • 喀斯特石漠化过程中小生境及岩性的演替对土壤有机碳的影响

    王兴富;黄先飞;胡继伟;张珍明;

    为探讨喀斯特石漠化过程中地表小生境及成土母质岩性的演变对土壤有机碳的影响,以不同喀斯特地貌类型的角度出发,分别从贵州普定、兴义、关岭、荔波及印江县选取对应的喀斯特高原(KG)、峰丛洼地(KF)、峡谷(KX)、原始森林(KY)及槽谷(KC)作为研究区域,分析了0—40 cm土壤层(0—10,10—20,20—30,30—40 cm)及土壤与基岩交界面土层的有机碳含量,分别计算土壤有机碳密度及储量,并分析其空间分布特征及演变规律。结果表明:不同石漠化等级下土壤有机碳含量、密度及储量分别为113.18~163.98 g/kg,1.08~7.32 kg/m~2及4.07~24.29 kg,并且呈现出随着石漠化程度的增加而逐渐降低的趋势,同时小生境为石槽以及成土母质岩性为石灰岩及泥灰岩的土壤有机碳含量相对较高。不同喀斯特地貌类型之间土壤有机碳存在较大的差异,在同等的条件下KY及KC土壤有机碳储量相对要高于其他地貌类型。土壤有机碳在喀斯特石漠化演变链上迁移,而小生境及成土岩性的更迭对不同喀斯特地貌类型土壤有机碳在重构空间分布格局具有重要的指示意义。同时喀斯特岩溶地区生态环境复杂多变,要获得评估喀斯特地区土壤有机碳更灵敏的方法,仍需开展进一步研究。

    2020年04期 v.34;No.169 295-303页 [查看摘要][在线阅读][下载 283K]
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  • 喀斯特山区不同生态恢复模式土壤盐基离子的交换及分布特征

    陈忠柳;舒英格;周鹏鹏;

    为了解喀斯特山区生态恢复模式对土壤盐基离子的交换及分布特征的影响,以喀斯特山区典型黄色石灰土为对象,研究了耕地、草地、林草间作地、退耕还草地生态恢复模式下土壤阳离子交换量(CEC)和盐基离子的分布规律。结果表明:该区土壤CEC为26.52~44.90 cmol/kg,且基本随土层深度的增加逐渐减小;各土壤层次阳离子交换量均表现为退耕还草地显著低于其他生态恢复模式(P<0.05);在0—10,10—20 cm土层中林草间作地的CEC最高。交换性盐基离子的含量呈现出Ca~(2+)>Mg~(2+)>K~+>Na~+的规律,且以Ca~(2+)、Mg~(2+)为主(占TEB的比例平均为91.92%,6.04%),K~+、Na~+所占TEB比例较低(平均为1.03%,1.01%);盐基离子中交换性K~+、Na~+、Mg~(2+)含量具有表聚性,基本随土层深度的增加而逐渐下降;不同生态恢复模式下,退耕还草地各盐基离子含量显著低于林草间作地、耕地和草地(P<0.05),但各盐基离子含量随土层深度不同存在较大差异。土壤交换性盐基总量(TEB)在剖面层次上的分布规律不明显,不同生态恢复模式土壤TEB大小顺序随着土层深度的加深有所不同,在0—10,10—20 cm土层和40—60 cm(母岩)层均表现为草地最高,退耕还草地最低。土壤盐基饱和度(BS)为42.58%~65.02%,且随土层深度的增加逐渐增大,各土壤层次BS均表现为草地>耕地>林草间作地>退耕还草地;相关分析表明,CEC、盐基离子含量与有机质、全氮和碱解氮均呈极显著正相关。冗余分析表明,土壤理化因子仅能解释45.3%的阳离子交换作用变化,土壤阳离子交换作用变化除了受土壤基本理化因子的影响外,还受其他因素的影响。总体而言,退耕还草地在供肥保肥和缓冲能力上显著低于其他恢复模式,土壤供肥保肥和缓冲性能在恢复初期退耕还草阶段有所下降,但随着生态恢复的进程会逐渐得到改善。

    2020年04期 v.34;No.169 304-311+319页 [查看摘要][在线阅读][下载 653K]
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  • 控释尿素配施控释氯化钾对土壤肥力和牡丹生长的影响

    赵晨浩;李泽丽;张强;李磊;孟伦;刘之广;张民;

    通过研究控释尿素和控释氯化钾配施对土壤供肥能力和牡丹生长的影响,为牡丹大范围种植中控释肥替代传统化肥提供理论依据。以农民习惯普通尿素配施氯化钾基肥加追肥2次的处理为对照,通过大田试验,研究不同用量控释尿素(135,270,405 kg/hm~2)和控释氯化钾(90,180,270 kg/hm~2)交互一次性施肥对土壤养分供应能力和"黄翠羽"品种牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.)生长的影响。结果表明:25℃静水浸提条件下,控释尿素和控释肥氯化钾的累积养分释放率分别在84,112天达到80%,养分持续供应能力显著高于普通氮钾肥。等施肥量下控释肥处理较农民习惯施肥显著提高0—20 cm土层土壤硝态氮含量68.0%~157.8%,铵态氮含量46.6%和速效钾含量16.1%~122.6%;提高了牡丹株高8.6%、茎粗25.3%和单株花数25.1%。控释氮钾配施对土壤硝态氮含量、牡丹叶片净光合速率、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率具有显著交互作用。试验条件下优选的控释尿素和控释氯化钾用量分别为270,90 kg/hm~2。一次性基施控释尿素和控释氯化钾较习惯施肥省时省工,提高土壤肥力,促进牡丹生长,在牡丹种植中具有较高的推广价值。

    2020年04期 v.34;No.169 312-319页 [查看摘要][在线阅读][下载 191K]
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  • 控释尿素对土壤供氮能力及旱作玉米产量的影响

    王浩;梁熠;康建宏;冯朋博;王乐;

    通过田间试验,探明控释尿素输入对土壤无机氮变化及春玉米氮素吸收利用特性的影响,为宁夏南部山区氮肥高效利用及玉米高产提供理论依据和技术支撑。以"先玉698"为供试材料,在等氮量(225 kg/hm~2)条件下,以不施氮为对照(CK),设置UR(100%普通尿素,2/3基施,1/3小喇叭口期追施)、CRU1(1/3控释尿素+1/3普通尿素基施,1/3普通尿素小喇叭口期追施)、CRU2(2/3控释尿素+1/3普通尿素一次基施)、CRU3(100%控释尿素基施)4种施氮模式,探明控释尿素输入对土壤无机氮分布、玉米氮素吸收运转、氮素利用效率以及产量的影响。结果表明,相对于UR处理,控释尿素输入显著提升了春玉米生育中后期土壤硝态氮和铵态氮的含量,其中以CRU2处理效果最明显。CRU输入能提高春玉米产量及氮肥利用率,与UR相比,2年内平均增产0.67 t/hm~2,氮肥偏生产力提高2.92 kg/kg,氮肥利用率提高6.02%。CRU处理间尤其以CRU2效果最佳,与CRU1、CRU3相比,2年内分别平均增产0.10,0.53 t/hm~2,氮肥偏生产力分别提高0.30,2.23 kg/kg,氮肥利用率分别提高2.49%,9.44%。由此可见,控释/普通尿素配施有利于提高土壤养分供应与春玉米氮素吸收的吻合度,初步建议采用控释尿素基施150 kg/hm~2+普通尿素基施75 kg/hm~2的施肥模式,以提高宁夏旱区春玉米产量和氮肥利用率。

    2020年04期 v.34;No.169 320-326页 [查看摘要][在线阅读][下载 188K]
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  • 改良剂作用下滨海盐化潮土团聚体分布、稳定性及有机碳分布特征

    马征;王学君;董晓霞;刘苹;郑福丽;沈玉文;

    通过对滨海盐化潮土小麦—玉米轮作2年田间定位试验,研究不同改良剂施用对土壤团聚体分布、稳定性及土壤团聚体中有机碳含量、各级团聚体有机碳对总有机碳贡献率的影响。试验共设置3个处理:对照(CK)、有机土壤改良剂(OSA)和有机—无机土壤改良剂(CSA),分析土壤团聚体分布、水稳性大团聚体(R_(0.25))、平均重量直径(mean weight diameter,MWD)、几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)、分形维数(D)、有机碳储量(soil organic carbon storage,SOCS)和有机碳贡献率(contribution rate of organic carbon)。结果表明,滨海盐化潮土水稳性团聚体组成主要以<0.25 mm粒径为主,改良剂施用后土壤R_(0.25)显著提高,其影响主要集中在>5 mm和2~5 mm粒径级,OSA处理2个粒级团聚体含量较CK分别显著增加167.38%和59.00%,CSA处理分别显著增加89.17%和100.66%。施用OSA与CSA同时显著提高了土壤团聚体MWD和GMD值,说明2种改良剂的施用均有利于提高大团聚体数量及稳定性。施用改良剂2年处理土壤各粒级团聚体中有机碳含量均有所提高,OSA处理以1~2 mm粒级提高最多,CSA以2~5 mm粒级提高最多,且前者达显著水平。与CK相比,改良剂可促使土壤有机碳向大团聚体富集,显著提高>1~2 mm粒级团聚体对土壤总有机碳的贡献率93.62%~109.76%,降低或显著降低<1~2 mm粒级团聚体对土壤总有机碳的贡献率20.55%~24.92%。在小麦—玉米轮作模式下,改良剂施用不仅可以显著提高滨海盐化潮土水稳性大团聚体含量和稳定性,还可显著增加水稳性大团聚体有机碳含量与储量,是加强盐碱土壤有机碳库积累的有效措施。

    2020年04期 v.34;No.169 327-333页 [查看摘要][在线阅读][下载 205K]
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  • 2种缓/控释肥对滨海盐碱地区水稻产量及氮代谢的影响

    金丹丹;宫亮;李波;曲航;孙文涛;张文忠;

    为实现节本增效稻作,缓解大量、多次追肥引发不良环境效应,以中晚熟粳稻"盐丰47"为试材,设常规化肥、中科虹稳定性复合肥、炭基肥料3种处理及空白对照组,研究缓/控释肥对水稻生长发育、氮代谢酶活性及产量构成的影响。结果表明,施用2种新型肥料的产量与常规处理相比无显著差异。从产量构成来看,中科虹稳定性复合肥和常规化肥高产主要归因于较多的有效穗数,而炭基肥料依靠较高水平的穗粒数、结实率和千粒重维持产量;从氮代谢角度分析,2种新型肥料提高了齐穗期水稻功能叶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、亚硝酸还原酶(NiR)活性及可溶性蛋白含量,而常规处理谷氨酸合成酶(GOGAT)活性显著高于其他处理和空白对照组。中科虹稳定性复合肥中硝化抑制剂、脲酶抑制剂等组分保证了较长的养分释放周期,改善了植株生长关键阶段氮代谢能力,特别是分蘖末期起保蘖增穗的作用;而炭基肥料中生物炭等有效组分增强了土壤养分固持能力,提高了可提取态养分含量及其有效性。因此,科学施用中科虹稳定性复合肥和炭基肥料可在稳产基础上减少化肥用量(较常规处理分别减少151.50,187.50 kg/hm~2),对肥料投入较高的滨海盐碱地区发展绿色可持续农业具有应用价值。

    2020年04期 v.34;No.169 334-339页 [查看摘要][在线阅读][下载 192K]
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  • 土壤不同形态碳氮含量和酶活性对培养时间及外源碳投入的响应

    杨苏;刘耀斌;章欢;李辉信;张永春;艾玉春;汪吉东;

    在绿色农业科技的推动下,有机物料资源化利用备受青睐,但有机物料种类不同对土壤肥力的提升效果不同,为探究有机物料施用对潮土不同形态碳氮含量及酶活性的动态影响,通过为期1年的培养试验,设置添加10 g/kg的秸秆菌渣(S)、树枝菌渣(B)、小麦秸秆(W)、黑麦草秸秆(R)和蚕豆秸秆(BB),并以空白处理作为对照(CK)。结果表明:与CK相比,有机物料施用显著增加土壤不同形态碳氮含量及酶活性,随培养时间的延长,有机碳及全氮含量呈增加的趋势,增幅分别为25.4%~42.9%和35%~60%,易氧化有机碳和碱解氮含量呈先上升后下降的趋势,最大值分别为2.80,43.26 mg/kg,水溶性有机碳、微生物量碳氮和酶活性则呈下降的趋势,最大值分别为346 mg/kg,293μg/g和23.08μg/g。有机物料施用会增加土壤酶活性提高土壤呼吸速率,通过对3个取样期7种水解酶的分析发现,酶活性表现为:LAP>PHOS>NAG>BG>CB>AG>XYL,即参与氮循环酶活性>参与磷循环酶活性>参与碳循环酶活性,绿肥秸秆主要增加氮循环酶活性,且以BB处理酶活性最高,菌菇渣主要增加碳循环酶活性,B处理酶活性高于S处理。有机物料施用会影响土壤酶活性,增加不同形态碳氮含量,但增幅因有机物料种类不同而有所差异,且碳氮组分对培养时间的响应不一。总体而言,小麦秸秆和蚕豆秸秆腐殖化系数最高,对不同组分碳氮含量增加效果最优。

    2020年04期 v.34;No.169 340-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 216K]
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  • 3种浮床植物对关中地区2种污染源涝池水体净化效率研究

    苏媛;高照良;娄永才;张帅;张恒;冯志倩;周家辉;

    基于对植物修复空间特异性的理解,针对联通关中水系的涝池近年来出现的水体富营养化和黑臭现象,选取常见浮床植物美人蕉、水菖蒲和西伯利亚鸢尾,通过室外水培试验,探究其对涝池污染原水的净化效果,试验共持续35天。结果表明:(1)试验结束时,3种植物在株高、根长生物量均有显著增加,增长率表现为美人蕉>水菖蒲>西伯利亚鸢尾。(2)美人蕉、水菖蒲和西伯利亚鸢尾对水体中TN的平均去除率分别为56.18%,52.17%,60.76%,均显著高于对照组(P<0.05);美人蕉和水菖蒲对水体中TP平均去除率分别为55.42%和58.32%,均显著高于对照组(P<0.05),而西伯利亚鸢尾组与对照组无显著差异(P>0.05),此外美人蕉和水菖蒲还能起到调节水体pH和DO的作用。(3)3种植物对水体中NH_3—N的平均去除率分别为76.98%,65.71%,78.94%,其中美人蕉组和水菖蒲组NH_3—N的主要去除途径为植物吸收和硝化反应,西伯利亚鸢尾组NH_3—N的主要去除途径主要是氨的挥发和硝化反应等,而对照组NH_3—N去除率高达60.55%的主要原因是氨的挥发;植物组及对照组中NO_3~-—N浓度随时间均呈现增加趋势,主要与各试验组中水体硝化反应及植物吸收效率的差异性有关。(4)3种植物中,水菖蒲适用于点源和面源2种污染源涝池水体的净化,美人蕉只适合用于面源污染涝池水体的净化,而西伯利亚鸢尾净化能力较差,生长适应性差,不适宜作为水生浮床植物推广。研究结果为涝池污染水体修复的浮床植物选择提供参考。

    2020年04期 v.34;No.169 347-353+363页 [查看摘要][在线阅读][下载 212K]
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  • 河套盐碱地不同利用方式土壤盐碱化特征差异分析

    景宇鹏;连海飞;李跃进;李秀萍;高娃;狄彩霞;栗燕芳;康文钦;

    为研究河套平原盐碱地在不同利用方式对土壤盐碱化特征分布的影响,通过野外调查取样和室内分析相结合的方法,对5种土地利用方式下(林地、农用地、牧草地、改良地、盐荒地)不同深度土壤剖面形态特征、可溶盐含量、盐分离子组成、总碱度、pH、碱化度等指标的变化规律进行了系统研究。结果表明:不同利用方式土壤剖面土体结构、颜色、根系分布、石灰性反应及碱化层分布均有明显差异;土壤剖面的可溶性盐、阴阳离子分布因土地利用方式不同而存在差异,牧草地和林地土壤剖面可溶性盐呈"橄榄"型、盐荒地和改良地呈"表聚"型、农用地呈"底聚"型;土壤pH、碱化度和总碱度在剖面中的分布特征基本一致,呈"S"型;经不同利用方式土壤的盐化程度和碱化程度均有所下降,与盐荒地相比,农用地盐碱化指标下降的最为显著(P<0.05),其中0—20 cm土壤全盐量降至0.88 g/kg,pH降至7.83,总碱度、ESP降至0.17 cmol/kg和12.54%,表明苏打盐碱地经农用后更有利于土壤脱盐化过程和脱碱化过程;土壤全盐量、Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、总碱度、pH可作为控制区域盐碱化的主要因子。研究结果为阐明河套平原盐碱地的盐碱化过程及盐碱化土壤利用模式提供技术参考。

    2020年04期 v.34;No.169 354-363页 [查看摘要][在线阅读][下载 206K]
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  • 2种菌联合修复农田土壤镉污染的研究

    刘悦畅;李保珍;王涛;王兰;

    采用盆栽试验,运用BCR四步法、火焰原子吸收法和稀释涂布平板法等方法,研究了沼泽红假单胞菌(Rhodopseudanonas palustris)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)联合作用对修复农田土壤重金属镉污染盆栽种植小白菜(Brassica campestris L. ssp.chinensis Makino)的效果及安全性,旨在探讨降低土壤镉生物有效性的有效途径,为新型生物菌肥研究提供理论依据。结果表明,沼泽红假单胞菌、枯草芽孢杆菌单独作用以及联合作用均能使农田土壤中镉的固定态增加,降低农田土壤中镉的生物有效性,联合菌处理组镉的生物有效性降低最显著,为32.70%,均对农田土壤中微生物各生理类群数量有显著性影响(P<0.05),其中,细菌的数量达到10~5 CFU/g;均显著降低了小白菜根、茎中镉含量,联合菌处理组根、茎中镉的去除率分别达到58.06%~71.37%和73.66%~76.70%;均增加了小白菜株高、茎鲜重、叶绿素a、b的含量和叶绿素a/b的比值,联合菌处理组小白菜的生物量增加18.13%~69.55%。研究结果说明,沼泽红假单胞菌和枯草芽孢杆菌联合作用,对农田土壤镉污染的修复效果显著,且促进了小白菜的生长,具有修复农田土壤重金属污染的潜力。

    2020年04期 v.34;No.169 364-369页 [查看摘要][在线阅读][下载 163K]
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  • 解磷、钾功能性微生物耐盐效应研究

    耿丽平;范俊;王婧瑶;赵全利;薛培英;刘文菊;

    围绕设施菜田土壤盐渍化问题,以解磷、钾功能微生物胶质芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌为研究对象,探究了盐分胁迫对功能菌活性、解磷钾能力的影响,并阐明了含2种功能菌微生物菌剂在轻度盐渍化设施菜田的作用效应。结果表明,混合功能菌最大耐受盐浓度为10.5%NaCl,最适宜生长盐分浓度为0.5%NaCl,且解磷、钾能力最强,有效磷、钾增幅分别为52.06%,75.41%;此外,轻度盐渍化设施菜田的小区试验结果显示含2种功能菌的菌剂可提高番茄、甜瓜、西瓜果实VC和可溶性糖含量,分别增产104.81%,23.72%,28.96%;土壤中有效磷和速效钾含量分别提高95.12%,22.83%,134.52%和92.71%,6.66%,117.46%,显著增加了土壤菌群数量(P<0.05)。综上所述,解磷、钾功能微生物具有耐盐性,可在轻度盐渍化土壤中定殖,并能活化土壤磷、钾,提高蔬菜产量和改善品质。

    2020年04期 v.34;No.169 370-375页 [查看摘要][在线阅读][下载 150K]
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  • 水杨酸对菊芋耐高氯酸盐胁迫的影响

    张佩佩;李文文;吴玉环;任晴雯;陈瑞;周蜜;王熙予;陈茹洁;刘鹏;

    为探究ClO_4~-胁迫下外源水杨酸(salicylic acid, SA)对菊芋(Helianthus tuberosus L.)的生理调节作用,以徐州、潍坊和南京3个不同产地耐盐菊芋为试材,进行液培处理,研究NaClO_4胁迫条件下(50 mmol/L),SA不同时间间隔喷施处理对菊芋幼苗的形态学指标、根系活力和光合作用及抗氧化能力的影响。结果表明,ClO_4~-对菊芋幼苗的生长发育可产生不同程度的毒害作用,喷施SA可有效减轻其对植株的胁迫损伤,且不同产地菊芋的变化趋势相似,植物鲜重、叶面积、株高和根长明显改善,叶片中叶绿素含量及荧光参数显著升高,且每天喷施缓解效果最大;而根系活力在间隔1天喷施效果最佳。同时,H_2O_2含量呈现出随SA喷施频率的增加而上升趋势,当喷施间隔为2天时,平均增加47.69%,喷施间隔为1天时平均增量为50.93%,每天喷施时平均增幅达到最大值56.80%;且超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活力得到提高,丙二醛(MDA)及游离脯氨酸含量显著降低(P<0.05)。表明SA可通过诱导H_2O_2作为信号分子增强植株耐受ClO_4~-的能力。通过灰色关联度分析可知,喷施SA对ClO_4~-胁迫下叶绿素荧光参数和根系活力影响最大。综上所述,叶面喷施50μmmol/L SA主要是通过影响菊芋叶片和根系,激发H_2O_2调控抗氧化酶活性的变化,参与体内渗透调节来保护植株光合系统和根系活力,降低ClO_4~-胁迫对菊芋的伤害,且每天喷施处理的缓解效果最佳,这为菊芋在ClO_4~-污染土壤中的栽培提供理论指导。

    2020年04期 v.34;No.169 376-384页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K]
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