不同前处理方法对紫色土粒度测试的影响

[目的]厘清不同前处理方法对土壤颗粒组成(PSD)测定结果的影响,对土壤水分运移、养分迁移、土壤侵蚀和泥沙搬运过程研究有重要意义。[方法]选择典型紫色土人工林地剖面土壤(0—110 cm)为研究对象,采用浸泡、振荡的物理方式,H_(2)O_(2),HCl处理的化学方式等9种前处理方式,然后用Mastersizer2000激光粒度仪进行颗粒分析。[结果](1)各物理前处理中值粒径较干测(对照)平均减小33.79μm,其中浸泡、振荡2 h、振荡10 h中值粒径依次减小,但其对黏粒的释放作用较弱,不同振荡时间之间黏粒含量无显著差异(p>0.05)。各化学处理中值粒径较对照平均减小32.72μm,其中H_(2)O_(2)处理总体比HCl处理分散作用更强,该处理下黏粒含量为所有处理中最大,平均>4%。(2)各物理前处理方式下,不同土层间颗粒含量总体无显著差异。对不同H_(2)O_(2)用量的敏感性中土层(30—70 cm)>下土层(70—110 cm)>上土层(0—30 cm),其中20—90 cm土层在足量H_(2)O_(2)处理下砂粒含量比10 ml H_(2)O_(2)处理平均增多9.5%,粉粒含量平均减少9.7%;对不同HCl处理的敏感性上,中土层>下土层,其中0—90 cm土层在10 ml HCl+洗酸处理下砂粒含量比10 ml HCl处理平均增多6.2%,粉粒含量平均减少5.4%,黏粒含量则无明显土层分异。(3)足量H_(2)O_(2)处理下砂粒和粉粒含量与剖面有机质含量呈显著线性相关(r>0.8),而HCl处理下剖面碳酸钙含量则与各级颗粒含量无显著相关性。[结论]物理和化学前处理方法之间PSD差异显著,且化学处理中试剂用量不同对PSD有显著影响,研究可为不同研究目的下紫色土颗粒组成分析提供参考。

聚水阻渗措施对矮砧密植苹果园土壤水分、硝态氮及果树细根的影响

为提高土壤水肥利用效率,探索适宜渭北地区苹果园发展的聚水阻渗措施。通过大田试验,以矮砧密植苹果园为研究对象,分析不同聚水阻渗措施对土壤水分、硝态氮和果树细根的影响。结果表明:在垂直方向,防渗层、起垄+防渗层、起垄+覆膜+防渗层处理均可有效提高0—40 cm土层土壤含水量、硝态氮含量和细根根长密度,其中,起垄+防渗层和起垄+覆膜+防渗层处理土壤含水量和细根根长密度高于防渗层处理,硝态氮含量则低于防渗层处理。在50—100 cm土层,3种处理措施均降低土壤硝态氮含量,有效缓解硝态氮淋溶累积。在水平方向上,起垄+防渗层和起垄+覆膜+防渗层处理使定植带内(树下、株间)土壤含水量与根长密度平均分别提高15.1%,5.0%,硝态氮含量降低8.6%,防渗层与清耕处理相比无显著差异。在施肥沟内(中间点),3种处理措施使土壤水分含量和细根根长密度增加,土壤硝态氮含量降低,以起垄+覆膜+防渗层处理效果最好,使土壤含水量和细根根长密度分别增加48.6%,48.3%,硝态氮含量降低17.4%。在所有处理措施中,起垄+覆膜+加防渗层处理对果园土壤环境和果树根系的调控效果最佳,研究结果为渭北地区矮砧密植苹果园聚水阻渗技术措施的应用和推广提供参考。

连续降雨下不同砾石含量工程堆积体土壤侵蚀

为探究砾石对工程堆积体土壤侵蚀的影响与其作用机制,通过室内模拟降雨研究了连续降雨下不同砾石含量的重壤质堆积体水蚀过程。结果表明:①堆积体砾石含量增加,坡面产流历时延长,产流率线性减小,土壤剥蚀率降低;②连续降雨下,堆积体所含砾石主要通过对坡面产流历时、坡面产流率、砾石覆盖率的多重影响发挥减沙作用,主成分回归方程可表达多个变量与平均土壤剥蚀率的关系;③一定砾石含量下,堆积体坡面砾石覆盖率随表土的剥离而增大,导致土壤剥蚀率呈指数函数递减趋势,并与累积土壤侵蚀总量存在较好的函数关系。工程堆积体所含砾石对土壤侵蚀程度的削减可为生产建设项目下垫面水土保持治理提供重要参考。

不同形态工程堆积体产流产沙对比研究

通过室内模拟降雨试验,研究了二维平面和三维锥状两种堆积体坡面在不同砾石含量条件下的产流产沙特征。结果表明:(1)坡面流速和单位面积径流率随产流时间呈“快速增大—缓慢增大—稳定波动”的变化过程;(2)平均流速和单位面积平均径流率随砾石含量的增加而减小;砾石含量相同时,二维平面坡面的流速和径流率大于三维锥状坡面;(3)二维平面坡面剥蚀率随产流时间呈“稳定—减小—稳定波动”的变化过程;三维锥状坡面剥蚀率呈“增大—稳定波动”的变化过程;(4)单位面积侵蚀量随砾石含量的增加先增大后减小;砾石含量相同时,二维平面坡面的侵蚀量大于三维锥状坡面。

不同树龄矮化自根砧苹果树细根空间分布特征

以6龄、9龄、12龄的M26矮化自根砧"富士"苹果树为试材,采用人工打根钻的方法在树下、株间、中间点、行间4个位置采集根系样品,研究了树龄对果树细根空间分布特征的影响,以期为果园的灌溉、施肥等管理措施提供参考依据。结果表明:在水平方向上,定植带内为各龄砧木细根的主要集中区域,且随着树龄增大,细根的数量和吸收能力逐渐降低;在垂直方向上,细根的主要集中区域随树龄的增大呈下移趋势。在同一水平位置,细根的根长密度、根表面积密度、干质量密度和比根长均随树龄增加显著降低(P<0.05),但大龄砧木(9龄、12龄)之间总体差异不大,同树龄砧木细根的各指标随距主干径向距离的增大而减小。在垂直方向上,细根根长密度、根表面积密度的特征表明,各龄砧木的根系主要集中在0~60 cm的土层中,该土层中根长密度占总根长密度的比例依次为6龄>9龄>12龄。

含结构体工程堆积体土壤侵蚀研究

为探究野外实际调查中常见的含结构体工程堆积体土壤侵蚀过程,设计含结构体工程堆积体和对照组2种试验材料(对照组为不含结构体工程堆积体,后文中对2种试验材料简称为结构体和堆积体),通过室内模拟降雨试验,研究了结构体和堆积体坡面径流侵蚀特征与雨强和场次的关系。结果表明:(1)初产历时随雨强和场次的增加而减小,结构体对初产历时有延缓作用,这与结构体的土壤特性和下垫面特征有关;(2)平均径流率和平均流速均随雨强和场次的增加而增大,堆积体平均流速和平均径流率分别是结构体的1.11~1.22,1.11~1.37倍,而结构体流速和径流率快速增加和趋于稳定的时间均较堆积体提前,且用时更短;(3)雨强对侵蚀速率、流速和径流率的贡献率较大,场次与侵蚀速率负相关,各条件下结构体的侵蚀速率均大于堆积体,且侵蚀速率和总侵蚀量分别是堆积体的1.03~2.15,1.36~2.63倍;(4)径流功率能够更好地描述结构体和堆积体侵蚀动力过程,结构体发生侵蚀的临界径流剪切力和径流功率均小于堆积体。

三峡水库消落带不同水位高程土壤碳氮磷生态化学计量学特征

明确周期性淹水-出露条件下消落带土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)及其生态化学计量沿水位高程垂直分异特征,有利于该地区的土壤养分评估及管理。通过三峡水库典型土质消落带不同水位高程土壤的采样分析,探讨不同水位高程土壤C、N、P生态化学计量特征及其影响因素。结果表明:(1)消落带土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)平均值分别为8.70、0.79、0.63 g/kg,均低于未淹水样地。随水位高程增加,土壤SOC、TN含量增加,TP含量减少。(2)土壤C/N、C/P、N/P平均值分别为11.67、15.37、1.47,其中C/N、C/P高于未淹水样地,N/P低于未淹水样地。随着水位高程增加,土壤C/N降低,C/P、N/P增加。土壤C、N、P之间存在较好的耦合关系,N可能是该地区的土壤限制性元素,存在硝酸盐淋溶风险。(3)Pearson相关性分析说明土壤理化性质会显著影响土壤C、N、P含量(P<0.05),进而调控其生态化学计量特征,其中土壤pH、容重、水稳性团聚体组成是主要影响因子,其次是土壤含水率和粒径组成。综上,周期性淹水过程影响消落带土壤C、N、P含量及其生态化学计量特征,今后应根据消落带土壤C、N、P生态化学计量特征的空间异质性,采取具有养分适应性的水土保持林草措施配置。

渭北旱塬矮砧密植苹果园土壤矿质氮积累与空间分布特征

随着苹果矮砧密植栽培模式的迅速发展,揭示矮砧密植苹果园土壤矿质氮的积累与分布特征对果园科学施肥具有重要意义。本研究以不同树龄(6 a、9 a、12 a)的矮砧密植苹果园为对象,在树下、株间、行间以及树干与行间的中间点位置采集土样,分析土壤硝态氮、铵态氮和矿质氮的积累与分布特征。结果表明:0~300 cm土层土壤硝态氮累积量随果园树龄的增大而增加,不同树龄的果园之间差异显著,表现为6 a<9 a<12 a,硝态氮累积量由1729 kg·hm^(-2)增长到3771 kg·hm^(-2);而各树龄果园的铵态氮含量较低,对矿质氮的积累与空间分布特征基本不构成影响。在垂直方向上,硝态氮存在两个累积峰,第2个累积峰所在的土层深度随果园树龄的增大由180 cm下移到220 cm;在水平方向上,行间位置的硝态氮含量随果园树龄的增大由27 mg·kg^(-1)增长到138 mg·kg^(-1),涨幅超过400%,各树龄果园之间差异显著。综上,各树龄果园均存在氮肥施用过量和硝态氮淋溶严重的问题,生产中应减少果园的氮肥施用量,同时应在施肥位置布设防渗措施阻止硝态氮向土壤深层淋溶。