农田土壤压实表征指标及其检测方法研究进展

土壤压实已成为威胁全球农业可持续发展的重要因素之一。国内外开展了大量关于农田土壤压实的研究,但压实表征指标和检测方法缺少系统分类。本文从土壤压实与作物生长的关系出发,总结了国内外已有的土壤压实表征指标及检测方法。主要结果如下:1)单一指标往往难以量化不同尺度的土壤压实程度,对于田块尺度,宜选择土壤穿透阻力和相对紧实度,同时配合土壤含水量来表征其压实状况;对于区域农田尺度,宜采用先期固结压力来评估潜在压实风险;2)应依据在室内或田间具体情况选择相应的检测方法,室内选择土壤结构检测法或先期固结压力检测法反映土壤压实敏感性,田间选择穿透阻力检测法或地球物理检测法表征土壤压实程度。今后研究建议:1)更加深入研究土壤压实对作物根系形态、地上部光合产物的分配以及其他土壤质量指标的影响,并加强作物对于土壤压实的反馈机制研究;2)结合研究尺度,将土壤物理学指标与土壤力学指标结合起来,构建一套系统评价土壤压实程度的指标体系;3)从方法上削弱土壤空间异质性带来的影响应是今后土壤压实田间检测方法的重要研究方向。

典型黑土区春玉米茎流特征及其环境影响因素

明确典型黑土区春玉米茎流变化规律,探究影响春玉米茎流速率的主控因素,对深入了解该区域春玉米蒸腾耗水特性以及调控田间水分管理具有重要参考价值。本研究采用包裹式茎流计和TDR探针对典型黑土区春玉米灌浆期至成熟期茎流速率及耕层土壤水热状况进行连续监测,并结合试验区自动气象站同步采集数据,分析不同时间尺度下茎流速率与环境因子的相关关系。结果表明:典型黑土区春玉米茎流速率具有明显的昼高夜低变化特征,白天瞬时茎流速率峰值最高可达139.9 g·h^(-1),夜间仍有微弱茎流。与晴天相比,阴天、雨天条件下春玉米茎流启动、结束时间以及峰值均受到显著抑制。小时尺度下,太阳辐射、饱和水汽压差、相对湿度、空气温度和风速均与茎流速率呈极显著相关;日尺度下,仅太阳辐射、饱和水汽压差和相对湿度与茎流速率呈极显著相关,相关系数绝对值在0.7以上。由于观测期内土壤含水量较高,本研究中耕层水热状况与茎流速率相关性不高(绝对值均小于0.1)。无水分胁迫条件下,无论小时尺度还是日尺度,太阳辐射、饱和水汽压差以及相对湿度始终是该区域影响春玉米茎流速率的3个主要因素。