黄土高原旱地小麦最佳土壤库容深度模拟研究

在山西浮山人工模拟建立不同土壤库容系统,对不同库容蓄水供水效应及水分生产效率进行了研究,明确了黄土高原旱地小麦的最佳库容深度(ds)为1.5～2.0m,为黄土高原旱地小麦建立适宜的土壤库容提供了理论依据。1.5～2.0m深的土壤库容改善了小麦全生育期土壤水分状况,特别在小麦需水关键期(拔节期)能最大限度地供给小麦水分,从而有效地增加小麦成穗数及穗粒数。该系统可增产小麦2137.5～2617.5kg/hm2,增产率高达63.3%～78.7%。

太湖地区典型水稻土水力学特征及土壤库容研究

针对气候变化条件下温度升高对土壤水分产生的影响,选择太湖地区典型水稻土——乌栅土作为研究对象,对其土壤的水力学特征及土壤库容进行了研究。结果表明:(1)影响乌栅土水分特征曲线的主要因素是容重与黏粒含量。饱和条件下和水吸力达到1.50×106 Pa时各土层的含水量(凋萎含水量)变化均表现为:耕作层>犁底层>潴育层>潜育层。(2)乌栅土的有效水含量与容重和黏粒含量呈显著负相关关系,与孔隙度呈显著正相关关系。(3)在土壤的各种理化性质中,容重和总孔隙度是影响饱和导水率的主要因素,而毛管孔度与pH值为次要因素。(4)乌栅土耕作层总库容为91.48mm,有效水库容为22.02mm,滞洪库容为20.50mm,这种土壤具有良好的水分状况,既能保证太湖地区粮食作物的稳产高产,又具一定的蓄水调节功能。

玉米田耕层不同类型土壤孔隙及库容特征的研究

为研究旱地土壤亚表层板结的问题,提高旱地土壤耕作管理水平,以辽宁昌图地区棕壤、潮棕壤、黑土和风沙土为研究对象,考虑耕作层次研究其孔隙特征、土壤库容变化及二者关系,分析亚表层紧实在土壤孔隙和库容方面的限制作用。结果表明:风沙土的总孔隙度极显著低于其余各个土壤类型;耕层极显著高于犁底层和心土层。土壤耕层的大孔隙和次大孔隙均极显著高于犁底层和心土层。风沙土犁底层的的中孔隙比例最大,其余土壤犁底层的大、次大孔隙均显著降低,微孔隙比例增大。不同土壤类型总库容表现为犁底层最小,各层次间差异极显著(p【0.01)。土壤犁底层的有效库容均显著低于耕层和心土层。除棕壤犁底层的有效库容与各当量孔隙回归关系不显著外,其余回归方程均达到显著差异(p【0.05)。各类型土壤有效库容除黑土耕层,均与0.2~30μm中孔隙有显著正相关。

不同植被覆盖土壤水库容特征及渗透速率

通过野外采样和室内分析,以侵蚀裸地土壤为参照,耕作玉米土壤、针阔混交林土壤和撂荒草甸土壤为研究对象,对其土壤水库容变化特征及土壤渗透速率进行了研究。结果表明,0~10 cm和10~20 cm土层内各样地的总库容、滞洪库容、兴利库容和最大有效库容从大到小的顺序均为：针阔混交林土壤〉耕作玉米土壤〉撂荒草甸土壤〉侵蚀裸地土壤,而死库容的大小顺序为：耕作玉米土壤〉针阔混交林土壤〉撂荒草甸土壤〉侵蚀裸地土壤。20~80 cm土层内各样地的水库容从大到小的顺序均为：针阔混交林土壤〉耕作玉米土壤〉撂荒草甸土壤〉侵蚀裸地土壤。各样地的水库容均呈现随土层深度增加而下降的趋势。土壤的孔隙状况是影响土壤最大有效库容的主要因素。土壤渗透性能受土壤容重等其他因素的综合影响,针阔混交林土壤、耕作玉米土壤和撂荒草甸土壤的土壤渗透速率均明显高于侵蚀裸地土壤,大小顺序为：针阔混交林土壤〉耕作玉米土壤〉撂荒草甸土壤〉侵蚀裸地土壤。

从长江上游地区水土流失及“土壤水库容”分析1998洪水

１９９８年长江流域遭遇了特大洪水，其汛情仅次于１９５４年，比如武汉最高水位达２９４３ｍ，仅比１９５４年的２９７３ｍ的历史最高记录低０３０ｍ。然而，对长江中、下游来说，其抗洪难度却大大超过了１９５４年。究其原因，强大的暴雨是主要直接原因外，长江上...

坡面土壤水分特性的空间变异及其水库贮量

利用地统计学方法研究了我国西南丘陵区坡面土壤水分特性的空间变异。结果表明:西南丘陵区坡面土壤水分特性在不同的剖面深度具有一定的空间结构,可用纯块金效应模型、线性模型、指数模型和球状模型进行拟合;土壤水分特性变异为含水量>萎蔫含水量>田间持水量>饱和含水量>容重,变异系数都介于1%～100%之间,均属中等变异;水分特性随剖面深度表现出一定的变化规律,但半方差模型各参数随土壤深度无明显变化规律;土壤水库容为:有效水库容>通透库容>无效水库容,其空间分布主要受土层厚度和地形影响。

紫色土坡耕地耕层持水抗旱性能及生产力对侵蚀程度的响应

【目的】分析侵蚀条件下紫色土坡耕地耕层持水性能与产量响应特征,为调控坡耕地季节性干旱及水分利用效率、提升侵蚀条件下坡耕地玉米产量提供理论依据。【方法】采用铲土侵蚀模拟法,以未侵蚀地块为对照组(S_(-0)),对比分析5 cm(S_(-5))、10 cm(S_(-10))、15 cm(S_(-15))、20 cm(S_(-20))侵蚀程度和3种管理措施下(不施肥(CK)、施化肥(F)、生物炭+化肥(BF)),坡耕地耕层持水抗旱性能和玉米产量的年际变化特征及对侵蚀程度的响应。【结果】(1)坡耕地心土层土壤持水性能更强。在相同水平土壤水吸力下,耕作层土壤容积含水量降低幅度(13.9%—18.2%)较心土层更大(9.8%);随年际变化,土壤容积含水量在S_(-5)时增幅最大为耕作层(14.2%),而心土层表现为在S_(-15)最大(33.2%)。(2)坡耕地土壤总库容、兴利库容、最大有效库容及有效水分含量,随侵蚀加剧呈开口朝下的抛物线变化规律。随年际变化,各侵蚀程度下土壤最大有效库容最大增幅(44.7%)处于较强烈侵蚀程度(S_(-15)),而有效水分含量、最大储水量及单次接纳最大降雨量在微弱侵蚀程度下(S_(-0)至S_(-10))提升幅度最大。(3)坡耕地玉米产量随侵蚀加剧总体呈降低趋势,且与土壤最大有效库容、田间持水量有正相关关系;随年际变化,各侵蚀程度下坡耕地减产效果降低,且产量变化随侵蚀加剧呈一定滞后性,即侵蚀发生年产量无明显减产。(4)侵蚀条件下坡耕地土壤最大有效库容主要受土壤质地中黏粒含量、毛管孔隙度和有机质含量显著影响(P<0.01);而田间持水量与土层深度、有机质、粉粒及孔隙度呈极显著关系(P<0.01)。【结论】土壤持水抗旱性能的强弱主要受土壤结构优劣的影响。对坡耕地侵蚀耕层辅以深翻耕作和生物炭+化肥管理措施改善土壤结构,可有效调控坡耕地侵蚀性耕层持水抗旱性能,提升侵蚀条件下坡耕地作物产量。

西南喀斯特石漠化过程对土壤水分特性的影响

通过对西南喀斯特不同石漠化过程中典型土壤水力特征的分析,研究了土壤水分参数与土壤水分库容特征及其影响因素。结果表明：（1）喀斯特地区土壤水分特征曲线呈先陡后缓的趋势,当土壤水吸力S〈300 KPa时,土壤含水量θm下降很快,且陡直,土壤水分释放快,释放量大;当水吸力S超过300 KPa,直至1.5 MPa吸力段时,θm变化平直,土壤水分释放慢,释放量小。（2）未石漠化的荔波森林黑色石灰土表层土壤田间持水量达587.8 g/kg,有效水含量达435.8 g/kg,明显高于其它受到石漠化影响的土壤。土壤容重、孔隙度和有机质含量是影响土壤水分特征参数的主要因素。（3）喀斯特地区土壤较薄,土壤总库容和有效库容较低,是石灰岩地区土壤易发生侵蚀性退化和干旱的重要原因。通透库容占总库容的比例为：未石漠化的荔波原始森林黑色石灰土〉潜在石漠化的普定灌丛黑色石灰土、玉米地棕色石灰土〉轻度石漠化的荔波玉米地黄红壤,石漠化的发展减弱了土壤抗侵蚀能力。土层厚度、土壤有机质含量、土壤颗粒组成及0.3-0.03 mm孔隙度是影响土壤水分库容的主要因素。

黄浦江源区主要植被类型土壤水土保持功能研究

在野外调查、实测的基础上,采用因子分析、系统聚类分析的方法,根据土壤层水土保持功能的强弱,将黄浦江源区主要植被类型分为4类:落阔林、灌木林为第一类,表现出很强的水土保持功能;茶园、草地、松林为第二类,土壤水土保持功能较强;毛竹林、常绿阔叶林表现出较强的抗蚀性和抗冲性,但渗透性能并不突出,土壤贮水能力也一般,水土保持功能中等,为第三类;裸露地水土保持性能很差,单独作为第四类,其渗透性、抗蚀性、抗冲性、土壤水库容都显著小于其他各样地。

南亚热带丘陵赤红壤水库容状况及水分问题研究

分析了南亚热带丘陵赤红壤总库容、贮水库容、有效水库容和通透库容的特征及差异,0cm～100cm土层的总库容为4550 4m3/hm2,比华北潮土的小9 53%,比东北黑土的小11 06%;0cm～100cm土层的贮水库容为3265 7m3/hm2,比华北潮土的小16 84%,比东北黑土的小23 16%;有效水库容为1474 8m3/hm2,比华北潮土的小29 03%,比东北黑土的小29 77%;0cm～100cm土层通透库容,丘陵赤红壤为1284 7m3/hm2,比华北潮土大181 7m3/hm2,比东北黑土大424 7m3/hm2。阐述了其目前存在的水分问题。表5,参8。

桉树造林的土壤物理性质及其水文效应

为探讨广西主要长周期人工林改为短周期桉树人工林后林地土壤水文功能变化,采用野外采样与室内测试分析相结合的方法,分别研究了1,3,5年生桉树人工林及与之对应的桉树造林前米老排林、杉木林和马尾松林土壤基本物理性质与水分调蓄功能的差异。结果表明:桉树造林后与造林前的长周期人工林相比,土壤蓄水能力的变化主要表现为20-40 cm土层土壤水库容和剩余蓄水空间增加。随着土层深度的增加,土壤容重逐渐增大,饱和持水量、总孔隙度逐渐减小,同时,土壤水库容和剩余蓄水空间也呈现逐渐减小的趋势。桉树造林对土壤物理性质的影响主要集中在土壤的20-40 cm土层,而桉树林对土壤的蓄水能力存在的影响与轮伐周期较长的人工林相比,主要表现为20-40 cm土层土壤水库容和剩余蓄水空间增加,1,3,5年生桉树人工林的土壤水库容分别比对应的长周期人工林高11.25%,19.14%,14.33%;剩余蓄水空间则分别比对应长周期人工林高9.16%,113.01%,23.62%。而40 cm以下土层的土壤蓄水能力却下降。研究结果可为桉树造林的土壤效应评价提供理论依据。

植物篱篱前淤积带与篱下土坎土壤水库和抗剪性能对比研究

为探究紫色土坡地植物篱篱前淤积带与篱下土坎处土壤贮水能力和抗剪性能的差异及变化规律,选取四川遂宁水土保持试验站10°新银合欢植物篱小区(L10)、10°香根草植物篱小区(V10)和15°香根草植物篱小区(V15),分上、中、下坡采集篱前淤积带和篱下土坎(无下坡)0—30 cm耕层土壤,测定土壤基本物理性质和土壤抗剪强度,计算土壤水库总库容、滞洪库容、内摩擦角φ和粘聚力c。结果表明:(1)同一篱带,篱前淤积带土壤保水贮水能力优于篱下土坎,其中篱前淤积带土壤自然含水率较之篱下土坎显著高6.52%—12.13%。(2)同一篱带,篱下土坎土壤透气性以及土壤抗剪性能均优于篱前淤积带,其中篱下土坎土壤非毛管孔隙度较之篱前淤积带显著高5.61%—57.70%。(3)同一小区,篱前淤积带保水贮水能力均表现为下坡>中坡>上坡,而篱下土坎均为上坡>中坡。其中V15小区上述趋势最明显,其下坡篱前淤积带(上坡篱下土坎)的土壤总库容和滞洪库容分别为上坡篱前淤积带(均为中坡篱下土坎)的1.04倍和1.03倍(1.02倍)。(4)同一小区,篱前淤积带土壤内摩擦角、粘聚力c和抗剪强度均表现为上坡>中坡>下坡,篱下土坎均为上坡>中坡。其中V10小区上述趋势最明显,其上坡篱前淤积带(上坡篱下土坎)上述指标依次为下坡篱前淤积带(均为中坡篱下土坎)的1.06、1.09倍和1.05倍(1.04倍)。(5)一个雨季前后篱前淤积带和篱下土坎土壤透气性、保水贮水能力及抗剪性能均无显著变化。

我国北方3种典型土壤-作物体系中微生物量磷库特征

土壤微生物量磷(Microbial Biomass Phosphorus, MBP)是土壤磷组分中最为活跃的形态,在土壤磷素的形态转化与生物地球化学循环过程中起着关键作用,是植物可利用磷的重要来源。研究土壤MBP库容的大小对于充分认识微生物的固磷潜力和掌握土壤磷素循环与转化能力意义重大。以我国北方农田3种典型的土壤-作物体系为研究对象,基于定点采样,通过分析测定采集的362个表层(0—30 cm)土壤样品来量化不同土壤-作物体系MBP库容的大小。结果表明:黑土-春玉米、潮土-冬小麦/夏玉米、灰漠土-棉花体系表层土壤MBP平均含量分别为17.36、14.45、8.75 mg/kg,且不同土壤-作物体系间MBP含量存在显著差异;3种土壤-作物体系表层土壤(0—30 cm)MBP库容的大小分别为83.60、54.26、39.80 kg P/hm^(2),其储存的磷在数量上相当于当季作物需磷量的1.10—2.73倍,表明土壤MBP库是农田生态系统中一个不容忽视的巨大有效养分磷储库。其库容的大小受土壤性质和气候因素的共同影响,土壤pH、有机碳、年均气温和年均降雨量是我国北方农田土壤MBP库容大小的主要影响因素,它们能够解释3种典型土壤-作物体系MBP的57%变异。研究结果有助于深入理解土壤MBP库潜在供磷能力,可为磷肥的减施增效提供理论参考。

垦植方式对山地果园水土流失的影响

应用径流小区法，长期（1996-2006）定位研究福建中部尤溪县垦植方式对山地果园水土流失的影响，结果表明：1）该地区11年平均年降雨量1575.5mm，平均年蒸发量1461.1mm，5月、6月、8月是强降雨高发期，也是水土流失防治的关键期；2）在山地果园开发中，平台开垦的径流系数为0.0688，明显小于顺坡开垦（0.2865）；3）植草能使果园0-30cm土层的土壤含水量提高0.8％-0.9％；4）顺坡清耕区侵蚀模数为2388.2t／（km^2·a），梯台清耕区土壤侵蚀量达10.3kg/m，土壤侵蚀主要源于台壁受冲刷，顺坡植草区、梯台植草区基本不发生土壤侵蚀。

红壤地区典型农田土壤水力学特性及土壤水库容研究

针对红壤地区普遍存在的季节性干旱问题,研究了红壤的水力学特性及土壤库容状况,结果如下:红壤旱地土壤各层的有效水含量变化不大,变化区间为61.00gkg-1～73.77gkg-1,作物可利用的有效水区间较小,不利于作物生长;水田中土壤剖面有效水含量变化明显,变化区间为75.27gkg-1～170.80gkg-1,其中表层和犁底层的有效水含量远大于其它各层次。土壤的饱和含水量主要受容重的影响,粘粒含量主要影响高吸力下的水田土壤含水量。旱地红壤表层总库容和死水库容较高,有效水库容较低,为17.71mm;水田土壤表层死水库容较小,有效水库较高,达到30.74mm。红壤季节性干旱的主要原因是土壤本身理化性质导致的有效水含量较低,难以被作物吸收利用。

黄土高原旱地小麦最佳根层蓄水供水系统模拟研究

在山西浮山人工模拟建立不同土壤库容系统，对不同库容的生物学效应、蓄水供水效应及水分生产效率进行了研究，明确了黄土高原旱地小麦的最佳土壤库容深度为1．5－2．0m，为黄土高原旱地小麦建立适宜的土壤库容提供了理论依据。1．5－2．0m深的土壤库容改善了小麦全生育期土壤水分状况，特别在小麦需水关键期（拔节期）能最大限度地供给小麦水分，从而有效地增加小麦成穗数及穗粒数。该系统每亩可增产小麦142．5－174．5kg，增产率高达63．3％－78．7％。

华北地区冬小麦-夏玉米轮作节水体系周年水分利用特征

【目的】定量研究华北地区冬小麦-夏玉米轮作节水体系的水分周年利用特征。【方法】在大田条件下,通过在小麦季设不灌水(W0)、拔节水(W1)、拔节水+扬花水(W2)和起身水+孕穗水+扬花水+灌浆水(W4)4个水分处理,进行了两个周期的研究。【结果】(1)小麦产量和周年最高产量两年分别在节水灌溉处理W1和W2获得,玉米产量在不同处理间无显著差异。小麦水分利用效率(WUE)与产量的表现相似,玉米WUE显著高于小麦,并随灌水量的增加显著降低;周年WUE则在W0或W1处理最高,而后随灌水量的增加显著降低。(2)W4处理的2 m土体土壤水分含量在各个阶段没有明显变化,其它处理则随小麦生育进程而不断降低(即土壤水分库容不断变大),且灌水次数越少降幅越大,至小麦收获期达到最低点;到玉米拔节期,由于降雨补充所有处理的土壤含水量趋于一致,相应地,2 m土体接纳汛期降雨分别为178—188 mm(W0)、124—160 mm(W1)、38—93 mm(W2)和-30—21 mm(W4)。(3)随灌水量增加,作物耗水强度和季节蒸散量变大;玉米拔节期后,作物耗水特性与土壤水分变化无差异。(4)降雨致使出现水分的深层渗漏,丰水年和平水年分别为163 mm(W0、W1)、181 mm(W2)、253mm(W4)和13 mm(W0、W1、W2)、45 mm(W4),丰水年小麦季W4处理也有54 mm水分深层渗漏。丰水年W0和W1处理实现了127 mm和57 mm对地下水的净回补。【结论】小麦节水栽培显著减少了对地下水的开采,大幅提高了降雨的利用效率,可实现作物对水资源的高效利用和丰水年降雨对地下水的净回补。丰水年W1处理或平水年W2处理有利于水分高效利用与高产的统一,对于华北地区农业的可持续发展具有重要意义。

不同田间管理措施对棕壤土持水能力的影响

为筛选出提高土壤持水能力的田间管理措施,通过大田试验研究了小麦-玉米轮作条件下,深耕、秸秆覆盖、增施有机肥、保水剂、沸石措施对棕壤土容重、水分库容、氮素含量等理化性质和作物产量的影响。结果表明:与推荐施肥处理相比,增施有机肥、深耕、秸秆覆盖、施沸石、保水剂均降低土壤容重,提高土壤孔隙度,可不同程度提高土壤有效水库容,进而增加作物产量;土壤容重降幅在0.72%~9.21%,土壤孔隙度增幅在0.30%~14.25%,土壤有效水库容增幅在0.05%~10.91%,作物产量增幅在0.07%~10.68%。综合各项指标,能够增加土壤持水能力且能保证作物产量的田间措施是增施有机肥和沸石,其中有效水库容增幅最大的是增施沸石处理,增产效果最好的是增施有机肥处理。

长江流域水土流失与洪涝灾害关系剖析

首先从水土流失加剧、森林破坏、坡耕地面积增多、工程活动增加产沙量等方面，分析了人为活动对长江流域生态环境恶化的影响；其次，从剥蚀与堆积的关系和土壤水库容减少与洪水量增加两个方面，深入探讨了水土流失对洪涝灾害的叠加效应及负面影响；指出水土流失导致了流域环境承受和抗御自然灾害的能力下降，在同量降雨条件下，是诱发和加剧洪涝灾害的重要原因；最后，从技术和政策方面。

马铃薯大垄密植栽培技术

我国种植马铃薯有400多年的历史，但至今延续的仍然是小垄栽培的种植方式，其平均产量为2．6万kg／hm^2，这种种植方式造成培土浅，土壤库容不够，薯块易外露，畸形薯增多，同时由于垄距小，植株大，造成垄间郁闭，不利于通风，使湿度过大，形成田间小气候，极易造成毁灭性病害——马铃薯晚疫病的发生与流行，产生大量的病薯，甚至绝产。国外马铃薯主产国一般都采用大垄80-90cm密植的栽培方式。平均产量为6万kg/hm^2。近几年，我们结合生产实际。尝试大垄密植栽培方式，取得了较好的效果，现将其栽培技术介绍如下。