Impoverishment of Soil Nutrients in Gully Erosion Areas in Yuanmou Basin

The impoverishment of soil nutrients of nine gully head areas in Yuanmou Basin is assessed through an integrated evaluation method established on the basis of Fuzzy mathematics and multivariate mathematical theory. Results show that soil erosion of gully erosion area in Yuanmou basin has resulted in severe impoverishment of soil nutrients. All gully head areas are at high leves of impoverishment except for one at middle. By probing into and analyzing the mechanism of impoverishment of soil nutrients, we find that soil erosion has led to impoverishment of soil nutrients in a way of compacting soil, heightening position of obstacle horizon, and reducing the content of organic matter, as well as the direct loss of nutrient elements. Finally, this paper points out that soil and water conservation arming at the prevention of soil erosion is the most effective way against impoverishment of soil nutrients in Yuanmou basin.

不同施镁水平对红壤土花生光合特性、干物质积累和产量的影响

为探究施用镁肥(Mg)对红壤土花生生长和产量的影响,本研究以花育25为供试花生品种,通过盆栽试验,设置0、0.1、0.2、0.3、0.4 g/kg(Mg0、Mg1、Mg2、Mg3、Mg4)5个镁肥水平,研究不同施镁水平对不同生育时期花生的叶绿素含量、光合特性、镁含量、干物质积累量及成熟期荚果产量的影响。结果表明,一定范围内施用镁肥对花生全生育期的生长和产量均有明显影响,开花下针期、结荚期和成熟期植株叶片叶绿素含量均以Mg2处理最高;开花下针期Mg2处理花生叶片净光合速率、胞间二氧化碳浓度和气孔导度明显高于其他处理;结荚期和成熟期,与Mg0处理相比,Mg2处理荚果干物质积累量分别提高16.4%和18.9%,成熟期单株产量和单株饱果数分别增加15.2%和66.5%。继续增加镁肥施用量至0.3~0.4 g/kg,则明显抑制花生生长。综上,本试验条件下,花育25适宜镁肥施用量为0.2 g/kg。

不同频度和强度的干湿循环对花岗岩红壤固结强度的影响

南方频繁干湿交替环境是影响土体结构强度演化的重要因素。为系统探究干湿循环频度和强度对赣州花岗岩红壤固结强度的影响,本研究通过进行不同强度和频度干湿循环条件下的快速固结试验,确定干湿循环效应对固结强度变化的影响机制。结果表明:1)孔隙比随着荷载压力的增大呈现先快速减小后趋于平稳趋势,干湿循环加剧花岗岩红壤的压缩变形;2)土壤瞬时沉降量和主固结沉降量均随着干湿循环频度和强度作用增强而逐渐增加;3)花岗岩红壤干湿循环后的压缩系数在0.8~1.0之间,呈现高压缩性,且随着频度的增加压缩系数逐渐增大,7次循环后缓慢增加并趋于稳定;干湿循环频度和强度增加条件下固结系数均呈现连续下降趋势,使土体强度降低;4)干湿循环频度对固结系数和压缩系数变化作用最为显著(F=4102.71,P<0.001;F=508.40,P<0.001)。研究结果说明季节性降雨干旱引发的干湿循环效应显著影响土体的固结强度,加剧岩土体失稳崩塌的风险。

干湿交替条件下花岗岩崩岗区土壤裂隙发育规律

[目的]土体裂隙可以改变土壤结构,降低土体稳定性,进而加速崩岗发育。深入探究干湿交替条件下花岗岩崩岗区裂隙发育规律,具有重要的现实意义。[方法]以花岗岩坡面土壤的7个样点为研究对象,分别为坡上红土层(US)、坡中红土层(MS)、坡下红土层(DS)、崩壁红土层(RL)、崩壁过渡层(TL)、崩壁砂土层1(SL1)和崩壁砂土层2(SL2),进行干湿循环试验,结合数字图像处理技术对土体表观裂隙进行定量分析。[结果](1)花岗岩崩岗区土体R_(sc)、Na和土体破碎化程度随含水量的降低而增加,7个样点的R_(sc)、N_(a)、W_(a)、L_(a)均随干湿交替次数增加而逐渐降低;(2)集水坡面坡上、坡中红土层及崩壁砂土层裂隙连通度与砂粒呈显著正相关;各样点R_(sc)与饱和水含量、有机质、阳离子交换量、游离氧化铁呈显著正相关,黏粒/砂粒高的样点R_(sc)与黏粒/砂粒呈显著正相关。[结论]花岗岩崩岗区土壤不同土层之间的干缩裂隙发育存在差异,但发育规律基本为发育准备期、快速发育期、发育稳定期3个阶段;花岗岩土壤坡上红土层裂隙主要为干缩裂隙,坡下红土层干缩裂隙较少。

水田改旱地和菜地后红壤酸度和养分变化特征

【目的】以红壤区典型县域祁阳为例,分析不同母质发育的水田改为旱地和菜地后土壤酸度和养分含量变化特征,为该区合理利用土地防治酸化提供科学依据。【方法】选取18个点位,采集水田及相邻的旱地和菜地,分析土壤pH、交换性酸、交换性盐基离子、有机质、阳离子交换量和养分含量的变化及其相互关系。【结果】碱性母质发育的土壤pH均显著高于酸性母质发育的土壤。酸性母质发育的水田改为菜地后土壤pH降低了0.48个单位;碱性母质发育的水田改为旱地和菜地后土壤pH分别降低了0.74和0.53个单位。双直线模型拟合分析表明,当水田、旱地和菜地的土壤pH分别低于5.88、5.78和5.63时,土壤交换性铝含量快速升高,且降低一个pH单位土壤交换性铝含量分别增加1.09、2.33和2.93 cmol(+)·kg^(-1)。酸性母质发育的水田改为旱地土壤有机质和全氮含量分别降低了11.06和0.42 g·kg^(-1),而菜地无显著变化;碱性母质发育的水田改为旱地和菜地后土壤有机质和全氮含量均显著下降,降幅分别为13.88—17.28和0.57—0.71 g·kg^(-1)。碱性母质发育的水田改为旱地和菜地后土壤有效氮含量分别降低了47.66和42.34 mg·kg^(-1)。两种母质发育的水田改为菜地后土壤全磷、有效磷含量均显著增加,增幅分别为0.41—0.48 g·kg^(-1)和26.79—28.69 mg·kg^(-1)。两种母质发育的水田改为旱地和菜地土壤全钾含量无显著变化;碱性母质发育的水田改为旱地和菜地后土壤有效钾含量显著升高,分别升高了36.69和65.76 mg·kg^(-1)。相关分析表明,土壤pH与土壤交换性钙和镁、阳离子交换量、有机质含量和全氮含量呈显著正相关(P<0.01);土壤交换性酸和铝与有效磷含量显著正相关(P<0.05),与土壤交换性钙和镁、阳离子交换量、有机质含量和全氮含量呈显著负相关(P<0.01)。【结论】酸性母质和碱性母质发育的水田改为旱地后土壤有机质、全氮含量均显著降低,而土壤全磷、有效磷含量呈增加趋势;酸性母质发育的水田只有改为菜地后土壤才酸化,而碱性母质发育的水田改为旱地和菜地后土壤均酸化;水田改为旱地和菜地后土壤硝化作用增强和盐基离子淋失增加可能是其酸化的主要原因之一。

干湿循环下强风化红砂岩土强度特性及边坡稳定性研究

强风化红砂岩土作为一种工程中常见的土体,在干湿循环条件下易受水文因素的影响,导致强度特性改变,对工程安全造成困扰。针对此类问题,文章通过对强风化红砂岩土进行干湿循环实验,测试其在干湿循环条件下的强度特性及干湿循环对边坡稳定性的影响。研究结果表明,当强风化红砂岩土干湿循环次数达到四次以上时,边坡的稳定系数小于1.0,会导致边坡失稳。

酸性干湿循环下赤泥-石灰固化镉铅污染土性能

为实现固废资源化利用并达到以废治废,变废为宝的目的,提出采用赤泥-石灰作为固化剂对镉、铅重金属污染土进行固化/稳定化处理,通过酸性干湿循环试验、无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验以及微观结构分析,研究不同固化剂配比、污染物浓度、溶液pH值和干湿循环次数对赤泥-石灰固化剂固化污染土的质量损失率、强度变化、毒性浸出浓度以及微观形态的影响。结果表明:在各种条件下,R4C4固化土质量损失率最低;在溶液pH值为7、干湿循环下,固化土抗压强度随石灰掺量增加而增加,随循环次数的增加先增大后减小,在循环次数为两次时达到峰值;溶液pH值减小时,强度也随之减小;浸出浓度随循环次数以及溶液pH值的增大而增大,在初始浓度为M1时所有试样均满足标准要求;在多次酸性干湿循环后土体出现裂缝,且水化物减少导致结构被破坏。

干湿交替对植烟土壤钾素有效形态变化的影响

研究旨在探究水分条件变化对植烟土壤中钾素有效形态的影响,以期为准确评估植烟土壤的钾素供应状况及合理施用钾肥提供科学依据。选取位于湿润季风气候区的会东和高原季风气候区的德昌两个生态区的主要植烟土壤类型(紫色土、红壤),进行分层土壤样品采集(0~20、20~40、40~60 cm)。通过室内培养设置不同水分条件(恒湿、干湿交替、湿润),研究干湿交替对土壤速效钾、有效性钾和缓效钾含量变化的影响。结果表明:恒湿、干湿交替和湿润处理增加会东地区紫色土、会东地区红壤和德昌地区红壤各土层速效钾含量,增加值最大达85.96 mg/kg,降低了德昌地区紫色土速效钾含量。土壤缓效钾含量与速效钾含量变化趋势相反。会东地区紫色土和红壤的有效性钾含量随培养时间增加而增大,德昌地区紫色土和红壤有效性钾含量变化则相反。水分条件和黏土矿物类型可能是影响德昌紫色土、红壤的钾素有效形态变化的重要因素;在烤烟生产中,尤其需注重雨季期间对德昌地区紫色土供应适量钾肥。

干湿循环下红层土石混合料强度及变形特性的试验研究

为研究干湿循环下红层土石混合料的劣化规律,以取自四川盆地的红层土石混合料为研究对象,通过静态崩解试验,探讨不同粒径红层软岩块石的崩解特征;对2组红层土石混合路基填料原始级配缩尺,通过叠环式剪切试验,研究干湿循环次数对红层土石混合料黏聚力、内摩擦角、剪胀率和剪切模量等指标的影响.研究结果表明:红层软岩块石遇水崩解显著,崩解过程可分为剧烈段、过渡段和稳定段,崩解剧烈段块石含量降低近70%;粒径较大时,块石受结构面影响更强,崩解更彻底;随干湿循环次数的增加,抗剪强度在崩解剧烈段明显降低,过渡段基本不变,稳定段略有回升;块石崩解后,其咬合作用显著降低,表观黏聚力急剧减小,静电引力和固化胶结使黏聚力轻微增大,崩解物间的摩擦和重定向排列使内摩擦角轻微增大;最大粒径和含石量显著降低,法向应力下土石混合料更密实,剪胀率明显降低;骨架-密实结构转变为悬浮-密实结构,剪切模量明显降低;干湿循环下黏聚力和剪胀率劣化更明显,内摩擦角的劣化受块石粒径影响最大,剪切模量的劣化受块石粒径影响最小;路堤填筑前,对红层土石混合料进行2次崩解处理,以削弱其受降雨-蒸发循环作用的不利影响.

干湿交替下木纤维重构红壤的水力特性

红壤黏性重,干湿交替容易结块和形成裂隙,通过土-水特征曲线研究重构红壤的持水保水能力具有一定的意义。为探明干湿交替下木纤维重构对红壤水力特性的影响,该研究应用4种添加量(0、0.5%、2.5%和5.0%)的木纤维重构红壤,采用滤纸法测定木纤维复合土的基质吸力,并利用Logistic模型拟合其土-水特征曲线。结果表明,随着木纤维添加量的增加,干湿交替作用对红壤基质吸力降幅和土-水特征曲线的滞后现象逐渐减缓,2.5%木纤维复合土是提高土壤持水能力最优配比;木纤维添加提高红壤进气值和残余值,干湿交替下残余值变化较大,随着干湿交替次数增加而残余值的降幅逐渐较小,2.5%木纤维复合土的斜率受干湿交替影响较小,其持水能力最优,体积含水率变化速率减小;添加木纤维后土-水特征曲线的决定系数均在0.97,说明Logistic模型适用于拟合木纤维重构的红壤土-水特征曲线。研究对于深入研究红壤区的土壤重构、边坡防护和生态恢复等具有重要的理论和工程实践意义。

含裂隙红黏土土水特征与强度特性研究

红黏土边坡在干湿循环作用下极易产生裂隙,裂隙发育将对土体水力学特性及强度造成不利影响,从而降低边坡稳定性。以长沙红黏土为研究对象,制备具有不同裂隙数量的红黏土试样,开展了渗透试验、土水特征曲线试验和直剪试验,揭示了红黏土饱和渗透系数、土水特征曲线和抗剪强度指标随裂隙数量和干密度的演化规律,建立了相应函数表达式。结果表明:红黏土渗透系数量级为10^(-5)~10^(-7)m/s,饱和渗透系数随干密度的增加而减小,随裂隙数量的增加呈指数型增长,裂隙增加5条,饱和渗透系数提高66.4倍;干密度低和裂隙数量多的试样饱和体积含水率更高,脱湿过程中体积含水率随基质吸力降低速率更快,残余含水率更低,持水能力更差;红黏土抗剪强度指标与干密度呈正比,与裂隙数量呈反比,当干密度增加0.28 g/cm^(3),黏聚力和内摩擦角分别提高2.35倍和0.94倍,而当裂隙增加5条,黏聚力和内摩擦角分别降低57.09%和49.59%。

根-土复合体的胀缩变形及干湿循环后的力学特性研究

【目的】边坡生态防护具有自然生态修复和固土作用,经济效益斐然。为了研究干湿循环作用下植物根系对红黏土的加固机理和生态防护在红黏土分布区的适用性。【方法】以贵州省贵阳市红黏土为研究对象,采用膨胀试验和收缩变形试验,探究根-土复合体在不同初始含水率下的胀缩性能,并采用固结快剪试验,测定干湿循环作用下不同循环幅度和不同初始含水率时根-土复合体的抗剪强度参数,从而分析干湿循环作用下根系的掺入对红黏土强度变化的影响。【结果】研究结果显示:(1)所测红黏土的自由膨胀率为58.0%,属弱膨胀土。膨胀率和线缩率分别随初始含水率的增加而减小和增加,根系的掺入能够有效抑制土体的胀缩变形,抑制强弱与根系含量和土体含水率有关。(2)当循环幅度分别为10%、20%和30%,且初始含水率和根系掺量一定时,根-土复合体的抗剪强度较5次循环前呈现先增大后减小的趋势。(3)当初始含水率分别为40%、50%和60%,且循环幅度和根系掺量一定时,根-土复合体的抗剪强度较5次循环前总体上随初始含水率的增加而减小。【结论】根系的掺入能够有效抑制干湿循环作用下红黏土抗剪强度的衰减。研究成果将进一步加深对红黏土力学特性和边坡生态防护的认识。

浙江省红层母质发育土壤的酸缓冲性及其在人为利用下的酸化特点

为了解由红层坡地改成梯田后,在稳定的成土环境与施肥条件下土壤酸碱度的变化特点,从浙江省采集了240个不同利用方式和利用时间的红层母质发育的农地土壤样本,探讨了不同类型红层母质发育土壤的酸缓冲性,分析了在水耕和旱耕条件下红层母质发育土壤酸碱度随利用时间的变化特点。结果表明,研究土壤酸缓冲曲线可分为pH值>6.5、pH值介于3.5~6.5之间和pH值<3.5等3个阶段,pH值>6.5和<3.5时,土壤pH值随酸加入量的变化较缓慢,对酸具有较强的缓冲性;pH值介于3.5~6.5时,土壤pH值随酸量增加呈现快速下降的趋势,容易发生土壤酸化。红层母质发育土壤的酸缓冲容量与缓冲强度有很大的变化,分别介于65.09~663.31、38.98~160.61 mmol/kg之间,平均值分别为232.64、81.60 mmol/kg;其酸缓冲容量明显高于自然红壤。土壤酸缓冲容量和土壤酸缓冲强度主要与土壤初始pH值、CaCO_(3)含量、CEC和盐基饱和度有关。水耕和旱耕后的红层母质发育土壤均随利用时间的延长而发生酸化,红紫砂土的pH值下降主要发生在利用时间25 a内,紫砂土的pH值下降主要发生在利用时间25 a后;而酸性紫砂土的pH值持续缓慢地下降,水耕对紫砂土的酸化作用较旱耕更明显,但对红紫砂土和酸性紫砂土的酸化作用比旱耕弱。

干湿、冻融循环作用下石灰-赤泥固化土的物理、力学和微观特性研究

【目的】赤泥是氧化铝生产过程中产生的工业废弃物,极易造成地下水污染、土地盐碱化等问题,赤泥的再生利用成为亟待解决的难题。此外,湿度(即干湿)和温度(即冻融)是影响道路材料性能的主要因素。【方法】尝试使用石灰激发赤泥(添加或不添加氢氧化钠)用于固化路基土,通过质量、体积监测、无侧限抗压强度试验、核磁共振试验及X射线衍射试验研究了固化土在干湿、冻融循环作用下的物理、力学性能和微观结构特性。【结果】结果显示:氢氧化钠的掺入使固化土强度提高约204.6%~343.6%;石灰-赤泥固化土的抗压强度随干湿、冻融循环次数的增加而降低;干湿、冻融循环作用后固化土的质量损失率和体积变化率分别在0.52%~2.06%和0.62%~1.99%之间;干湿循环会降低土体的孔隙体积,而冻融循环使土体大尺寸孔隙体积增加;石灰-赤泥固化土的主要水化产物是水化硅酸钙(C-S-H)。【结论】结果表明:石灰-赤泥固化土耐干湿、冻融侵蚀的能力优于纯石灰固化土,干湿、冻融循环作用后石灰-赤泥固化土的强度折损率、质量损失率和体积变化率均明显低于纯石灰固化土。石灰-赤泥固化土的水化产物(C-S-H)能够提高土体耐干湿、冻融侵蚀的能力。研究成果能够为赤泥在道路工程中的应用提供可靠依据。

水分胁迫对燥红土和变性土上生长的玉米叶片几种酶活性的影响

采用盆栽控制试验 ,研究了不同处理条件下 ,水分胁迫对金沙江干热河谷典型土壤 (燥红土和变性土 )生长的玉米 (ZeamaysL .)叶片中几种酶活性的影响 .结果表明 :(1)在一定的水分胁迫范围内 ,玉米叶片的过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT)、抗坏血酸过氧化物酶 (ASP)和多酚氧化酶 (PPO)活性均随着土壤含水量的降低而升高 ,但过度胁迫时 ,酶活性降低 ;(2 )随着土壤含水量降低 ,玉米叶片中保护酶活性的变化规律略有差异 ,这与二者的土壤物理性质有关 ;(3)施肥处理和栽培方式对玉米叶片的酶活性有影响 ,增施有机肥和Zn肥可提高适度水分亏缺条件下玉米叶片中POD、CAT、ASP和PPO活性 .图 4参

金沙江干热河谷区云南土壤退化过程研究

通过对云南省金沙江干热河谷典型区不同生态景观下土壤典型剖面系列的比较研究,初步确定了燥红土系列和变性土系列土壤退化过程的阶段及其土壤性状特征。研究结果表明,土壤腐殖质层(A) 厚度及其有机质含量、土壤结构性和容重、土壤全氮量、土壤开裂状况、粘粒活度等指标,可用于表征土壤退化过程的阶段特征;并提出了土壤退化过程有渐变、突变、跃变和复合型等演化型式。

海南省蕉园燥红土养分状况及其限制因子研究

为了了解海南省香蕉园燥红土的养分状况、养分限制因子及其亏缺程度,应用土壤养分状况系统研究法对海南省香蕉园燥红土的养分状况进行了研究。结果表明:(1)海南省香蕉园燥红土对各养分的吸附固定能力大小顺序为:B>P>Cu>Zn>S>K;(2)海南省香蕉园香蕉园燥红土缺N、P、K、Cu、Mo、而不缺Fe、Mn、Ca、Mg。

铅污染下旱地红壤酸性磷酸酶活性的变化

采用磷酸苯二钠比色法测定旱地红壤酸性磷酸酶活性,研究外添不同含量单一重金属Pb在不同培养时间土壤酸性磷酸酶活性的变化.结果表明:当Pb含量低于200 mg.kg-1时,土壤酸性磷酸酶活性随Pb浓度的提高而增强;当Pb含量高于200 mg.kg-1时,土壤酸性磷酸酶活性则随Pb含量的提高而逐渐降低,且Pb含量越高土壤酸性磷酸酶活性越低.Pb含量为200 mg.kg-1时酸性磷酸酶活性达到峰值,因此200 mg.kg-1可作为酸性磷酸酶活性转变的Pb表征临界浓度.此外,培养20 d前土壤酸性磷酸酶活性随培养时间的延长而逐渐增强,培养20 d后随培养时间的延长土壤酸性磷酸酶活性逐渐下降.因此第20天酸性磷酸酶活性最强,可作为受Pb胁迫的临界期.

水分胁迫对燥红土和变性土上玉米叶片过氧化物酶活性的影响

采用盆栽控制试验 ,研究了单作和混作栽培方式及不同施肥处理条件下 ,水分胁迫对金沙江干热河谷典型土壤 (燥红土和变性土 )玉米 (ZeamaysL .)叶片过氧化物酶 (POD)活性的影响。结果表明 :①在一定的水分胁迫范围内 ,玉米叶片的过氧化物酶活性随着土壤含水量的降低而升高 ,但过度胁迫时 ,酶活性降低 ;②随着土壤含水量降低 ,燥土和变性土上生长的玉米叶片的酶活性的变化规律略有差异 ,这与二者的土壤物理性质有关 ;③施肥处理 [T (N 10 0mg+P2 O5170mg +K2 O 6 0mg/kg干土 ) ;Z (NPK +Zn10mg/kg干土 ) ;M (5 2 g干牛粪 /kg干土+NPK)

不同施肥处理下红壤旱地速效磷时空变化及其影响因子

在不同施肥处理下,利用田间试验,研究了2007年3、5、7、9和11月湖南地区红壤旱地土壤速效磷含量的时间变化和剖面中的垂直变化。结果表明:各处理小区土壤中速效磷的含量均在表层较高,而底层较低;土壤速效磷含量在3月至9月和9、11月分别呈降低—升高的趋势,其中在3月份氮磷配施处理表层土壤的含量最高,达121.87 mg.kg-1。土壤有机质、团粒结构以及pH值均是影响土壤速效磷含量的重要因子,其中有机质和速效磷含量间呈显著正相关(P<0.05)。红壤有机质含量较低,生产中应增加有机肥的施用量;对照小区各层土壤团聚体与速效磷含量呈指数曲线变化。