基于机器学习的土壤机械压实应用研究

农业机械作业造成的土壤压实已成为制约农业可持续发展的重要因素,过度机械压实使土壤理化性质恶化,甚至成为降低作物产量的主要原因。已有的土壤机械压实研究多是基于简单的数学统计分析,且研究重点为试验方案的设计,无法挖掘数据内部关系,也无法进行土壤机械压实程度的预测。近几年,随着机器学习的不断发展,越来越多的学者开始将其引入农业领域及土壤机械压实的研究。为此,分析了机械压实对土壤理化性质及作物生长的影响,总结了土壤机械压实的表征属性和常用机器学习算法及评价标准,并归纳了近几年基于机器学习的土壤压实的研究成果,给出了相关应用研究的建议。

不同灌溉水源对高原夏芹菜土壤理化性质及其产量、品质的影响

以芹菜品种文图拉为试材,研究引洮水及其引洮水和浅层地下水交替灌溉、浅层地下水3种不同灌溉水源对土壤容重、土壤温度及夏芹菜产量及品质的影响。结果表明,灌溉水质对耕层内(0~30 cm)土壤容重的影响较大,用浅层地下水灌溉后土壤容重增幅最大;在夏芹菜生育期内,土壤温度变化受灌溉水质和气温影响较大,其中引洮水灌溉后生育期土壤平均温度21.4℃,较地下水灌溉高0.7℃;在全生育期灌溉制度相同的条件下,因地下水含氮、磷等有机物较多,灌溉处理夏芹菜产量最高,达135870 kg·hm^(-2),比引洮水灌溉增产21005 kg·hm^(-2),但芹菜粗纤维含量高,食用品质降低。综上,使用矿化度低的引洮水灌溉芹菜,能使土壤保持较好的理化性质,提高芹菜发芽期土壤表层平均地温,有利于芹菜根系的呼吸和生长,易形成茎,能增加芹菜茎秆鲜质量的比例,达到80.79%。

不同粉垄深度对常年稻地土壤理化性状及产量的影响

设3个处理:传统耕作(20 cm,对照)、粉垄35cm、粉垄50cm,开展粉垄耕作对常年稻地土壤理化性状及产量的影响研究。结果表明:同一土层深度不同处理下养分含量整体变化趋势为,粉垄35cm>粉垄50 cm>CK;但土壤pH值和盐分含量CK处理下均最高;同一土层深度土壤容重随着粉垄深度的增加呈降低趋势;当粉垄深度为35 cm时667 m^(2)收获穗数、穗粒数最高,较对照分别高8.3%、36.4%,较50 cm处理分别高25.8%、31.3%;而当粉垄深度为50cm时,水稻千粒重最高,为26.7 g,但产量最低,为548.3kg·667^(-1)·m^(-2)。

高寒矿区蛇纹石渣土配制及其改良种植基质的试验——以青海威斯特铜矿为例

针对青藏高原高寒矿区“客土”资源缺乏、土壤结构质量差和植被建造困难等问题,研究蛇纹石渣土与当地原土配制和改良,为植被建造提供种植基质。以青海威斯特铜矿为例,通过土壤模拟、盆栽种植和田间小区试验方法,对矿区蛇纹石渣土与当地原土进行种植基质配制,并通过改良试验确定种植基质的改良方案。蛇纹石渣土与原土不同比例配制极大影响基质的理化性能。蛇纹石渣土与原土配制比例6∶4时,种植基质土壤密度、pH和土壤电导率分别与纯蛇纹石渣土对照(CK)降低2.20%、7.95%和19.88%,土壤毛管孔隙度、田间持水量,以及有效磷、速效钾、全氮和水解性氮的质量分数分别显著增加15.12%、7.02%、75.23%、328.88%、117.65%和32.38%,达到绿化基质基本要求;盆栽种植表明,蛇纹石渣土与原土配制比例6∶4时,单种植披碱草和混种6种草籽等牧草的出苗数较对照CK提高10.34%和25%,披碱草株高、地上生物量、地下生物量分别较对照CK提高7.25%、87.00%和246.95%;田间小区种植试验表明,蛇纹石渣土与原土配制比例为6∶4且添加TG改良剂1 kg/m^(2)、KM 3005保水剂12 g/m^(2)和羊板粪3.12 kg/m^(2)时,羊板粪和TG改良剂梯度试验出苗株高和生物量分别较对照提高38.30%和200.43%、21.43%和358.02%,并得到工程示范应用。蛇纹石渣土与原土按照6∶4配制并通过TG改良剂、保水剂和羊板粪改良后,能达到矿区生态修复的植物种植的基质要求,试验结果对促进青海高寒矿区的生态修复具有重要参考。

树种对土壤物理性质的影响——7种亚热带树种同质园试验

【目的】通过了解树种差异对土壤物理性质的影响,为亚热带人工林树种优化及土壤改良提供理论依据。【方法】试验以亚热带同质园7个阔叶树种,即大叶樟(Cinnamomum septentrionale)、桤木(Alnus cremastogyne)、油樟(Cinnamomum longepaniculatum)、天竺桂(Cinnamomum japonicum)、香樟(Cinnamomum camphora)、红椿(Toona ciliate)和香椿(Toona sinensis)为研究对象,在立地5 a后(2015-2020年)测定不同树种人工林和邻近撂荒地各土层(0~10、10~20和20~30 cm)土壤容重、总孔隙度、坚实度和抗剪强度的变化规律。【结果】①相较于撂荒地,树种显著影响0~30 cm土壤容重、0~10 cm和20~30 cm土壤坚实度和总孔隙度、20~30 cm土壤抗剪强度;②油樟、大叶樟、天竺桂和香樟4种樟属植物表层土壤容重整体高于其他树种,但土壤总孔隙度则相反;③土壤容重、土壤坚实度和土壤抗剪强度总体随土壤深度的增加而增大,变化范围分别为1.22~1.54 g/cm^(3)、143.9~335 N/cm^(3)和0.49~2.25 kg/cm^(2),土壤总孔隙度则呈现相反的变化趋势,变化范围为47.26%~52.55%;④土层深度显著影响土壤容重、总孔隙度、坚实度和抗剪强度,树种和土壤层次的交互作用显著影响土壤总孔隙度。【结论】树种可能通过改变凋落物输入和根系活动影响土壤理化性质,种植樟属植物可改善土壤物理特性。

稻蟹共作对土壤理化性质及土壤酶活性的影响

为探究稻蟹共作对土壤理化性质及土壤酶活性的影响,采用水泥池模拟稻田环境的方法,对比研究了稻蟹共作与水稻单作模式7个土壤理化指标和4个土壤酶活性的差异。结果表明:与稻田单作相比,稻蟹共作对土壤容重、土壤含水率和土壤还原性物质总量均有显著影响(P<0.05);稻蟹组的总有机碳略高于稻田组,但总氮略低于稻田组;稻蟹组与稻田组的Eh存在极显著差异,两组之间差异达20.95%;稻蟹组和稻田组土壤粒径机械组成均为粉粒>粘粒>粗细砂粒,粉粒占比均超过80%,且两组之间存在显著差异(P<0.05);随着土壤深度的增加,稻田组的四种酶活性均呈显著下降趋势;稻蟹组的脲酶、纤维素酶和蔗糖酶活性变化与稻田组一致,呈显著下降趋势,但其酸性磷酸酶没有变化。可见,稻蟹共作系统由于河蟹的引入,降低了土壤容重,提高了土壤含水率,改良了土壤,其水稻根系分布较多的10~15 cm底层土壤显示了较强的土壤酶活性,促进了水稻对稻蟹共作系统中碳、氮等元素的高效利用。因此,稻蟹共作系统既有利于水稻生长,又有利于河蟹养殖,可以作为一种生态种养模式在江苏地区推广应用。

自制鸡粪有机肥及其套餐式施肥技术对桃产量及品质的影响

以十年生桃园为实验材料,以施用化学肥料为对照,以一般的农家肥(处理Ⅰ)、和市场上出售的成品有机肥(处理Ⅱ)为对比,研究了自制鸡粪有机肥(处理Ⅲ)及其套餐式施肥技术对桃产量及品质的影响。结果显示在N、P、K供给量一致的情况下,自制发酵鸡粪可以明显的改善桃园土壤结构、提高鲜桃品质和质量,其产量分别比CK、处理I提高了8.98%、4.03%,效益分别比CK、处理Ⅰ、处理Ⅲ提高了36.27%、30.72%和21.51%;处理Ⅱ与处理Ⅲ两组的鲜桃果实个大且果面光滑,着色好,含糖量高,商品性好,可以证明自制发酵鸡粪与市场上出售的成品有机肥相比效果无显著性差异,但成本大大降低。

高寒矿区环境材料混施下土壤改良及工程应用研究

为了解决高寒矿区土地复垦中表层土壤结构差、水土流失和土壤肥力低下等问题,以青海威斯特铜矿为例,通过土壤培养模拟正交设计试验,研究了混施羊板粪(A)、TG改良剂(B)、保水剂(C)3种材料对土壤改良的效果,并筛选出一种效果最佳的混合比例。正交极差结果表明:羊板粪对土壤有机质、土壤密度、孔隙度和全盐含量的影响较强,TG改良剂对pH的影响较强,保水剂对田间持水量的影响较强。综合极差分析和主成分分析结果得,处理1(A含量6 g/kg,B含量1.85 g/kg,C含量0.06 g/kg)为改良土壤理化性能最优组合。通过冗余分析得出,羊板粪和TG改良剂对土壤理化性质的差异性解释最好。有机质、土壤田间持水量和孔隙度与环境材料的相关性较强。有机质与羊板粪呈正相关,孔隙度和田间持水量与保水剂、TG改良剂呈正相关。pH、全盐含量和土壤密度与环境材料的相关性较小。孔隙度和田间持水量正相关性强,二者与有机质呈负相关。综合考虑,土壤有机质最优组合A3B3C2和土壤其他理化性能最优组合A1B1C1,通过中值法得到高寒矿区土壤基质恢复最优配方结果为A2B2C1.5,即A含量12 g/kg,B含量3.7 g/kg,C含量0.09 g/kg为最优配比。通过工程应用,总结出以“边坡修整、挂椰网/铁丝网、挂生态棒、设置排水沟、客土筛分、客土喷播、铺设保水毯、养护管理及监测”为主的技术应用流程,将试验配方研究和工程应用进行了结合。3种环境材料工程应用结果表明,土壤理化性质和生物量也得到明显改善。此研究为解决青藏高海拔矿区土壤肥力和结构的恢复提供参考,对水土保持产生重要意义。

施加生物炭对黑土区坡耕地土壤主要理化指标的动态影响

采用田间原位监测试验方法,设计CK(不施加生物炭)和SW(施加生物炭30 t·hm^(-2))2个处理,研究施加生物炭当年(5—10月)对东北黑土区坡耕地土壤容重、土壤质量含水率、土壤pH值、电导率、有机质含量和阳离子交换量等主要理化指标的影响。结果表明,施加生物炭当年土壤容重降低,其中,6—10月垄丘土壤容重降低6.42%~11.21%,且随时间延长,其降幅减小。施加生物炭当年6—8月的土壤质量含水率降低,且垄丘的降低幅度小于垄沟,随坡位由上到下,土壤质量含水率的降幅逐渐减小;而9—10月的土壤质量含水率增加,且垄丘的增加幅度大于垄沟,随坡位由上到下,土壤质量含水率的增加幅度逐渐增大。此外,施加生物炭能够增加土壤pH值、有机质含量,减小电导率。综上,施加生物炭当年即可改变土壤主要理化指标,提升土壤质量。

不同耕翻深度对土壤养分及水稻产量的影响

[目的]了解不同耕翻深度对引黄灌区农田土壤蓄水保墒、养分及作物产量的影响,探寻能充分营造水、肥、气等水稻良好生长环境的合理耕翻深度,以期为引黄灌区水稻合理耕层构建及作物高产栽培提供理论参考。[方法]采用完全随机设计,设置3个耕翻深度处理,分别为耕翻22~25 cm、耕翻30~32 cm、耕翻38~42 cm,研究不同耕翻深度对土壤容重、含水率、土壤养分、水稻产量的影响。[结果]在不同耕翻深度下土壤含水率整体表现在耕翻30~32 cm处理下较高;土壤容重在0~10 cm土层下以耕翻22~25 cm处理较低,在20~40 cm土层下以耕翻30~32、38~42 cm处理较低,且耕翻30~32 cm处理显著低于38~42 cm处理;有机质、有效磷和速效钾含量在0~20 cm土层以耕翻30~32 cm处理较高,在20~40 cm土层以耕翻38~42 cm处理较高;水稻产量耕翻30~32 cm处理显著高于耕翻22~25和38~42 cm处理;通过主成分综合评价得到耕翻30~32 cm处理>耕翻38~42 cm>耕翻22~25 cm。[结论]不同耕翻深度可影响耕层土壤结构及土壤养分,进而影响土壤的蓄水保温效应,促进作物生长和产量提高,在该地土壤条件下耕翻30~32 cm处理对土壤的综合改善效果最佳,水稻产量较高。

改良剂对盐碱地燕麦生长及土壤物理性状的调控效应

【目的】推进旱区盐碱土的治理和适应性种植,有助于夯实粮食安全的根基和促进生态、经济的可持续发展。【方法】采用单因素随机区组设计,研究了有机肥、粉煤灰、生物炭、糠醛渣、蚯蚓粪、腐殖酸、克碱王7种改良剂单施以及以单施的1/2用量进行的粉煤灰+有机肥、粉煤灰+糠醛渣、生物炭+糠醛渣、蚯蚓粪+腐殖酸4种配施对盐碱地土壤物理性状及燕麦生长的调控效应。【结果】粉煤灰+糠醛渣、生物炭+糠醛渣的配施方式较不施改良剂的燕麦出苗率显著提高了5.47%~5.96%;腐殖酸单施及4种混施使成活率提高了9.47%~11.14%。所有施用改良剂的处理较不施的对照植株干物质积累量增加,抽穗期、开花期、成熟期的增幅分别为15.25%~72.88%、11.21%~38.32%和9.91%~45.95%;3个时期混施又较单施提高了9.30%~50.00%、5.19%~24.37%和7.09%~32.79%,且以粉煤灰+糠醛渣、生物炭+糠醛渣的增幅最大。燕麦草产量,配施处理较不施改良剂显著增加16.56%~19.99%,较单施处理增加5.26%~8.14%,4种配施的增产效应无显著差异。糠醛渣、腐殖酸单施以及4种配施方式均显著降低了土壤容重,提高了土壤孔隙度;和不施改良剂相比,粉煤灰+糠醛渣、生物炭+糠醛渣的土壤容重降低了8.53%~9.38%,孔隙度增加了10.97%~13.42%。【结论】生物炭与糠醛渣、粉煤灰与糠醛渣的两种配施方式更有利于盐碱地燕麦的生长及土壤物理性状的调控。

土壤类型和容重对离心机法测定土壤水分特征曲线的影响

本研究以杨凌塿土和嫩江黑土为研究对象,分别设置了4个土壤容重处理(1.0、1.1、1.2、1.3 g/cm^(3)),利用离心机法测定土壤失水过程,以压力膜仪法为标准,对比不同吸力下的含水量实测值和van Genuchten模型参数的差异。结果表明,随着土壤容重的增加,离心机法测定土壤水分特征曲线准确度逐渐增加,获取黑土和塿土的van Genuchten模型参数α的准确度增幅分别为38.46%~83.08%和56.38%~95.75%。离心机法测定土壤水分特征曲线的准确度在不同吸力段表现不同,近饱和段(0~10 kPa)离心机法测定值偏低,而高吸力段(10~1500 kPa)测定值偏高,且高吸力段离心机法测定准确度较低,与压力膜仪法测定值具有极显著差异(P<0.01)。综上所述,为了提高离心机法测定土壤水分特征曲线的准确度,优先考虑应用于大容重和高有机质含量的土壤。

戈壁石土壤葡萄埋藤装置设计与试验

针对含戈壁石土壤机械化葡萄埋藤越冬作业难度大、能耗高、理论研究少等难题,考虑含戈壁石土壤的葡萄埋藤农艺要求,设计了一种可在戈壁石土壤中葡萄埋藤的铰臂式锯齿形刀结构和葡萄埋藤机装置,并根据葡萄埋藤农艺要求,对埋藤装备关键部件进行参数设计和计算。考虑土壤的挖掘、摩擦、移动和抛出等影响因素建立了功耗算法,特点是土壤容重越大所需功耗也越大。通过确定含戈壁石土壤埋藤机所匹配的履带式拖拉机总功率,在戈壁石含率分别为19.73%和32.24%的两种实验区进行了埋藤覆土试验。在这两个实验区,埋藤覆土平均厚度的最大值分别为0.19m和0.21m,最小值分别为0.1m和0.097m,埋藤覆土宽度均为1.2m,满足吐鲁番地区含戈壁石土壤的葡萄埋藤农艺要求,可有效降低葡萄种植成本、减轻劳动强度、提高综合经济效益。

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。

黔东南丘陵山地5种林分类型土壤有机碳与理化性质间的关系

[目的]探明贵州省黔东南地区不同林分类型土壤有机碳含量与土壤理化因子间的关系,以期为营造合理的林分类型和树种结构,有效提升森林碳汇潜力提供科学参考。[方法]以天柱国营林场马尾松林、杉木林、针叶混交林、阔叶混交林及针阔混交林为研究对象,在5种林分类型中分别设置3个25.82 m×25.82 m样地,采集各样地0—20 cm,20—40 cm,40—60 cm层土样,测定土壤有机总碳、pH、含水量、容重、石砾含量、氮、磷、钾等理化指标及相关性,并分析不同林分类型土壤有机碳及土壤理化性质间的相关性。[结果](1)马尾松林土壤总有机碳含量22.25~42.08 g/kg,杉木林土壤总有机碳含量30.12~50.33 g/kg,针叶混交林土壤总有机碳含量22.93~48.17 g/kg,阔叶混交林土壤总有机碳含量24.01~67.68 g/kg,针阔混交林土壤总有机碳含量32.99~92.36 g/kg。针阔混交林土壤有机碳含量最高,且各林分类型均出现表层富集特征。(2)马尾松林土壤有机碳含量与水解氮极显著正相关;杉木林与全氮、水解氮显著负相关;针叶混交林与土壤pH显著负相关,与土壤含水量、全氮及全钾显著正相关;阔叶混交林与土壤pH极显著正相关;针阔混交林与土壤含水量、全氮、全磷、全钾含量极显著正相关。(3)各相关因子中,水解氮是马尾松林土壤有机碳含量的主导因子,全氮是杉木林与针叶混交林的主导因子,土壤pH是阔叶混交林的主导因子,土壤含水量是针阔混交林的主导因子。[结论]不同林分类型土壤环境的差异对土壤有机碳积累的影响有所不同。受枯落物、根系、养分迁移等影响,针阔混交林土壤有机碳含量较其他4种林分类型高。

短期氮添加对罗浮栲林根际和非根际土壤生物有效磷的影响

氮沉降通常会加剧土壤磷限制,微生物和植物将采取策略抵消这种负面影响。然而,氮添加下土壤微生物和/或植物如何影响土壤生物有效磷尚不明确。基于野外氮添加实验,测定了生长季(4月)和非生长季(10月)罗浮栲林根际和非根际土壤理化性质,微生物生物量,磷酸酶活性以及根系形态和养分,并通过生物学方法量化了四种形式的生物有效磷,包括氯化钙-磷(CaCl_(2)-P),柠檬酸-磷(CA-P),盐酸-磷(HCl-P)和酶-磷(Enz-P)。研究结果表明,非生长季大多数生物有效磷表现为根际含量高于非根际,而生长季根际土壤CaCl_(2)-P和CA-P含量显著低于非根际土壤。氮添加显著增加了生长季非根际土壤CA-P含量,同时显著降低了非生长季根际土壤CaCl_(2)-P和Enz-P含量和显著增加了非生长季根际土壤HCl-P含量,但两个季节的总生物有效磷含量均保持不变。两个季节中,氮添加下植物细根比根长、比表面积和组织密度均存在不同程度的降低,但菌根侵染率显著增加,这说明氮添加下植物倾向于通过与菌根真菌合作而非改变根系形态来截留土壤中可直接获取的有效磷。从非生长季生物有效磷含量的动态来看,氮添加下植物根系和/或微生物通过释放质子活化矿质结合态无机磷对维持罗浮栲林土壤生物磷至关重要。总之,短期氮添加下维持了土壤有效磷的潜在供应。研究有助于进一步理解微生物和植物对低磷亚热带地区氮负荷的适应机制,可为制定缓解土壤磷限制的可持续策略提供理论依据。

载畜率对冷蒿不同根际距离土壤细菌及其碳氮含量的影响

为了探究荒漠草原不同载畜率下半灌木植物冷蒿(Artemisia frigida)根、茎、叶碳氮含量与其根际、非根际土壤细菌群落结构的关系,利用高通量测序技术分析土壤(根际和非根际)细菌多样性和群落组成,测定根、茎、叶碳氮含量,分析细菌多样性与根茎叶碳氮含量的关系。结果表明:不同载畜率对冷蒿根茎叶的碳氮含量存在显著影响,中度和重度放牧会限制冷蒿的生长发育。不同载畜率下,根际土壤属水平下细菌的相对丰度均高于非根际土壤,根际与非根际土壤细菌Simpson指数、ACE指数均存在显著性差异(P<0.05)。冷蒿根茎叶碳氮含量与土壤中红色杆菌属和亚硝化球菌属的相对丰度存在相关性关系。

基于黏土沙障的复配土壤对土壤水分特征影响对比分析

[目的]研究基于黏土沙障的复配土壤在不同复配质量比下对土壤水分特征的影响,旨在揭示其土壤改良效益,为今后黏土沙障的设计提供最佳复配比。[方法]通过试验设计将各样品划分为空白组、对照组与试验组,并分别对三组样品的土壤容重、水分常数及土壤水分特征曲线进行对比分析。[结果](1)试验组样品土壤容重随复配土壤质量比(即复配比)的增加而减小,相较于空白组,当复配比为5∶1时降低至1.45 g/cm^(3),对照组则降低至1.32 g/cm^(3)。(2)试验组样品的土壤饱和含水率在其复配比超过一定阈值时明显增加,当复配比为2∶1时相较于空白组升高了0.97%,同时,其田间持水率与凋萎系数也相较于空白组整体分别升高1.518%,1.543%,对照组两者上升则均超过10%。(3) Gardner模型对三组样品模拟良好,三者土壤含水率均随土壤水势增加而减小,当土壤水势一定时,试验组复配比的增加有效提高了复配土壤的含水率,在土壤水势为0.01~1.5 MPa间不同质量比复配土壤平均增加了1.32%~1.72%。[结论]基于黏土沙障的复配土壤其复配比的增加能有效提升土壤的持水力与保水性,其有效含水量也明显上升,对土壤改良明显。

高黎贡山南段坡地3种植被类型土壤的持水特性分析

为研究高黎贡山坡地不同植被类型土壤的持水特性差异,以天然林(中山湿性常绿阔叶林)、天然草(亚高山草甸)和人工林(珍稀濒危植物保护及恢复示范林)的土壤作为研究对象,系统调查0~80 cm土层的土壤容重、毛管和非毛管孔隙度、含水量、最大持水量、毛管和非毛管持水量以及田间持水量等指标,并分析土壤物理性质对持水量的影响。结果显示:(1)3种植被类型的土壤容重均随土层深度增加而增大,天然林的毛管孔隙度和天然草的非毛管孔隙度呈先增加后降低的趋势,20~40 cm土层的总孔隙度和部分持水量特征最为显著。(2)在0~80 cm各土层中,天然林的土壤容重最低,毛管孔隙度、土壤含水量、最大持水量、毛管持水量和平均非毛管持水量最高(P<0.05);天然草的总孔隙度和平均最大持水量显著高于人工林(P<0.05)。(3)土壤容重与毛管孔隙度及各持水量特征之间存在显著的负相关性,而毛管孔隙度与持水量特征之间则呈显著正相关;天然林的最大持水量和毛管持水量对土壤容重及毛管孔隙度的响应比天然草和人工林更强烈;在较大的土壤容重和较低的毛管孔隙度下,人工林的田间持水量高于天然林。研究结果表明,天然林的综合持水能力最高,天然草次之,人工林最低;相比于天然草和人工林,改善天然林的土壤物理特性对提升水源涵养功能具有更显著的效果,而改善人工林的土壤物理性质对提升土壤持水能力的空间更大;在特定土壤条件下种植人工林,可获得比天然林更优的保水效果和生态效益。研究结果可为高黎贡山区域生态系统水土保持功能提升、生态恢复和人工林经营的生态效益提升提供理论依据。

鄱阳湖平原县域耕地土壤容重的空间分布特征及其影响因素

土壤容重是重要的土壤理化性质之一,同时对农作物生长具有显著性影响。研究耕层土壤容重空间分布特征及其影响因素可指导耕地改良及高质量农田建设。通过野外采样及实验测试获得了余干县423个土壤样本的土壤容重、耕层质地及成土母质等相关因素的数据,应用GIS软件和地统计学方法分析了土壤容重的空间分布相关特征;同时结合地理探测器,探讨了影响余干县耕层土壤容重空间分布的影响因素。结果表明,余干县耕层土壤容重平均值为1.11 g/cm^(3),变异系数为16.0%。在空间分布方面,耕层土壤容重从西南到东北方向近似呈递减趋势。耕层厚度和成土母质对土壤容重具有显著影响,泥质岩土壤容重较低,而砂质岩容重较高。建议将禾斛岭垦殖场、瑞洪镇、古埠镇、三塘乡、东塘乡、黄金埠镇以及康山乡部分区域设为重点改良区。此研究为进一步了解鄱阳湖平原县域耕地土壤容重空间分布影响因素及耕地土壤改良区域划分提供理论依据。