水-沼液一体入渗特征分析

为探明水-沼液一体灌溉模式对作物根区土壤水分环境的影响,通过水平和垂直土柱入渗试验,探求不同沼液浓度、土壤容重和入渗水头对入渗特征的影响.结果表明:在相同时间内,土壤容重为1.40g/cm3处理的累积入渗量均小于1.35g/cm-3处理,但所有处理的累积入渗量均随沼液浓度的增大而减小;垂直土柱入渗试验中4cm水头单位时间累积入渗量及土壤剖面含水率均高于2cm水头处理;不同处理土壤水扩散率及各剖面土壤含水率均呈现CK1∶41∶21∶1BL.通过对数据进行拟合分析,发现指数函数能较好地描述不同土壤容重和沼液浓度的土壤水扩散率;Kostiakov入渗模型能够准确描述垂直入渗试验中不同沼液浓度、土壤容重和入渗水头对累积入渗量的影响,其入渗系数随沼液浓度的增大逐渐减小,而入渗指数则随沼液浓度的增大逐渐增大.     

容重和水分条件对黑土和冲积土通气性影响的研究

本文通过对容重分别为1.1g/cm3、1.2g/cm3、1.3g/cm3土壤在动态水分分别为9.84%、13.84%、17.84%、25.84%、29.84%条件下黑土和冲积土通气率的测定,研究容重和水分条件对这两种土壤通气率的影响.结果表明:黑土和冲积土的土壤通气率均随容重的增加呈降低趋势.含水量越高,通气率越低,并且,客重和水分条件对冲积土通气率影响较黑土显著.在含水量相同的条件下,黑土比冲积土的通气性强.     

东北典型农田地力提升机制与技术措施

随着我国人口的不断增加,粮食安全问题日益突出。东北是我国重要的粮食产区之一,具有最大的粮食增产潜力。影响东北土壤地力的主要因子有养分贫瘠化,障碍性层次和障碍性因子。基于此我们设计了一个田间试验,旨在改善土壤结构和增加土壤的养分含量。试验设置于2007年设置中国科学院海伦农田野外科学观测研究站,共包括6个处理,分别为常规耕作(TT),浅翻深松(ST),表层施加秸秆(TT+SS),亚耕层施加秸秆(TT+DS),表层施加有机肥(TT+SM),亚耕层施加有机肥(ST+DM),根据试验要求在2008增设了深层全混秸秆(ST+S)和深层全混有机肥(STM)。试验结果表明ST,ST+DS和ST+DM在第一年均能够显著地减少20~35 cm土层土壤容重,但是到了第六年ST处理的土壤容重增加到初始水平,而ST+DS和ST+DM仍然表现为降低,说明打破犁底层的同时向20~35 cm施入有机物料能够长久地改善土壤的结构。与起始土壤相比有机物料施入0~20 cm和20~35 cm土层(TT+SS,TT+SM,ST+S,STM,ST+DM和ST+DS)能够增加相应层次土壤的有机质、250μm团聚体和养分的容量和强度,说明有机物料的输入能够改善土壤的养分状况和结构,其中有机肥的添加效果优于秸秆。相比有机物料分层输入,0~35 cm全层混入秸秆和有机肥能够同时增加0~20 cm和20~35 cm土层土壤养分含量和改善土壤结构,是值得在试验区域内推荐使用的。因此,在研究区域内有机肥的输入是消除障碍层次,增加土壤肥力和提高粮食产量的重要措施。     

不同结构土壤间歇入渗减渗效果的试验研究

本文以陕西关中田间连续和间歇入渗对比试验为依据,讨论了中壤质地土壤不同结构条件下的间歇入渗减渗效果,分析了间歇入渗的减渗率与地表土壤容重及连续入渗相对稳渗率之间的关系。可供中壤质地土壤地区进行间歇灌大田灌水试验和用水管理作参考。     

不同作物类型下土壤收缩变化研究

土壤在饱和-风干失水过程中会发生收缩,往往伴随着表面下陷和出现裂缝的现象。在桂林市农业科学院通过采样来测定甘蔗、梨树、大豆试验地的土壤收缩变化,并利用Soil Shrinkage Simulator(SSS)软件进行土壤收缩曲线的拟合和收缩变化的分析。结果表明:SSS软件能够较好地拟合实测数据(r0.97),土壤的收缩曲线整体结构是呈现"S"型;但不同试验地的土壤收缩仍存在一定差异。因梨树地容重小,总孔隙度大,有机质含量高,以及免耕的耕作方式使其土壤结构疏松,含水量较高,从而导致它的土壤收缩程度最大;但甘蔗地和大豆地收缩程度较为接近,这与原假设的不同作物类型下甘蔗地土壤收缩大于大豆地相反。一方面由于甘蔗地垄沟种植使得部分表层土壤容重加大;另一方面,垄沟中存储的水分直接入渗到下层土壤,对表层土壤水分的贡献不大,这些均导致甘蔗地表层土壤收缩相较于大豆地不明显。因此,除了土壤自身性质外,耕作方式对土壤收缩也有着较大的影响。     

人工林伐区索道集材对土壤理化性状的影响

研究了马尾松与杉木混交人工林伐区索道集材作业前后林地土壤理化性质的变化,结果表明：集材作业后除土壤体积质量和结构体破坏率指标增大外,其余土壤理化性质指标均下降,而且表层土壤(0~20 cm)所受影响较底层土壤(20~40 cm)大;集材作业导致表层土壤体积质量增大0.02 g/cm,土壤结构体破坏率提高617%,最大持水量下降3.65%,总孔隙度减小1.98%;同时表层土壤的有机质、全N、水解性N、全P、速效P、全K、速效K等指标的含量分别下降1.34 g/kg、0.04 g/kg、6.46 mg/kg、0.01 g/kg、0.04 mg/kg、1.01 g/kg和11.00 mg/kg。分析了集材作业造成土壤理化性质变化的原因,并从森林生态采运角度出发,提出减少索道集材作业对林地土壤破坏的技术措施。     

影响土壤入渗能力的剖面因素研究

基于大田耕作土壤剖面类型测试和室内土壤入渗试验,并与均质土壤剖面对比的方法,分析讨论了水分在犁底层和上壤下沙土壤剖面中的入渗特性及其入渗模型.试验结果表明:土壤剖面构型对土壤的入渗能力有明显影响,与均质土壤相比,上述两种剖面的土壤累积入渗量减小,各入渗参数减小,入渗能力减弱.研究结果可以为特殊土壤剖面土壤入渗参数的确定提供参考.     

渠道水深对渠床渗漏量影响研究

基于有压双套环入渗仪进行了渠床入渗试验,分析了渠道水深与渠床土壤入渗能力间的关系并讨论了其作用机理。结果表明:同一土壤质地条件下,渠床土壤入渗能力随渠道水深的增加而增大,90 min累积入渗量和相对稳渗率与水深之间均呈指数关系;随着渠道水深增加,地表入渗界面处压力势增大,是地表处水分运动通量增大,渠道渗漏量增加的根本原因。研究结果可为渠道渗漏损失的计算提供依据。     

上海市沿海防护林土壤微生物三大类群变化特征

通过对上海市区6种林型沿海防护林的土壤养分和三大类群土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量的动态特征进行研究,结果表明:(1)不同土壤层次三大类群微生物数量变化均较大,土壤表层(0~10 cm)的细菌数量是底层(40~60 cm)的2.33~3.67倍;土壤表层(0~10 cm)的真菌数量是底层(40~60 cm)的2.21~3.75倍;土壤表层(0~10 cm)的放线菌数量是底层(40~60 cm)的1.29~2.26倍;(2)不同林型下土壤三大类群微生物数量的季节变化各有其自身特点,变化趋势不一致;(3)三大类群微生物数量从多到少的顺序为:细菌、真菌、放线菌,细菌在土壤微生物中占有绝对优势;(4)不同林型的表层土壤(0~10 cm)中微生物总量差异较大,年内总量从大到小表现为:杨树、杨树+麻栎、榆树+榉树、水杉+杨树、东方杉、水杉、滩地。     

黄土高原不同植被类型土壤入渗特征研究

为了研究黄土高原子午岭地段6种不同植被类型土壤水分入渗的差异及其影响因素,采用环刀法测定了不同植被类型的土壤入渗过程,分析了土壤容重、土壤含水率、毛管孔隙度与入渗性能的相关性.结果表明:(1)山杨林土壤容重最小,含水率最大,毛管孔隙度也较大,说明山杨林土壤质地疏松,含水量丰富,土壤物理性质最佳;(2)6种不同植被类型土...     

人为践踏对南京紫金山天然次生林土壤渗透性的影响

【目的】探讨不同程度人为践踏对土壤涵养水源功能及土壤渗透性等指标的影响,以期为紫金山国家森林公园的生态旅游管理提供依据。【方法】在南京紫金山国家森林公园内选择两处不同海拔的天然次生林试验区,每个试验区中选取5条不同践踏强度的小径,并选择3处未受人为践踏的区域为对照,测定土壤各物理指标,分析人为践踏对土壤渗透能力的影响。【结果】不同人为践踏强度下土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度以及非毛管孔隙度会发生变化;践踏对低海拔处土壤容重的影响比高海拔处的更加明显。土壤的饱和含水量、毛管持水量以及田间持水量会因人为践踏产生不同程度的降低;土壤的渗透过程、初渗率、稳渗率、平均入渗率以及渗透总量会因人为践踏呈显著降低(P<0.05);研究发现践踏对低海拔处土壤渗透能力的影响比高海拔处的明显。结构方程模型分析发现践踏强度、土壤总孔隙度对土壤渗透能力的影响系数较大。【结论】人为践踏可导致土壤容重变大、土壤紧实度变大、孔隙度降低、土壤的通气性降低、持水能力减弱、土壤的渗透性变差;人为践踏强度越大,土壤渗透能力降低越明显。     

煅烧牡蛎壳粉对荔枝园土壤酸化及果实品质的改良效果

为了探究煅烧牡蛎壳粉对‘南岛无核’荔枝园土壤酸化和果实品质的影响,设置CK组和T1~T3处理组,分别施加牡蛎壳粉0,1,2,3 kg/棵进行田间试验,并对土壤的pH值、容重和有机质含量等指标进行10个月的跟踪测定,在荔枝果实成熟后进行单果重、糖酸比、维生素C含量等品质指标的测定。结果表明,与对照组相比,T1组的土壤pH值由5.09提升至6.13,上升1.04,果实单果重提升20.79%,果实硬度升高52.14%,糖酸比、固酸比均有显著提升;T2组的土壤pH值由5.01提升至6.33,上升1.32,容重由（1.46±0.04）g/cm3下降至（1.28±0.02）g/cm3,果实硬度、糖酸比较对照组分别增加58.92%和42.32%;T3组的土壤pH值由5.08提升至6.27,上升1.19,土壤容重由（1.46±0.03）g/cm3降至（1.26±0.03）g/cm3,果实单果重和维生素C含量比对照组分别增加了28.35%和31.86%。可见,煅烧牡蛎壳粉能显著改善‘南岛无核’荔枝土壤酸化现象,降低土壤容重,促进植株对土壤养分的吸收利用,进而显著提升果实品质。     

SiO2气凝胶的溶胶-凝胶/共沸蒸馏法制备及表征

以工业水玻璃为硅源,采用溶胶-凝胶和共沸蒸馏的方法在常压下制备SiO2气凝胶,研究制备条件对SiO2气凝胶性能的影响.结果表明,当溶液体系的pH值为4.5,添加2 mL甲酰胺作为干燥控制化学添加剂(DCCA),并以正丁醇与凝胶中的水为共沸蒸发介质时,所制备的SiO2气凝胶具有典型的气凝胶结构特征,经分析SiO2气凝胶的...     

互花米草与盐地碱蓬群落交错带土壤因子的梯度变化特征

【目的】研究互花米草(Spartina alterniflora)入侵对土壤因子的改造作用,以及土壤因子改变对互花米草生态入侵过程的影响。【方法】以江苏沿海滩涂湿地互花米草群落与和盐地碱蓬(Suaeda salsa)群落的交错带为研究对象,从互花米草群落到盐地碱蓬群落分6个生境梯度带,对各梯度带植物生长状况及表层(0~10 cm)、中层(≥10~30 cm)、下层(≥30~60 cm)3个层次土壤主要理化指标的梯度变化特征进行了研究。【结果】①各梯度带不同土壤层次间,除粒径、总磷,其他指标表层土壤性质与中下层差异显著。②植物群落特征和土壤因子分布在表层呈现出明显的梯度分布格局,与盐地碱蓬群落相比,互花米草群落表层土壤有较高的含水量、总有机碳、总氮含量及较低的盐度、容重和pH。③随着互花米草群落由内部向边缘带过渡,生物量、株高、盖度呈下降趋势,表层土壤含水量、总有机碳、总氮含量总体呈下降趋势,容重和pH 呈上升趋势,盐度、粒径、总磷含量没有明显的趋势变化。【结论】互花米草入侵对群落交错区土壤的改造效果在土壤表层明显,表现为显著增加土壤含水量、总有机碳和总氮量,降低pH、盐度和容重,而总有机碳、总氮含量随入侵时间的延长具累积效应,含水量、总有机碳、总氮等因子含量的增加可能会促进互花米草的相对竞争优势。     

西北地区黄土作为垃圾填埋场中间覆盖层的试验

垃圾填埋场中间覆盖层在垃圾分区或分层堆填作业过程中用于临时封闭垃圾堆体、控制降雨入渗并减少蚊蝇滋生和臭气等. 常用的高密度聚乙烯(high density polyethylene, HDPE)膜作为中间覆盖层, 存在易被垃圾刺穿导致坡面雨水大量入渗和造价较高等问题. 我国西北地区气候干旱且黄土分布广泛, 这些黄土是当地制作垃圾填埋场中间覆盖层非常便利的材料. 对黄土中间覆盖层的夯实施工、防渗性能和历经干湿循环作用后开裂导致其渗透系数增大、防渗性能劣化进行了试验研究. 结果表明: 黄土的饱和渗透系数随干密度增大而增大, 当干密度达到1.60 g/cm³时其渗透系数为10⁻⁷~10⁻⁶ cm/s, 防渗性能较好; 现场双套环原位实验测得黄土饱和渗透系数为8.37×10⁻⁸ cm/s, 较室内试验大1 倍左右; 黄土层历经自然干湿循环作用后易开裂, 有裂缝条件下其饱和入渗系数为1.18×10⁻⁶ cm/s, 比无裂缝条件下的 增大了14 倍左右. 在增设15 cm 厚的保护植被土层后, 黄土的开裂情况得到明显抑制.     

免耕探墒对土壤环境因素和旱地玉米产量的影响

对不同耕作方式下旱地玉米种植的试验结果显示,免耕探墒播种条件下2cm～7cm深处土壤容重较旋耕增加了4．31％,没有达到显著水平;免耕探墒播种降低了地温,提高了0era-20cm深处土壤的水分含量;免耕探墒播种产量为6591．82kg／hm2,较旋耕降低553．36kg／hm2,减产效果没有达到显著水平。由此说明,免耕探墒播种是旱地农业生产中有效的抗旱播种方法。     

降雨条件下多层土坡入渗机理与稳定性分析

基于VG(Van Genuchten)模型多层土含水率方程,建立了考虑边坡倾角的含水率与基质吸力控制方程,提出了土层间渗透系数比不同的情况下多层土坡入渗深度计算方法.通过在Geo-Studio软件中的Seep/w板块建立多层土的一维和二维模型,分析雨水入渗过程中土层交界面处饱和滞水区形成过程及不同降雨条件下多层土坡稳定性变化规律,并验证本文计算方法的正确性.结果表明:多层土坡降雨过程中,土层交界面处体积含水率、孔隙水压力变化范围较大,对于各层渗透性不同的多层土坡,在同一降雨强度下,渗透系数比越大,则交界面处滞水向下消散的速率折减得越多,交界面处孔隙水压力变化范围越大;多层土坡在交界面处出现饱和滞水区后孔隙水压力急增,导致土抗剪强度骤降,进而引发土坡稳定性系数大范围下滑.上述结论为降雨边坡预警工作提供参考依据.     

不同氧化铝对轻量微孔刚玉骨料结构与性能的影响

以α-Al2O3微粉、工业Al2O3细粉为原料,经过湿磨制料和1 830℃烧结制备了轻量微孔刚玉骨料,研究不同氧化铝原料对轻量微孔刚玉骨料体积密度、气孔率及显微结构的影响。结果表明,在实验工艺条件下,采用工业氧化铝细粉或α-Al2O3微粉作为原料,均可获得体积密度为3.2～3.5g/cm3、显气孔率在5%以下、平均孔径为0.5～1μm的轻量微孔刚玉骨料,其800℃导热系数比普通板状刚玉小25%～42%;相比之下,采用工业Al2O3细粉作为原料时,所制得的骨料晶粒粗大,体积密度较大,闭口气孔在总气孔中所占比率较小,而采用α-Al2O3微粉作为原料时,所制得骨料晶粒细小,体积密度较小,闭口气孔在总气孔中所占比率较大,平均气孔孔径及导热系数亦比采用工业Al2O3细粉作原料时更小。     

耕作土壤人渗能力衰减机理

基于大田土壤水分入渗试验与相关参数的测定，分析了耕作土壤入渗能力衰减过程，探讨了耕作土壤入渗能力衰减机理。试验结果表明：耕作土壤的入渗能力在农业生产周期内变化较大；耕作土壤由高含水量到低含水量的变化过程中，土壤干容重呈增大趋势，土壤入渗能力呈减小趋势；作物生育期内，耕作土壤入渗能力衰减主要是由于土壤结构的变化所导致的。研究结果可为灌水技术参数的确定及水资源的合理利用提供参考。     

不同坡度和前期土壤含水率下裸地和草地的降雨产流试验分析

坡度和前期土壤含水率是降雨产流过程的重要影响因素。为探讨其对降雨产流过程的影响,采用人工降雨模拟试验,对太行山前平原区不同坡度和前期土壤含水率下草地和裸地降雨产流过程进行了研究。结果表明:(1)草地和裸地的径流量均随坡度和前期土壤含水率的增加而增大,且裸地在稳定阶段的产流量以及累积产流量均高于草地;同时,前期土壤含水率较高时,累积产流量与降雨历时呈现出分段函数的关系;(2)径流系数、产流滞时以及入渗率随坡度和前期土壤含水率的增加分别呈现出增大、减小和减小的趋势,且两影响因素对草地径流系数、产流滞时及入渗率的影响程度均强于裸地;(3)裸地和草地的入渗率均随坡度和前期土壤含水率的增加,其变化速率逐渐增大,且较其他入渗模型,Horton入渗模型可以很好地估算土壤入渗率以及入渗量。通过试验研究,以期为进一步探索太行山前平原区降雨产流规律提供参考。