风沙草滩区盐碱地整治对土壤理化性质的影响

为探究陕北风沙草滩区盐碱地整治改良效果,实施了盐碱地平整覆沙整治工程,本文以定边县白泥井镇北畔村盐碱地综合整治项目为例,对工程实施前、工程实施后以及种植玉米1a后覆沙对盐碱不同深度土层(0～10cm、10～20cm、20～40cm、40～60cm以及60～100cm)土壤结构和理化特性的影响进行了分析。结果表明:经过覆沙工程实施,土壤pH值较工程实施前降低了6.57%,经过1a的玉米种植,土壤pH值较工程实施后降低3.40%;土壤含盐量在工程实施后和种植玉米1a后总体上随土层深度的增加而增大,种植玉米1a后的土壤平均含盐量高出工程实施后55.53%,但耕作层土壤含盐量仅比工程实施后增大了10.26%,因此覆沙工程对耕作层土壤质量的改善具有显著促进作用。有效磷含量增加幅度显著大于速效钾增加幅度,盐碱土覆沙对土壤有效磷含量的增加作用更为明显。土壤全氮含量随着土层深度的增加而不断降低,种植玉米1a后,全氮含量较工程实施前后分别提高了68.70%和104.63%,有机质含量比工程实施前后分别高出41.57%和121.70%。平整覆沙工程的实施,有利于原有盐碱土壤理化特性的改善。     

基于HYDRUS-1D模型的土壤容重对水分入渗影响的研究

将HYDRUS-1D模型用于模拟土体有机重构中土壤容重对水分入渗的影响。试验和模拟结果表明,HYDRUS-1D软件构建出的一维水分运动数值模型能形象地表明土壤水分运移规律。土壤质地对土壤水分分布的影响显著,相同入渗条件下,沙土湿润体土壤水分分布距离较黄绵土距离远,湿润体体积大,土壤中高含水量区(高于田间持水量)范围大,湿润体内的土壤水量也多。在相同入渗时间内,与表层覆黄绵土10cm和20cm相比,表层覆土厚度30cm和40cm下土壤水分入渗距离最小,且表层覆土厚度30cm和40cm下土壤水分入渗距离差异不大;表层覆土容重从1.2g·cm~(-3)到1.6g·cm~(-3),土壤水分入渗深度依次降低。表层覆土容重1.5g·cm~(-3)和1.6g·cm~(-3)下的土体水分分布差异不大。本文结果可为后期土体有机重构提供数据支持。     

荒草地整治后土壤碳量的空间分布特征

为了深入了解荒草地整治工程实施后土壤碳含量的空间垂直分布特征,本研究以陕西省澄城县开展的土地整治项目为依托,对整治后土壤容重、总碳、有机碳和无机碳进行研究。结果表明,各土层土壤容重平均表现为40～60cm20～40cm0～20cm,随着土层的加深,容重逐渐变大。荒草地整治后0～20cm和40～60cm土层总碳含量小于整治前,土壤无机碳在垂直尺度上的分布规律与土壤总碳变化规律一致,20～40cm土层与之相反。土地整治措施后,总碳的垂直分布规律变为20～40cm0～20cm40～60cm,无机碳的垂直分布规律变为20～40cm40～60cm0～20cm。整治前土壤有机碳的垂直分布规律均为0～20cm(6.31g·kg~(-1))20～40cm(3.48g·kg~(-1))40～60cm(2.63g·kg~(-1)),整治后较整治前土壤有机碳含量依次降低了4.01、2.20、1.40g·kg~(-1)。荒草地复垦1年后的土壤有机碳固碳潜力在0～20cm、20～40cm和40～60cm土层上依次为15.92、17.94、14.27t·hm~(-2)。可知荒草地复垦1年的土壤有机碳还存在较大的固碳潜力,这些过程都是生物地球化学正常的变化过程,土壤碳在复垦年限内所表现出来的动态变化特征就是荒草地在土地整治过程后的历史痕迹。     

拌沙比例对盐渍土土壤结构和盐分离子的改良效应研究

为系统化分析拌沙对于盐渍化土壤的改良作用,本研究选择陕西省定边县的重度盐渍化土壤开展小区试验,通过在0～30 cm土层内拌入不同比例沙,监测了其表层(0～30 cm)和下层(30～60 cm)土层内土壤性质变化。结果表明:拌沙处理能有效降低定边盐渍土0～30 cm土层内的土壤细小颗粒、增加其大颗粒,改善其质地过于细密的问题,从而促进SO_4~(2-)、Na~+、Cl~-、K~+、Ca_2~+等盐离子的淋失,降低其盐碱程度,且拌沙比例越高,改善效果越明显;盐渍土的pH并未随着沙的拌入而发生明显变化,但电导率则以拌沙量为3 cm处理下降幅最明显;30～60 cm土层内土壤性质并未受拌沙处理的明显影响。研究结果补充了拌沙对盐渍土改良的理论和技术体系。     

覆沙与漫灌对盐渍土盐分累积和运移规律的影响

以陕西省榆林市定边县典型盐渍土为研究对象,采用覆沙和漫灌的方式,对0~30cm表层土壤的全盐量、电导率、pH值、水溶性离子含量等进行研究,探索其盐分累积和运移变化规律。结果表明:FS10、FS20和MG+FS10均可以显著降低表层土壤中的盐分含量,与对照相比,分别降低了73.9%、64.1%和56.5%,其中,覆沙10cm处理下的压盐效果最好。从土壤中水溶性阳离子组成来看,Na~+含量最高,其次是K~+,两者总和约占11.16%~34.33%;从土壤中水溶性阴离子组成来看,强碱性离子HCO_3~-含量最高,约占21.53%~53.86%。覆沙10cm处理下,Na~+、K~+、Cl~-和SO_4~(2-)的含量显著低于对照,表明覆沙可以显著抑制Na~+、K~+、Cl~-和SO_4~(2-)的表聚作用。漫灌也可以降低表层盐渍土中的全盐量,但是在地下水位较高的区域并不适用。     

涌泉根灌对陕北山地枣树土壤水分和水分利用效率的影响

为探讨涌泉根灌条件下枣树生育期土壤水分动态和水分利用效率(WUE)的影响,2014年在陕北米脂远志山进行了山地枣树灌溉试验。结果表明,涌泉根灌枣树土壤含水率随灌水定额的增大而增大,并在30～60cm范围达到水分峰值,灌水定额越小,各不同土层土壤含水率差异越显著,在整个物候期根系主要吸收分布在0～60cm土层的水分;各灌水处理均在不同程度上影响了土壤含水率,特别是高灌水定额的处理在萌芽展叶期和果实膨大期的土壤含水率提高最显著。同样的灌溉定额在整个物候期内最优处理为仅在果实膨大期补灌一次,灌水定额为180m~3·hm~(-2);枣树的需水关键期为果实膨大期,在该时期灌水能够得到较高的产量。2014年的最适宜的灌溉制度为:萌芽展叶期灌水一次,灌水定额为135m~3·hm~(-2),果实膨大期灌水一次,灌水定额为180m~3·hm~(-2)。零灌溉条件下枣树产量达到800kg·亩-1,说明通过合理的管理,在旱区实施枣树零灌溉是有可能的。     

脱硫石膏与保水剂PAM对盐碱土理化性质和作物生长的影响研究

为探明脱硫石膏与保水剂PAM材料混合施用对盐碱地改良及作物生长的影响,以定边县新开垦的重度盐碱地为研究对象,设置8种不同试验处理,比较各种措施下土壤pH、电导率、全盐量和作物株高、产量的响应。结果表明:20t·hm~(-2)脱硫石膏和20kg·hm~(-2) PAM混合施用,改良效果最好,较空白对照,表层土壤的pH降低0.50,盐碱地盐分的表聚现象明显减弱,电导率和盐分分别降低了564μS·cm~(-1)和1.861g·kg~(-1);作物产量最高,较对照组产量提升了41.6%。显著减少盐碱地治理过程中的季节性返盐,为解决季节性返盐提供新的思路,也可为陕西省定边县的盐碱地的有效改良和合理的开发利用提供理论依据。     

渭北台塬区废弃宅基地整治前后土壤总碳变化研究——以陕西省澄城县为例

通过对澄城县废弃宅基地整治前后(0～60cm)土壤总碳含量变化及整治后耕作近10年土壤总碳变化情况研究分析,探究废弃宅基地整治前后及多年耕种对土壤总碳变化的影响。结果表明:渭北台塬区废弃宅基地土壤总碳含量在0～20、20～40、40～60cm三个土层上依次为18.25、17.45、17.51g·k~(-1);经过10年的耕种,0～20cm土层土壤总碳含量最高,为23.44g·kg~(-1),各层土壤总碳含量总体呈现0～20cm40～60cm20～40cm,总碳含量增幅呈现20～40cm40～60cm0～20cm,其中0～20cm,相比5年前呈现出降低趋势;澄城县成熟耕地土壤总碳平均含量在三个土层上分别为20.74、28.60、15.18g·kg~(-1),相比成熟耕地,20～40cm土层土壤总碳含量增幅潜力最大。     

废弃宅基地复垦年限对土壤有机碳固碳潜力的影响

为了深入了解废弃宅基地整治后不同复垦年限对土壤碳固持的影响,本研究以陕西省澄城县开展的土地整治项目为依托,对不同复垦年限的土壤有机碳密度和固碳潜力进行研究。结果表明,土地整治后土壤容重变化各异,整体呈现随土层的加深而逐渐变大的变化趋势。宅基地整治后土壤有机碳在0～40cm土层中表现为先降低再增加的趋势,40～60cm土层有机碳含量的变化趋势为先增加后降低再增加,有机碳密度变化趋势与其碳含量变化趋势一致。宅基地复垦10年后,土壤有机碳的固碳潜力介于2.64～3.02t·hm~(-2)之间,以0～20cm土层固碳潜力最大。综上,说明土地整治后土壤有机碳含量的提升还需经过多年的耕种,使得新整治土壤熟化,从而使有效肥力水平稳定增加。     

基于蓄排水模式下盐碱地土壤稳定性空间变异效应研究

针对陕西卤泊滩盐碱地在蓄排水模式下对土壤物理特征、稳定性及有机碳储量的影响展开研究,力求为提高治理盐碱地的土壤物理性质、稳定性及有机碳储量提供科学依据。在陕西富平设置盐碱地模型试验,分别设置排水和蓄水2种处理,测定分析0~30cm土层土壤容重、孔隙度、田间持水量及平均质量直径(WMD)、几何平均直径(GMD)、水稳性团聚体稳定率(WASR)、团聚体破坏率(PAD)、分形维数(D)和有机碳储量,并分析各指标间关系。结果表明:蓄水处理较传统排水处理可有效降低0~30cm土层土壤容重幅度为1.3%~4.2%,同时提高土壤孔隙度和田间持水量。干筛和湿筛处理下0~30cm土层土壤稳定性均呈现蓄水处理高于排水处理,土壤WMD和GMD表现趋势相似且均随着土壤深度的增加而增加;土壤水稳性团聚体稳定率提高幅度为14.5%~53.4%;平均团聚体破坏率较排水处理低3.2%,差异显著(P0.05)。蓄水处理可有效提高0~30cm土层土壤有机碳含量和有机碳储量,两者分别较排水处理高13.4%~27.9%和9.9%~18.8%。0~30cm土层土壤平均团聚体破坏率、分形维数与土壤有机碳储量(Y)均存在负相关关系,且相关系数分别为r=0.927 0和r=0.969 3,差异性显著(P0.05)。综上所述,蓄水处理较排水处理可有效改善土壤质量,提高土壤稳定性及土壤有机碳储量,可良好的实现盐碱地治理。     

重金属复合污染重构土体剖面构型构建与优化研究

在重金属复合污染区,应用隔离修复技术和土体剖面重构技术,通过土地工程手段,以重构土体剖面能够含蓄次最大降雨量和灌溉水量,满足所种植作物根系延伸的同时,又可以保护隔离层结构和功能为主要目的,对重构土体剖面构型进行构建和优化研究。在综合考虑研究区土壤类型、理化性质及水分入渗、累积能力的基础上,隔离层之上最优土体剖面构型为耕作土层厚度为30cm,土壤容重约1.3g·cm~(-3),净土层厚度不低于40cm,压实系数不小于0.83,即容重不低于1.42g·cm~(-3)。     

土体有机重构技术在黄河滩地的应用——以韩城市下峪口项目为例

土体有机重构技术在黄河滩地项目上的应用表明:重构后耕作层水分入渗速率为11.84cm·d~(-1),相比原始状态的沙土降低了89%,相比原始状态的黄土降低了86%;重构后土体有机质、全氮、有效磷、速效钾含量均处于丰富水平,相比沙土分别增加了1.06倍、2.07倍、8.54倍和1.23倍;以容重为1.7g·cm~(-3)的黄土构建5cm厚人造犁底层,以容重为1.2g·cm~(-3)的黄土构建25cm厚耕作层效果最佳。     

盐分胁迫对苜蓿形态及生理特性的影响效应

为了有效治理卤泊滩的重度盐碱土壤,合理再利用荒废的盐碱地,试验选取卤泊滩的盐碱土为研究对象,盆栽试验土壤为按照不同体积比配置不同盐碱浓度的盐碱土与黄绵土混合土壤,探讨耐盐植物苜蓿在不同盐分含量土壤中的生长发育状况及植物自身的抗逆性性能变化。结果表明,不同比例盐碱土对苜蓿的生长产生了阻碍作用,且随着盐碱土所占比例的增加,苜蓿的株高、生物量等显著降低。在仅有黄绵土处理(YJ-0)的苜蓿在幼苗期至成熟期均高于其他处理,且在成熟期时株高达到了28.2cm,盐碱土∶黄绵土=3∶1(YJ-5)的株高仅为6.5cm,较YJ-0降低了77.0%,且达到显著差异(P0.05)。YJ-5的地上部分鲜重和干重分别为3.48g和1.41g,分别较YJ-0降低了67.8%和41.5%,且达到显著差异(P0.05)。不同处理紫花苜蓿的SPAD值变为YJ-2YJ-1YJ-0YJ-3YJ-4YJ-5。盐碱土∶黄绵土=1∶2(YJ-2)处理的SPAD值在开花期达最大,为58.7,较YJ-5(48.4)提高了21.3%。不同盐碱比例显著影响苜蓿的光合指标日变化,YJ-2的Pn在10∶30时达到最大,为6.33μmol·(m2·s)-1,较YJ-5提高了45.9%;Tr和Gs均在8∶30时达到高峰值,在12∶30之后出现了显著下降的现象。不同盐碱土比例条件下苜蓿丙二醛、脯氨酸、超氧化物歧化酶活性随着生长期而增大;同一生育期内各抗逆性物质随着盐碱土比例的提高而增大,说明盐分胁迫将提高苜蓿叶片中抗逆性物质的含量,从而增强苜蓿的抗逆性。综合分析植株对盐碱的耐性程度及苜蓿本身产量,对于卤泊滩重度盐碱土壤可以通过盐碱土∶黄绵土=1∶2的方法改良利用该地区土壤。     

沸石对山地新增耕地质量改善效应研究

为了探明环境矿物材料沸石对秦岭山地新增耕地质量的改善效应,设置不同的沸石添加量,通过田间小区试验,对土壤物理化学性质和植物生长指标进行监测研究。结果表明:施用沸石可显著提高土壤水分含量,增强新增耕地土壤抗旱性能,有利于作物水分供给,沸石施用导致了土壤容重的增加;施用沸石有助于土壤难溶态磷向有效态的转化,土壤有效磷含量随沸石添加量的增加而显著增加,低于1 000 kg·hm~(-2)的沸石添加量对土壤速效钾的贡献作用有限,而沸石对土壤全氮的作用无明显规律性;综合大豆生长指标及土壤理化性质的改善作用可知,2 000 kg·hm~(-2)的沸石添加量对山地新增耕地土壤质量提升及作物增产潜力最大。     

砒砂岩对毛乌素沙地风沙土固碳能力影响研究

为探析砒砂岩对于毛乌素风沙土固碳能力的影响规律及机制,通过不同比例砒砂岩与沙复配成土实验小区和技术应用示范区采样检测进行对比。小区试验结果表明:2010~2015年,适量砒砂岩的加入将风沙土质地由砂土改良至壤土—壤砂土,土壤团聚能力显著增强,土壤表层有机碳含量从0.30g·kg^(-1)提升至2.16~3.03g·kg^(-1),土壤的固碳能力显著提升。技术应用示范区采样结果则表明:砒砂岩与沙复配成土技术将0~100cm深度内土壤的总碳密度由22.09t·hm^(-2)提升至24.07t·hm^(-2),有机碳密度16.64t·hm^(-2)提升至18.44t·hm^(-2),体现出砒砂岩对风沙土固碳能力的提升作用。     

芦苇对盐渍地土壤盐分改良及分布规律的影响

为研究芦苇对盐渍地土壤盐分改良及分布规律的影响,对芦苇种植前后及单生长季内不同土壤层次的pH、电导率、有机质、盐分分布特征进行测定,结果表明:(1)经过7年的芦苇种植改良,土壤中Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、HCO_3~-、CO_3~(2-)6种盐分离子的含量均显著降低60%以上。(2)单生长季内随着芦苇的生长,土壤粘粒含量有向下运移的趋势,表层土壤(0~20cm)粘粒含量有少量减少;底层(40~60cm)土壤粘粒含量少量提高。同时表层土壤pH值和电导率显著下降,中层变化不显著,下层则略有升高。(3)芦苇种植的盐渍地表层土壤有机质含量显著高于中层和底层,且单生长季内表层土壤有机质含量随芦苇的生长,由8.95g·kg~(-1)提高到11.80g·kg~(-1),提高显著,但中层和底层土壤有机质变化幅度较小,相对稳定。(4)芦苇出苗期盐渍地土壤盐分的表聚现象明显,表层土壤各类盐离子含量均显著高于中层和底层,但后期表层盐分含量下降明显,即芦苇对盐渍土的改良在单生长季内效果显著,其中以对表层土壤盐分改良效果最好。     

滴灌条件下施用氮磷钾对陕北山地梨枣生长和产量的影响

通过田间试验研究滴灌条件下施肥对陕北丘陵区山地梨枣生长和产量的影响。结果表明,施用氮磷钾肥后,新梢长度、叶面积和叶绿素含量均与不施肥对照(CK)有显著差异(P0.05)。施用N 363kg·hm~(-2)+P_2O_5450kg·hm~(-2)+K_2O 267kg·hm~(-2)(N_1P_3K_3)的枣树新梢生长量、单叶干重均达到最大,分别为11.93cm和1.67g,较CK分别提高了77.3%和46.5%,差异显著(P0.05);氮与磷配施能显著提高梨枣叶面积,N 535kg·hm~(-2)+P_2O_5267kg·hm~(-2)(N_2P_2)处理的叶面积达851.67mm~2,是CK的1.51倍;N_1P_3K_3处理促进了梨枣的生殖生长,其坐果率和产量均表现为最优,达到了5.72%和15.73kg·株~(-1),分别较CK提高了3.05%和48.3%,差异显著(P0.05)。对梨枣产量肥效方程进行主效应分析得出:氮、磷、钾对梨枣产量的影响为钾肥(正效应)磷肥(正效应)氮肥(负效应)。说明在陕北黄土丘陵区施用氮磷钾肥可有效促进矮化密植梨枣的生长发育,并提高产量,其中以N_1P_3K_3效果最佳。     

滴灌条件下不同灌水定额对梨枣土壤水分分布及生长发育的影响

为了研究陕北黄土丘陵区梨枣节水高效的滴灌制度,以8年生梨枣树为研究对象,研究不同滴灌灌水定额(100、135和180m~3·hm~(-2))对梨枣林土壤水分分布和梨枣生长及产量的影响。结果表明,灌水前后高、中、低灌水定额处理土壤平均含水量较未灌溉地(CK)相对高出1.95%、1.92%、1.66%。0～100cm深度土层高、中、低灌水定额在整个生育期的平均土壤含水量分别较对照(CK)提高4.90%、4.01%、2.63%。三种灌水处理间的枣吊生长速率在整个监测期内差异并不显著,但均显著高于CK。不同处理座果率分别较CK提高1.46%、1.23%和0.79%。枣树耗水量变化趋势表现为:随着灌水定额的增大而增大,而耗水强度规律与耗水量规律并不相同。高、中、低灌水定额处理生育期平均耗水强度分别较不灌水的大1.12、0.88、0.69mm·d-1。高灌水定额的梨枣产量最高,为16 772.80kg·hm~(-2),与不灌水处理相比,高、中、低灌水定额的梨枣产量分别提高了6.00%、5.28%、4.37%。高、中、低灌水定额枣树的水分利用效率分别为1.32、1.55、1.73kg·m~(-3),高灌水定额较低灌水定额的枣树产量提高了1.56%,灌溉水生产效率降低了23.71%,因此以低灌水定额方案更佳。     

不同林龄华北落叶松土壤养分及酶活性变化规律研究

研究选择5年、10年、20年林龄的华北落叶松林地为调查对象,确定其各个生育期林地土壤中养分含量及酶活性的变化趋势。结果表明:各生育期林地土壤中有机质和有效磷含量均随着土壤深度的增加而呈现显著下降趋势。而对于相同土层不同林龄间,土壤有效磷含量随着林龄的增加而下降。在40～60cm处,以20年林龄有机质含量在7月时最低,为4.17g·kg~(-1),显著低于其他土层。同时,5年的土壤有效磷含量在7月时达到最大,平均为4.44mg·kg~(-1),高于5月和9月时土壤中有效磷含量,但三者间差异不显著。不同林龄林地土壤铵态氮、硝态氮含量随土层深度而产生的变化趋势基本一致,表现为下降趋势。在落叶松林的新叶生长期内,5年落叶松林地在20～40cm和40～60cm处的铵态氮为13.47 mg·kg~(-1)和9.09 mg·kg~(-1),分别较0～20cm(25.36mg·kg~(-1))下降了46.9%和64.2%。而20年林龄的林地土壤硝态氮为19.24mg·kg~(-1),较10年的25.93mg·kg~(-1)下降了25.8%,且达到显著差异(P0.05)。土壤过氧化氢酶(CAT)、磷酸酶(ALP)和脲酶活性(Ure)随林龄的增加而下降,其中ALP下降趋势较缓,而CAT和Ure均显著下降。综合分析调查林龄范围内养分和酶活性的变化趋势,发现林地的地力随林龄的增加而衰退。     

黄土丘陵区沟道土壤养分含量分布特征

为了探明黄土丘陵区沟道土壤有机质、全氮和全磷含量分布特征及沟道含量与坡面的差异,本文在园则沟小流域沟道和坡面上分别采取了29个和58个样点,分析了土壤有机质、全氮和全磷含量。结果表明:0～60 cm土层,沟道土壤全氮、全磷和有机质含量范围分别为0.091～0.628、0.402～1.388、0.826～6.550 g·kg~(-1),根据全国第二次土壤普查结果可知,该沟道土壤全氮和有机质含量都处于6级较低水平,土壤全磷含量处于2级较高水平,变异系数范围为21.6%～33.4%,属于中等程度变化。皮尔逊相关分析表明,土壤全氮、全磷和有机质含量与坡向和海拔呈正相关,与坡度呈负相关,且关系较弱,与土壤含水量、粘粒含量和粉粒含量呈极显著或显著正相关(p0.05或0.01),与沙粒含量呈极显著负相关(p0.01)。0～20 cm土层,沟道有机质含量高于坡面有机质含量7.19%,20～40 cm和40～60 cm土层,沟道有机质含量分别低于坡面有机质含量4.66%和12.67%,但都无显著差异性。0～20 mm、20～40 cm、0～60 cm土层,土壤全氮和全磷沟道含量均高于坡面,全氮高出分别为24.31%、13.04%和8.70%,仅在0～20 cm有显著差异性(p0.05);全磷高出分别为15.68%,13.56%和15.11%,且都有显著差异性(p0.05)。