覆沙压盐对土壤理化性质及黑麦草生长的影响

为探究不同覆沙量改良陕北盐碱地效果,开展了表层盐碱土和沙土混合的小区试验,研究在表层盐碱土(0～30cm)掺入不同厚度沙土对0～60cm土层土壤结构、理化性质、黑麦草生长及产量影响。研究结果表明,与对照处理相比,覆沙压盐措施可以显著降低0～30cm土层土壤含盐量、土壤pH值和土壤容重,其中土壤含盐量降低1.16～2.22g·kg~(-1),pH下降0.05～0.94,容重降低0.03～0.10g·cm~(-3),盐碱地耕作层土壤理化性状和土壤结构得到显著改善。覆沙压盐对于盐碱地黑麦草的生长和产量也有显著提高,其中覆沙厚度为15cm的试验处理种植黑麦草的长势及土壤改良效果最为明显,黑麦草的干物质重为1.337 5kg·m~(-2),生长期内吸收土壤盐分量为810.53kg·hm~(-2),较空白对照增加了758.15kg·hm~(-2)。这说明在陕北地区采取"沙改盐碱"措施治理盐碱地在理论和实践上都具有可行性。     

黄土高原治沟造地农田土壤养分分布特征

治沟造地是黄土高原丘陵沟壑区实施的一项重大土地整治工程,工程实施前后土壤养分状况的变化直接影响了工程质量及项目的可持续性,本研究以羊圈沟治沟造地工程为例,分析了沟道农田土壤养分的分布特征。结果表明,研究区域内有机质含量随土壤深度的增加呈现出先减小后增大的趋势,全氮、有效磷、速效钾含量则随土层深度的增加逐渐降低;沟道不同土层养分指标的变异性表现为全氮有机质有效磷速效钾;随着距沟头距离增加,0～30 cm土壤有机质含量先减小后增大,30 cm以下有机质含量逐渐减小,土壤全氮在各个深度范围内均呈现出先减小后增大的趋势,土壤有效磷及速效钾含量变化相对较小。     

基于土壤紧实度时空变异的渭北空心村整治后土地利用方式分析

分析比较中国渭北地区空心村整治后在种植农作物和果树情况下的土壤紧实度特性,可为空心村整治后的合理土地利用方式提供借鉴和参考。本研究以渭北旬邑塬区空心村整治后的果园和农田土壤为研究对象,定点定位采用时空研究手段,用紧实度仪分层测定农田和果园在果树生育过程中0～45 cm土壤剖面范围内土壤紧实度状况。结果表明,幼龄果园(10 a)在7月中旬的土层30～45 cm处有一个紧实度增大区域(3 400 kPa),相对大于盛年果园(10 a)(出现在5月中旬到7月底的土层30～45 cm和7月初的土层40～45 cm处)17.65%,幼龄果园土壤中限制果树根系生长的土层深度大约为25 cm以下,盛年果园的非限制性土层明显变薄且限制性土层较盛年果园减少5 cm,而农田只有表层15 cm为非限制性土层,其深层紧实程度非常严重,最高处可达4 600 kPa。所以在渭北空心村整治后,对于土地利用方式的选择上,果树的种植能减小土壤紧实化的发生,土壤的物理演替状况优于农田。     

基于熵权法的不同土地整治年限的土壤养分含量评价

为探明土地整治对土壤养分的影响,并进一步探究不同年限的土地整治工程对土壤含碳量、有效磷浓度和速效钾含量的储存能力的影响规律。本研究以陕西省渭北台塬地区土地整治项目为例,通过开展野外试验对土地整治前后不同年限的玉米地和苹果树地的土壤养分进行测定,并结合熵权法对土地整治条件下的土壤物养分含量进行等级评价。研究结果表明:土地整治后表层土壤总碳含量随着整治年限增加而不断增加,但增幅有限;土地整治对表层土壤总有机碳含量的变化影响最大,对土壤的酸碱度基本没有影响。苹果树地的表层土壤的多年总碳含量远高于玉米地的总碳水平,不同深度土壤的含碳量熵权比重规律一致,且整治多年后表层土壤含碳量才能达到良好状态,20～40 cm的土壤含碳量水平逐年提高。土地整治后土壤有效磷含量和速效钾含量均较整治前显著增加,有效磷浓度随着土地整治年限波动剧烈,增加了土壤有效磷浓度和速效钾含量两个指标之后,不同土地整治年限的土壤养分评价水平较土壤含碳量整体提高了一个等级。土地整治3 a之后,玉米地的土壤养分状态即可达到优秀等级;土地整治多年之后,苹果树地的表层土壤养分含量才可达到优秀等级;土地整治3 a之后,苹果树地20～40 cm的土壤养分即可达到优秀等级。本研究为土地整治背景下的土壤养分含量的分析和评价提供相应的方法。     

西北干旱区岩兰草对不同盐分浓度胁迫的响应特征研究

土壤盐碱化是制约我国西北干旱区农作物生长发育的重要因素。岩兰草是一种高抗性植物,在盐碱地改良中应用前景广阔。在盐碱地植物盐迫实验中,采用差量试验方法,用不同等级浓度的NaCl溶液给引种栽培的岩兰草进行定期浇灌,根据植株的生长发育状况判断岩兰草种苗盐胁迫危害程度,得出土壤盐度影响岩兰草种苗引种栽培成活率。研究结果显示,岩兰草引种西北干旱地区最适宜土壤盐度为0.8%到1.2%之间,当盐分浓度超过3.0%,将抑制岩兰草生长发育,盐分浓度超过6.0%,岩兰草将无法正常生长及繁殖。因此,适中的土壤盐碱成分及浓度对植物的生长发育是必要的,且通过种植盐生植物,土壤含盐量在盐碱地耕作层明显减少,有机物和无机物含量明显增加,土壤肥力大幅提高,对西北地区生态环境修复具有很大的促进作用。     

不同改良材料对复垦土壤有机质及产量的影响

针对宅基地复垦土壤耕作层养分含量低、保水保肥性能差的特点,本文通过小区试验,研究了冬小麦生长季添加粉煤灰(TC)、有机肥(TF)、熟化剂(TS)、熟化剂+粉煤灰(TSC)、粉煤灰+有机肥(TFC)及熟化剂+有机肥(TSF)对土壤有机质及作物产量的影响。结果表明:0～15cm土层土壤有机质含量表现为TFCTFTSFTC TSCTST0,添加有机肥+粉煤灰有机质增加幅度最高;沿土层深度方向,土壤有机质分布呈现出"S"形趋势,随着种植年限的增加,整个耕作层不同土层深度有机质含量逐步提升。种植第1年和第2年,小麦产量均表现为TFCTFTSFTC TSCTST0,有机肥和粉煤灰在生土熟化过程中对小麦增产效果明显;经相关性分析,表层土壤有机质与小麦产量相关系数为0.73,呈显著(P0.05)正相关,即增加表土层有机质含量能提高作物产量。     

陕北地区盐碱地作物种植试验研究——以定边县堆子梁镇小滩子村盐碱地开发项目为例

为探究陕北地区盐碱地整治后种植作物成效及灌溉方式选择,以定边县堆子梁镇小滩子村盐碱地开发治理项目为例,结合当地种植习惯,通过测定在整治后的盐碱地上分别种植玉米、高粱、油葵、糜子、稗子五种作物并采用平作漫灌、垄作覆膜滴灌、垄作覆膜沟灌三种不同的灌溉方式下作物生长状况、产量及整治前后土壤理化性质。结果表明:垄作滴灌条件下油葵生长状况最佳且亩均收益最高;同种作物不同农艺措施下土壤pH值和全盐量指标降低幅度依次为垄作滴灌垄作沟灌平作漫灌;在垄作覆膜滴灌农艺措施下,不同作物种植土壤的PH值指标降低幅度依次为油葵糜子稗子高粱玉米,全盐含量指标降低幅度依次为油葵糜子高粱稗子玉米。以此可为当地作物种植及灌溉方式选择提供技术参考。     

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。     

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。     

井水灌溉条件下沿黄盐碱地水稻种植不同生育期土壤盐度动态变化

为研究井水灌溉条件下陕西沿黄盐碱地水稻种植不同生育期土壤盐度的动态变化,以灌溉频率、灌水深度为因素开展大规模水稻田间试验,测定不同生育期不同深度土壤的电导率和pH。结果表明:0～40cm土壤电导率有所下降,土壤盐度呈脱盐趋势;而40～60cm土壤电导率升高,土壤盐度呈积盐趋势;土壤层越浅,水稻种植的脱盐作用越明显。水稻种植后的土壤pH较种植前有所增高,且20cm以下土层pH增加比浅层明显。不同灌水深度和灌水频率对土壤盐分的影响表现出了一定的差异,且灌水过勤、灌水量过大对土壤脱盐有一定的负面影响。水稻生育期中,土壤电导率和pH二者存在一定的负相关性,在土壤浅层表现得尤为显著。     

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。     

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。     

无机有机还田材料对空心村整治后土壤养分的影响

了解空心村整治后的土壤养分特性,为废弃、空置宅基地高效利用及复垦为新增耕地提供科学参考。利用陕西澄城县空心村整治项目区复垦后的土样进行小区试验,分别在改良剂FeSO4(TS)、有机肥鸡粪(TF)和改良剂+有机肥(TSF)三种不同还田材料处理下,以不添加还田材料(T0)为对照,按照0～10、10～20、20～40、40～60、60～80、80～100cm分层采样,分别测定其全氮、有效磷、速效钾和有机质。结果表明,空心村复垦经一季作物夏玉米种植后的土壤0～100cm剖面平均养分指标(全氮、有效磷、速效钾和有机质)含量均以处理TSF最大,相对处理T0含量分别高出32.21%、154.03%、14.76%和85.76%(P0.05)。土壤有效磷和有机质含量在处理TSF和TF下存在显著性差异(P0.05)。土壤全氮和有效钾在TF处理下也存在显著差异性(P0.05)。因此,在对空心村进行整治后增加复垦地养分方面,与仅施用FeSO4或鸡粪相比,将鸡粪与FeSO4进行结合施用是最优方案。     

坡改梯后玉米种植年限对土壤理化特征的影响

通过分析坡改梯后玉米不同种植年限下土壤理化特征,探讨土地整治后植物对土壤质量的影响机理。试验设在陕西省渭南市澄城县南社村,2012年采用机械挖掘、平整技术结合生土外翻法共改造约16.8hm2坡地(坡度约20°)为水平梯田,坡改梯后采用随机试验法进行试验设计分析。研究结果表明:与对照相比,不同种植年限下土壤砂粒占比显著(p0.05)降低,粉粒在种植2a和4a时显著(p0.05)增加,而粘粒在1a和2a时显著(p0.05)增加;土壤pH值在种植1a和4a时显著(p0.05)升高,但2a时显著(p0.05)降低;土壤可溶性盐含量在种植1a时显著(p0.05)升高,而2a和4a时显著(p0.05)降低;土壤速效钾在2a和4a时显著(p0.05)增加;土壤总碳、有机碳含量在种植1a和2a时较对照显著(p0.05)增加,但种植4a时显著(p0.05)降低;与对照相比,土壤全氮、速效氮在1a时显著(p0.05)降低,但在2a和4a时显著(p0.05)增加;不同种植年限下土壤速效磷含量均较对照显著(p0.05)降低。总体看,玉米种植初期,土壤机械组成和化学特征得到明显改善,采用生土外翻法改造为梯田后种植玉米可在短时间内有效改善土壤肥力,但随种植年限的延长,改善效应有所减缓,还需合理配施人工肥料等措施。     

陕西西北部土地整理对盐渍化土壤养分和酶活性的影响

为了研究陕西省西北部盐碱土的改良效果,本文以定边县土地整治项目为研究背景,选择原耕地、未整治盐碱地和整治年限分别为0年、2年和4年的新增耕地为采样点,采用统计分析方法对比研究不同采样点的土壤理化性质以及酶活性。通过土地整理后,盐渍化土壤有机质含量提高8.08%,全氮含量提高12.5%,速效磷含量提高101.92%,速效钾含量提高21.28%;有机质、全氮以及速效钾与恢复年限达极显著正相关,整治后四种土壤酶活性均大于未整治盐碱土,除了过氧化氢酶以外,浅层土中其他三种土壤酶活性要远大于深层土,说明土地整理提高土壤肥力和浅层土壤的酶活性。总体来看,陕西省西北部的土地整理工程可以有效改善土壤盐碱度,提高土壤肥力。     

耕作方式对黄土高原土壤有效磷和速效钾的影响

为明确黄土旱塬区农田长期免耕耕作对土壤有效磷和速效钾的影响,建立适宜的高产高效耕作技术体系。在陕西省长武县的西北农林科技大学长武黄土高原农业生态试验站,选择连续3年进行免耕耕作的试验田,于2015年9月,在冬小麦播种前分别进行免耕、翻耕和旋耕3种耕作处理。2016年冬小麦收获后,分析了3种耕作方式下0～30cm土层土壤有效磷和速效钾含量。结果表明,在0～30cm土层,土壤有效磷和速效钾含量在3种耕作方式下都随着土壤深度的增加而减少。10～20、20～30cm土层有效磷和速效钾含量较0～10cm土层分别减少了16.07%、32.74%和15.54%、27.08%,且都有显著性差异(p0.05)。不同耕作方式下,0～10cm土层,翻耕方式下土壤有效磷含量比免耕显著减少了11.31%;翻耕、旋耕方式下土壤速效钾含量分别比免耕显著减少了6.16%、4.97%(p0.05)。20～30cm土层,翻耕方式下土壤有效磷含量比免耕显著增加了18.12%,翻耕方式下土壤速效钾含量比免耕、旋耕下分别显著增加了17.17%、9.22%(p0.05)。因此,在长期进行免耕的黄土旱塬上,需要进行适当的翻耕或旋耕。     

不同改良材料对废弃宅基地复垦土壤养分提升的影响

针对废弃宅基地复垦土壤结构性不良、养分等营养物质含量较低等问题,本文以熟化剂、有机肥、熟化剂+有机肥等作为改良材料,并采用小区试验,开展了不同改良材料对提升废弃宅基地复垦土壤养分的效应研究。通过种植3季作物后,采集土壤样品,分析土壤养分含量,结果发现:(1)施入改良材料后,土壤养分含量均有显著提升,土体养分含量随着土层深度的增加而递减;(2)在0~60cm范围内土壤养分变化显著,60~105cm范围内土壤养分变化差异不大;(3)从耕作层来看,全氮含量在处理间变化规律为TFCTFTCTSFTSCTST0;有效磷含量的变化规律为TSFTFTSTFCTCTSCT0,土壤速效钾含量的变化规律为TSFTFTSTFCTSCTCT0、有机质含量变化为TFTFCTSFTSCTCTST0。由此得出,通过有机肥与粉煤灰配合使用以及耕作种植等技术措施,能显著改善新增耕地土壤养分状况;尽管仅经过3个生育季表层土壤的培肥与改良,却能够获得0~60cm土层养分状况不同程度地提升效果,体现了作物根系对土壤养分空间分配与提升的作用。     

隔盐层处理对地下水浅埋区盐渍土盐分及养分变化的影响——以定边县白土岗子村土地开发项目区为例

针对定边县地下水浅埋区蒸降比高、盐分表聚明显、农作物产量差等问题,以定边县堆子梁镇白土岗子村土地开发项目为研究对象,设置秸秆隔层、砾石隔层和对照组三组试验,分析比较了1a时间内不同土层深度(0~10、10~20、20~40cm)条件下,土壤盐分(电导率、水溶性盐总量)和土壤养分(速效K、全N及有机质)含量的变化情况。结果显示:土壤盐分含量指标中,隔层处理较对照组均有显著减少;土壤养分含量指标中,隔层处理较对照组均有显著升高;土壤盐分含量随土层深度的增加呈逐层减少的趋势,土壤养分含量随土层深度的增加呈逐层递增的趋势。因此,采用秸秆隔层和砾石隔层进行根区隔盐处理能抑制盐分表聚,降低耕作层盐分含量,提高养分含量,可为地下水浅埋区盐渍化土地开发利用的机制探讨和技术路线制订提供理论依据和参考。     

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)。     

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。