利用热脉冲-时域反射技术测定土壤水热动态和物理参数 Ⅰ.原理 被引量：48

1

作者 任图生 邵明安 +1 位作者 巨兆强 Horton Robert 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期225-229,共5页

由于土壤特性的时空变异性 ,对土壤含水量、温度、热特性以及其它物理参数的动态监测是土壤学研究的重要课题。本文以热脉冲技术和时域反射技术的理论为基础 ,介绍了利用热脉冲技术 时域反射技术 (Thermo TDR)连续定位测定土壤含水量... 由于土壤特性的时空变异性 ,对土壤含水量、温度、热特性以及其它物理参数的动态监测是土壤学研究的重要课题。本文以热脉冲技术和时域反射技术的理论为基础 ,介绍了利用热脉冲技术 时域反射技术 (Thermo TDR)连续定位测定土壤含水量、电导率、温度和热特性的原理 ,并利用土壤热特性与容重和含水量的关系 ,导出了土壤容重、饱和度和通气孔度的计算公式。 展开更多

关键词 土壤水热动态 土壤物理性质 热脉冲-时域反射技术 技术原理

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长期施肥对红壤性水稻土团聚体稳定性及固碳特征的影响 被引量：49

2

作者 邸佳颖 刘小粉 +3 位作者 杜章留 肖小平 杨光立 任图生 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1129-1138,共10页

施用有机肥是提高土壤有机碳（SOC）含量、促进土壤团聚体形成和改善土壤结构的重要措施。本研究旨在探讨长期作物残留和投入有机物料对水稻土团聚体分布及稳定性的影响,分析不同粒级团聚体的固碳特征及其与团聚体形成的相关性,以及土... 施用有机肥是提高土壤有机碳（SOC）含量、促进土壤团聚体形成和改善土壤结构的重要措施。本研究旨在探讨长期作物残留和投入有机物料对水稻土团聚体分布及稳定性的影响,分析不同粒级团聚体的固碳特征及其与团聚体形成的相关性,以及土壤和不同粒级团聚体对累积碳投入的响应。长期定位施肥试验始于1986年,设不施肥（CK）、单施化肥（CF）、秸秆化肥混施（RS）、低量粪肥配施化肥（M1）和高量粪肥配施化肥（M2）5个处理。2009年采集0-10 cm土壤样品,测定总土以及大团聚体（LM,〉2 mm）、较大团聚体（SM,0.25-2 mm）、微团聚体（MA,0.25-0.053 mm）和黏粉粒（S＆C,〈0.053 mm）的质量比例及其SOC浓度,并分析闭蓄于SM内部的颗粒有机物（POM）、微团聚体（MA-SM）和黏粉粒（S＆C-SM）的质量含量和SOC浓度。结果表明,与CK和CF比较,有机肥混施化肥处理（RS、M1和M2）均显著提高了LM和SM的质量比例和平均当量直径（MWD）,降低了S＆C质量含量;两个粪肥配施化肥处理（M1和M2）的效果优于秸秆化肥混施（RS）,但是M1和M2间差异不显著;单施化肥则降低了稳定性团聚体的比例。团聚体的SOC浓度没有随粒级增大而增加,各处理均为LM和SM结合的SOC浓度最高,其次为S＆C,最小为MA。与CK比较,有机肥混施化肥处理均显著提高了各粒级团聚体的SOC浓度。总土SOC的增加主要取决于SM的SOC含量,而MA-SM组分决定了SM固持SOC的能力。总土、LM和SM的SOC含量以及从SM分离出的POM、MA-SM和S＆C-SM的SOC含量均与累积碳投入量呈显著正相关,但总土分离出的MA和S＆C的SOC含量对累积碳投入量反应不敏感,表现出碳饱和迹象。因此,尽管长期大量施用有机物料促进了红壤性水稻土大团聚体的形成和团聚体稳定性,增加了其SOC的固持,但有机质可能不是该土壤水稳性团聚体形成的最主要黏结剂。 展开更多

关键词 长期施肥 团聚体分布 团聚体稳定性 土壤固碳 碳饱和 红壤性水稻土

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保护性耕作对太行山前平原土壤质量的影响 被引量：19

3

作者 杜章留 高伟达 +2 位作者 陈素英 胡春胜 任图生 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1134-1142,共9页

保护性耕作被认为是华北平原农业可持续发展的重要措施,但目前缺乏这些措施对土壤质量影响的系统报道。本研究以长期定位试验为基础,探讨了太行山前平原两熟制高产农田不同耕作措施对麦田土壤质量的影响。试验始于2001年,设置翻耕玉米... 保护性耕作被认为是华北平原农业可持续发展的重要措施,但目前缺乏这些措施对土壤质量影响的系统报道。本研究以长期定位试验为基础,探讨了太行山前平原两熟制高产农田不同耕作措施对麦田土壤质量的影响。试验始于2001年,设置翻耕玉米秸秆不还田(非保护性耕作对照,CK)、翻耕玉米秸秆粉碎还田(CT)、旋耕玉米秸秆粉碎还田(RT)和免耕玉米秸秆直立还田(NT)4个处理。2007年冬小麦收获后分层测定土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量、容重(ρb)、水稳性团聚体、水分特征曲线、饱和导水率(Ks)和微生物量碳氮。2008年测定了剖面SOC含量、ρb和蚯蚓数量。结果表明,连续多年保护性耕作后土壤剖面的SOC储量无显著变化,但保护性耕作(RT和NT)下SOC的层化比率(1.74-2.04)显著高于翻耕处理(CK和CT,1.37-1.45);保护性耕作显著提高了表层微生物量碳、氮含量以及单位面积土壤中的蚯蚓数量。NT处理导致耕层(0-20 cm)土壤ρb增加,但提高了土壤团聚体的稳定性。CK和CT处理显著增加了0-5 cm土层裂隙(>500μm)和传输孔隙(500-50μm)的比例,而NT处理则增加储水孔隙(50-0.5μm)的含量。另外,保护性耕作提高了土壤的Ks、田间持水量和有效水含量。对土壤质量指标S的分析结果表明,实施保护性耕作后,太行山前平原地区土壤质量总体上得到改善。 展开更多

关键词 保护性耕作 土壤质量 土壤有机碳层化 S指标

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土壤物理学研究的现状、挑战与任务 被引量：27

4

作者 李保国 任图生 张佳宝 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期810-816,共7页

根据新近土壤物理学研究进展,论述了土壤物理学在土壤学中的定位和在自然科学和社会可持续发展中的地位;从研究的对象、内容、尺度、理论、方法和测定技术方面,阐述了土壤物理学的研究现状;分析了新形势下土壤物理学面临的挑战;提出了... 根据新近土壤物理学研究进展,论述了土壤物理学在土壤学中的定位和在自然科学和社会可持续发展中的地位;从研究的对象、内容、尺度、理论、方法和测定技术方面,阐述了土壤物理学的研究现状;分析了新形势下土壤物理学面临的挑战;提出了我国土壤物理学研究未来10年5个方面的主要任务,即:农业可持续发展中的土壤物理问题,土壤结构形成过程及其稳定性,土壤中能量传输和物质运移过程,土壤性状及过程的时空变异与尺度转化,土壤物理过程与土壤化学、土壤生物过程的耦合。 展开更多

关键词 土壤物理 过程 模型 测定技术 尺度

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不同肥力农田玉米产量构成差异及施肥弥补土壤肥力的可能性 被引量：10

5

作者 刘海涛 李保国 +1 位作者 任图生 胡克林 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期897-904,共8页

【目的】农田基础土壤肥力和肥料的投入共同决定着农田的养分供应以及影响作物的生长与产量。明确不同肥力土壤和低肥力农田增施氮肥对玉米生长及产量形成的影响差异,是科学评价土壤培肥和施肥的基础。【方法】本研究设置两个玉米田间试... 【目的】农田基础土壤肥力和肥料的投入共同决定着农田的养分供应以及影响作物的生长与产量。明确不同肥力土壤和低肥力农田增施氮肥对玉米生长及产量形成的影响差异,是科学评价土壤培肥和施肥的基础。【方法】本研究设置两个玉米田间试验,试验一选取三块具有基础肥力和产量差异的农田,按土壤肥力由高到低依次命名为农田A、B和C,采用完全统一施肥管理;试验二在土壤肥力水平最低的农田C上设置了常规施氮量N 210kg/hm^2,以及在此基础上拔节期增施N 40和80 kg/hm^2共3个处理。测定了各农田土壤基础性质,以及0—20 cm土层硝态氮含量,调查了不同生育期玉米的干物质和叶面积,产量和产量构成。【结果】不同肥力水平农田中土壤的潜在矿化氮量与产量的相关性最好。不同肥力水平农田的土壤硝态氮含量没有显著性差异;低肥力农田增施氮肥处理在拔节期施肥后土壤中的硝态氮含量要大幅度高于常规施肥处理,在抽雄期该差异达到最大值,然后逐步降低。不同肥力水平农田的玉米产量、每公顷穗数、穗粒数、千粒重均随土壤肥力升高而显著增加,其中肥力最高的农田A的玉米产量、每公顷穗数、穗粒数和千粒重较肥力最低的农田C分别高20.3%、5.7%、5.2%和7.8%。低肥力农田C在拔节期增施氮肥显著提高了产量、每公顷穗数和穗粒数,对千粒重影响很小,同时降低了收获指数。其中增施氮肥80 kg/hm^2处理较常规施氮处理的产量、公顷穗数和穗粒数显著分别增加了17.1%、9.2%和4.6%,收获指数降低了8.2%。【结论】高肥力土壤能够持续矿化出更多的无机氮供玉米利用,通过全面提升玉米每公顷穗数、穗粒数和千粒重来提升产量。低产田在拔节期增施氮肥能够大幅度提高拔节期至抽雄期土壤的硝态氮含量,提高每公顷穗数和穗粒数,进而增加作物产量,但通过增施肥料得到的产量依然达不到高肥力农田的产量水平,而且降低了收获指数。因此,培肥土壤是实现玉米高产高效的基础。 展开更多

关键词 土壤基础肥力 潜在矿化氮 硝态氮 玉米 产量

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保护耕作研究进展及前景展望 被引量：47

6

作者 贾树龙 任图生 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 2003年第3期152-154,共3页

阐述了国内外保护耕作技术的研究进展,分析了保护耕作对作物产量、土壤性状、土壤水分利用的效应以及对作物病虫草害的影响和控制水土流失的作用,提出我国推行保护耕作应注意的关键问题。

关键词 保护耕作技术 研究进展 作物产量 土壤性状 土壤水分利用率 作物病虫草害 水土保持 少耕 免耕

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直立作物残茬和整株秸秆覆盖对麦田土壤湿度及温度的影响 被引量：31

7

作者 孙海国 任图生 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 1996年第2期1-4,共4页

在河北黑龙港地区主要土壤类型（壤质潮土）上进行了连续４年的耕作与秸秆还田配合的小麦田间试验，试图探讨一种适合当地自然特点的节水管理模式。结果表明，不同耕作方式对土壤保水性没有实质性影响，与秸秆直接翻入土壤和无秸秆还田... 在河北黑龙港地区主要土壤类型（壤质潮土）上进行了连续４年的耕作与秸秆还田配合的小麦田间试验，试图探讨一种适合当地自然特点的节水管理模式。结果表明，不同耕作方式对土壤保水性没有实质性影响，与秸秆直接翻入土壤和无秸秆还田者相比，（１）整株秸秆覆盖显著（Ｐ＜０．０５）提高了土壤温度，缩短了出苗时间；（２）直立作物残茬和整株秸秆覆盖均能显著（Ｐ＜０．０５）增加土壤的含水量，进而提高了小麦对干热风的抵抗能力。 展开更多

关键词 小麦 免耕 直立作物残茬 湿度 温度 麦田

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农田土壤碳饱和机制研究进展 被引量：14

8

作者 杜章留 张庆忠 任图生 《土壤与作物》 2015年第2期49-56,共8页

农田土壤有机碳是土壤肥力的核心,与全球碳循环和气候变化密切相关。然而,土壤有机碳水平并非无限度增加而是存在一个最大容量,或称之为碳饱和水平。本文综述了土壤有机碳的稳定机制、碳饱和理论及其关联性,总结了土壤碳饱和概念模型和... 农田土壤有机碳是土壤肥力的核心,与全球碳循环和气候变化密切相关。然而,土壤有机碳水平并非无限度增加而是存在一个最大容量,或称之为碳饱和水平。本文综述了土壤有机碳的稳定机制、碳饱和理论及其关联性,总结了土壤碳饱和概念模型和饱和亏缺预测等方面的研究进展,分析了我国农田土壤碳饱和效应研究现状,并对未来研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 农田土壤 土壤有机碳 稳定机制 碳饱和

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保护性耕作小麦—玉米农田生态系统能流特点的研究 被引量：2

9

作者 孙海国 李卫 +2 位作者 任图生 Francis J.Larney C.Wayne Lindwall 《生态农业研究》 CSCD 1995年第2期71-74,共4页

通过在黑龙港地区主要土壤类型壤质潮土上连续3年的耕作试验,研究在不同耕作条件下农田生态系统的能流特点与能量分配的合理性。结果表明,与传统耕作制度相比,保护性耕作(免耕)能够明显提高小麦—玉米一年两作农田生态系统的能量转化率... 通过在黑龙港地区主要土壤类型壤质潮土上连续3年的耕作试验,研究在不同耕作条件下农田生态系统的能流特点与能量分配的合理性。结果表明,与传统耕作制度相比,保护性耕作(免耕)能够明显提高小麦—玉米一年两作农田生态系统的能量转化率,能量投产比间的差异显著(P<0.01);不同耕作农田生态系统的熵变和自由能绝对值的差异均无统计学意义,但在一定程度上表明免耕增强了农田生态系统的有序性,从而提高了系统的相对生产力。 展开更多

关键词 保护性耕作 农田生态系统 能量 小麦玉米

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利用热脉冲时域反射技术测定土壤水热动态和物理参数Ⅱ.应用 被引量：28

10

作者 任图生 邵明安 +1 位作者 巨兆强 Horton Robert 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期523-529,共7页

土壤含水量、温度、热特性以及其它物理参数的动态监测是描述土壤中各种物理、化学和生物过程的基础。本文利用热脉冲 -时域反射技术 (Thermo -TDR)对不同质地土壤的含水量、电导率、温度、容积热容量、导热率和热扩散系数进行了测定 ,... 土壤含水量、温度、热特性以及其它物理参数的动态监测是描述土壤中各种物理、化学和生物过程的基础。本文利用热脉冲 -时域反射技术 (Thermo -TDR)对不同质地土壤的含水量、电导率、温度、容积热容量、导热率和热扩散系数进行了测定 ,并利用土壤容积热容量与容重和含水量的关系 ,计算了土壤容重、通气孔度和饱和度。结果表明 ,Thermo -TDR技术能够提供可靠的土壤含水量、温度、容重、通气孔度和饱和度的信息。本文也分析了Thermo 展开更多

关键词 热脉冲-时域反射技术 土壤物理性质 土壤含水量 土壤温度 容积热容量 导热率 热扩散系数

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玉米农田行尺度土壤热特性变异特征及其对土壤含水量和温度的响应

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作者 王月月 任图生 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期415-424,共10页

本研究采用定位试验,利用热脉冲技术监测了玉米农田行尺度4个位置处(1/2行间、1/4行间、棵下和棵间)以及两个深度(2 cm和4.5 cm)土壤热特性的时空变异规律,并分析了土壤温度和含水量对土壤热特性的影响。结果表明,在试验期间,热导率、... 本研究采用定位试验,利用热脉冲技术监测了玉米农田行尺度4个位置处(1/2行间、1/4行间、棵下和棵间)以及两个深度(2 cm和4.5 cm)土壤热特性的时空变异规律,并分析了土壤温度和含水量对土壤热特性的影响。结果表明,在试验期间,热导率、热容量和热扩散率的变化范围分别为0.66~2.22 W/(m·K)、1.46~4.49 MJ/(m^(3)·K)和4.07×10^(–7)~6.88×10^(–7)m^(2)/s。降雨之后,热导率和热容量增加,且随着时间推移逐渐降低。2cm深度的土壤热特性的波动较大,棵下位置土壤热导率和热容量值最大,波动最为明显;土壤热扩散率在1/2行间位置最大。在4.5 cm深度,各位置土壤热特性变化趋势基本一致,土壤热导率和热容量值在1/2行间位置最大,土壤热扩散率在棵间位置最大。综合两个土层数据得出1/4行间位置的热导率和热容量更具代表性。本研究中土壤热特性对土壤含水量的响应规律较为明显,随着土壤含水量增加,热导率和热容量线性增加,热扩散率则表现出先增加后降低的规律。在测定的土壤温度范围内,热扩散率随土壤温度增加呈上升趋势。该研究可以为农田水热管理提供科学依据。 展开更多

关键词 玉米农田 行尺度 土壤热特性 时空变异 表层土壤

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条带覆盖免耕下吉林南部玉米行间土壤水分和温度的时空动态 被引量：8

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作者 田梦 高伟达 +1 位作者 任图生 李保国 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1297-1307,共11页

【目的】覆盖免耕能够减缓土壤侵蚀,提升土壤有机质含量,但在我国东北黑土区,可能会引起春季土温较低,影响玉米生长。因此,研究条带覆盖免耕(NT-SRC)技术模式下玉米行间土壤水分和温度的时空分布规律,为科学应用NT-SRC技术提供理论支撑... 【目的】覆盖免耕能够减缓土壤侵蚀,提升土壤有机质含量,但在我国东北黑土区,可能会引起春季土温较低,影响玉米生长。因此,研究条带覆盖免耕(NT-SRC)技术模式下玉米行间土壤水分和温度的时空分布规律,为科学应用NT-SRC技术提供理论支撑。【方法】玉米田间试验于2018年在吉林省南部进行,采用田间条带覆盖免耕技术模式。玉米采用宽窄行栽培,宽行行距为100 cm,秸秆全覆盖;窄行行距为40 cm,无覆盖,为玉米播种带。选择玉米行间进行原位连续监测,监测点包括玉米株下(0位点),宽行距植株10、20、30和50 cm(简称为10、20、30、50位点),窄行距植株10和20 cm(简称为–10和–20位点),每个位点土壤水分和温度监测探头埋藏5、10和20 cm 3个深度,自动连续监测土壤温度和含水量。【结果】1)NT-SRC管理下,玉米行间含水量在空间分布上呈现宽行>株下>窄行,其中含水量50位点处最高,–10位点处最低;不同监测点土壤含水量在时间尺度上的稳定性为–10<–20<10<0<20和30<50位点;土壤水分在玉米生育期内的稳定性表现为苗期>成熟期>拔节期和吐丝灌浆期。2)与窄行相比,宽行在水分较低的拔节期和吐丝灌浆期能够分别提高土壤储水量13.1%和11.1%。3)宽窄行的行间温度差异主要表现在苗期和拔节期,土壤温度由窄行20 cm处至宽行50 cm处依次降低。相较于宽行,苗期窄行的日均温提高1℃~2℃。【结论】在吉林南部地区免耕配合带状秸秆覆盖模式下,秸秆覆盖使宽行的土壤含水量和储水量在全生育期高于窄行,且土壤含水量更加稳定。无覆盖窄行提升了苗期和拔节期苗带土壤温度,对吐丝灌浆期和成熟期行间温度分布几乎无影响,缓解了吉林南部黑土区全覆盖免耕管理下玉米生长过程中的水热矛盾。 展开更多

关键词 玉米 条带覆盖免耕 土壤含水量 土壤温度 时空变异

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