●序
前言
第1章砂姜黑土概況與障礙因子分析1
1.1砂姜黑土的概念1
1.2砂姜黑土分布區域2
1.3砂姜黑土區氣候特征2
1.4砂姜黑土區種植制度4
1.5砂姜黑土理化性質與作物產量的空間分布特征5
1.5.1土壤質地5
1.5.2黏土礦物組成6
1.5.3調查區玉米產量7
1.5.4玉米產量和土壤理化性質的空間分布7
1.6砂姜黑土作物產量的關鍵影響因子分析9
1.6.1玉米產量和土壤穿透阻力的關繫9
1.6.2影響玉米產量的關鍵因子10
1.7小結12
參考文獻12
第2章砂姜黑土收縮特征及其影響因素15
2.1砂姜黑土收縮特征15
2.1.1淮北平原砂姜黑土收縮能力空間分布特征16
2.1.2砂姜黑土收縮特征曲線16
2.2砂姜黑土收縮特征的影響因素18
2.2.1東西和南北樣帶的土壤性質及環境特征18
2.2.2砂姜黑土收縮能力與土壤性質的關繫19
2.2.3膨脹性黏土礦物蒙脫石與土壤收縮的關繫21
2.3砂姜-細土雙介質的收縮模型構建22
2.4砂姜對砂姜黑土收縮行為的影響與模擬25
2.4.1砂姜含量和粒徑對土壤收縮行為的影響25
2.4.2砂姜含量和粒徑對土壤收縮階段的影響26
2.4.3砂姜含量和粒徑對孔隙及其收縮能力的影響27
2.4.4砂姜-細土混合土樣收縮行為的模擬分析28
2.5小結30
參考文獻31
第3章砂姜黑土土壤強度及其影響因素34
3.1砂姜黑土抗剪強度及其影響因素34
3.1.1土壤含水量和容重對砂姜黑土黏聚力的影響35
3.1.2土壤含水量和容重對砂姜黑土內摩擦角的影響36
3.1.3土壤含水量和容重對砂姜黑土抗剪強度的影響37
3.2砂姜黑土抗壓強度及其影響因素38
3.2.1土壤壓實曲線的擬合39
3.2.2土壤含水量和容重對土壤壓實特性的影響40
3.3砂姜黑土穿透阻力及其影響因素42
3.4砂姜黑土土壤強度傳遞函數構建43
3.4.1抗剪強度傳遞函數的構建與驗證43
3.4.2抗壓強度傳遞函數的構建與驗證45
3.4.3穿透阻力傳遞函數的構建與驗證46
3.5小結47
參考文獻48
第4章砂姜物理特征及對土壤水力性質的影響50
4.1砂姜黑土砂姜含量空間分布特征50
4.1.1不同土壤深度砂姜含量和粒級分布特征50
4.1.2東西和南北兩條樣帶砂姜含量的空間分布52
4.1.3東西和南北兩條樣帶土壤性質與環境因素的空間特征53
4.2砂姜含量空間分布的影響因素55
4.3砂姜物理特征58
4.3.1砂姜容重58
4.3.2砂姜孔隙結構特征59
4.4砂姜物理特征對土壤水分特征曲線的影響61
4.4.1砂姜粒徑與含量對土壤水分特征曲線的影響61
4.4.2砂姜粒徑與含量對土壤水分特征曲線參數的影響62
4.4.3砂姜粒徑與含量對土壤持水能力的影響64
4.5砂姜物理特征對土壤導水能力的影響66
4.6小結69
參考文獻69
第5章不同耕作方式對砂姜黑土改良的影響72
5.1不同耕作方式對土壤物理性質的影響72
5.1.1不同耕作方式對土壤容重的影響74
5.1.2不同耕作方式對土壤緊實度的影響74
5.1.3不同耕作方式對土壤三維孔隙特征的影響75
5.1.4不同耕作方式對土壤水分特征曲線的影響80
5.1.5不同耕作方式對土壤飽和導水率和有效水分庫容的影響81
5.2不同耕作方式對土壤結構動態變化的影響82
5.2.1不同耕作方式下土壤水分的動態變化82
5.2.2不同耕作方式下土壤容重的動態變化83
5.2.3不同耕作方式下土壤緊實度的動態變化84
5.2.4不同耕作方式下土壤收縮曲線的動態變化86
5.2.5不同耕作方式下土壤水分特征曲線的動態變化89
5.2.6不同耕作方式下土壤孔隙分布曲線的動態變化90
5.3不同耕作方式對土壤有機碳的影響92
5.3.1不同耕作方式下秸稈在土層中的分布92
5.3.2不同耕作方式下土壤有機碳儲量93
5.3.3不同耕作方式下土壤有機碳物理分組93
5.3.4不同耕作方式下土壤團聚體穩定性94
5.4不同耕作方式對養分利用率的影響95
5.5不同耕作方式對土壤微生物群落結構的影響96
5.5.1不同耕作方式對微生物群落多樣性的影響96
5.5.2不同耕作方式對微生物群落結構的影響97
5.5.3不同耕作方式對土壤微生物胞外酶活性的影響97
5.6不同耕作方式對作物生長的影響101
5.6.1不同耕作方式對作物根繫的影響101
5.6.2不同耕作方式對作物秸稈生物量的影響102
5.6.3不同耕作方式對作物籽粒產量的影響102
5.6.4土壤物理性質與作物生長的關繫103
5.7小結103
參考文獻104
第6章“旋松一體”耕作對砂姜黑土改良的影響106
6.1“旋松一體”耕作對土壤物理性質的影響106
6.1.1“旋松一體”耕作對土壤容重和穿透阻力的影響107
6.1.2“旋松一體”耕作對土壤水分的影響108
6.2“旋松一體”對土壤養分含量的影響109
6.2.1“旋松一體”耕作對土壤有機碳及全量養分的影響110
6.2.2“旋松一體”耕作對土壤速效養分含量的影響111
6.2.3“旋松一體”耕作對土壤氮素殘留和吸收的影響112
6.3“旋松一體”對作物生長的影響112
6.3.1“旋松一體”耕作對小麥根繫生長的影響113
6.3.2“旋松一體”耕作對小麥、玉米產量的影響114
6.4“旋松一體”耕作深度對作物生長的影響114
6.4.1不同耕作深度對土壤物理性質的影響115
6.4.2不同耕作深度對作物生長的影響117
6.5“旋松一體”在砂姜黑土的綜合效益評價118
6.5.1“旋松一體”耕作對砂姜黑土機械油耗與作業效率的影響118
6.5.2“旋松一體”耕作對砂姜黑土經濟收益的影響119
6.6小結120
參考文獻120
第7章不同生物耕作對砂姜黑土改良的影響123
7.1生物耕作對土壤物理性質的影響123
7.1.1生物耕作對土壤容重和含水量的影響123
7.1.2生物耕作對土壤導氣性的影響126
7.1.3生物耕作對土壤穿透阻力的影響127
7.2生物耕作對土壤有機碳和養分的影響128
7.2.1生物耕作對土壤有機碳的影響128
7.2.2生物耕作對土壤養分的影響129
7.3生物耕作對作物生長的影響132
7.3.1生物耕作對作物根繫生長的影響132
7.3.2生物耕作對作物產量的影響133
7.4生物孔隙與作物根繫的互作機制134
7.4.1生物孔隙對土壤穿透阻力的影響135
7.4.2生物孔隙對玉米生長的影響135
7.4.3生物孔隙與根繫的交互作用137
7.4.4生物孔隙對肥料氮吸收的影響140
7.5生物孔隙特征對玉米生長的影響141
7.5.1生物孔隙特征對地上生物量的影響142
7.5.2生物孔隙特征對根繫結構的影響142
7.5.3生物孔隙特征對根孔交互的影響147
7.5.4生物孔隙特征對肥料氮吸收的影響148
7.6小結150
參考文獻150
第8章不同培肥措施對砂姜黑土改良的影響154
8.1不同培肥措施對土壤物理性質的影響154
8.1.1長期施肥對土壤容重的影響155
8.1.2長期施肥對水分特征曲線的影響155
8.1.3長期施肥對土壤收縮特征曲線的影響157
8.1.4長期施肥對土壤團聚體組成及穩定性的影響158
8.2不同培肥措施對土壤有機碳的影響160
8.2.1長期施肥下總有機碳的變化160
8.2.2長期施肥下不同有機碳組分的變化161
8.2.3長期施肥下有機碳化學結構特征161
8.2.4長期施肥下土壤碳投入量的變化162
8.2.5長期施肥下土壤碳投入與碳固定之間的關繫163
8.3不同培肥措施對土壤養分狀況的影響164
8.3.1長期施肥對全氮和堿解氮含量的影響164
8.3.2長期施肥對全磷和有效磷含量的影響165
8.3.3長期施肥對速效鉀含量的影響167
8.4不同培肥措施對土壤微生物群落結構的影響167
8.4.1長期施肥對砂姜黑土真菌多樣性的影響168
8.4.2長期施肥下砂姜黑土真菌群落結構169
8.4.3長期施肥對砂姜黑土細菌多樣性的影響169
8.4.4長期施肥下砂姜黑土細菌群落結構170
8.5不同培肥措施對作物生長的影響171
8.5.1長期施肥對小麥與大豆產量的影響172
8.5.2土壤容重與作物產量的關繫173
8.5.3土壤有機碳含量與作物產量的關繫174
8.5.4土壤速效養分含量與作物產量的關繫175
8.6小結176
參考文獻176
第9章不同施氮水平下秸稈還田對砂姜黑土改良的影響179
9.1不同施氮水平下秸稈還田對土壤物理性質的影響179
9.1.1不同施氮水平下秸稈還田對土壤容重的影響180
9.1.2不同施氮水平下秸稈還田對土壤團聚體穩定性的影響181
9.1.3影響土壤團聚體穩定的主要因素182
9.2不同施氮水平下秸稈還田對土壤養分狀況的影響183
9.2.1不同施氮水平下秸稈還田對土壤pH的影響183
9.2.2不同施氮水平下秸稈還田對土壤有機碳含量的影響184
9.2.3不同施氮水平下秸稈還田對土壤氮的影響185
9.2.4不同施氮水平下秸稈還田對土壤磷的影響185
9.2.5不同施氮水平下秸稈還田對土壤鉀的影響187
9.3不同施氮水平下秸稈還田對土壤微生物群落的影響188
9.3.1不同施氮水平下秸稈還田對土壤真菌多樣性的影響188
9.3.2不同施氮水平下秸稈還田對土壤真菌群落的影響189
9.3.3不同施氮水平下秸稈還田對土壤細菌多樣性的影響190
9.3.4不同施氮水平下秸稈還田對土壤細菌群落的影響190
9.4不同施氮水平下秸稈還田對作物產量的影響192
9.4.1小麥和玉米產量年際變化特征192
9.4.2小麥和玉米變異繫數及可持續性指數194
9.4.3秸稈還田下小麥和玉米適宜的施氮量195
9.5不同秸稈促腐劑施用效果的對比研究196
9.5.1不同秸稈促腐劑室內效果的對比研究197
9.5.2不同秸稈促腐劑田間效果的對比研究197
9.5.3聯合研發菌劑促腐效果田間驗證199
9.6小結199
參考文獻200
第10章不同結構改良劑對砂姜黑土改良的影響203
10.1不同改良劑對土壤物理性質的影響203
10.1.1粉煤灰對土壤物理性質的影響203
10.1.2生物炭對土壤物理性質的影響204
10.1.3秸稈灰/渣對土壤物理性質的影響205
10.1.4不同來源生物炭對土壤物理性質的影響207
10.2不同改良劑對土壤養分狀況的影響208
10.2.1粉煤灰對土壤養分狀況的影響208
10.2.2生物炭對土壤養分狀況的影響209
10.2.3不同有機物料對土壤養分性質的影響210
10.3不同改良劑對作物生長的影響212
10.3.1粉煤灰對作物生長的影響212
10.3.2生物炭對作物生長的影響213
10.3.3不同有機物料對作物生長的影響213
10.4小結215
參考文獻216
第11章砂姜黑土物理質量的評價及應用218
11.1土壤物理質量評價參數218
11.1.1土壤S指數218
11.1.2土壤最小水分範圍(LLWR)219
11.2不同培肥措施對土壤物理質量的影響222
11.2.1不同培肥措施對土壤S指數、AWC及LLWR的影響222
11.2.2不同培肥措施下各土壤物理指標間相關性222
11.3不同耕作方式對土壤物理質量的影響223
11.3.1不同耕作方式對土壤S指數的影響224
11.3.2不同耕作方式對土壤LLWR的影響224
11.4土壤水分脅迫時間占比及其應用226
11.4.1不同耕作處理下土壤水分脅迫時間占比226
11.4.2土壤物理質量指標與作物生長的關繫228
11.5小結229
參考文獻229
附錄233
彩圖
