本書是作者長期從事紅壤季節性干旱研究的階段性成果總結。本書針對土壤-植物-大氣連續體的水分運動和干旱問題，從作物生長特別是土壤學的視角出發，系統論述紅壤季節性干旱的影響因素和發生機理，從農業生產和農田管理的角度論述紅壤季節性干旱防治原理與途徑，重點反映土壤物理學與農業干旱的關系及相關研究的前沿進展。全書共分八章，分別為土壤干旱與作物干旱、土壤干旱評價指標與方法、紅壤水力性質與季節性干旱、紅壤穿透阻力與季節性干旱、紅壤生物耕作與季節性干旱、紅壤農田管理與季節性干旱、紅壤農田水土保持與季節性干旱、紅壤季節性干旱調控。
中國土壤學會土壤物理專業委員會，委員
中國水土保持學會崩崗侵蝕防治專業委員會，副主任委員
目錄
第一章 土壤干旱與作物干旱1
第一節 干旱的概念1
一、干旱的類型1
二、干旱的發生特征5
三、作物干旱8
四、土壤干旱11
第二節 植物水分關系14
一、植物中的水14
二、作物水分利用21
三、土壤—植物—大氣連續體24
第三節 作物干旱脅迫響應28
一、生理水平的響應28
二、葉片和氣孔響應30
三、莖和株型響應32
四、根系響應33
第四節 植物抗旱機制37
一、避旱37
二、御旱38
三、耐旱39
第五節 紅壤季節性干旱形成機制42
一、紅壤季節性干旱的影響因素42
二、紅壤季節性干旱的特點45
三、紅壤季節性干旱形成的系統機制48
第二章 土壤干旱評價指標與方法51
第一節 農業干旱指標的種類52
一、基于氣象數據的干旱指標52
二、基于植被遙感的干旱指標57
三、基于作物響應的干旱指標59
四、基于土壤水熱的干旱指標62
五、CWSI68
第二節 土壤干旱指標71
一、土壤干旱強度指標72
二、土壤干旱程度指標76
三、土壤干旱指標與作物產量的關系78
四、土壤干旱指標的特征78
第三節 紅壤作物干旱閾值的表達81
一、作物干旱的閾值81
二、紅壤作物的干旱閾值88
第三章 紅壤水力性質與季節性干旱91
第一節 紅壤的氣候特征與基本性質91
一、紅壤區的氣候特征91
二、紅壤的分布與主要性質93
三、紅壤區的作物與種植模式95
第二節 紅壤質地結構與孔性96
一、紅壤的質地96
二、紅壤的結構99
三、紅壤的孔性101
第三節 紅壤的持水性和供水性103
一、紅壤含水量和有效含水量103
二、紅壤的持水性106
三、紅壤的供水性109
第四節 紅壤的導水性111
一、紅壤的飽和導水率111
二、紅壤的非飽和導水率113
三、紅壤的入滲和蒸發性能113
第五節 紅壤含水量的動態特征115
一、紅壤水分的時間變化115
二、紅壤水分的空間變化118
第四章 紅壤穿透阻力與季節性干旱122
第一節 紅壤的穿透阻力123
一、土壤穿透阻力的概念123
二、紅壤穿透阻力的影響因子126
三、紅壤穿透阻力經驗模型135
第二節 紅壤穿透阻力的田間動態139
一、干旱期的紅壤穿透阻力139
二、紅壤穿透阻力的剖面分布143
第三節 紅壤穿透阻力對作物生長的影響146
一、作物對土壤穿透阻力的響應147
二、紅壤穿透阻力對玉米根系的影響151
三、紅壤穿透阻力對玉米地上部的影響159
第四節 紅壤穿透阻力對作物干旱的影響163
一、作物水分關系163
二、作物干旱程度與籽粒產量171
第五章 紅壤生物耕作與季節性干旱175
第一節 根系鉆孔與生物耕作175
一、根系鉆孔與根-土關系175
二、根系鉆孔與根尖形態結構178
三、根系鉆孔的影響因素184
第二節 紅壤鉆孔植物的根系特性188
一、根尖幾何特性189
二、根系在紅壤中的分布特征192
三、根系木質素/纖維素197
第三節 生物耕作對紅壤物理性質的影響197
一、對紅壤孔性的影響198
二、對紅壤導水率的影響203
三、對紅壤穿透阻力的影響206
四、對紅壤團聚體的影響208
五、對紅壤物理質量的影響212
第四節 生物耕作對紅壤作物抗旱的影響216
一、對土壤水分的影響216
二、對后季作物根系分布的影響217
三、對后季作物水勢的影響218
四、對后季作物干旱指數的影響219
五、對后季作物產量的影響221
第六章 紅壤農田管理與季節性干旱222
第一節 施氮水平222
一、氮素營養與作物抗旱222
二、施氮對玉米作物生長和產量的影響227
三、施氮對玉米干旱指數的影響231
第二節 施肥制度235
一、施肥制度對紅壤性質的影響236
二、施肥制度對紅壤水分的影響245
三、施肥制度對作物干旱的影響248
第三節 耕作措施254
一、對紅壤物理性質的影響255
二、對紅壤水分干旱的影響257
三、對玉米作物生長的影響263
四、對玉米作物干旱和產量的影響271
第四節 作物播種期277
一、玉米播種期對產量的影響278
二、玉米播種期對根系分布的影響279
第七章 紅壤農田水土保持與季節性干旱282
第一節 水土流失對紅壤季節性干旱的影響282
一、水蝕降低紅壤入滲量和儲水量283
二、水蝕降低紅壤供水能力284
三、水蝕影響紅壤蒸發284
四、水蝕增加紅壤養分流失285
第二節 水土保持措施與紅壤氮素285
一、水土保持措施對紅壤氮礦化的影響286
二、水土保持措施對紅壤氮流失的影響290
三、水土保持措施對作物水氮利用的影響291
第三節 水土保持措施與紅壤物理性質292
一、水土保持措施對地表物理結皮的影響292
二、水土保持措施對表土結構的影響296
三、水土保持措施對土壤持水的影響300
第四節 水土保持措施與紅壤蒸發301
一、水土保持措施對紅壤表層溫度的影響301
二、水土保持措施對紅壤蒸發的影響303
第五節 水土保持措施與紅壤降水入滲306
一、水土保持措施對紅壤降水入滲的影響306
二、紅壤降水入滲對干旱的影響312
第六節 水土保持措施與紅壤作物干旱313
一、水土保持措施對根區土壤水分的影響313
二、水土保持措施對紅壤剖面含水量分布的影響317
三、水土保持措施對紅壤干旱的影響319
四、水土保持措施對作物干旱和產量的影響321
第八章 紅壤季節性干旱調控324
第一節 干旱調控概念325
一、干旱風險管理325
二、季節性干旱調控原理328
第二節 紅壤季節性干旱調控措施332
一、土壤管理措施332
二、作物管理措施338
三、農田工程措施342
第三節 氣候變化下的紅壤干旱管理343
一、氣候變化與季節性干旱343
二、季節性干旱與可持續化農業345
三、問題與展望347
參考文獻350
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