三峡库区坡耕地植物篱技术对土壤特性的影响

研究三峡库区坡耕地植物篱技术对土壤特性的影响,结果表明,植物篱技术能有效改善坡耕地土壤结构,提高土壤养分的含量。植物篱的根系吸收促进养分的保持以及植物篱的物理阻挡作用对土壤径流的截持与减少泥沙的流失,有效地改善了土壤的养分含量。     

坡耕地不同物种植物篱对面源污染物的拦截效率及影响因素

在红枫湖上游15°的坡耕地上设置30个植物篱径流小区,小区水平投影面积100 m2,顺坡长20 m,横坡宽5 m。在小区内横坡等距种植三带植物篱,植物篱带呈双行"品"字型种植模式,带长5 m,带宽0.15 m。通过监测该年度天然降雨下每个径流小区产生的地表径流、泥沙和养分情况,探讨了在相同种植模式下9种不同物种植物篱对坡耕地面源污染物的拦截效率及其影响因素。结果表明:灰毛豆植物篱截流效应最佳,相对径流拦截率为91.75%;紫花苜蓿植物篱减沙效应最佳,相对泥沙拦截率为69.25%。灰毛豆植物篱能更有效地抑制湖泊水体氮、磷元素的富集进程,其中,对坡耕地氮相对拦截量为283.03 g·hm-2,相对拦截率为70.08%;对坡耕地磷相对拦截量为185.92 g·hm-2,相对拦截率为80.21%。胡枝子植物篱能更有效地抑制湖泊水体钾元素的富集进程,对坡耕地钾相对拦截量为135.11 g·hm-2,相对拦截率为86.08%;灰毛豆次之,对坡耕地钾相对拦截量为125.13 g·hm-2,相对拦截率为79.72%。     

坡地果园不同植物篱模式的土壤肥力特征

本研究通过25°紫色土坡地果园的定位试验观测,探讨了不同植物篱模式对坡地果园土壤肥力的影响。结果表明,植物篱技术科学合理地解决了坡地果园用地和养地的问题,一方面通过植物篱根系吸收土壤深层养分并以刈割茎叶返还土壤,促进了养分的循环与再分配,发挥了养分泵的功能,另一方面通过植物篱的阻滞和坡面覆盖,减少了由径流与侵蚀泥沙携带的养分损失,有效改善了土壤肥力性状。     

丹江口库区坡耕地不同植物篱对径流及养分流失的影响初探

通过在丹江口库区坡耕地上不同植物篱种植处理的比较试验,观测分析了不同植物篱处理对径流及养分流失的影响。结果表明,紫穗槐、金银花、黄花菜及龙须草4种植物篱均能有效减少坡耕地上的径流泥沙流失量,径流量由高到低的顺序为CK〉处理②〉处理④〉处理⑤〉处理③。对比各处理小区径流水样养分流失均值可知,全钾〉速效钾〉全氮〉速效氮〉全磷〉速效磷,所有处理中最易随地表流失的养分为全钾和速效钾,速效磷流失量最小。     

黔中高原坡耕地植物篱物种选择

通过在红枫湖上游坡耕地设置30个植物篱径流小区,探讨了9种植物篱的水土保持效应和养分拦截效应。结果表明,灰毛豆[Tephrosia purpurea(L.)Pers.]植物篱的保水效应最好,相对径流拦截率为91.75%;紫花苜蓿(Medicago sativa L.)植物篱的保土效应最好,相对泥沙拦截率为69.25%。灰毛豆植物篱对坡耕地氮、磷的拦截效应最为明显,其中氮相对拦截量为283.03 g/hm~2,相对拦截率为70.08%;磷相对拦截量为185.92 g/hm~2,相对拦截率为80.21%。胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)植物篱对坡耕地钾的拦截效应最为明显,钾相对拦截量为135.11 g/hm~2,相对拦截率为86.08%;灰毛豆次之,钾相对拦截量为125.13 g/hm~2,相对拦截率为79.72%。9种植物篱均具有较好的水土保持功能和养分拦截作用,可作为黔中高原坡耕地植物篱物种应用。     

百色坡地果园水土流失的生物覆盖治理研究

为研究生物覆盖治理对坡地果园水土流失的影响,在坡地芒果园边坡种植生物栅篱、在梯面种植绿肥和覆盖秸杆,试验结果表明:生物覆盖综合治理区与对照区相比,平均减少水流失389.85m3/hm2,减少63.72%;土壤侵蚀量年平均减少4.66t/hm2,减少83.65%,土壤含水量平均提高4个百分点,且耕层土壤水分波动较小。     

贵州旱坡耕地水土流失状况和主要整治技术及效益评价

贵州旱坡耕地水土流失面广、程度较重、危害大，为此．全省开展了旱坡耕地坡改梯工程、生物护埂梯化和农艺技术试验研究，并示范推广。通过实施土面平整、拦截水土等措施，控制水土流失．加速坡土梯化和培肥土壤的进程．实践证明在贵州省山区耕地．特别是旱坡地采用是可行的。这项技术的科学性和实用性．在全省推广应用带来了良好的生态效益、经济效益扣社会效益。     

陡坡地饲草玉米生物篱的生态效益研究

坡地水土流失对三峡库区生态环境与可持续性发展构成双重压力.生物篱技术是一条有效防治水土流失、提高土地生产潜力的坡地改良利用途径.本研究以饲草玉米为纽带营建坡地生物篱模式,经4 a定位试验探讨了其生长状况和水土保持效益.结果表明,饲草玉米生物篱能有效改善陡坡地土壤性状、固持土壤、截持径流、减少养分流失,对减少库区水土流失与面源污染,保持和提高坡地生产力具有重要作用.     

横坡垄作防止水土流失试验的研究

[目的]为了研究横坡垄作防止水土流失的效果。[方法]通过在旱坡地上做平作,横坡、顺坡垄作种植玉米的对比试验,对横坡垄作防止水土流失的效果进行了研究。[结果]横坡垄作的玉米增产效果最好,分别比平作和顺坡垄作增产83.4%和29.8%;水土流失量最少,每亩水分和泥沙流失量比平作分别减少16%和64.2%,比顺坡垄作分别减少50.9%和87.9%;土壤养分的流失量最低,有机质和土壤全磷流失量分别比平作降低86.4%和81.4%,比顺坡垄作降低49.5%和88.2%。横坡垄作能拦截土壤,减少地表径流,保持土壤养分,保护耕地,促进持续生产,而顺坡垄作加剧了土壤侵蚀。[结论]通过改变地表微形态,横坡起垄种植玉米是拦蓄土壤水肥,提高土壤肥力和玉米产量的有效措施。     

果园生物篱节水新技术

<正>生物篱技术是指在坡地的坡面上沿等高线或果园梯地的坡边(中上部)按一定间距种植耐旱、耐瘠、矮秆、根系较发达的多年生植物,使之形成梯状的拦护带,利用其根基固土保水。通过种植生物篱和生物覆盖等相关技术的配套应用,能有效减少水土流失和土壤水分蒸发,是目前提高坡地果园天然降水利用效率的一种农艺节水新技术。     

退耕还林对贵州喀斯特石漠化区水土保持效果的影响

为了探明喀斯特石漠化区退耕还林与水土保持效果的关系,采用实地调查与无界径流小区法研究了退耕还林地对贵州喀斯特石漠化区水土保持效果及养分涵养的影响。结果表明:喀斯特石漠化区各类型植被坡地地表径流中的泥沙、养分含量大小顺序均为玉米旱地>退耕还林地>天然灌丛草地>次生阔叶林地;退耕还林后,坡地土壤及养分的流失量明显减少,退耕还林地地表径流中的NH4+、NO3-、PO34-和K+的平均含量分别比玉米旱地减少41.32%、57.08%、30.49%和35.23%,其含量受退耕年限及植被覆盖度的影响较大;退耕还林地土壤中的有效氮、磷、钾含量也明显高于玉米旱地,其平均含量分别比玉米旱地高25.62%、28.21%和63.74%。因此,退耕还林能明显减少土壤侵蚀和养分流失,增加土壤养分含量。     

不同管理措施对黄壤坡耕地径流氮输出的控制效果

以黔中黄壤坡耕地氮磷流失长期定位监测基地为平台,于2008—2012年连续5 a进行观测,研究玉米-油菜种植模式下,6种管理措施对黄壤坡耕地地表径流、径流氮输出的控制效果。结果表明:黄壤坡耕地产流系数为15.1%~20.1%,平均18.1%;氮肥流失系数为0.81%~1.34%,平均0.99%;径流氮输出以颗粒态氮所占TN比例46.9%最高,可溶性总氮流失以硝态氮为主,占TN流失的31.1%。优化施肥+横坡垄作+秸秆覆盖+等高植物篱的耕作管理措施截流效果、氮输出控制效果最佳,产流量较CK减少25%;氮肥流失系数最小,为0.81%;TN平均输出总量最小,为4.63kg·hm-2。顺坡常规耕作条件下,优化施肥与常规施肥径流量相当,TN输出量减少23.2%;优化施肥条件下,横坡垄作较顺坡常规耕作径流量减少6.7%,TN输出量减少7.3%;优化施肥+横坡垄作条件下,秸秆覆盖较无秸秆覆盖径流量减少4.8%,TN输出量减少3.4%;秸秆覆盖+等高植物篱较秸秆覆盖径流量减少11.6%,TN输出量减少6.8%。横坡垄作、优化施肥、秸秆覆盖、等高植物篱是控制黄壤坡耕地地表径流、径流中氮输出的有效措施。     

种植和施肥方式对云南坡耕地氮素流失的影响

通过野外坡度为14.6°的径流小区进行实地观测,研究种植和施肥方式对云南坡耕地氮素流失的影响.结果表明,在等高种植+平衡施肥+等高植物篱条带组合农艺措施条件下,玉米吸收氮素达到流失总量的99.42%,土壤侵蚀流失氮为流失总量的0.48%,径流流失氮为流失总量的0.10%;顺坡种植+农民习惯施肥玉米吸收氮为流失总量的79.36%,而土壤侵蚀流失氮占到流失总量的20.22%,径流流失氮占流失总量的0.42%.等高种植比顺坡种植增加玉米吸收氮7.86%,减少土壤侵蚀流失氮74.30%,减少径流流失氮29.31%.等高种植+平衡施肥条件下,等高植物篱条带减少玉米吸收氮3.32%,减少土壤侵蚀流失氮86.61%,减少径流流失氮达56.10%;顺坡种植+习惯施肥条件下,等高植物篱条带减少玉米吸收氮4.48%,减少土壤侵蚀流失氮96.51%,减少径流流失氮60.94%.平衡施肥比习惯施肥增加玉米吸收氮41.28%,减少土壤侵蚀流失氮19.38%;减少径流流失氮9.38%.     

干热河谷雨养坡地剑麻和番麻的径流分配作用及水土保持效应

金沙江干热河谷水土流失严重,自然降雨对地面的溅蚀以及形成径流对地表的冲刷是造成区域土壤养分流失、地力退化的重要原因。为了探究番麻、剑麻对干热河谷地区坡地产流产沙的影响及其对降雨径流的调控分配机制,设置标准小区监测试验,比较番麻、剑麻和裸地措施对小区土壤侵蚀量及降雨径流分配的影响。结果表明:干热河谷地区坡地径流输出以地表径流为主, 3种处理小区地表径流占总径流量的比例为76.42%～95.78%;番麻、剑麻小区的地表径流与裸地相比分别减少了71.09%、 84.21%, 50 cm处壤中流减少了19.33%、32.77%, 100 cm处壤中流则增加80.26%、 36.84%。拟合方程分析发现,平均雨强对裸地小区的产流影响最大,3种处理小区泥沙含量均与径流深关系最为密切,呈极显著正相关关系(p0.01)。该结论提示,在干热河谷栽种剑麻或番麻可以有效降低坡面径流的产生,并减少干热河谷坡面土壤的侵蚀,且这种减流减沙效益与剑麻和番麻在不同降雨条件下对降雨径流(地表径流、壤中流和界面流)的分配作用有关。     

紫色土区植物篱模式对坡耕地土壤抗剪强度与抗冲性的影响

【目的】土壤抗剪强度和抗冲性是反映土壤综合对抗水力侵蚀性能和评价复合农林业模式生态效益的指标。研究植物篱模式对土壤抗剪强度、抗冲性及其坡面分布的影响,为探讨植物篱模式控制水土流失及农业非点源污染机理研究提供参考。【方法】利用植物篱控制水土流失的长期定位试验,采用原位监测法测定土壤抗剪强度,原状土冲刷法测定土壤抗冲性,剖面挖掘法测定根系参数,简易比重计法、湿筛法、吸管法、环刀法等测定土壤颗粒组成、水稳性团聚体组成、微团聚体组成、容重等主要土壤理化性质,数理统计方法研究紫色土区植物篱模式对坡耕地土壤抗剪强度、抗冲性及其坡面分布的影响。【结果】与横坡农作模式相比,0-10 cm和10-20 cm土层土壤在20°坡地紫穗槐模式下的平均抗剪强度（SS）分别增加70.3%和89.3%,平均抗冲指数（ASI）分别增加84.1%和35.2%;香根草模式下,平均SS分别增加49.6%和133%,平均ASI分别增加48.0%和26.1%;13°坡地紫花苜蓿模式下,平均SS分别增加62.2%和51.9%,平均ASI分别增加188%和57.3%;蓑草模式下,平均SS分别增加89.7%和50.6%,平均ASI分别增加175%和26.9%。20°坡地植物篱模式提高土壤SS与ASI的平均效应分别为85.5%和48.4%,13°坡地的分别为63.6%和112%。土壤ASI随冲刷时间增长呈幂函数型增大,植物篱模式土壤抗冲性的增幅远大于横坡农作模式。坡面自下而上,横坡农作模式土壤抗剪强度与抗冲性呈近直线式减小或自下、中坡位急剧减小;植物篱模式的呈波浪式减小,篱带增加,作物带减小。【结论】植物篱模式明显或显著提高了土壤抗剪强度与抗冲性。就表层（0-10 cm土层）土壤而言,20°坡地紫穗槐模式提高土壤抗剪强度与抗冲性的效应大于香根草模式;13°坡地紫花苜蓿模式提高土壤抗剪强度的效应小于蓑草模式,提高土壤抗冲性效应大于蓑草模式。20°坡地植物篱模式提高土壤抗剪强度效应大于13°坡地,提高土壤抗冲性效应则小于13°坡地。植物篱模式改善了坡地土壤抗剪强度与抗冲性的过大坡面异质性。     

油茶林梯壁套种黄花菜植物篱的生态效应分析

[目的]分析油茶林梯壁上套种黄花菜植物篱的生态效应。[方法]以未套种黄花菜为对照(CK),设计对比试验,采用打桩法测定土壤流失量,并测定土壤容重、渗透性和含水量。[结果]2014—2017年套种黄花菜的油茶林(YH)较CK处理土壤流失厚度减少0.52 cm,YH处理与CK处理土壤流失厚度间存在极显著差异;各土层均以YH处理土壤地温低于CK处理。0~20 cm土层土壤容重,YH处理较CK处理降低5.1%,非毛管孔隙度、总孔隙度分别较CK处理增加25.2%和7.5%,土壤含水量增加18.6%,20~40 cm土层也有同样变化规律。[结论]油茶林梯壁上套种黄花菜具有明显的生态效益。     

雨强和地下孔（裂）隙度对喀斯特坡耕地养分流失的影响

【目的】研究不同降雨强度和地下孔（裂）隙下,喀斯特区坡耕地表和地下土壤养分流失途径及流失规律,为喀斯特坡耕地土壤养分流失控制和农业面源污染防治提供理论依据。【方法】以喀斯特区坡度为15°的坡耕地为研究对象,通过模拟其地表形态和地下孔（裂）隙特征,设置不同雨强（30、50、70、90 mm·h^-1）和地下孔（裂）隙度（1%、3%、5%）交叉试验共36场降雨,探索喀斯特坡耕地地表和地下养分流失特征。【结果】（1）雨强对喀斯特区坡耕地产流产沙影响显著（P<0.05）,地表、地下产流产沙量随雨强增大而增加,其产流产沙从地下过渡到地上的临界雨强可能在30—50 mm·h^-1;随地下孔（裂）隙度增大,地下产流产沙量增加,地表呈相反的规律。（2）喀斯特坡耕地径流养分主要通过地表流失,小雨强下通过地下孔（裂）隙流失;径流中全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）流失量和流失模数均随雨强增大而上升,雨强对各径流养分流失浓度影响不明显。地表养分流失量和流失模数随地下孔（裂）隙度增加而下降,地下反之。地下孔（裂）隙度的增加使地下径流养分流失占比逐渐增加。（3）养分会通过附着于泥沙流失,其中以地表泥沙流失为主。地表、地下各泥沙养分平均流失浓度、流失量和流失模数均随降雨强度增大而增加,其中TK流失平均浓度和流失量在不同雨强下显著高于TN和TP。同雨强下,地表泥沙各养分平均流失浓度、流失量和流失模数随孔（裂）隙度增加呈减小趋势,地下反之,但流失量从地表为主到地表与地下二者并重。（4）相关性分析表明,降雨强度与径流和泥沙流失量均呈现显著正相关关系,雨强对各养分径流的影响高于泥沙,地表径流受雨强影响最大。地下孔（裂）隙度对泥沙养分流失量的影响高于径流,而泥沙养分中地下泥沙养分流失量受其影响较大。【结论】喀斯特坡耕地养分主要通过地表流失,但地下孔（裂）隙对养分流失的影响不容忽视。在坡耕地养分流失防治上,地表通过增加植被覆盖度和添加枯落物等方式减缓坡耕地产流产沙量,地下通过植被根系固定土壤,防止养分通过孔（裂）隙向地下渗漏进而达到减少坡耕地土壤养分流失。     

施肥与植被覆盖对坡地铵态氮流失的影响

[目的]明确黄土高原地区施用氮肥及不同植被覆盖对坡地土壤NH4+-N流失的影响.[方法]在人工模拟降雨条件下,利用室内可调节坡度的铁皮冲刷槽,研究降雨径流过程中坡面NH4+-N流失特征,以及坡度、植被覆盖、施用氮素肥料对坡面表层土壤NH4+-N流失的影响.[结果]施用到土壤中的NH4+-N会随径流流失,且主要随着泥沙流失而流失,极少部分NH4+-N入渗到土壤深层;施用NH4NO3会增加土壤自身的NH4+-N流失;植被覆盖减少了坡面土壤自身NH4+-N随泥沙流失的数量,但是加剧了添加氮肥中随径流流失的NH4+-N的数量.[结论]在坡地施用氮肥和种植植被,都会加剧坡地土壤自身中的NH4+-N流失,从而对生态环境产生危害.     

不同配置乡村植被缓冲带阻控径流污染特征研究

植被缓冲带是河湖的重要生态空间屏障,对于减缓人类活动对河湖的直接干扰、阻隔农业面源污染等具有重要意义。为系统研究不同类型缓冲带对农田氮磷等污染物的拦截功效,本研究在定远张山设计8个缓冲带小区,结合自然降雨方式,持续两年观测不同缓冲带对地表径流及其主要污染物（TN、TP、COD）的削减效果。结果表明：林地和3°、8°横垄耕地缓冲带对径流的拦截效率较高,减流率分别达到了62.4%、52.0%和60.6%,径流量随雨强增大先升高后下降。与8°坡耕地缓冲带相比,降坡（3°）处理竖垄、横垄缓冲带泥沙流失量分别降低53.3%、50.9%。降雨产流的养分流失以氮素和有机质为主,林地缓冲带对径流NH4+-N的拦截率平均高达95.2%,此外降坡和横垄耕作措施也能有效减少径流冲刷的氮素流失。不同处理缓冲带对径流TP均有较好的拦蓄效果。3°、8°横垄耕地缓冲带CODMn流失量较低,拦截率达到53.0%、58.6%。林地缓冲带中高覆盖度的植被和发达的根系能够有效减缓降雨对地表的冲刷,减少径流和养分流失。在南方丘陵山地的乡村地区实施横坡垄作是拦蓄径流、降低面源污染风险的有效措施。     

石灰岩坡面花生不同覆盖度水土及养分流失规律

通过室内人工模拟降水的方法,研究花生不同覆盖度石灰岩坡面水土流失和养分流失特征。结果表明:随着覆盖度的增加,坡面产流、产沙量减少,养分流失量与产流产沙量成正比关系;与对照相比,20%覆盖度径流量、泥沙量分别减少22.22%、44.07%;覆盖度增加到95%,径流量、泥沙量分别减少61.11%、80.49%;与对照相比,95%覆盖度坡面有效减少了86.25%氮损失量、91.38%磷损失量、89.57%钾损失量;径流泥沙中各养分含量随着覆盖度的增加而减少。通过对不同处理因素下坡面养分流失量变化进行方程拟合,结果表明:采用三项式方程模拟石灰岩坡面土壤养分流失比较适宜,且20%覆盖度的全效养分与泥沙量拟合系数均超过0.99,呈显著相关。