福建省东南沿海坡耕地水土保持耕作措施初探

通过亚洲湿热带地区水土保持网络的活动，我们在中国东南沿海有代表性的福建省南部对水土保持耕作系统进行了研究，研究表明在人口密度高地区的坡地上进行集约化水土保持作措施是可行的，能达到高投入高产出土地永续利用目的，梯田是一项必须的基础措施，因为它的经济与水土保持效益均高；在多雨季收获由于土壤扰动引起疏松容易造成表土流失，因而在严重的水土流失区不同作物轮作套种增加覆盖能防止严重的水土流失；长中期果树与短期作物结合既增加前期收入又能增加土壤肥力，等高草带成本低且简单易行也经常被采用，果树与绿肥及牧草相结合是有前景的水土保持措施；以上这些水土保持耕作措施对不同农民和农地有不同适宜性，需要综合地，因地制宜地加以利用。     

耕作措施及雨强对南方红壤坡耕地侵蚀的影响

选择典型南方红壤区平均坡度为10°的坡耕地小区进行天然降雨观测,对横坡耕作、顺坡耕作、顺坡耕作+植物篱、稻草覆盖4种耕作措施在侵蚀过程中的径流泥沙和养分流失特征进行研究。结果表明,监测期间,径流深和泥沙流失量基本随雨强的增大而增加。随着耕作措施由顺坡耕作向顺坡耕作+植物篱、横坡耕作、稻草覆盖的转换,减流效益、减氮效益和减磷效益依次增大。稻草覆盖措施减流效益最佳,为91.77%;横坡耕作措施减沙效益最佳,为98.91%;稻草覆盖、横坡耕作和植物篱3种措施在防治高强度降雨引发的土壤侵蚀和养分流失具有较高的效益。耕作措施对泥沙粒径分布有影响。与顺坡耕作、横坡耕作相比,植物篱和稻草覆盖措施能够更有效地拦截径流中的粗颗粒。该研究可为南方红壤丘陵区坡耕地选择合适的耕作措施和防治农业非点源污染提供依据。     

免耕和草篱措施对径流中典型农业面源污染物的去除效果

大量施用农业化学物质在提高作物产量的同时,也导致了严重的水体污染.在北京地区不同坡度的径流小区上,通过人工模拟降雨试验,研究免耕、草篱、以及免耕与草篱复合3种措施对农田径流中氮、磷、阿特拉津3种典型农业面源污染物的去除效果.结果表明:免耕措施可减少53%的总氮、51%的总磷和56%的阿特拉津流失;草篱措施可减少68%的总氮、61%的总磷和90%的阿特拉津流失;而免耕与草篱复合措施可减少77%的总氮、76%的总磷和92%的阿特拉津流失.另外,总氯、总磷和阿特拉津流失量均与径流量呈显著的线性正相关关系.本研究证实,免耕和草篱措施均能有效防止氮、磷以及阿特拉津随农田径流流失,对农业面源污染具有较好的防治效果,而这2种措施复合后能使其防治效果进一步增强.     

保护性耕作对坡耕地烟田水土流失的影响

在重庆市石柱县坡耕地开展保护性耕作试验,探究其对水土流失的影响。于2015年在重庆市石柱县坡耕地烟田开展试验,采用顺坡起垄的方式,设置4个处理:处理T1(不种植黑麦草)、处理T2(垄间种植黑麦草)、处理T3(垄体种植黑麦草)、处理T4(垄体种植黑麦草+垄间种植黑麦草)。结果表明:垄间种植黑麦草可有效减少小区径流量58.66%~65.79%,小区产沙量62.50%~68.78%,硝态氮流失52.05%~57.22%,铵态氮流失51.03%~59.98%,总磷流失51.47%~65.88%和钾流失66.93%~69.33%。垄体种植黑麦草可有效减少小区径流量54.32%~61.59%,小区产沙量52.95%~62.98%,硝态氮流失63.73%~77.49%,铵态氮流失59.12%~67.81%,总磷流失62.84%~76.22%,钾流失75.17%~77.84%。垄间和垄体均种植黑麦草可有效减少小区径流量92.09%~98.25%,小区产沙量86.43%~95.91%,硝态氮流失87.89%~94.99%,铵态氮流失90.19%~97.06%,总磷流失81.99%~91.94%,钾流失91.52%~93.88%。整体而言,垄间种植黑麦草+垄体种植黑麦草处理对重庆烟区水土保持效果最佳。     

不同植被缓冲带对坡耕地地表径流中氮磷的拦截效果

植被缓冲带是一种控制非点源污染的新型生态工程措施,采用坡地小区试验方法,在构建等高植物篱的坡耕地低处进行了不同植被缓冲带对径流污染物的拦截试验,其处理分别为：（a）普通施肥结合紫穗槐和三叶草;（b）平衡施肥结合紫穗槐和三叶草;（c）普通施肥结合三叶草;（d）平衡施肥结合紫穗槐。结果表明,夏玉米生长期,植被缓冲带对径流量及侵蚀量的拦截作用显著,a、b、c和d处理缓冲带相对于植物篱处理,其径流量分别减少98.0%、97.5%、97.2%和97.5%,侵蚀量分别减少98.8%、98.7%、97.9%和98.0%;植被缓冲带对N、P的拦截效果不同,a、b、c和d处理缓冲带相对于植物篱处理,对NH4＋-N的平均拦截率分别为48.2%、86.2%、90.6%和95.1%,对TP的平均拦截率分别为49.2%、42.4%、41.3%和36.4%。试验结果对山区坡耕地面源污染的控制,重点水源地的水质保护提供了借鉴。     

不同耕作措施对黑土坡耕地土壤侵蚀的影响

针对黑龙江省西部半干旱区土壤流失情况,在坡耕地径流小区通过野外人工模拟降雨试验,研究不同降雨强度、不同耕作措施下降雨产沙产流特征和过程。试验结果表明:降雨强度越大,对地表径流量和侵蚀量的影响越大,即雨强与径流量和泥沙量呈正相关,各种耕作措施的土壤流失顺序是顺坡垄裸地>横坡垄裸地>等高种植地>深松地>秸杆覆盖地>垄向区田地,植被覆盖地能有效控制水土流失,垄向区田地是这几种耕作措施中减少坡耕地水土流失的有效措施。     

坡耕地耕作管理措施对降雨入渗的影响

利用人工模拟降雨装置对坡耕地不同耕作管理措施强化降水入渗规律进行了研究。结果表明,不同耕作管理措施强化降水入渗速率效用不同,在相同入渗时间情况下,强化降水入渗速率等高耕作>人工掏挖>人工锄耕>直线坡,在中小雨强和较短降雨历时情况下,这种情况表现更为显著。在对黄土高原超渗产流理论和坡面水量平衡方程分析的基础上,得出了不同耕作管理措施强化降水入渗速率与入渗时间的函数关系式。     

不同行数植物篱对红枫湖坡耕地养分的拦截效应

为选出控制红枫湖坡耕地水土流失效果较好的植物篱带宽,对比了由香根草和灰毛豆混合建设(1∶1行间混交,>2行为行间交互混交)的不同行数的植物篱(每个处理小区种植3带植物篱,分别设每带2行,每带4行,每带6行,自上而下每带分别2、4、6行4个植物篱处理及对照共5个处理)对地表径流量、泥沙量及地表径流中水溶解态全氮、全磷、全钾、铵态氮和泥沙中的固体态的全磷、全钾的影响。结果表明:各植物篱处理的各项指标都小于对照处理;方差分析结果及F测验证明,处理间存在显著差异(P<0.05)。多重比较结果表明:1)除每带2行植物篱外,其他植物篱处理都相对于对照对养分元素具有显著的拦截作用。2)每带4行处理和自上而下各带分别2、4、6行植物篱处理与每带2行处理无显著差异;每带6行处理显著小于每带2行植物篱处理。3)除泥沙所含的磷、钾元素外,每带6行与自上而下分别2、4、6行植物篱无显著差异,每带6行的各个指标都与每带4行无显著差异。综合试验结果和实际应用要求得出,每带4行是本试验所涉及的植物篱行数中的最佳行数,其次自上而下每带分别2、4、6行的种植方式也较好。     

坡耕地蓄水保土耕作技术措施的探讨

根据黄土丘陵区自然环境、社会经济条件,因地制宜地采取与其相适应的水土保持耕作技术措施,以利于蓄水、保土、培肥地力,提高单产,退耕陡坡,还林还草,促使农业生态系统逐渐向良性循环转变。为此,在大面积推广水平沟种植的基础上,进行了覆盖、留茬倒垄、沟内加土挡,坡地草田带状间作轮种、粮草灌宽带间作、川平地覆膜间作套种、深耕密植等水保耕作技术措施的试验研究,并对各种技术措施的蓄水、挡泥、培肥地力、增产增收效益作了评价。     

不同耕作方式对坡耕地土壤水分的影响

在半湿润偏旱的豫西丘陵区坡耕地上，进行了夏季休闲期间不同耕作方式的试验研究，观测其对降水的保蓄能力与减少地表径流之效果。结果表明，不同耕作方式之间差异明显：免耕和深松处理比对照（一般耕作）的保蓄能力分别提高5.67和6.11个百分点，径流量减少0.43mm和0.72mm；单纯深翻的处理两种作用均低于对照。而以种植作物的防径流效果最佳，比对照少2.33mm，比免耕、深松也减少1.87mm与1.59mm，比深翻耕作减少4.07mm。     

辽宁省坡耕地低产原因与治理措施

从水、土、养分流失3方面论述了坡耕地的低产原因,针对这些低产原因提出了不同坡度坡耕地的治理措施,并以大量的水土保持数据证明各项治理措施的作用,为今后的坡耕地治理提供科学依据。     

不同耕作措施对红壤坡耕地耕层质量的影响

为探明不同耕作措施对云南红壤坡耕地耕层土壤抗侵蚀性能和生产性能的影响,以常规耕作为对照,设置免耕、翻耕20 cm、翻耕20 cm+压实、翻耕20 cm+深松30 cm四种耕作措施,采用土壤质量指数法对不同耕作措施下耕层质量变化特征进行分析评价。结果表明：（1）不同耕作措施对红壤坡耕地耕层土壤抗侵蚀性能影响显著。翻耕20 cm+深松30 cm处理下土壤饱和导水率最大（1.19 mm·min^-1）;与常规耕作相比,翻耕20 cm+深松30 cm处理下水稳性团聚体平均质量直径增加28.13%;免耕处理下土壤抗剪强度最高（12.12 kg·cm^-2）,耕层土壤饱和导水率最大（1.27 mm·min^-1）;翻耕20 cm处理下大于0.25 mm水稳性团聚体含量、水稳性团聚体平均质量直径、几何平均直径均显著高于其他措施,分别为69.64 g·kg^-1、1.74 mm、0.77 mm。（2）不同耕作措施对红壤坡耕地耕层生产性能影响具有差异性表现,免耕处理下土壤容重显著增大,土壤有机质、有效磷在表层富集;翻耕20 cm、翻耕20 cm+深松30 cm处理下,耕层增厚效果显著,土壤有机质、有效磷含量显著增加。（3）红壤坡耕地耕层土壤质量及诊断指标的适宜性对耕作措施响应有差异,翻耕20 cm+深松30 cm处理耕层土壤质量指数最大（0.58）;翻耕20 cm、翻耕20 cm+深松30 cm处理的耕层厚度、容重及有效磷指标均在适宜性阈值范围。上述研究结论可为红壤坡耕地适宜耕作措施选择以及坡耕地合理耕层的构建与评价提供参考。     

横厢耕作措施对红壤坡耕地水土流失影响的试验研究

该在对湖北省通城县水土保持试验站，所布设的１２个野外试验观测小区，进行多年天然降雨观测的基础上，借助模拟降雨试验方法对红壤坡耕地不同耕作措施以地水土流失的影响进行了试验研究。结果表明：１．横厢耕作措施是一种很好的水土保持措施，纵厢耕作措施比横厢耕作的水土流失量明显增加；２．在横厢耕作农地上实验轮作种植能改良土壤理化性质，保肥增产，但对水土流失并没有十分显的影响；３．横厢耕作措施是一种在陡坡耕地     

不同耕作措施对红壤坡耕地耕层质量的影响

为探明不同耕作措施对云南红壤坡耕地耕层土壤抗侵蚀性能和生产性能的影响,以常规耕作为对照,设置免耕、翻耕20 cm、翻耕20 cm+压实、翻耕20 cm+深松30 cm四种耕作措施,采用土壤质量指数法对不同耕作措施下耕层质量变化特征进行分析评价。结果表明:(1)不同耕作措施对红壤坡耕地耕层土壤抗侵蚀性能影响显著。翻耕20 cm+深松30 cm处理下土壤饱和导水率最大(1.19mm·min^-1);与常规耕作相比,翻耕20 cm+深松30 cm处理下水稳性团聚体平均质量直径增加28.13%;免耕处理下土壤抗剪强度最高(12.12kg·cm^-2),耕层土壤饱和导水率最大(1.27mm·min^-1);翻耕20 cm处理下大于0.25 mm水稳性团聚体含量、水稳性团聚体平均质量直径、几何平均直径均显著高于其他措施,分别为69.64 g·kg^-1、1.74 mm、0.77 mm。(2)不同耕作措施对红壤坡耕地耕层生产性能影响具有差异性表现,免耕处理下土壤容重显著增大,土壤有机质、有效磷在表层富集;翻耕20 cm、...     

辽宁省不同耕作方式对坡耕地水土及氮磷养分流失的影响效果

在天然降雨条件下,研究传统耕作、免耕、免耕秸秆覆盖、横垄4种耕作方式对坡耕地水土流失和养分流失的影响效果。结果表明:与传统耕作相比,其他3种耕作方式均能减少水土流失,产流量分别较之减少19.3%,27.1%,31.8%,泥沙量对应减少12.4%,21.5%,57.8%;各耕作小区径流中养分流失量差异显著;泥沙中全磷流失特征为T1>T3>T2>T4,其他耕作小区比传统耕作小区减少流失依次为8.6%,5.1%,12.1%;泥沙中的全氮流失特征为T1>T2>T3>T4,其他耕作小区比传统耕作小区减少流失依次为6.4%,10.3%,34.3%。坡耕地土壤侵蚀量与径流量呈显著相关。     

保护性耕作对坡耕地土壤微生物量碳、氮的影响

利用长期定位试验(1999年开始保护性耕作,2004年采样测定),研究了豫西旱区坡耕地不同保护耕作对土壤有机碳、全氮和微生物量碳(SMB-C)、微生物量氮(SMB-N)的影响.结果表明:深松覆盖和免耕覆盖耕层有机碳、全氮较传统耕作均有增加,其中深松覆盖耕作下有机碳含量最高,为6.79 g/kg,比传统耕作增加了13.82%;免耕土壤全氮含量最高为0.797 g/kg,比传统耕作增加了10.42%;土壤有机碳、全氮随着土层的加深逐渐降低;长期保护性耕作(免耕、深松)显著增加了土壤微生物碳、氮含量,0～20 cm免耕和深松的土壤SMB-C、SMB-N含量分别较传统耕作增加79.3%,19.9%和17.92%,8.13%.长期耕作导致坡耕地土壤微生物碳、氮具有不同程度的坡下富集现象.土壤SMB-C与全氮、SMB-N呈显著正相关.由于微生物量C、N可作为评价土壤质量的生物学指标,因此可以认为,长期保护性耕作(免耕和深松)可以提高豫西旱区坡耕地土壤质量,增加土壤肥力.     

浅议坡耕地水土流失防治措施

低山区坡耕地水土流失日益加剧,已严重影响农村经济的发展。对20°~25°的荒坡或耕地,一律退耕还林还草还果,贯彻适地适树适草的原则,草灌先行,乔灌草结合,在水平沟内或台地之上,种植阔叶乔木与灌木混交林,在坡面上,优先种植灌木带和草带,两者相间混交,带宽1 m左右。对于条件较好的地段宜果栽果,并改修果树梯田;对15°~20°坡耕地必须进行坡改梯。对坡度较小的坡耕地采取修等高地埂和紫穗槐串带等方法。缓坡地以农业耕作措施为主,主要采取等高耕作,提高抗冲能力增加保水效果。对于凹地采取多种形式治理,如地埂、植物串带、小谷坊等。并建议合理控制过度开发利用,采取有力措施,封山育林,增加林草植被,缓解燃料缺失,控制乱砍滥伐现象的发生。增加投入渠道,加大宣传力度,加强监督与执法力度,有效遏制人为造成新的水土流失。     

不同农艺措施对巢湖沿岸坡耕地水土及径流氮输出的控制效果

基于巢湖沿岸坡耕地水土和养分流失监测的定位试验,于2014—2015年连续2a进行观测,研究小麦—芝麻模式下,植物篱(黄花菜)(PH)、植物篱+秸秆覆盖(PHS)和等高垄作(CR)3种农艺措施对水土和径流氮输出的控制效果。结果表明,植物篱、植物篱+秸秆覆盖和等高垄作能有效减少地表径流量和土壤流失量,3种农艺措施的降低效果依次为PHSPHCR。与CK(当地常规耕作)相比,PH、PHS和CR处理平均分别减少24.5%,36.5%和19.7%的径流流失和31.0%,45.6%和25.4%的土壤流失,表现出显著的水土保持作用,且减沙效果大于减流效果。3种农艺措施显著降低了径流液颗粒态氮(PN)的浓度,提高了溶解态总氮(DTN)、硝态氮(NO~-_3—N)和溶解态有机氮(DON)的浓度,但对总氮(TN)和铵态氮(NH~+_4—N)浓度无显著影响。CK处理径流液中PN和DTN所占TN的比例基本相当,而在其3种农艺措施下,DTN是N随着径流迁移的主要形态。在DTN中,NO~-_3—N占较大比例,DON次之,NH~+_4—N所占比例最小。CK处理N随地表径流平均年度累积流失量为9.35kg/hm~2,占当年施N量的2.83%。与CK相比,PH、PHS和CR处理的N素年度累积流失量平均分别降低了28.3%,40.7%和21.2%,其对N素输出的控制效应主要是通过减流减沙来实现的。该研究可为巢湖流域坡耕地水土流失和面源污染防治提供科学依据。     

耕作措施对坡耕地红壤地表径流氮磷流失的影响

云南山地面积约占全省土地总面积的94%,特殊的地形特征,极易引发坡面土壤侵蚀和养分流失,严重影响了农业可持续生产。采取有效的农艺措施来减少坡耕地土壤养分流失是十分有必要的。为此,通过4年定位试验对顺坡(2组处理)、横坡(2组处理)2种耕作方向的复合农艺措施处理进行研究。结果表明:云南坡地红壤的径流时间主要集中在6—9月,且产流雨量占年降雨量的65.62%～75.82%。产流雨量与年降雨量呈现一致趋势。径流量和产流雨量呈线性关系(R_(NVF)~2=0.597 7,R_(OVF)~2=0.415 1,R_(OHF)~2=0.378 2,R_(OHFR)~2=0.335 5),其相关性大小顺序为顺坡处理横坡处理,不施肥处理施肥处理,覆膜处理揭膜处理(P0.01)。大雨(25～49.9 mm)和暴雨(≥50 mm)造成了年度大部分径流和养分的流失。横坡垄作组处理产生地表径流(177.13±28.87)～(182.28±33.75) mm,径流中总氮流失量(7.66±2.51)～(7.85±1.92) kg/hm~2,总磷流失量为(0.91±0.26)～(1.09±0.27) kg/hm~2,与顺坡垄作OVF(常规处理)相比径流和养分极显著减少了49.57%～52.13%,33.16%～53.88%(P0.01)。不同耕作措施下,复合耕作模式(优化施肥+横坡垄作+旺长期揭膜)拦截径流和养分流失的效果最好。RDA分析结果发现,与降雨量相比较,径流量是影响氮磷养分变化的主要环境因子(P0.01)。径流量与氮养分(NH_4~+-N除外)流失量的相关性高于与磷的相关性,表明氮比磷更容易随径流流失。顺坡处理NVF和OVF与环境因子径流量和氮磷养分流失量TN、TDN、NO_3~--N、NH_4~+-N、TP、TDP呈正相关,横坡处理OHF和OHFR与其呈负相关。     

皖西南山区坡耕地水土流失防治措施

根据皖西南山区坡耕地水土流失现状,结合长期水土保持实践与科研成果提出了防治坡耕地水土流失的技术措施。