坡耕地植物篱技术研究进展

在全球生态环境恶化、水土流失日益严重的背景下,植物篱技术作为一项可持续发展的水土保持措施受到了各国学者的重视,并得到研究和推广。从植物篱的概念、种植模式、水土保持作用等方面,概述了国内外植物篱的研究进展,并总结了目前植物篱研究中存在的问题,以期对植物篱的研究与推广起到一定的指导作用。     

植物篱在坡耕地水土保持中的应用

本文就植物篱在坡耕地水土保持中的应用作了总结,分析了如何选择植物篱模式,植物篱对恢复土壤肥力、减少水土流失的影响,并在此基础上提出了植物篱技术的应用前景。     

等高固氮植物篱模式对坡耕地土壤养分的影响

对坡耕地土壤剖面养分的研究结果表明，等高固N植物篱模式对养分的影响表现在对养分的归还和在土壤剖面的再分配。培植植物篱5年后，该系统中与植物篱不同距离位点0－40cm土层土壤有机质和全N含量分别比对照高1.2-2.3倍和0．5－0．7倍，有效磷和速效钾显著增加，表明植物篱可有效改善土壤养分状况。研究结果还表明在植物篱模式下0－60cm土层土壤有机质和全N含量均比种植带相应土层高，0－20cm土层有效磷和有效钾含量明显比种植带各位点相应土层高，表明植物篱与农作物之间无养分竞争；种植带下部0－40cm土层养分状况比种植带中部和上部相应土层优越，种植带上部各土层养分状况最佳；植物篱内40cm以下土层中有效磷和速效钾含量比种植带下相同土层低，说明植物篱根系可将土壤深层的P、K吸收并通过刈割枝叶返还种植带，发挥养分泵的功能。因此，植物篱通过生物固N和养分泵的功能提高种植带上层土壤养分含量和促进矿物养分循环。     

坡耕地植物篱在水土保持中的应用

 坡耕地植物篱种植模式是一种坡耕地可持续利用技术。结合已有研究成果,对坡耕地植物篱研究现状、效益等作了系统介绍。植物篱种植模式对改善土壤物理性质、提高土壤养分、减小坡耕地水土流失、防止土壤退化、促进农作物生长、增加作物产量、提供饲料、薪柴等方面具有良好的作用和效果,植物篱在坡耕地资源可持续利用中具有显著的生态效益和经济效益。对目前坡耕地植物篱认识上的问题及需要深入开展的工作进行了讨论,以促进我国植物篱技术和坡耕地整治的研究与发展。     

香根草篱对红壤坡耕地坡面土壤酶活性的影响

为研究香根草篱(Vetiveria zizanioides)对红壤坡耕地土壤酶活性的影响,以典型红壤坡耕地花生+草篱种植模式为研究对象,选取花生常规种植为对照,研究了花生关键生育期香根草篱对表层土壤(0 ~ 20 cm)酶活性的空间影响。研究发现：与花生常规种植相比,香根草篱可以明显提高坡面土壤脲酶、蔗糖酶与过氧化氢酶的含量;栽培植物篱后,坡面土壤脲酶、蔗糖酶与过氧化氢酶活性表现出篱前含量增高,篱下含量降低,形成水平带状分布规律。从花生出苗期-结荚期-成熟期,土壤脲酶、蔗糖酶与过氧化氢酶活性均呈现先增后减的趋势,其中以结荚期较高。采样点与土壤脲酶、蔗糖酶活性呈显著线性相关,3种土壤酶之间的相关性也都达到了显著相关。     

等高固氮植物篱技术在坡耕地可持续耕作中的应用

等高固氮植物篱技术是利用固氮植物能够固氮、生长快和具多用途的特点，在坡耕地上建立高密度植物篱。通过枝叶还田及腐根和枯枝落叶，有改善土壤肥力、团粒结构及水分渗透率，加上植物篱的机械阻档，联系人针表径流50％－70％，减少土壤侵蚀97％－99％，土壤全氮含量增加65％－103％，有机质含量增加达25％－35％，农作物增产达 30％－60％。该技术具有投入低、操作简便、实用性强、效果显著、效益多样的特点。该技术综合地解决了山区坡耕地水土保持和土壤培肥的问题和用地、养地的矛盾，可实现坡耕地的可持续耕作利用，值得在我国山区大力推广。     

西南丘陵山区坡耕地植物篱水土保持效益研究进展[1]

从植物篱拦截径流、减缓坡度、改善土壤理化性质、提高土壤酶及微生物活性、保护生物多样性等方面综述了植物篱控制水土流失的机理,总结了西南丘陵山区不同植物篱模式的水土保持效果及坡度和平衡施肥对其的影响。西南丘陵山区植物篱研究以草本类的香根草、黄花菜以及乔木类的新银合欢等居多,其中黄花菜多与果树配合。最后从加强植物篱土壤生物学特性和植物篱带间距方面的研究进行了展望,以期为西南丘陵山区植物篱水土保持研究与应用提供参考,促进该区域化肥减量增效目标的实现。     

南方红黄壤区经济植物篱配合平衡施肥的水土保持效应研究

研究结果表明,水土流失不仅跟降雨量有关,还跟覆盖度有关,采用经济植物篱配合平衡施肥,可明显防治坡地的水土流失,与传统的农民习惯种植方式相比,可减少土壤流失88.58%～89.25%,减少径流量1.8%～8.20%.增加玉米产量52.03%(经济植物篱黄花菜+平衡施肥),增加农民收入263.28%～265.7%.经济植物篱配合平衡施肥对坡耕地的可持续利用起到了极大的作用.     

辽西坡耕地不同植物篱对水土流失及土壤养分空间分布的影响

在辽西大凌河中游陈杖子小流域坡耕地上,通过小区试验研究了紫穗槐、紫花苜蓿和金银花3种植物篱的水土保持效果和对土壤养分空间分布的影响。研究结果表明,3种植物篱拦蓄径流率为47.11%~50.21%,拦沙率为73.37%~75.58%。植物篱上下5m范围内土壤黏粒和粉粒含量增加,砂粒含量减少,土壤全N含量比对照坡耕地分别增加16.71%、20.52%、15.55%;全P含量比对照坡耕地分别增加11.05%、18.07%、8.77%;全K含量比对照坡耕地分别增加6.37%、2.34%、2.53%;植物篱对土壤养分的空间分布影响在篱带上下5m范围内,超过上下5m范围变化不明显。     

黄丘三副区坡耕地保水保土农牧结合种植模式研究

本文通过对坡耕地粮食作物种植方式的改进研究,探索了适应该地区生态条件的新的种植模式。试验结果表明,新的种植模式与对照相比,生物产量、等价产量和蛋白质产量均显著或极显著高;能量产投比率提高1.9～2.9倍;年光能利用率、积温生产率以及降水生产率分别提高15％～55％;年径流量减少122～526m~3/ha,年侵蚀量减少42～69t/ha,养分流失率减少20％～90％;土壤有机质、全氮和10～0.25mm粒径的水稳性团粒含量分别提高37.4％～49.5％、11.7％～21.0％和51.1％～62.0％,土壤养分呈增加趋势,肥力明显提高。     

Soil Degradation and Soil Productivity Restoration and Maintenance in Hilly Land of Southern China

Soil fertility degeneration and land productivity loss caused by soil erosion are severe problems in hilly land of southern China. A long term field experiment was conducted during 1984 to 1993 to determine soil productivity in a typical degraded hilly area of purple soil (orthic Entisol) in Yanting, Sichuan, China. Results showed that a conservation tillage system with ridge-furrow cropping and seasonal no-tillage increased topsoil depth by 118 mm over the conventional tillage. Soil structure and soil physical, chemical and biological characteristics were also improved when conservation tillage was adopted. In conclusion, this system is suitable conserving soil and water resources and therefore for restoring dry land crop production in degraded hilly land of southern China     

低丘红壤区小流域土壤肥力性质空间分布特征

利用GIS软件的空间分析功能,以土地利用类型区为分析单元,分析评价了亚热带典型小流域土壤肥力性质的空间和剖面分布特征。研究结果表明:小流域土壤酸化明显,旱地酸度高于水田;土壤保肥力处于中等水平以上;42.6%的土壤表层有机质处于中度缺乏状态;94.3%的表层土壤全P和97.3%的土壤全K处于中度缺乏状态。不同土地利用方式下土壤性质分异明显,综合评价结果表明水田肥力高于旱地。     

南方红壤低山丘陵区水土流失综合治理

南方红壤低山丘陵区水土流失综合治理项目(2017YFC0505400)获得国家重点研发计划典型脆弱生态修复与保护研究专项支持。项目重点阐明区域水土流失演变规律及关键驱动因子,以生态功能提升与生产功能优化为核心,研发集成地表径流调控、土壤肥力提升、植被可持续恢复和景观结构优化为一体的水土流失治理技术体系,形成生态服务功能提升与民生改善的区域水土流失综合治理模式,为红壤低山丘陵区水土流失治理提供科技支撑。     

种植模式对川中丘陵石灰性紫色土结构和地力的影响

基于田间长期定位试验,通过原位监测和计算机断层微扫描技术相结合的方法,分析种植模式对川中丘陵石灰性紫色土结构和地力的影响.结果表明,玉米-小麦(MW)模式耕层土壤孔隙配比合理且连通性好,有利于耕层保水保肥和土壤可持续利用,但该模式土壤动物丰富度和经济效益偏低.玉米-油菜(MR)模式土壤孔隙结构较玉米-小麦模式差,但腐食...     

红壤坡耕地不同植物篱配置模式减流减沙效益对比

植物篱作为坡耕地一种有效的水土保持生物措施,已有大量的研究。但对植物篱带内降雨产生的径流泥沙过程细化研究较少,有必要从微区尺度研究篱带范围内多种植物篱的减流减沙效益,并进行植物篱品种以及搭配模式的筛选。在模拟降雨条件下,本试验选取3种单一植物模式(黄花菜,香根草,百喜草),每种植物各设置3种篱带宽(1行,2行,3行),以及4种组合植物模式(1行黄花菜+2行百喜草,1行香根草+2行百喜草,1行香根草+2行黄花菜,1行百喜草+1行香根草)、1组对照,进行产流产沙过程比较,试验结果表明,各植物篱模式均不同程度地改善了土壤理化性质,减少了水土流失量;同类植物中,2行植物篱即可达到较好的水保效果;组合植物篱模式的减流减沙效益优于单一植物篱模式。     

The effect of plant hedgerows on the spatial distribution of soil erosion and soil fertility on sloping farmland in the purple-soil area of China

Recently the effect of plant hedgerows on controlling soil and water loss has been well recognized, and this technology has been widely applied in the world. However, there are few studies on hedgerows’ effect on soil fertility of sloping lands. With an 8-year fixed field experiment, we investigated the effect of two different hedgerows on soil fertility through comparing with the control. Our results showed that along contour lines across the field, clay particles tended to accumulate above plant hedgerows but to be eroded downward below hedgerows. Except for potassium (K), all plant nutrients and soil organic matter showed the same distribution pattern as clay particles. K, however, was evenly distributed in the field without any noticeable influence from hedgerows. Since the beginning of our field experiment, soil phosphorus (P) kept accumulating, while soil organic matter and K were in depletion. Taken together, our results suggest that better nutrient management for the sloping lands should reduce P but increase farm manure and K. As far as the whole sloping field is concerned, special attention in nutrient management should be paid to the soil stripes below hedgerows, the portions suffering from more serious soil erosion.     

试论生态效益在水土保持中的地位

本文用归纳法从理论和实践两个方面分析论述了水土保持生态、经济、社会效益之间的关系和地位。作者认为生态效益是经济效益的前提和基础;经济效益是生态效益的体现和保障;而社会效益则是随前两者的产生而产生。三者之中,生态效益是第一位的。     

沟垄二元覆盖对渭北旱塬区土壤肥力及玉米产量的影响

探讨沟垄二元覆盖对旱地土壤肥力及作物生产力的影响,对完善半湿润区作物微集水栽培技术具有重要的理论和实践意义。2007—2011年在渭北旱塬进行5年定位试验,设置垄上覆地膜,沟内分别覆普通地膜、生物降解膜、玉米秸秆、液体地膜和沟不覆盖等不同沟垄覆盖模式,以传统平作为对照。结果表明,2011年春玉米收获后各处理土壤有机质及速效养分含量随土层的加深而降低,与2007年试验处理前相比,沟垄二元覆盖各处理土壤养分含量明显增加,而垄覆地膜+沟不覆盖和传统平作处理有所下降。垄覆地膜沟覆秸秆处理0~20 cm层土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均显著高于对照,垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆生物降解膜处理有机质和碱解氮含量较对照有所增加,而其有效磷和速效钾含量显著增加。20~60 cm层土壤有机质和速效养分含量各沟垄二元覆盖处理均略高于对照。各沟垄覆盖处理表层(0~20 cm)土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均较对照增加,且以垄覆地膜沟覆秸秆处理土壤酶活性最高,垄覆地膜沟覆生物降解膜和垄覆地膜沟覆地膜处理次之。垄覆地膜沟覆生物降解膜、垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆秸秆处理较对照显著增产41.1%、42.1%、39.3%,水分利用效率显著提高38.0%、39.6%、37.0%。在渭北旱塬区进行沟垄二元覆盖对提高土壤肥力、酶活性及春玉米产量和水分利用效率有显著提高作用,以垄覆地膜沟覆秸秆处理最佳,垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆生物降解膜次之。可见,垄覆地膜沟覆地膜、生物降解膜或秸秆的沟垄全覆盖种植在渭北旱塬雨养农业区春玉米生产栽培具有一定的可行性和应用价值。     

黄瓜有机营养土栽培中土壤酶活性、肥力动态变化及其相互关系

稻草与土按1:1(处理A)、2:1(处理B)的比例混合,经过堆积高温腐熟后在日光温室中栽培黄瓜,试验结果表明:有机营养土中稻草比例高的,脲酶、转化酶、纤维素酶活性升高,碱解氮、速效P、速效K含量增加,分别是处理B>处理A>对照,但过氧化氢酶活性呈降低趋势,变化大小为对照>处理A>处理B。脲酶、转化酶和纤维素酶与速效P呈极显著相关,与速效K显著相关。碱解氮含量与脲酶极显著性相关,与纤维素酶和转化酶显著性相关,但过氧化氢酶活性与碱解氮、速效P、速效K含量呈负相关,因此脲酶、转化酶、纤维素酶活性可以作为评价有机营养土肥力的标准。     

杉木林改造前后的土壤肥力对比分析及综合评价

基于福寿林场3个龄组杉木(Cunninghamia lanceolata)生态公益林9块固定样地的实测数据,选用土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾、土壤容重和pH值8个指标对杉木林改造前后的土壤肥力进行了对比分析,并基于乘除法原理提出了土壤肥力综合评价指数和评价等级。结果表明:与改造前相比,改造后3个龄组杉木生态公益林0~20 cm表层土壤的有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾的含量都有不同程度的提高,且杉木幼、中林提高程度更明显,改造后的杉木幼、中龄林的土壤容重略有下降,pH值略有增加,但杉木近熟林的土壤容重和pH值基本保持没变。说明补植了阔叶树种栾树(Koelreuteria bipinnata)和马褂木(Liriodendron tulipifera)的杉木幼龄林和补植了阔叶树种栾树、马褂木和深山含笑(Michelia maudiae)的杉木中龄林土壤质量的改善程度明显优于在林下补植了红豆杉(Taxus chinensis)的杉木近熟林,通过树种结构调整改造后的3个龄组杉木林土壤肥力综合评价指数值也有不同程度的提高,土壤肥力质量从差变为较差。相比传统的土壤肥力综合评价指标,本文提出的土壤肥力综合评价指数不需要计算指标权重,计算量小,而且可以根据不同的土壤系统,对模型参数的个数适当增减,适用性较强。