紫色土坡地土壤性质对耕作侵蚀的影响

[目的]揭示土壤性质对耕作侵蚀土壤的敏感性,为紫色土区域采取适宜的耕作措施提供依据。[方法]利用磁性示踪技术定量旋耕机上下耕作和等高耕作的土壤耕作位移和土壤位移量,选取土壤容重、土壤含水量、土壤有机质、土壤全氮、土壤有效磷、土壤抗剪强度和土壤紧实度等土壤理化性质和力学性质指标,研究土壤性质对旋耕机上下耕作和等高耕作的耕作侵蚀的影响特征。[结果]旋耕机上下耕作和等高耕作的土壤净位移和净位移量不仅受坡度影响,也受土壤性质的影响。土壤力学性质和土壤物理性质对旋耕机耕作侵蚀有显著影响,对于上下耕作的土壤抗剪强度、土壤紧实度和土壤容重与土壤净位移量呈显著正相关。对于等高耕作措施的土壤抗剪强度、土壤紧实度、土壤容重和土壤含水量与土壤净位移量呈显著正相关,其他指标关系不显著。[结论]土壤抗剪强度、土壤紧实度和土壤容重可以作为评价耕作侵蚀的土壤可蚀性指标。     

英国对土壤性质、侵蚀及作物生产空间变化的研究

英国学者T .A .Quine等考察了耕作侵蚀和水蚀对土壤性质和作物生产变化的作用。调查的数据信息包括 :耕作土中全N、全C、全P和无机P的含量 ;土壤质地 ;作物产量和地上部生物量 ;由数字地形模型 (DTM)测出的地形属性 ;1 37　Cs测出的净土壤再分布 ;模拟测出的耕作侵蚀 ;由田间和模拟制图测出的细沟侵蚀。研究表明 ,耕作侵蚀和水蚀对土壤性质的影响与坡面曲率相关。耕作侵蚀是土壤再分布的主要过程 ,以耕作侵蚀分布和净土壤再分布之间的显著相关性为基础。耕作侵蚀也与土壤性质显著相关 ,表明耕作引起的土壤再分布是造成土壤性质空间变化的主要因素。作物生产与土壤性质及侵蚀率之间的关系复杂。发生侵蚀和养分流失地区的作物产量很低 ,但是一些高沉积地区的作物产量也很低。长达 4 0多年的耕作侵蚀模拟说明土壤性质的空间变化会更剧烈 ,并可能对作物生产造成负面影响。     

耕作侵蚀及其对土壤肥力和作物产量的影响研究进展

在坡耕地景观内,由于农耕工具和重力作用而引起的耕作位移使土壤发生向下坡运动或向上坡运动(依赖于耕作方向),导致净余土壤量向下坡传输、堆积,重新分配,从而形成耕作侵蚀。试验研究表明耕作侵蚀是坡耕地的主要侵蚀形式之一,耕作侵蚀发生最严重的区域是坡度较大、坡体短的坡耕地。该文就耕作侵蚀的概念、发生机理、典型的耕作侵蚀模型的发展,以及耕作侵蚀对土壤肥力和作物产量影响的研究现状作了简要论述,特别总结了针对中国的地貌和耕作工具特征而进行的耕作侵蚀的研究成果。指出在一定的景观范围内,耕作侵蚀是十分严重的,甚至其严重程度已经超过了水蚀。但是相对于水蚀而言,耕作侵蚀研究还很少,因此加强耕作侵蚀的研究是十分必要的。只有这样才能正确评价农耕地侵蚀状况,准确制定土壤保持措施和采用减少耕作侵蚀力的耕作工具,从而有效地控制土壤侵蚀。     

黄土坡地耕作侵蚀对土壤养分影响的研究

通过地形测量、铯-137示踪、土壤性质分析及重复耕作的方法对黄土坡地耕作侵蚀对土壤养分的影响进行了研究,结果表明:全N、碱解N及有机质含量随投影坡长的变化可用抛物线描述,有效P及速效K的变化可用幂函数描述;全N、碱解N、速效K含量与耕作侵蚀的关系可用线性方程描述,有效P含量的关系可用三次多项式描述;耕作侵蚀对全N、碱解N、有效P及速效K含量的贡献率分别为16.47%、2.69%、48.85%及15.30%;由于耕作侵蚀,15年内碱解N、速效K、有机质及阳离子代换量的含量将在耕作侵蚀区呈减少趋势,在耕作沉积区呈增加趋势     

耕作措施对土壤潜在侵蚀和土壤质量的影响

在美国密西西比州北部实施水土保持研究计划（CRP）的流域中，为了确定耕作措施对土壤潜在侵蚀和土壤质量的影响，采用人工模拟降雨试验进行测试。统计证明，未被干扰破坏的CRP流域土壤流失量是最小的，而已耕作了9个月的CRP流域土壤流失量与耕作了几年的CRP流域土壤流失量几乎是相等的。耕作和冬季的休闲，会引起生物营养物质的分解而导致土壤质量的退化。因此，CRP流域一经被耕作和作物非生长季节的休闲，则CRP的水土保持效益和土壤质量就会很快降低。     

耕作侵蚀对农田坡地景观影响的研究进展

耕作侵蚀是农田坡地景观一种重要的土壤侵蚀过程.随着农业生产实践的强化,耕作侵蚀对农业环境的不利影响已经引起了全球关注.该文综述了近年来耕作侵蚀对坡地景观地形、土壤质量、土壤碳库及作物产量影响的研究成果,结合中国土壤侵蚀严重的西部地区探讨了耕作侵蚀引起的坡地景观格局、能流、物流变化及其对水体的危害,分析了耕作侵蚀对坡地景观影响的研究中存在的问题并提出了相应的展望.     

耕作侵蚀对紫色土坡耕地土壤容重和有机质二维分布的影响

为了研究耕作侵蚀对坡耕地土壤容重、有机质以及两者相互关系的影响,选择四川盆地中部的简阳县的坡耕地作为研究对象,采用模拟耕作的方法,通过对比模拟耕作前与5次、20次模拟耕作之后的土壤容重、有机质的水平以及垂直变化与分布规律,并探讨耕作侵蚀对两者关系变化的影响规律。研究结果表明:由于耕作侵蚀的搬运作用,5次和20次耕作之后坡顶位置的表层土壤被不断搬运至下坡位置,从而导致坡顶表层土壤容重增加;并且耕作过程中锄头的翻转作用改变了土壤容重在垂直方向的分布。耕作前土壤有机质在各坡面位置的垂直分布可用对数方程描述,然而5次和20次耕作之后其两者之间没有显示任何关系。耕作前土壤有机质含量与土壤容重呈现显著的负相关关系,5次和20次耕作之后,土壤有机质和土壤容重之间无相关关系。因此,耕作侵蚀改变土壤有机质和容重在水平和垂直方向的分布并且改变有机质和容重之间的关系。     

黑土农田极端侵蚀对土壤质量及作物产量的影响

在黑土层厚度为30cm、过渡层(母质层)厚度为40,70cm下的坡耕地上,采用人为剥离0,30,70cm土层以及沉积30,70cm土层,建立田间模拟试验小区,研究了黑土坡耕地极端侵蚀对土壤理化性质及玉米籽实产量的影响。结果表明:与无侵蚀处理相比,表土剥离30,70cm、沉积30,70cm处理均导致耕层(0—20cm)土壤容重、质量含水量和储水量显著增加,土壤孔隙度、0.25mm水稳性团聚体含量、团聚体平均重量直径、几何平均直径、田间持水量、饱和含水量及养分含量均显著降低;表土剥离30,70cm处理下玉米产量分别减产42.1%和52.6%;沉积30cm处理下玉米产量与无侵蚀处理间没有显著性差异,而沉积70cm处理下显著减产12.4%。极端侵蚀无论是表土剥离还是沉积均导致土壤质量的下降,致使全坡面耕层土壤供肥保肥能力降低,最终造成玉米减产。     

我国南方丘陵区土壤耕作侵蚀的定量研究

通过采用示踪法对四川丘陵区坡耕地的耕作试验研究 ,获得了土壤耕作位移和土壤耕作侵蚀的直接证据 ,确定了耕作侵蚀是四川丘陵区土壤流失的原因之一。试验结果指出 ,四川丘陵区单次耕作的土壤位移量为 43.70～ 6 4.47kg/ m;平均土壤耕作侵蚀速率为 6 5 .0 5～ 97.0 5 t/ hm2 .a。土壤耕作位移受地面坡度的影响十分明显 ,平均位移距离与坡度间呈显著正相关关系。耕作侵蚀速率主要取决于坡体长度 ,只有在坡体长度相同的条件下 ,耕作侵蚀速率才随坡度的增大而增加     

耕作侵蚀研究述评

耕作位移和耕作侵蚀主要是在重力作用下,由耕作工具触发的土壤侵蚀;是造成坡耕地土壤重新分布和坡耕地土壤侵蚀的重要过程之一;对坡面地形演化、土壤性质改变、土壤养分流失与重新分布、土地生产力降低、土壤碳储存变化等都有重要影响.在以往研究的基础上,总结耕作侵蚀的基本过程和机制、研究方法、影响因素和侵蚀速率的研究进展,讨论目前研究中的不足与未来可能的研究方向.不同于风蚀和水蚀,耕作侵蚀发生的动力条件是人为影响,而非自然发生的降水或风力;因而,其侵蚀过程和机制、研究方法、影响因素、侵蚀速率分布等均不同于风蚀和水蚀.耕作侵蚀主要受人为和自然因素的影响,人为因素驱动耕作侵蚀发生,坡面是耕作侵蚀的地形基础.人为因素主要有耕作工具特性、耕作方向、速度和深度等;自然因素主要包括坡面的形状和尺寸、地形、坡度和土壤性质等.强烈的耕作侵蚀主要发生在坡面上部和坡面曲率剧烈变化的部位.耕作侵蚀研究主要通过基于示踪技术的实测方法,结合模型预测开展.由于耕作侵蚀、风蚀和水蚀的研究方法各成体系,通用方法较少,因而,多营力侵蚀研究难度巨大.以137 Cs为代表的核素在研究水蚀、风蚀和耕作侵蚀中均表现出独特的优势,为区分多营力侵蚀中各种侵蚀的速率和贡献提供了新的可能.     

预测耕作引起侵蚀的数学模型(TEP)

美国农业研究机构通过研究建立了能够描述山坡断面上土壤再分布的耕蚀预测模型 (TEP) ,并用此模型来解释坡耕地上耕作引起的土壤侵蚀和沉积模式 ,此模型以分散率为基础 ,其中表示土壤迁移和坡度关系的回归系数用分散系数k′来描述。利用已公布的有壁犁的k′值 ,计算了Minnesota中西部地区一个已测定好的地形断面上5 0a内土壤的再分布情况 ,另外还模拟总结出了二次耕作 (串连耙 )和坡段的检测长度对模型计算出的土壤再分布率的影响。结果表明 ,使用k′为 2 34kg/m的有壁犁耕作时 ,所测断面土壤侵蚀和沉积率大于 10t/ (hm2 ·a)的面积为 14 7% ,若k′为 3 30kg/m时 ,则侵蚀或沉积率大于 10t/ (hm2 ·a)的面积增加到 2 6 % ,另外的二次耕作 (串连耙 )将进一步使土壤再分布的面积增加到 5 9%。该模型能依据地形结构确定耕作引起的土壤再分布的面积     

人为加速侵蚀下土壤质量的生物学特性变化

通过研究比较林地,不同一垦年限的侵蚀农地中微生的区系与土壤酶活性,分析了土壤质量的生物学特性的变化过程,结果表明,人为加速侵主要引起表土层细菌,放线菌,真菌数量减少,其中以真菌下降率最高,参与土壤碳,磷转化的纤维素分解菌,磷细菌分别在林地开垦后的3年,10出现快速的下降过程,对侵蚀环境反应敏感,可作为反映侵蚀土壤质变化的微生物指标,随开垦年限和侵蚀强度的增长,与土壤肥力因素相关的酶活性总体水平下降,酶活性总分值与开垦年限呈指数关系,提出了用蔗糖与碱性大磷酸酶的活性作为表征侵蚀土壤质量的酶学指标。     

耕作措施对土壤质量影响的研究

各种耕作措施或质量模型可用来评价耕作措施对土壤、空气和水的影响,评价指标有两个,分别是土壤管理评估框架(SMAF)中的土壤质量指数和土壤条件指数。与土壤无机碳含量相比,土壤质量指数能预测耕作措施的细微变化对土壤质量的影响。试验设5种耕作措施,分别为玉米免耕、玉米传统耕作、玉米-大麦轮作免耕、玉米-菜豆免耕、玉米-大豆-大麦轮作免耕,3种氮肥施用量(0~224 kg/hm2)。研究结果表明,施肥小区与对照(0kg/hm2)土壤质量各指标差异显著,中等施肥量与最大或最小间的土壤质量指数差异不显著,不同氮肥施用量间土壤无机碳含量差异显著,土壤质量指数可更好比较耕作措施间的差异性,土壤无机碳可更好比较不同氮肥施用量间的差异性,玉米免耕的土壤无机碳值高于传统耕作。增加耕作次数,减少秸秆覆盖量都将引起土壤质量指数值减小。     

岩溶区坡地耕作侵蚀过程中的土壤再分布研究

对耕作侵蚀引起的土壤空间再分布进行研究,有利于改革不合理的耕作方式和治理坡耕地水土流失。本文以重庆市中梁山为例用示踪法对坡耕地进行试验研究。结果表明:随着坡度的增大,耕作后示踪剂在示踪区的含量越来越少;它的最大值出现的位置离基线越来越远,值越来越小;沿耕作方向移动的距离越来越远。这种规律性以锄头和铁锹顺坡明显,等高和踩锹顺坡不明显。从本区耕作侵蚀的角度考虑,等高耕作方式明显要优于顺坡耕作;在顺坡耕作中踩锹优于锄头和铁锹。最后还结合岩溶山区特殊的自然环境条件,讨论了耕作侵蚀对石漠化的影响。     

黄土地区耕作侵蚀过程中的土壤再分布规律研究

通过施放小立方块作为示踪材料进行耕作侵蚀试验及测量的方法 ,对黄土地区耕作侵蚀过程中的土壤再分布规律进行了研究。结果表明 ,土壤水平位移及垂直位移随坡度及深度的变化均可用二元线性方程描述 ;土壤耕作后的深度随其耕作前的深度及坡度的变化可用二元二次抛物面方程描述 ;耕层深度的 1/ 3左右是一个临界值 ,一次耕作前后 ,原耕层深度约 1/ 3处的土壤距地表深度基本不变 ,小于 1/ 3处的上层土壤距地表深度增大 ,大于 1/3处的下层土壤距地表深度减小。     

保护性耕作对土壤物理特性及玉米产量的影响

保护性耕作措施是干旱区农田提高作物产量的新型耕作技术。为了探讨其区域适应性,在2004～2007年期间,以毛乌素沙地南缘的靖边县北部风沙区农田为研究对象,选用了免耕、秸秆覆盖、覆膜和传统翻耕(CK)4种措施,采用完全随机试验设计进行了田间定位试验研究。结果表明,秸秆覆盖和免耕地的地温在春播初期略比传统翻耕低0.1℃,但随后迅速回升,覆膜在玉米生长期都高于其他措施。耕作措施对播种前土壤容重没有显著影响,而对收获后土壤容重影响显著,与传统翻耕相比,免耕降低了表层土壤容重1.65%,但次层20～40 cm容重增加了1.8%。3种保护性耕作措施均增加了土壤含水量,顺序依次为秸秆覆盖>覆膜>免耕>翻耕,且在作物需水关键期免耕和秸秆覆盖下的土壤含水量相对稳定,保证作物需水,提高水分利用率,分别为8%、22.0%和13.3%。使作物分别增产4.44%、13.14%和19.26%。因此,保护性耕作在风沙区有利于改善农田土壤物理条件,提高作物产量,适于在风沙区推广。     

耕作土壤侵蚀模型简介

耕作引起的侵蚀与耕作搬运系数关系密切 ,耕作搬运系数取决于耕作工具和土壤之间的相互作用。耕作工具的特性直接影响土壤的运动。耕作土壤的运动可模拟为牵拉、掷跳和翻滚 3种状态 ,土壤侵蚀专家D .Torri等人通过试验 ,将其运动的 3种系列方程装配成计算机模型 ,即耕作土壤侵蚀模型 (SETi) ,此模型可以说明铧式犁的特性参数 ,从而用来计算很多经验模型的耕作搬运系数 ,也可用来设计减少耕作侵蚀的耕作工具。     

农田耕作与土壤盐分的变化

采用原状土隔离池进行了盐分运移定位试验。结果表明：含盐量０．１１－０．２８％的轻盐渍人脱盐潮土处在不断脱盐过程中，平均年脱盐速率为０．０１２５％；小麦种植期，土坟于返盐过程，盐分在上上层积累；夏玉米种植期，土壤处于脱盐过程；盐分运动是一个盐离子的层次间传递过程。不同盐离子传递的强度不同，以氯根和钠离子变动最大，而硫酸根和钙离子变幅较小，碳酸根较稳定。