丘红壤坡耕地苎麻与花生水土保持效果对比研究

通过径流小区试验,进行了苎麻与花生水土保持效果的对比试验,重点分析降雨量、作物覆盖度、叶面积指数等农艺性状及冠层截留量与地表径流量的关系。试验从4月份作物种植后开始测定,7月底作物收获结束。结果表明,无论是地表拦蓄径流量,还是泥沙侵蚀量,苎麻处理都优于花生处理;与花生处理相比,苎麻处理的冠层截留量提高了22.9%~908.3%(p<0.01),土壤入渗率增加了16.2%~157.7%;红壤坡耕地径流量与降雨量呈显著正相关,与覆盖度和叶面积指数呈显著对数或指数负相关。     

山地茶园中不同种植模式对水土保持效果研究

重庆地区的山地茶园,在坡地等高种植的情况下,土壤年均侵蚀量在3198～27186 kg/hm²之间,随着坡度的增大,土壤侵蚀愈为严重,二者呈显著正相关;提高茶园土壤覆盖度可显著降低其水土流失量;梯型种植再辅以复合种植,是减少茶园中水土流失的最佳模式,其5～25°的茶园土壤年均侵蚀量在964.5～2613 kg/hm²之间,显著低于侵蚀标准     

不同土地利用类型土壤侵蚀量的坡度效应

 研究不同土地利用类型土壤侵蚀量的坡度效应,以便为退耕还林及坡耕地水保措施提供依据。根据上舍河小流域2000年55场有效降雨资料,对不同土地利用类型(坡耕地、杉木林地)次降雨地表径流量、径流侵蚀模数与坡度、降雨量、降雨强度、植被盖度等影响因子进行相关分析。结果表明:坡耕地、杉木林地的次降雨地表径流量、地表径流侵蚀模数与坡度、降雨量、降雨强度、植被盖度等相关显著。在一定坡度范围内,坡耕地的次降雨地表径流量和径流侵蚀模数,随着坡度的增大而增加,而杉木林分的次降雨地表径流量和径流侵蚀模数,随着坡度的增加而降低。     

三峡库区坡耕地不同施肥水平与耕作模式径流泥沙流失规律

为有效防治坡地水土流失,减轻农业面源污染,以原位径流小区长期（2010—2012年）观测试验为基础,以“冬小麦—夏玉米”种植模式为研究对象,设置对照（T0）、常规（T1）、优化（T2）、增量（T3）、横坡垄作（T4）5个处理,分析了三峡库区紫色土坡耕地不同施肥水平与耕作模式下径流泥沙流失规律及其对降雨的响应。研究发现:（1） 各处理5月份的径流量占观测时段内总径流量的16.39%～21.96%,侵蚀量占观测时段内总侵蚀量的12.53%～25.56%,产生侵蚀性降雨的最小降雨量为20.5 mm。（2） 不同施肥与耕作模式下降雨量与径流量、侵蚀量均呈y=ax+b（a > 0）的线性关系;通径分析表明,侵蚀量的变化是径流量直接作用的结果,施肥对土壤侵蚀及产流的影响是通过改变土壤理化性质和作物地面覆盖度而实现的。（3） 不同施肥水平与耕作模式下径流总量与侵蚀总量的变化趋势一致,在不同施肥水平下径流总量与侵蚀总量均表现出:T0 > T1 > T3 > T2,不同耕作模式下径流总量与侵蚀总量均表现出:T2 > T4。横坡耕作和优化施肥模式能够更有效地减少地表径流,降低土壤侵蚀量,是三峡库区防治坡耕地水土流失的有效途径。     

种植大豆条件下土壤结皮对坡耕地径流和侵蚀产沙的影响

研究作物生长覆盖条件下土壤结皮对坡耕地径流和侵蚀产沙的影响,可为坡耕地水土流失防治和水土资源合理利用提供科学依据。以种植大豆的坡耕地土壤结皮为研究对象,利用人工模拟降雨方法,观测前期土壤结皮和不同结皮厚度、覆盖度下的产流产沙,分析前期土壤结皮的存在和土壤结皮厚度、覆盖度对坡耕地土壤侵蚀的影响。结果表明:1)前期土壤结皮的存在对坡面的产流产沙量产生较大影响,使坡面径流量高于非结皮坡面,而坡面的土壤流失量又远低于非结皮坡面。2)裸地前期有土壤结皮的坡面径流量较非结皮坡面高5.27%,产沙量则较其降低了27.66%;种植大豆条件下,前期地表有土壤结皮坡面的径流量较非结皮坡面平均增加了24.81%,产沙量较非结皮坡面平均降低了14.26%。3)大豆作物的存在加大了土壤结皮与非结皮坡面之间径流量的差距,缩小了二者间产沙量的差异;坡耕地坡面土壤结皮厚度及其覆盖度的变化对坡面产流产沙的影响却不显著。     

不同栽培模式对氮磷钾养分径流流失的影响

为了寻求提高肥料利用率、降低养分流失、减少环境污染的最佳种植模式,在广西丘陵坡耕地进行定位观测,研究广西主要经济作物、农民常规施肥和主要种植模式下的坡耕地养分径流流失特征,结果表明,木薯+玉米模式径流水中的总磷、总钾、硝态氮流失量最大,其次为总氮、铵态氮;木薯+花生模式径流水中的养分流失量除总磷（245.1 g/hm²）最多外,其他养分流失量均较少,氮素流失以硝态氮为主,占总氮的50%以上。产生径流量最多的模式是木薯+花生为60 974 L/hm²,其次是甘蔗模式为58 583 L/hm²,最少的模式是木薯+玉米为52 676 L/hm²;木薯+玉米种植模式下作物吸收氮、磷、钾的量最多（7月13日）,甘蔗吸收氮、磷、钾的量均是最多的（11月13日）。三种种植模式中施肥量最大的是木薯+玉米,其次是木薯+花生,甘蔗是最少的。养分氮、磷径流率最大的均为甘蔗单种模式,养分钾径流率最大的为木薯+玉米种植模式。     

鲁东低山丘陵区黑松林适宜造林密度研究

为选出鲁东低山丘陵区黑松林适宜的造林密度,以山东省乳山市海阳所镇杜家岛小流域栽植的9年生4种造林密度的黑松林为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,系统分析了代表不同密度黑松林生态效益的枯落物蓄积量、林下灌草生物量、土壤物理性状、土壤水文效应、土壤侵蚀量、土壤养分状况等指标。结果表明:不同密度黑松林的生态效益各项指标均存在显著差异,其中除枯落物层蓄积量随造林密度的减小而减少,林下灌草植被生物量随造林密度的减小而增加之外,其余各项指标均为密度2 000株/hm²较好,1 660株/hm²的次之,2 500株/hm²和1 110株/hm²的较差。综合生态效益从大到小依次为2 000株/hm² > 1 660株/hm² > 2 500株/hm² > 1 110株/hm²。因此在鲁东低山丘陵营造黑松林时,造林密度1 660～2 000株/hm²为宜。     

黄土高原典型地区不同植被覆盖下坡面土壤侵蚀阈值研究

为了分析植被覆盖对黄土高原坡面水土流失的影响，量化土壤侵蚀的植被覆盖阈值，基于模拟降雨数据分析了植被覆盖对土壤侵蚀的作用机制，利用绥德、西峰、天水等黄土高原高原典型地区的野外径流小区定位观测资料，探讨了不同覆被类型下植被覆盖控制径流和土壤侵蚀的有效性，确定了不同覆被类型下植被覆盖调控径流和防治土壤侵蚀的植被覆盖下限阈值和上限阈值。结果表明：(1)植被覆盖度的提高增加了土壤入渗、减少了径流量、延缓了径流流速、增加了土壤抵抗侵蚀的能力。(2)坡面径流量随植被覆盖度呈幂函数或指数函数下降，土壤侵蚀量随植被覆盖度呈指数函数、幂函数或者对数函数下降。(3)总体而言，不同地区植被控制土壤侵蚀的下限阈值在20%～30%,上限阈值在50%～70%。(4)土壤质地、植被类型、甚至植被的根系特征对植被控制径流和土壤侵蚀的效益有重要影响。研究结果为黄土高原水土保持工作提供研究依据。     

生物梯化的水土保持措施效应研究

贵州是一个亚热带山区省份,73%的土地在喀斯特地区范围内,生态系统脆弱,水土流失严重。为保护土壤资源,于1991～1994年开展了本项试验研究。研究结果表明,在17～23°的坡地上,裸地处理年径流量和土壤侵蚀量分别达3778～5503m³/hm²和1194lt/km²;传统种植法土壤侵蚀量达5779～9545t/（km²·a）,随水土流失所带走的养分（N、P₂O、K₂O）达947～1616kg/（hm²·a）。特别是条带种植法（生物梯化）保护水土资源的显著效果,在栅篱作物种植以后,条带种植处理与传统种植法相比较,1991～1994年其土壤侵蚀量分别减少19.3%、82.2%、77.9%与100.0%,是一项经济有效有发展前景的水土保持增产措施。     

草地开垦人为加速侵蚀的人工降雨试验研究

通过野外人工降雨试验分析了人为破坏草被对土壤加速侵蚀的影响。研究结果表明天然草地基本上不发生径流和土壤流失。天然草被破坏开垦后径流量增加1273～3050m³/km²,产沙量增加500～1700t/km²。撂荒地（4年）的径流量明显高于天然草地,但土壤侵蚀量很小,撂荒地开垦后径流和流失量明显高于天然草地开垦后的径流量和侵蚀量,其中产沙量为新开垦天然草地的6.2倍。草地的地上部分吸水量占降雨量的15.5%,天然草地上地形、降雨因子对土壤侵蚀的影响甚微。草地开垦后,土壤侵蚀量随雨强和坡度的增加而增大。     

黑土区垄作方式对坡耕地土壤侵蚀的调控效果

[目的]分析黑土区不同垄作方式对坡耕地土壤侵蚀的调控效果,为该区土壤侵蚀防治提供科学指导。[方法]在5°和10°坡耕地开展人工模拟降雨试验,降雨强度为50,100 mm/h,垄作方式包括：横坡垄作、垄向区田、顺垄+底部横垄和横垄+排水沟,对照处理为传统顺坡垄作。[结果]试验条件下,与顺坡垄作处理相比,横坡垄作、垄向区田、顺垄+底部横垄和横垄+排水沟处理均可有效调节径流、降低土壤侵蚀量,但不同垄作方式对径流和侵蚀的调控效果随着降雨强度和坡度的增加而减小。在5°坡耕地,横坡垄作方式对径流和侵蚀的调控效果最佳,产流率和土壤侵蚀速率分别稳定在15.0 mm/h和0.2 kg/(m~2·h)以下。在50,100 mm/h降雨强度下,与顺坡垄作处理相比,其径流量分别降低92.3%和83.9%,土壤侵蚀量分别降低96.8%和94.6%;而垄向区田方式对径流和侵蚀的调控效果略大于顺垄+底部横垄处理。在10°坡耕地,横坡垄作方式在降雨前期具有较好的蓄水保土作用,但在降雨后期垄体易损坏,造成土壤侵蚀量剧增;横垄+排水沟方式在降雨前期能够蓄水保土,在降雨后期能够较好地进行排水。[结论]在坡度平缓的坡耕地,应...     

黔西喀斯特区秸秆覆盖对坡耕地产流产沙特征的响应

基于2018-2019年野外径流小区定位观测资料,以玉米单作无秸秆覆盖处理(M0)为对照,探索了玉米单作处理和不同秸秆覆盖量(M1~M5,1111,2222,3889,5556,6944 kg/hm^2)对贵州省黔西喀斯特区坡耕地产流产沙特征的影响。结果表明:(1)不同降雨等级下,秸秆覆盖具有较好的水土保持效果,并随覆盖量的增加,产流、产沙总量逐渐减少,但M4与M5处理之间无显著差异(p>0.05);(2)玉米苗期—拔节期各处理产流和产沙量大于后2个阶段,并且各阶段各覆盖处理产流产沙均低于对照;(3)秸秆覆盖对地表产流产沙影响显著,与对照相比,年均径流深减少21.85%~50.46%,土壤侵蚀模数减少50.10%~85.87%;(4)随着秸秆覆盖量的增加,各处理产流、产沙呈下降趋势,但当秸秆覆盖量超过5556 kg/hm^2后,继续增加秸秆至6944 kg/hm^2时,水土保持效果变化不明显。秸秆覆盖是控制喀斯特地区坡耕地水土流失的有效途径,6000 kg/hm^2左右的覆盖量即可起到较好的水土保持效果。     

有机培肥对红壤坡耕地产流产沙的影响

采用侵蚀小区田间监测方法,研究秸秆覆盖、生物质炭和猪粪等有机物料添加对红壤坡耕地产流产沙的影响。结果表明:2015年红壤坡耕地侵蚀量达到36 t/hm~2,78%~86%发生在花生季,达到中度侵蚀。与对照(CK)处理相比,单施化肥(NPK)处理没有降低产流产沙(P0.05)。与NPK处理相比,秸秆覆盖(NPK+Str)处理显著降低了产流产沙(P0.05);生物质炭(NPK+BC)处理显著降低了产流(P0.05),但是减沙效果不明显(P0.05);猪粪(NPK+SM)处理尽管提高了地表径流(P0.05),但是显著降低了产沙(P0.05)。秸秆资源在该区匮乏,秸秆覆盖难以推广。生物质炭的团聚能力弱,颗粒小,质量轻,易随水流失,在坡耕地上改良效果不明显。猪粪在该区资源丰富,不但提高土壤肥力,促进了团聚体形成,而且水土保持效果好,是该区农业生态环境可持续发展的重要措施之一。     

粮草豆隔带种植保护性耕作水土流失规律

为有效防治坡耕地水土流失,持续利用坡耕地,于2007-2010年在黄土高原西部坡耕地上研究保护性耕作对水土流失的影响,重点探讨传统耕作与免耕秸秆覆盖2种耕作措施下春小麦、鹰嘴豆、马铃薯与紫花苜蓿间作的水土流失规律。结果表明:(1)各处理8月份的径流量分别占观测时段内总径流量的46.46%～51.29%,侵蚀量分别占观测时段内总侵蚀量的40.10%～61.22%。(2)降雨量与径流量、侵蚀量间呈现多元多项式关系。(3)2007-2010年不同种植模式下径流总量和侵蚀总量的变化趋势是一致的,均表现出NTSPL相似文献   

Soil degradative effects of slope length and tillage methods on alfisols in Western Nigeria. I. Runoff,erosion and crop response

Field runoff plots were established in 1984 to evaluate the effects of slope length on runoff, soil erosion and crop yields on newly cleared land for four consecutive years (1984–1987) on an Alfisol at Ibadan, Nigeria. The experimental treatments involved six slope lengths (60 m to 10 m at 10-m increments) and two tillage methods (plough-based conventional tillage and a herbicide-based no-till method) of seedbed preparation. A uniform crop rotation of maize (Zea mays)/cowpeas (Vigna unguiculata) was adopted for all four years. An uncropped and ploughed plot of 25 m length was used as a control. The water runoff from the conventional tillage treatment was not significantly affected by slope length, but runoff from the no-till treatment significantly increased with a decrease in slope length. The average runoff from the no-till treatment was 1·85 per cent of rainfall for 60 m, 2·25 per cent for 40 m, 2·95 per cent for 30 m, 4·7 per cent for 20 m and 5·15 per cent for 10 m slope length. In contrast to runoff, soil erosion in the conventional tillage treatment decreased significantly with a decrease in slope length. For conventional tillage, the average soil erosion was 9·59 Mg ha⁻¹ for 60 m, 9·88 Mg ha⁻¹ for 50 m, 6·84 Mg ha⁻¹ for 40 m, 5·69 Mg ha⁻¹ for 30 m, 1·27 Mg ha⁻¹ for 20 m and 2·19 Mg ha⁻¹ for 10 m slope length. Because the no-till method was extremely effective in reducing soil erosion, there were no definite trends in erosion with regard to slope length. The average sediment load (erosion:runoff ratio) also decreased with a decrease in slope length from 66·3 kg ha⁻¹ mm⁻¹ for 60 m to 36·3 kg ha⁻¹ mm⁻¹ for 10 m slope length. The mean C factor (ratio of soil erosion from cropped land to uncropped control) also decreased with a decrease in slope length. Similarly, the erosion:crop yield ratio decreased with a decrease in slope length, and the relative decrease was more drastic in conventional tillage than in the no-till treatment. The slope length (L) and erosion relationship fits a polynomial function (Y=c+aL+bL²). Formulae are proposed for computing the optimum terrace spacing in relation to slope gradient and tillage method. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

Effects of tillage practices combined with mucuna fallow on soil erosion and water dynamics on Ishigaki Island,Japan

Abstract

This study was conducted on a sloping field at the Japan International Research Center for Agricultural Sciences, Okinawa Subtropical Station, Ishigaki Island, Okinawa Prefecture, Japan, to evaluate the effects of zero tillage farming combined with mucuna fallow as a cover crop on soil erosion and water dynamics. Two fallow systems (natural and mucuna) in combination with two soil tillage treatments (zero tillage and conventional tillage) were imposed on three sloping fields (2.0°, 3.5° and 5.0°). A sorghum crop (Sorghum bicolor (L) moench) was planted after the soil tillage treatment. Soil loss for zero tillage farming combined with mucuna fallow was equivalent to only 3% of that for the conventional tillage farming with natural fallow. Runoff water was also reduced by between 74% and 77% when compared with the conventional tillage system with natural fallow. These results indicate that zero tillage with mucuna fallow is a very effective measure for the control of soil erosion and water runoff. Moreover, this farming system improved water infiltration during both the fallow and the sorghum cropping periods. For the zero tillage plot, water loss as deep percolation increased 1.6-fold compared with that for the conventional farming under heavy rainfall conditions. It is expected that under less rainfall areas or seasons, the effects of zero tillage farming combined with the mucuna cover crop may be more pronounced on water runoff control and, therefore, may greatly improve soil water conditions.     

黑土坡面垄侧少耕措施的土壤侵蚀特征分析

为探究黑土区坡耕地垄侧少耕措施对土壤侵蚀特征的影响,在5°和7°坡面开展人工模拟降雨试验,降雨强度为75,100 mm/h,横垄处理方式包括全松（土壤容重均为1.00 g/cm³）、上松下实（土壤容重分别为1.00,1.20 g/cm³）、上实下松（土壤容重分别为1.20,1.00 g/cm³）及全实（土壤容重均为1.20 g/cm³）4种。结果表明：垄侧少耕措施有助于延缓横垄溢流时间,具有明显的调控土壤侵蚀作用。土壤侵蚀量大小总体表现为全松>上松下实>全实>上实下松。除75 mm/h降雨强度下的5°坡面外,与全松处理相比,上实下松和全实处理的径流量分别减少16.1%~19.4%和6.6%~11.4%,土壤侵蚀量分别减少25.0%~52.5%和17.9%~31.6%,且上实下松和全实处理的径流率和土壤侵蚀速率随降雨历时的变化相对比较平稳。可见,垄侧少耕措施在调控总径流量和土壤侵蚀量的同时,也具有较好地调控径流侵蚀过程的作用。因此,建议根据黑土区坡耕地具体降雨特征和地形坡度等因素科学选用垄侧少耕措施。     

青贮玉米氮投入对坡耕地土壤侵蚀及水稳性团聚体的影响

为探讨不同氮投入对红壤坡耕地水土流失及土壤水稳性团聚体的影响,在种植青贮玉米的坡耕地上设置4个不同氮投入处理(N1:300.00 kg/hm~2;N2:225.00 kg/hm~2;N3:150.00 kg/hm~2和N4:75.00 kg/hm~2),用湿筛法获得2,1～2,0.5～1,0.25～0.5,0.25 mm粒径的团聚体组分并计算出水稳性团聚体含量(WSA_(0.25))、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数(PD)的含量。结果表明:(1)不同氮投入处理的坡面产流产沙特征与降雨强度关系密切,在低强度、中强度和高强度降雨条件下,N1和N2处理的径流量和产沙量均显著小于N3和N4处理(P0.05),N2与N1处理径流量及产沙量差异均未达到显著水平(P0.05),但在极高强度降雨下,各处理径流量和产沙量的差异均不显著(P0.05)。(2)N2处理的WSA_(0.25)、MWD和GMD比其他3个处理大,而PD却比较小,此外,WSA_(0.25)、MWD和GMD三者之间相互存在极显著正相关性(P0.01),而与PD、径流量和产沙量均呈现出极显著负相关关系(P0.01)。(3)N1和N2处理土壤容重显著低于N3和N4处理的容重(P0.05),但其孔隙度和田间持水量显著高于N3和N4处理(P0.05)。因此,在当地常规施肥水平上减少25%氮投入量不会加剧土壤侵蚀,还可通过改善土壤物理性质以维持红壤坡耕地的生产能力。     

凌源市推广“金字塔”模式开发治理成效显著

凌源市推广“金字塔”模式开发治理成效显著刘海潮，张凤山，祁放（辽宁省凌源市水利局，１２２５００）凌源市水土保持小流域综合治理，经过多年的不断完善、总结、提高，形成了一林戴帽，二林围顶，果牧拦腰，两回穿靴，一龙坐底的产金字塔＂综合治理模式ＪＩ９８８年经...     

基于木本泥炭快速构建红壤新垦耕地优质耕作层技术与效果

为了探究木本泥炭对红壤岗地新垦耕地优质耕作层构建的机理以及木本泥炭相对于其他有机物料对红壤新垦耕地的改良效果,采用田间小区试验的方法,研究添加不同有机物料对红壤新垦耕地0—20cm耕作层土壤理化性质和微生物生物量以及水稻产量的影响。试验共设6个不同处理:CK(不添加改良材料)、M30FS(木本泥炭30t/hm2+腐熟秸秆3t/hm2+石灰石粉3.75t/hm2)、M15FS(木本泥炭15t/hm2+腐熟秸秆3t/hm2+石灰石粉3.75t/hm2)、CFS(生物炭15t/hm2+腐熟秸秆3t/hm2+石灰石粉3.75t/hm2)、OFS(有机肥15t/hm2+腐熟秸秆3t/hm2+石灰石粉3.75t/hm2)和FS(腐熟秸秆3t/hm2+石灰石粉3.75t/hm2)。结果表明:(1)与对照相比,添加木本泥炭与有机物料处理显著降低了耕作层土壤容重,提高了土壤总孔隙度和pH,且添加木本泥炭与有机物料处理中土壤肥力均有不同程度提高,其中土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量分别提高了36.41%～88.53%,2.22%～37.78%,6.25%～93.75%和27.57%～85.60%,土壤硝态氮、铵态氮、有效磷和有效钾含量分别提高了17.21%～134.85%,1.42%～72.76%,8.71%～156.79%和12.99%～332.39%。(2)添加木本泥炭与有机物料处理对耕作层土壤微生物生物量影响比较明显,与对照相比,各处理中土壤微生物量碳和氮含量分别显著增加了52.95%～219.00%和121.45%～548.73%。(3)添加木本泥炭与有机物料处理中水稻产量均明显提高,其中M30FS增产效果最明显,增幅为39.53%。(4)利用聚类分析方法将添加不同有机物料处理下新垦耕地耕作层土壤质量等级划分为3级,分别为:一级(M30FS)、二级(M15FS,OFS,CFS)、三级(FS,CK),其中经M30FS处理后土壤质量水平等级最高。添加木本泥炭与有机物料可显著降低新垦耕地耕作层土壤容重,提高土壤总孔隙度和pH,解决了红壤黏重和酸化的特征,且土壤养分和微生物量碳、氮含量均得到了提高,改善了土壤理化性状和生物学特征,提高了水稻产量,其中添加30t/hm2木本泥炭对红壤新垦耕地优质耕作层构建效果最明显。