耕作对粮食产量及土壤物理性质的影响

美国东北部山岳地带的行播作物因水土流失而减产。在两块易结皮的土壤上进行的４种耕作试验──免耕、作物行间翻底土耕种、凿形松土犁耕以及铧式犁耕。其残余物覆盖率分别是：免耕为７５％～８７％，铧式犁耕为 １％，凿形松土犁耕为 ３８％～２７％。经过两年时间，理德斯威尔土壤容重平均值为：免耕１．５６ｔ／ｍ~３，凿形松土犁耕１．４８ｔ／ｍ~３，铧式犁耕１．４６ｔ／ｍ~３。试验中产量最低时，铧式犁耕为 １．２３ｔ／ｈｍ~２，免耕为２．９７ ｔ／ｈｍ~２，凿形松土犁耕为２．４４ｔ／ｈｍ~２。１９８７年，按行翻底土耕作，其平均产量为３．６９ｔ／ｈｍ~２。试验表明，在地面保留作物残茬的耕作措施可减轻或消除地表结皮，增加渗入量、降低水土流失量、从而提高粮食产量。     

减少除草剂流失研究

为研究各种耕作措施对减少除草剂莠去津和草净津从台田瓦管排水系统的流失量的影响,采取了４种耕作措施、３次重复试验：２０ｍ无喷洒逆流、免耕、联合（耕作结合喷洒除草剂）、耕作（耕作时未施用除草剂）等,各种措施均在土壤表面喷洒除草剂莠去津和草净津,在高出地表的２０ｍ长管子周围的无喷洒逆流区域达到了商家标签的要求。这４种措施各有３个重复,分布在衣阿华、密苏里和内布拉斯加等３个州１２个独立瓦管排水的台地上。莠去津、草净津的施用量为０９９～２８０ｋｇ／ｈｍ２,在衣阿华和密苏里进行了３次径流测试,在内布拉斯加进行了１次径流测试。全部喷洒的耕地和免耕地上的径流中,莠去津、草净津质量浓度最大。主要结论包括：（１）与单独表层施用相比,免耕和圆盘耙耕减少除草剂流出量大约２５％;（２）逆流减少除草剂流失量的作用与未喷洒地面积成正比;（３）免耕减少莠去津、草净津的流失总量分别为９４％、９１％,这是因为７２％的径流量被减少;（４）耕作和免耕对比,单次降水测试的最大流失产生于免耕;但３次测试的结果却是免耕可减少流失总量。     

美国南部大平原冲沟治理与水质的关系

在美国南部大平原地区，由于周期性强烈降雨及大面积的易侵蚀土壤的存在，引起了强烈的沟蚀。在俄克拉荷马州的ＬｉｔｔｌｅｗａｓｈｉｔａＲｉｖｅｒ流域选取了两个毗邻的普遍发生沟蚀（４级侵蚀）并长有当地草类的小流域，坡度均为５％，面积分别为３．８、５．７ｈｍ２，同时对径流中的土壤沉积物、氨、磷的流失量进行了长达１３年的测试研究（１９８０～１９９２），１９８３年，对试验流域的冲沟进行了治理，种植了米德兰狗牙根，并修建了１个蓄水池。治理前，沉积物、氮和磷的流失量远大于对照流域的流失量。治理后，年土壤流失量只有４９００ｋｇ／ｈｍ２，氮、磷流失量分别为３，１ｋｇ／ｈｍ２、１．６ｋｇ／ｈｍ２，而对照小流域年土壤流失量为２７５００ｋｇ／ｈｍ２，氮、磷流失ｈ量分别为７．１ｋｇ／ｈｍ２、４．６ｋｇ／ｈｍ２。根据径流与土壤相互作用的主要层次的土壤特性，利用动力学与丰度法。预测出治理区和对照区径流中氨、磷的流失量。根据心土层特性预测出对照区径流中氮、磷的释放量及迁移量：在治理区，也作出同样精确的预测。此后１０年效益结果为：用在冲沟治理上的每投入１美元可减少土壤流失量２１０ｋｇ，减少氮、磷流失量为５ｇ、３ｇ。关键词     

耕作措施对地表径流和产沙量的影响

通过有无地表残余物和是否深翻评价传统耕作和免耕的水土保持效益。传统耕作、免耕、移走残余物、保留残余物、深翻、不深翻组合成8种处理,每种处理重复4次。每个小区进行2 h模拟降雨。连续测量小区上的径流量和泥沙输移量。观测结果表明:免耕小区的径流量至少比传统小区减少2倍,泥沙输移量减少4倍。无残余物覆盖不深翻的传统耕作小区径流量最大,有残余物深翻的免耕小区径流量最小。移走残余物使免耕小区和传统耕作小区径流量增加,深翻使免耕小区和传统小区径流量减少。对照不深翻的传统小区和免耕小区,深翻使径流速率缓慢增加,使土壤密度和土壤强度降低。通过残余物覆盖和深翻措施的结合,来改善土壤性质和增加入渗,减少了传统小区和免耕小区的径流量和土壤流失量,从而提高土壤中作物的有效水量。     

保护性耕作对地表径流及土壤侵蚀的影响

采用人工模拟降雨方法对陇中黄土高原连续实施5a的4种耕作措施：传统耕作（T），传统耕作结合秸秆还田（TS），免耕（NT），免耕加秸秆覆盖（NTS）下豌豆地收获后的径流起始时间、径流量、土壤侵蚀量进行了研究。结果表明，在降雨强度为85mm／h的条件下，NTS可以延缓径流，减小径流强度。与NT，TS，T这3种处理比较，NTS的径流量分别降低了2．4％，12．1％，34．7％。入渗量分别增加了2．7％，13．6％，38．6％。径流出现时间分别延迟1．17，0．83，3．83min。土壤侵蚀量减少了0．3％，17．7％，62．4％。可见，免耕秸秆覆盖的水土保持效应最为明显，传统耕作的方式极易发生土壤侵蚀。     

典型黑土侵蚀区不同耕作措施的水土保持功效研究

通过田间定位实验,测定了免耕、少耕、传统耕作和横坡垄作4种措施的地表径流量、侵蚀量、土壤储水量,同步测定了降雨量、降雨强度等指标,综合的评价了4种耕作措施的保水、保土功效.研究结果表明,免耕和横坡垄作年径流量分别比传统耕作少97.7%和96.8%,侵蚀模数分别比传统耕作少98.9%和99.2%,而少耕未降低土壤侵蚀.免耕秸秆覆盖和横坡垄作能够有效地控制土壤侵蚀和地表径流的发生,为作物生长提供更多的土壤有效水分.相关分析表明,4种耕作措施的径流量都与I30和I60达极显著水平;4种耕作措施地表径流主要发生在6-8月份,土壤侵蚀主要发生在6-7月份.     

美国有关坡地与平地实行保护耕作法的对比研究

保护耕作法包括免耕、带状耕作、覆盖耕作和少耕。在美国中西部种植区常采用保护耕作来控制土壤侵蚀。大量研究表明：与传统耕作法相比，保护耕作法能明显地降低土壤侵蚀和P损失。若采用凿形耕作，年地表径流量可降低5％，土壤流失量可降低31％。在明尼苏达的一些地区细壤质土上进行P     

四川盆地紫色土N,P损失载体及其影响因子

农业面源污染对环境的压力越来越大,已引起国内外广泛重视。利用人工降雨装置模拟3种不同强度的降雨,采用模拟径流小区研究了雨强及耕作措施对紫色土N,P损失量及载体的影响。结果表明:在耕作方式相同时,雨强越大,地表径流量越大,地下径流量减少,总径流量增加,不利于土壤保蓄雨水和含水量的提高。在相同雨强条件下,平作的地表径流量最大,土壤侵蚀也最剧烈。横坡垄作在中小雨强条件下控制地表径流和侵蚀的效果非常明显,但在大雨强条件下,控制径流和泥沙的效果减弱;横坡垄作有增加地下径流和N流失量的趋势。在本试验条件下,有约1%的化肥N(速效N)被雨水淋洗出土体并排放到环境中;而速效P的流失量只占化肥P的3/10000~10/10000,流失量很微小。紫色土坡耕地P流失载体是泥沙,流失量更易受雨强的影响,要控制P流失,首先应防止土壤侵蚀;横坡垄作能有效控制土壤侵蚀,因此,也能较好控制P流失。紫色土坡耕地N流失载体在雨强较小时是径流,径流中又以壤中流为主,要控制N流失,首先必须控制壤中流;传统横坡垄作会加大壤中流量,也就加大了N流失。全面控制紫色土的N,P损失,必须采用控蚀耕作、增厚土层、提升土壤有机质等措施。     

不同耕作模式下坡耕地次降雨径流量及径流泥沙颗粒机械组成规律

为确定坡耕地在不同耕作模式下,次降雨坡面径流量及径流泥沙中土壤颗粒机械组成规律,在天然降雨条件下,采用10°坡耕地,顺垄、横垄、免耕、秸秆覆盖耕作模式组合试验。结果表明:不同耕作模式试验小区的次降雨径流量顺序为裸地(LD)>顺垄传统耕作(Ts)>顺垄免耕(NTs)>顺垄免耕秸秆覆盖(NTSs)>横垄传统耕作(Th)>横垄免耕(NTh)>横垄免耕秸秆覆盖(NTSh);不同耕作模式下,坡面流失的泥沙颗粒机械组成均不同,其中LD流失的沙粒含量最多,Ts流失的粉粒含量最少,NTSh流失的粘粒含量最多;不同耕作模式,坡面流失土壤颗粒级配较均匀地为LD、NTs、Th、NTh;不同耕作模式产生的地表径流中,粒径在0.25～0.06mm的土壤流失量最多,当粒组的范围>0.06mm时,各粒组不同处理方式的土壤流失量顺序均为NTSh相似文献   

窄草篱对径流及土壤流失的影响

采用降雨模拟试验 ,研究了设在小区基部 0 72m宽的牛尾梢草篱在免耕和耕作状态下对径流及土壤流失的作用。供试地块坡度为 8%～ 16 % ,已种植玉米 33a,建草篱 6a。通过对保留玉米秸秆和除去玉米秸秆的不同小区(3 7m宽 ,10 7m长 )进行 2h的模拟降雨 (6 4mm/h) ,结果发现 ,窄草篱可以大幅度减少径流量及土壤流失量。在免耕状态下 ,保留秸秆并设有草篱的小区与相应未设草篱的小区相比 ,径流平均减少 5 2 % ,土壤流失量平均减少5 3 %。而在耕作状态下 ,保留秸秆并设有草篱的小区与对照小区相比 ,径流平均减少 2 2 % ,土壤流失量减少 5 7% ;除去秸秆但设有草篱的小区比相应未设草篱的小区径流平均减少 41% ,土壤流失量平均减少 6 3%。由此可见 ,种植窄草篱是一项有效的水土保持措施 ,尤其在与其它耕作措施 (如免耕或少耕 )配合应用时 ,效果更佳。     

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。     

黑土坡耕地不同水土保持措施的土壤水蚀特征研究

针对北方干旱地区坡耕地严重的水土流失问题,采取垄向区田、深松、横坡种植、免耕播种等水土保持耕作措施,于2010年,以黑龙江省齐齐哈尔市东兴村5°坡耕地径流场为研究对象,研究了不同耕作措施对地表径流、土壤侵蚀和降雨入渗的影响。结果表明,这几种水土保持耕作措施均有不同程度的减流减沙作用,其中横坡种植效果最为明显,地表径流量和土壤流失量较常规耕作分别减少了92%和90%,稳定入渗率较常规耕作提高了41.2%。不同耕作措施的径流系数过程线的变化、径流含沙率变化以及产流量、产沙量的变化均符合横坡免耕>横坡种植>深松+区田>垄向区田>少耕深松>免耕>常规耕作>裸地这一变化规律。     

免耕和轮作对太平洋内陆区水土保持的影响

在3种不同地形进行作物轮作及休耕试验,通过比较免耕、常规扰动耕作和少耕3种措施在径流量、土壤侵蚀量、作物残留量和总产量上的对比,得出以下结论:在排水和平原试验点各耕作系统中作物产量相差不多,在免耕系统中没有显著的产量损失。3个试验中免耕系统都减少了径流和土壤侵蚀,依次为免耕少耕常规扰动耕作,地面覆盖物下降时侵蚀率增大。在排水试验的背坡上,水土流失超过了允许土壤流失量2.2~11.2 t/(hm2·a)。充足的地面覆盖物在这个地形位置上起关键的作用,免耕和少耕处理覆盖率都大于60%。这说明在坡地试验点,免耕和少耕都能有效防止沟蚀和土壤流失的发生。     

不同土地利用方式对土壤侵蚀及养分流失的影响

研究川中丘陵区次降雨过程中不同土地利用方式对土壤侵蚀及养分流失的影响。结果表明:(1)不同土地利用方式下,地表径流量的变化均随着降雨时间的增加呈对数变化趋势,在同一降雨时间内,地表径流量均表现为农田果园草地灌丛林地。(2)农田泥沙流失量随降雨时间的增加幅度较大,且在降雨后期出现陡增陡降的变化特征,其他土地利用方式下泥沙流失量的增加幅度较小;不同土地利用下泥沙流失量大小顺序为:农田果园草地灌丛林地。(3)农田和果园地表径流量和壤中流总量显著高于灌丛和林地(p0.05),地表径流量和壤中流均表现为:农田果园草地灌丛林地。(4)不同土地利用方式下泥沙积累量均随降雨时间的延续而呈指数变化趋势。(5)不同土地利用方式下水相氮磷流失量、泥沙氮磷流失量和氮磷流失总量均表现为:农田果园草地灌丛林地;不同土地利用方式下降雨径流过程中,氮素的流失是以径流水相为主,而磷的流失是以侵蚀泥沙相为主。(6)不同土地利用方式降雨前期土壤全氮和全磷含量大小均表现为农田果园草地灌丛林地,泥沙氮磷含量比雨前土壤表层氮磷含量有所增加,说明侵蚀泥沙对氮、磷具有富集作用,并且不同土地利用方式下侵蚀泥沙富集磷素能力高于富集氮素能力,综合比较可知,农田和果园侵蚀泥沙富集养分的能力最高,而灌丛和林地是减少水土流失的土地利用方式。     

耕作对坡耕地水土流失和冬小麦产量的影响

在模拟降雨和自然降雨条件下研究长期（6年）定位耕作措施对豫西早区坡耕地水分保持、土壤流失以及冬小麦产量的影响。耕作措施包括少耕、免耕覆盖、深松覆盖和常规耕作。田间模拟降雨试验用来测定不同耕作措施对径流和土壤流失的影响，自然降雨小区主要用来验证模拟试验结果，同时测定不同耕作措施对冬小麦产量的影响。模拟试验结果表明：不同耕作措施下的土壤饱和导水率没有明显差异，雨前土壤含水量和降雨强度均显著影响地表径流。在试验条件下，免耕覆盖处理未产生径流和土壤流失，水土保持效果最好。与常规耕作比较，深松覆盖处理分别减少径流和土壤流失50％和90％。尽管少耕可以有效降低土壤流失，但其产生的径流量和常规耕作相近。在自然降雨条件下，免耕覆盖和深松覆盖的水土保持效果从第3年开始显著。深松覆盖在任何年型均能够显著提高冬小麦的产量。相比较常规耕作，深松覆盖平均增产9．4％。免耕覆盖除丰水年也能显著提高冬小麦产量．但增产效果不如深松覆盖显著。少耕无明显增产效果。由于产量对农民来说是评判一个耕作措施效果的重要依据，同时考虑到深松覆盖显著的水土保持效果，我们认为深松覆盖是适合当地早作农业的一个有效耕作措施。     

保护性耕作对农田地表径流与土壤水蚀影响的试验研究

在黄土坡地建立天然降雨径流小区,采用翻斗式自动测试系统同步动态地监测降雨—径流的过程,试验研究了保护性耕作农田水土保持的效果和耕作、覆盖及压实3种因素对农田水土流失的影响。2年的试验表明,雨强和雨型与坡地水土流失密切相关,在暴雨情况下,由秸秆覆盖与少免耕相结合的保护性耕作具有明显的保持水土作用;采用少免耕而无秸秆覆盖配合的情况下,水土流失甚至高于传统翻耕。在试验的6种处理中,免耕覆盖不压实的保水保土效果最佳,相对传统翻耕年径流量减少52.5%,年土壤流失量减少80.2%。在覆盖、压实及耕作3因素中,秸秆覆盖对保持水土的作用最大,可减少年径流量47.3%,减少年土壤水蚀77.6%;压实次之,地表耕作的影响较小。     

基于WEPP模型的土地整理对长期土壤侵蚀的影响

针对典型丘陵区土地整理项目,利用坡面土壤侵蚀WEPP机理模型,模拟不同坡地梯田改造后土壤流失量和产沙量的长期变化,及土地利用和耕作措施的影响。结果表明,随着坡度增加,坡地的梯田整理对于减少土壤流失量的作用减弱,但对于减少总产沙量作用增加。土地利用方式影响土壤流失量和产沙量,由高到低为常规耕作的农田、草地和灌丛。对于耕作措施来说,小麦玉米轮作条件下,免耕措施与传统的耕作措施相比,可以明显降低土壤流失量和产沙量。土壤流失量受降雨的影响制约,休闲地日降雨量超过12mm时产生土壤流失,而农田日降雨量超过20mm时才产生土壤流失,降雨量越大,梯田减少土壤流失的效应越明显。长期模拟结果表明,土壤流失的年际变化受降雨量变化主导,土壤流失量变化趋势与降雨量变化一致。     

鲁中低山丘陵区天然降雨条件下坡耕地水土流失规律研究

在泰安市水土保持监测站下港径流场,坡度为5°坡耕地上,设置4个径流小区,首次对该区域天然降雨条件下水土流失规律进行了初步研究。结果表明:鲁中低山丘陵区径流系数与降雨量存在y=ax+b线性相关关系,土壤侵蚀模数与降雨量、降雨强度存在y=a1(x1x2)a2幂函数关系,呈现出一定的相关性。等高耕作可以显著减少径流量和土壤流失量,增加降雨入渗。     

自然降雨条件下香根草生物篱对菜地土壤地表径流和氮流失的影响

通过修建径流小区,开展了自然降雨条件下香根草生物篱对种植辣椒土壤地表径流的发生及其引起的水土流失和氮素流失影响的研究.试验结果表明,在菜地土壤种植香根草生物篱能有效地降低地表径流以及减少因地表径流引起的土壤氮素流失.在辣椒种植期间,香根草生物篱种植小区的总产流量比传统辣椒种植小区的降低了41.9%.与传统辣椒种植小区相比,香根草生物篱种植小区的地表径流中NH+4-N和NO-3-N流失量平均分别降低57.9%和59.7%,土壤侵蚀量平均降低64.5%,侵蚀土壤的氮流失量平均降低64.8%,试验结果还显示,降雨强度与地表径流量、地表径流NH+4-N、地表径流NO-3-N、地表径流全N流失量、土壤侵蚀量和侵蚀土壤N流失量之间的相关性均达到极显著水平,这一结果说明降雨强度影响水土流失和土壤氮素流失的主要因素.     

WEPP模型在东北黑土区的适用性评价--以坡度和水保措施为例

基于黑龙江省宾县试验站2008年气象观测数据和野外径流小区监测资料,利用WEPP模型估算东北黑土区次降雨径流量和土壤流失量,并通过与实测资料对比,评价WEPP模型的适用性.结果表明,在3°,5°,8°这3个坡度条件下,WEPP模型对次降雨径流量模拟的Nash-Sutcliffe有效性系数ME分别为0.47,0.03和-5.9,对次降雨土壤侵蚀量模拟的Nash-Sutcliffe有效性系数ME分别为0.58,0.72和0.60,说明WEPP模型对次降雨坡面径流量的模拟效果较差,而对次降雨坡面土壤侵蚀量模拟效果较好.WEPP模型对次降雨的径流量和土壤流失量的模拟显示,WEPP模型对坡度变化反应敏感.WEPP模型对大豆、稗草、苜蓿和苗期榆树次降雨径流量模拟有效性系数ME分别为0.81,0.71和0.83,0.94,对次降雨土壤流失量的模拟有效性系数ME分别为0.81,0.71和0.83,0.94,表明WEPP对大豆地和苜蓿地的模拟效果好于稗草和苗期榆树,且其好于不同坡度条件下裸地的模拟结果.WEPP模型可以模拟不同水保措施条件下的次降雨径流量和土壤侵蚀量,也可以模拟不同坡度条件下裸地的次降雨土壤侵蚀量,但是不适合模拟不同坡度条件下裸地的次降雨径流量.