耕作措施对径流和土壤侵蚀的影响

在耕地进行１０ａ牧草栽培的保护工程（ＣＲＰ）证明了耕地植草能改善土壤结构特性、提高入渗率、减少径流和土壤侵蚀的发生。但是草地还耕时,采取何种措施能保持其效益的延续？１９８４年在美国南达科他州一块试验地上植入紫花苜蓿和无芒雀麦,１９９０年春进行耕作,耕作措施有凿形犁耕地、有壁犁耕地、免耕,同时保留了一块草地进行对照。１９９３年后进行模拟降雨试验,测定径流量和土壤侵蚀量,有壁犁处理的小区内初期降雨和终期降雨条件下,径流量分别占模拟降雨量的２４％和６６％,土壤流失量分别为６７ｔ／ｈｍ２和１８２ｔ／ｈｍ２,而免耕处理的径流量和土壤流失量仅为３％和０２ｔ／ｈｍ２,结果表明耕作后地表径流量大、土壤侵蚀最严重,免耕很小,对照草地无径流及土壤侵蚀。因此草皮减少径流、土壤侵蚀的效益经耕作后会大幅度降低,而免耕能保持其效益的延续。     

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。     

三峡库区小流域旱坡地氮磷流失特征研究

为探讨三峡库区小流域旱坡地氮磷流失特征,采用标准径流小区对重庆市涪陵区珍溪镇王家沟小流域常规耕作方式(顺坡耕作)以及水土保持耕作方式(常规顺坡耕作+PAM土壤调节剂、免耕+顺坡种植+稻草覆盖、常规顺坡耕作+植物篱、免耕+横坡垄作、常规横坡耕作)下土壤氮素和磷素的流失量及形态特征进行分析。结果表明:(1)就旱坡地土壤氮素的流失特征而言,径流中氮素的流失量相对较小,最大值仅为53.63mg/m2;而泥沙中所携带的氮素流失量相对较大,其最大值达131.25mg/m2;整个观测期内,氮素的流失主要以颗粒态为主,颗粒态氮的流失量占总氮流失量的53.0%～62.0%。(2)就旱坡地土壤磷素的流失特征而言,各处理径流中磷素的总体规律基本表现为:常规顺坡耕作>常规横坡耕作>免耕+顺坡种植+稻草覆盖>常规顺坡耕作+PAM土壤调节剂>免耕+横坡垄作>常规顺坡耕作+植物篱;泥沙中所携带的磷素流失量相对于径流中的磷素流失量而言较大,最大值为58.14mg/m2;整个观测期内,颗粒态总磷流失量为水溶态总磷流失量的1.75～2.15倍,流失方式同样以颗粒态为主。总体而言,水土保持耕作方式下的氮磷流失量均小于常规耕作处理,能有效减少径流及泥沙中各形态氮磷的流失。     

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     

利用草滤带减少褥草径流中的雌二醇-17β

因家禽褥草中所含的荷尔蒙对鱼或其它动物的健康和生殖能力有不良影响,就草滤带对分布有家禽褥草草地的径流中荷尔蒙（雌二醇—１７β）传输的影响进行了研究。其目的是确定褥草散布长度和草滤带长度对径流中雌二醇—１７β的浓度和损失的影响,褥草以５ｔ／ｈｍ２在总长为２４４ｍ的小区上端分别散布成６１、１２２和１８３ｍ的草带,并假定其下边缘无草滤带。为了对雌二醇—１７β进行分析,采用了５０ｍｍ／ｈ的人工降水以产生径流样本。结果发现褥草分布长度对径流中荷尔蒙的浓度及损失影响不大,平均分别为３５μｇ／Ｌ和１４１３ｇ／ｈｍ２。但是,长度分别为６１、１２２、１８３ｍ的草滤带可分别使径流中的荷尔蒙浓度降低５８％、８１％和９４％,并减少７９％、９０％和９８％的含量。这些数据说明草滤带的确具有降低径流中雌二醇—１７β含量的作用。     

不同耕作方式与秸秆还田对稻田氮磷养分径流流失的影响

为明确自然降雨条件下稻田田面水氮磷养分径流流失特征,寻求秸秆还田和耕作方式结合下较为有效的减排农艺措施,通过田间试验研究自然降雨条件下不同耕作方式和秸秆还田对稻田田面水氮磷养分径流流失的影响。结果表明:秸秆还田处理较秸秆不还田处理更能够有效减少稻田氮磷养分径流流失总量;秸秆不还田条件下,翻耕、旋耕、免耕总氮径流流失量分别为6.78,8.50,11.09kg/hm2,总磷流失量分别为0.50,0.63,0.78kg/hm2;秸秆还田条件下,翻耕、旋耕、免耕总氮流失量分别为4.82,6.44,8.87kg/hm2,总磷流失量分别为0.39,0.51,0.70kg/hm2;整个稻季氮素径流流失率以免耕秸秆不还田为最高,达3.70%,翻耕秸秆还田为最低,仅为1.61%,磷素径流流失率也是免耕秸秆不还田最高,翻耕秸秆还田最低,分别为1.31%和0.65%。     

减少径流中泥沙、营养、除草剂污染的管理技术

推荐一种控制地表径流中营养、除草剂、泥沙流失的管理技术。方法是综合运用耕作和施肥技术来减少农田地表流失。2006年美国学者M.B.Zeimen等人收集了堪萨斯州两个区2001~2004年粮—豆轮作区径流泥沙资料,并分析了径流中生物可用磷、可溶磷、全磷、铵、硝酸盐、全氮、莠去津和甲氧毒草安的含量。研究表明:免耕技术与凿犁/圆盘犁耕作相比,径流持续时间长量又大;均有较高的营养和除草剂流失,与管理无关。结合低级管区施肥用药方法污染物流失小,是一项降低养分、除草剂和泥沙流失的综合管理技术。     

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.     

浙江红壤区经济林坡地氮素径流流失特征研究

以浙江省永康市方山柿经济林坡地为试验区,依据不同地形条件及林下管理措施,设置7个径流小区和沉砂池,定期采集沉砂池水样,测定径流中不同形态氮素浓度。通过为期一年的监测分析,得到如下结论：（1）试验区氮素流失与水文年内降水具有明显的同步性,氮素流失多发生在降水集中的梅雨和台风季节。这两个季节的降水量占全年降水的66．2％,TN、NO;-N和NH4＋ -N流失量分别占全年总流失量的80．3％、78．2％和83．0％。（2）坡顶、凸坡和凹坡径流小区的氮素流失符合养分流失的“临界坡度”规律,临界坡度在坡顶（10．22°）与凹坡（18．55°）之间。水文年内TN和NO33^- -N流失量关系为坡顶〉凹坡〉凸坡,NH4^＋ -N流失量关系为凹坡〉坡顶〉凸坡。三种地形径流小区的年内氮素累积流失量均呈幂函数型增加。（3）对照林下管理措施不同的6号（林下除草）和7号（林下不除草）径流小区,发现草被覆盖对减少经济林坡地氮素径流流失具有明显效果。保留草被覆盖的7号小区比除草的6号小区的TN、NO3^- -N和NH4^＋ -N径流流失分别减少了22．1％、36．2％和44．1％。     

坡耕地保护性耕作措施的水土保持效应

为探索不同保护性耕作技术在黑龙江省西部半干旱区坡耕地的水土保持效应,于2007、2008年在甘南县东兴村坡耕地径流小区进行不同耕作措施的降雨径流、土壤储水量和土壤流失量试验研究。结果表明：土壤储水量的动态变化趋势与天然降雨趋势一致;与常规耕作措施相比,所研究的3种耕作措施均可不同程度地增加土壤储水量、减少地表径流和土壤流失量,其中,垄向区田措施减少径流效果最好,覆膜＋垄向区田技术集成措施增加土壤储水和减少土壤流失效果最好,免耕秸秆覆盖措施在以上3方面的效果均为最差;垄向区田和覆膜＋垄向区田措施具有增加土壤储水深度的作用。研究结果可为黑龙江省西部半干旱区坡耕地水土保持措施的合理选择提供参考。     

丘陵地区坡耕地水土流失动态监测分析

通过小试验区水土流失动态监测及耕作措施推广表明，耕垦指数较高的丘陵地区，坡耕地是水土流失的主要原因，坡耕地每公顷年径流量达１８６５．１ｍ＾３，泥沙流失量达４９２．９ｔ。改传统顺坡种植为横耕间作套种，地表径流减少４８％，泥沙流失减少６２％，养分流失减少１６．５％，粮食单产增加２０％，耕作措施是丘陵区防治水土流失的有效措施，可以推广。     

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。     

不同农作措施红壤坡耕地水土流失特征的研究

研究了 6种不同农作措施下红壤坡耕地水土流失特征 ,结果表明 :同顺坡农作措施相比 ,其它农作措施均具有明显减轻水土流失的作用 ,休闲处理能减少径流流失 4 2 .8% ,减少泥沙流失量 85 .0 2 % ;等高土埂处理能减少径流流失 70 .2 0 % ,减少泥沙流失量 95 .0 4 % ;水平草带能减少径流流失 3 2 .3 3 % ,减少泥沙流失量 4 5 .88% ;水平沟处理能减少径流流失 4 5 .6% ,减少泥沙流失量 63 % ;等高农作能减少径流流失 5 6.3 3 % ,减少泥沙流失量 87.70 %。等高土埂、等高农作、休闲处理减轻水土流失的作用优于水平草带和水平沟处理 ;泥沙流失除等高土埂和等高农作以外 ,其它处理均是推移质流失量大于悬移质流失量 ;径流流失和泥沙流失主要集中在 5～ 8月份 ,约占全年流失总量的 80 %以上。影响径流和泥沙流失的主要因素为降雨量、降雨侵蚀力、植被覆盖度等因素。     

坡地退耕还林（草）对土壤磷素流失的影响

退耕还林（草）能有效的减少坡地土壤磷素的流失,尤其水溶态磷的流失,表现为：在相同的降雨量下,地表径流中颗粒态磷的含量分别减少62.95%和43.79%,磷酸根态磷含量分别减少45.59%和23.53%;通过径流小区试验,表明退耕还林（草）后径流中水溶性磷的流失量分别减少44.81%和60.24%,径流泥沙颗粒态磷的流失量分别减少27.82%和41.94%。     

掺合土壤和设缓冲区对梯田出口除草剂含量的影响

由于对除草剂如莠去津和草净津使用范围有了限制,迫使生产者在一个有排水系统梯田的进水口处设立一条缓冲区。通常在经济能力、技术条件许可的情况下,设立缓冲区被认为是可选择的最佳管理方法。然而试验表明：在进水口设立缓冲区同无缓冲区的处理相比,并没有减少出水口处的除草剂浓度;同时发现,用无缓冲区有掺合的方法和在出水口设立缓冲区相比,对于减少除草剂流失同样有效。     

翻耕与压实对坡地土壤溶质迁移过程的影响

采用田间模拟降雨试验方法,研究地表翻耕与压实处理对坡地产流产沙及溶质迁移特征的影响。结果表明：与压实处理比较,翻耕坡地初始产流时间延长近3倍,降雨向土壤水转化率提高10％以上,产沙量增加67％;翻耕处理明显降低溶解态磷（DP）和泥沙浸提态磷（SEP）的流失量,但磷素流失形态（DP与SEP的比值）并未显著变化,始终以颗粒态形式流失为主;翻耕处理显著改变了溴的流失形态,溶解态溴（Br）与泥沙浸提态溴（SBr）流失量比值减少了72％;翻耕处理提高了溴（或硝态氮）的淋失概率,增大污染地下水体的潜在危险。因此,合理配置坡地免耕或翻耕措施,有机结合其他农艺耕作措施,对减少坡地水土及养分流失具有重要实践意义。     

耕作模式和滞水时间对稻田中氮磷动态变化的影响研究

通过微区模拟稻田试验,分析了免耕、浅耕和深耕3种耕作模式下滞水时间不同的稻田排水中氮磷的动态特征及总氮、总磷流失潜能,研究了稻田夏季施肥耕作模式和滞水时间对氮磷的减排效能。结果表明：（1）深耕有利于土壤固肥作用的发挥,田面水中TN和NH4＋-N浓度呈逐渐下降的趋势。浅耕和深耕土壤中微生物环境利于硝化反应,不易被土壤吸附的NO3--N得以迅速向田面水中释放。免耕和深耕处理的田面水中TP和DP浓度在第1～5 d内浓度较高,3个耕作处理的滞排水中TP和DP在耕作处理5 d后均处于较低的浓度水平。（2）不同耕作模式滞水5 d后TN的绝对流失量均处于较低水平。免耕、浅耕、深耕在滞水5 d后可分别减少田面水中TN流失59.55%～65.68%、70.15%～88.20%和65.23%～77.26%。深耕处理的模拟稻田田面水中TN的流失潜能相对较小。不同耕作模式处理相对流失形态与潜能以TN为主。（3）免耕处理田面水中TP的绝对流失量最大,浅耕处理田面水中TP绝对流失量最少。免耕、浅耕、深耕在滞水5 d后再排水可分别减少田面水中TP流失54.70%～67.78%、62.99%～85.09%和52.45%～87.99%。浅耕处理模拟稻田田面水中TP的相对流失潜能较小。不同耕作模式处理田面水中磷素的相对流失形态表现出一定的差异性,田面水中磷素流失形态随时间变化呈现出TP与DP交替变化的现象。总之,从减少田面水中氮磷的绝对流失量出发,夏季浅耕不失为最佳清洁耕作模式;同时在滞水5 d后排水,能有效减少田面水中氮磷的流失量,减少稻田排水对面源污染的影响。     

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。     

保护性耕作与氮肥后移对巢湖流域麦田磷素流失的影响

农田磷素随地表径流向水体迁移可导致磷肥利用率降低、生产成本上升和环境污染风险增加,源头控制农田磷素流失对于治理巢湖水体富营养化具有重要意义。采用野外定位观测结合室内分析的研究方法,对2009—2010年冬小麦生长期间的径流、泥沙和磷素进行了监测与测定分析,研究了保护性耕作和氮肥后移对巢湖流域麦田P素径流损失及其对环境的影响。结果表明,相对于传统耕作处理（T）,传统耕作＋秸秆还田处理（TS）、氮肥后移处理（NFP）和少免耕＋秸秆还田＋氮肥后移（NTS＋NFP）径流量分别减少了20%、10%和22%,泥沙量分别减少了30%、14%和38%,表现出显著的水土保持作用。各处理径流液总磷（TP）浓度范围是0.095～0.360mg·L-1,其中,颗粒态磷（PP）是磷素随地表径流迁移的主要形式,约占TP的51%～69%。长期的保护性耕作提高径流液中溶解态磷（DP）的浓度,降低了PP的浓度,但TP浓度难以看出明显的变化规律,而氮肥后移降低了径流液中各形态磷的浓度。各处理TP流失量在0.060～0.079kg·hm-2之间,约占当季施磷量的0.2%。处理TS、NFP和NTS＋NFP与处理T相比,TP流失量分别减少了20%、21%和24%。作物生长情况显著影响土壤磷素的流失,地上部分生物量、地上部分吸磷量与径流TP的迁移量呈负相关关系。因此保护性耕作和氮肥后移可以作为源头控制农田磷素流失的较好措施加以推广。     

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。