三峡库区坡耕地粮经果复合垄作技术效益评价

坡耕地水土流失对三峡库区生态环境和农业可持续性发展构成双重压力。以聚土垄作与农林复合为基础,组装坡耕地粮经果复合垄作技术。结果表明:该技术不仅培肥土壤,增加土壤水有效性,减少水土流失,而且显著提高土地生产力,发挥了较好的立体农业生态经济效益,为三峡库区坡耕地的利用与保护提供了技术支撑。     

紫色土两种耕作制的产流产沙过程与水土流失观测准确性分析

设计了一种径流观测系统,可以观测表面径流和壤中流。通过观测不同自然降雨和土壤初始条件下的产流产沙过程,揭示了降雨强度较大的情况下,聚土免耕耕作制的产沙强度明显较常规种植的小,说明聚土免耕耕作制防治土壤流失是可行的;但当土壤达到饱和后,聚土免耕的径流强度与常规耕作制常规种植的差异较小,因此,聚土免耕能明显防治径流流失是有限的;水土流失观测小区的坡脚有渗漏阻碍面(墙),不能将表面流和壤中流分开,土壤达饱和后产流发生时,部分壤中流成为地面径流,而使所测得的结果与实际的差异较明显,径流偏多而蚀沙偏少。这一点,在建水土流失观测小区时,应足以重视。     

黑土坡耕地横坡垄作对减少径流及土壤有机碳流失的作用

东北黑土坡耕地受土壤侵蚀和习惯顺坡耕作措施的影响,水土流失严重,土壤有机碳含量呈逐年下降趋势.针对东北黑土坡耕地不同垄作措施水土流失及土壤有机碳变化特征不明确的问题,采用田间定位试验的方法,探究了顺坡垄作和横坡垄作对坡耕地水土流失及土壤有机碳变化的影响.结果表明:(1)横坡垄作相对于顺坡垄作能显著减少径流总量97.1％...     

三峡库区坡耕地粮经果复合垄作对土壤侵蚀与养分流失的影响

通过连续6年对粮经果复合垄作模式的研究结果表明:粮经果复合垄作模式使土壤含水量增加,具有显著的保水效益;粮经果复合垄作以聚土垄作与农林复合为基础,在减少用工投入的基础上增加系统产出、减少径流、控制土壤侵蚀与降低非点源污染方面起得非常重要的作用;粮经果复合垄作能有效改善坡耕地土壤结构,提高土壤养分的含量。垄作的物理阻挡作用对土壤径流的截持与减少泥沙的流失,有效的改善了土壤的养分含量。粮经果复合垄作模式比粮经果复合平作模式土壤孔度提高9.38%。粮经果复合垄作模式增加了0.02 mm土壤颗粒含量。与纯粮顺坡平作相比,径流量、侵蚀量平均减幅分别为97.83%,47.49%。坡耕地粮经果复合垄作水保效益显著,经济效益高,广泛适于三峡库区坡耕地的利用模式。     

顺坡垄作改横坡垄作的水土保持神经网络模型

根据四川井研县坡耕地实验点对不同坡度、不同耕作方式情况下水土流失的实测资料,引入神经网络建模方法,建立了不同坡度下顺坡垄作和横坡垄作的次降雨产沙网络模型,得出坡耕地水土流失的内在机理,同时为定量研究顺坡垄作改为横坡垄作的水土保持效益提供了科学依据.     

不同农作措施对云南红壤坡耕地径流调控研究

通过天然降雨径流小区,动态监测降雨-径流过程中坡耕地的水土流失量,研究4种农作措施对云南红壤坡耕地水土流失的调控作用.研究表明:径流量变异系数大小顺序为:顺坡垄作＞横坡垄作+揭膜＞横坡垄作+秸秆覆盖+揭膜＞横坡垄作,泥沙流失量变异系数大小顺序为:顺坡垄作＞横坡垄作＞横坡垄作+秸秆覆盖+揭膜＞横坡垄作+揭膜.不同农作措施对应的变异系数大小顺序为:泥沙流失＞径流流失＞产径流降雨.在4种农作措施中.横坡垄作+秸秆覆盖+揭膜农作措施对径流流失和泥沙流失的调控效果最好.     

紫色土退化旱地的肥力恢复与重建

常规耕作的水土流失造成紫色土坡耕地土层浅薄化、土壤养分贫瘠化、土壤干旱化及土壤结构劣化等土壤肥力退化问题。 1 984～ 1 996年长期田间试验结果表明 ,聚土免耕通过垄沟网状结构可保持水土 ,其多年平均径流与土壤侵蚀模数分别为 65 7.7m3hm- 2 和5 30 .0tkm- 2 ,而常规耕作的相应值分别为 1 75 4 .0m3hm- 2 和 31 2 2 .0tkm- 2 ,通过聚土与改土结合 ,聚土免耕活土层厚度平均增加 1 1 .8cm ,聚土免耕耕作技术还通过垄沟强化培肥降低土壤容重 ,增加土壤有机质及N、P、K含量 ,改善土壤理化性状 ,恢复土壤肥力。聚土免耕作物产量比平作高 1 5 %～ 30 %。 1 996～ 1 998年秸秆覆盖实验结果表明 ,秸秆覆盖增加土壤有机质和养分含量 ,改善并维持土壤结构。聚土免耕与秸秆覆盖结合有利于土壤养分活化、土壤结构形成与维护 ,是紫色土退化旱地肥力恢复与重建的关键技术。     

坡耕地垄作区田水土保持效益的研究

黑龙江省的耕地约有５０％是坡耕地，在顺坡垄作改变为横坡垄作以后，减轻了水土流失，但由于微地形的起伏变化，垄向仍然存在着一定的坡度，遇较大降雨仍能产生较强的水土流失。为此，探索一条防治坡耕地水土流失更为有产的途径是发展农业生产，改善生态环境的迫切需要，该文采用天然降雨和人工降雨方法对本课题组由数学模型所确定的最佳土挡间距进行了充分验征。结果表明：大豆增产１４．５％－２２．８％，玉米增产１６．２％－１     

坡面产沙BP神经网络模型研究

根据四川井研县坡耕地实验点对不同坡度、不同耕作方式情况下水土流失的实测资料 ,引入神经网络建模方法 ,建立了不同坡度下顺坡垄作和横坡垄作的次降雨产沙网络模型 ,得出前次降雨因子即前次降雨量、前次降雨强度及此两次降雨间隔天数对本次降雨产沙影响很大 ,不可忽略。针对复杂的非线性坡面产沙系统 ,BP网络模型比传统的回归模型能更好地刻画其本质特征。这不仅揭示了坡耕地水土流失的内在机理 ,同时为定量研究顺坡垄作改为横坡垄作的水土保持效益提供了科学依据。     

降水特征与农作处理对坡耕地水土流失的动态研究

通过在云南红壤坡耕地上建造径流小区,研究了自然降雨情况下6种不同农作处理的水土流失特征。结果表明:横坡垄作能有效减缓强降雨对坡耕地的侵蚀,减少径流流失,但不能有效防治长降雨的持续冲刷;顺坡垄作对强降雨和长降雨的侵蚀都不能有效减少水土流失。烤烟的不同生长时期对水土流失的影响因素不同。烤烟生长前期,垄作方式是影响水土流失的主要因素;在烤烟生长进入成熟期后,各处理间的泥沙流失量差异都不显著,各处理的地表植被覆盖率都达到最大化,地表植被覆盖率成为影响水土流失的主要因素。     

四川黄壤区玉米季坡耕地自然降雨及其侵蚀产沙特征分析

为明确玉米全生育期自然降雨特征以及坡耕地产流产沙规律,以研究区自然降雨为基础,采用野外径流小区和室内分析相结合的方法,分别对横坡垄作、平作和顺坡垄作坡面玉米全生育期(苗期、拔节期、抽雄期和成熟期)的自然降雨、径流及侵蚀产沙量进行了测定。结果表明:研究区2015年玉米全生育期内雨量为676.71mm,其中成熟期侵蚀性雨量达411.71mm,占累计侵蚀性雨量的69.85%。玉米全生育期内,产流受雨量、玉米生育期显著影响,横坡垄作产沙受雨量、雨强的影响显著,而平作和顺坡垄作则受雨量、株高的影响显著;产流产沙均随玉米生育期的推进逐渐增加,且产沙受产流影响显著,横坡垄作和平作含沙量先减小后增加再减小,而顺坡垄作则先减小后增加;抽雄期横坡垄作产流显著小于顺坡垄作而产沙显著小于平作和顺坡垄作,成熟期横坡垄作产流产沙显著小于平作和顺坡垄作。研究区自然降雨条件下,雨量是影响黄壤坡耕地产流产沙的最主要因子,产沙滞后于产流;玉米成熟期土壤侵蚀最为严重,横坡垄作是防治研究区水土流失的有效途径,研究成果为山地黄壤水土流失有效防控与农业的可持续发展提供理论参考。     

坡瘠地蜜本南瓜聚土垄作技术

垫江县位于重庆市中北部,适宜并盛产蜜本南瓜。垫江地势属浅丘地带,土壤多为石骨子沙壤土类型,生产条件差,水土流失严重,耕层浅、瘦瘠,抗旱能力差,加上长期粗种粗管,蜜本南瓜产量一般较低,平均每667 m2产南瓜只有1500 kg左右。近年来,根据蜜本南瓜生长发育特性,结合浅丘区石骨子坡瘠地的特点,创造性地实施蜜本南瓜聚土垄作技术,有效地改善了石骨子坡瘠地存在的"旱、蚀、薄、瘦"等状况,达到了培肥改土,提高蜜本南瓜单产的目的。如白家乡鸿鹤村示范地平均每667 m2坡瘠地产瓜达到了3000 kg,扣除种子、肥料、人工成本350元,667 m2获纯利约1450元。     

国内外研究垄作区田的情况

<正>早在40年代,国内外已有垄作区田的研究。甘肃省天水水保站在40年代将农民的拥堆子和串堆子发展为垄作区田。经过12年试验,结果传统的坡耕地平作比垄作区田的径流大4.8倍,冲刷量大12倍,作物产量垄作区田比平作增加17%。1954~1957年又在不同坡度、坡长耕地上进行径流试验,结果在15°坡,坡长20m条件下,采取垄作区田基本上可控制水土流失。     

东北黑土区不同垄作坡面产流产沙过程

起垄种植是东北黑土区普遍的耕作模式,不同垄作坡面产流产沙规律尚不明晰、亟需研究。为此,基于野外放水冲刷试验,设计3个冲刷流量(30 L/min,60 L/min,90 L/min)和4种处理坡面(横坡垄作、斜坡垄作、无垄作、顺坡垄作),探究东北黑土区不同垄作坡面的土壤侵蚀差异。结果表明:(1)3种冲刷流量产流率和含沙量均随垄作措施改变呈持续波动趋势,但受冲刷流量影响二者变化规律不同。(2)4种垄作措施状况下,产流时间与冲刷流量均不相关,含沙量与产流时间均呈负相关; 其他试验条件下,因冲刷流量和垄作措施的差异出现不同相关性。(3)30 L/min,60 L/min两种冲刷流量下,侵蚀强弱表现为:顺坡垄作>无垄作>斜坡垄作>横坡垄作。冲刷流量90 L/min时,侵蚀规律变为:横坡垄作>顺坡垄作>斜坡垄作>无垄作,且横坡垄作与斜坡垄作的累积产沙量较30 L/min冲刷流量比分别增加了12.78倍和10.11倍。综上,小流量冲刷条件下横垄和斜垄可有效控制径流和水土流失,当冲刷强度增大后二者发生断垄恰是径流和泥沙发生变异的最主要因素。     

横、顺坡垄作对黑土坡面侵蚀-沉积周期规律的影响

我国东北黑土区的水土流失和土地退化正严重制约着东北地区农业经济发展,威胁国家粮食生产安全。掌握不同垄作方向耕作措施下的东北黑土区土壤侵蚀规律,对合理布设水保措施、控制水土流失等具有重要意义。采用¹³⁷Cs示踪技术并结合小波分析方法,对不同垄作方向坡耕地土壤侵蚀-沉积速率的空间变化规律开展研究。结果表明：(1)横、顺坡垄作坡面¹³⁷Cs平均浓度分别为1 802 Bq·m^-2和1 770 Bq·m^-2,均小于当地背景值2 417 Bq·m^-2,说明在两种垄作方向下均发生了不同程度的土壤侵蚀。(2)横坡垄作的坡面平均侵蚀速率(1 341 t·km^-2·a^-1)小于顺坡垄作(1 477 t·km^-2·a^-1),表明在长期平均条件下前者的水土保持作用优于后者。尽管研究区土壤侵蚀属于轻度侵蚀,但其侵蚀速率远大于黑土区的土壤容许流失量(200 t·km^-2·a^-1     

紫色土区坡耕地壤中流磷素流失特征研究

采用人工模拟降雨装置,通过野外径流小区试验,研究紫色土坡耕地玉米生长季磷素流失特征。结果表明:(1)壤中流磷素流失以可溶性磷素流失为主,横坡垄作壤中流磷素流失最多,远远高于其它2种措施。壤中流TP和DTP平均浓度大小依次为:横坡垄作顺坡垄作平作。横坡垄作壤中流TP总量最大是平作和顺坡垄作的3.2倍和3.1倍,其壤中流DTP磷素流失总量也最严重,是平作的3.5倍,顺坡垄作的2.9倍。(2)不同坡度之间壤中流浓度在玉米生育期的苗期和抽雄期呈现出较大差别,坡度越大,地表径流带走的磷素越多,壤中流总磷越小。(3)坡耕地上合理的耕作措施对磷素流失的调控具有一定作用,但有别于其它类型坡耕地,横坡垄作并不是一种综合效益很好的耕作方式,相比而言平作控制水土流失及磷素流失效果更好。     

浅谈黑龙江省黑土地保土耕作法的机理及效应

水土保持耕作措施对于防治水土流失、促进农业增产具有明显的作用。黑龙江省水保科研机构在黑土区多年来研究推广的横坡垄作、垄作区田、少耕免耕、间混作、深松耕法、鼠道耕法等措施 ,投资少 ,见效快 ,适宜进一步推广。若将耕作措施与植物措施、田间工程措施科学配置 ,则水土保持措施的作用将更加显著     

黑龙江东部低山丘陵区水土保持措施效益对比研究

根据2014和2015年黑龙江省水土保持科学研究院牡丹江试验基地内11个径流小区的两次产流的泥沙和径流观测数据,对不同水土流失治理措施的蓄水保土作用、相同条件下不同耕作措施作物产量进行分析。结果显示治理措施不同的试验小区,泥沙冲刷量和径流量差异显著;双垄、横向垄作和顺坡垄作的作物产量差异为-1. 49%～0. 91%。试验区内不同治理措施对坡面蓄水保土效应有着显著影响,双垄和顺坡垄作较之对照,蓄水保土能力较差,虽然产量略有增减,但差异不显著。     

垄作不同土层施肥对小麦生长及氮肥肥效的影响

通过田间小区试验和微区筒15N示踪试验对垄作表层施肥（垄面下l～2cm土层处施肥）、垄作中层施肥（垄面下25cm土层处施肥）、垄作底层施肥（垄面下45cm土层处施肥）和平作表层施肥（常规耕作，1～2cm土层处施肥）的小麦生长发育及氮肥肥效的变化开展了研究。结果表明，在垄作条件下，施肥越深，氮肥利用率越高，即垄作表施（14.52％）＜垄作中施（16.53％）＜垄作底施（20.56％）;与其它处理相比，平作表施（23.78％）的氮肥利用率值最大。地上部生物量及叶面积系数在小麦各生育期通常是平作表施和垄作中施＞垄作表施和垄作底施。     

夏玉米垄作覆盖对农田土壤水分及其利用影响

在小麦-玉米1年两熟雨养旱农区，将垄作和秸秆覆盖技术结合起来，进一步提高天然降雨的利用效率。试验结果表明，在0～40cm土层含水量，夏玉米垄作覆盖较平作有显著的提高，以5～10cm表现尤为突出，随着土层的加深，这种差异逐渐减少；玉米冠层蒸发量平作平均值分别高于平作覆盖、垄作和垄作覆盖12．8％，7．6％和13．2％，地面蒸发量平作平均值分别高于平作覆盖、垄作和垄作覆盖48．6％，29．9％和54．3％；垄作覆盖比平作水分利用效率提高24．32％，叶片失水率较低。这说明了垄作覆盖能最大程度将天然降雨蓄存在土中，并转化为作物可用水资源。