不同耕作方式和雨强对紫色土养分流失的影响

 【目的】揭示紫色土地区坡耕地常用农耕措施在不同雨强条件下对土壤养分流失途径及流失量的影响规律，为紫色土坡耕地培肥及养分流失治理提供理论依据。【方法】本研究采用两因素、三水平、三重复随机区组试验，利用人工降雨装置模拟3种不同强度的降雨，采用模拟径流小区观测地表径流量、壤中流量、泥沙侵蚀量及取样分析养分流失量。【结果】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氮流失量的趋势。在本试验条件下，约1%的化肥氮（速效氮）被雨水淋洗出土体并排放到环境中；而速效磷的流失量只占化肥磷的万分之三至万分之十，流失量很小。【结论】紫色土坡耕地磷素流失的载体是泥沙，流失量更易受雨强的影响，要控制磷的流失，首先应防止土壤侵蚀；横坡垄作能够有效控制土壤侵蚀，因此，也能较好控制磷流失。紫色土坡耕地氮流失载体在雨强较小时是径流，径流中又以地下径流为主，要控制氮流失，首先必须控制地下径流；传统的横坡垄作会加大地下径流量，也就加大了氮的流失。全面控制紫色土的氮、磷损失，必须采用控蚀耕作、增厚土层、提升土壤有机质等综合措施。     

不同施肥与耕作对紫色土坡耕地土壤侵蚀及氮素流失的影响

【目的】研究重庆紫色土坡耕地“冬小麦-夏玉米”种植模式在不同施肥制度和耕作模式下由降雨而引发的水土流失特征及氮素流失规律,可为该区农业生产及生态环境保护提供科学依据。【方法】设置4种施肥制度（顺坡耕作对照、顺坡耕作农家肥和化肥配合施用、顺坡耕作单施化肥、顺坡耕作单施化肥增量）和2种耕作模式（顺坡耕作单施化肥、横坡垄作单施化肥）,采用野外径流小区长期（2008—2012）定位监测,研究施肥与耕作对坡面土壤侵蚀及氮素流失的影响。【结果】不同施肥制度和不同耕作模式间产流量、产沙量、氮素流失量差异均显著,不施肥处理产流量、产沙量及氮素流失量均最大,施肥、横坡垄作均能有效降低坡面产流产沙及氮素流失量。与相同施肥水平的顺坡耕作相比,横坡耕作分别减少产流量、产沙量、全氮流失量25.9%、20.5%和33.4%,与相同耕作方式的对照相比,农家肥和化肥配合施用可分别减少产流量、产沙量和全氮流失量35.7%、40.5%和41.2%。紫色土区年降雨量与年产流产沙量均呈幂函数关系（y=ax^b,a＞0,b＞0）,氮素流失量与径流量呈线性关系（y=ax+b,a>0）,但与降雨量相关性不显著,旱坡地氮素流失以总可消化养分（total digestible nutrients,TDN）为主,占全氮的62.1%。农家肥和化肥配合施用可以降低总可消化养分（TDN）和铵态氮（NH₄⁺-N）占全氮的比例。【结论】紫色土区不宜采取顺坡耕作和不施用任何肥料的土地管理方式。农家肥和化肥配合施用、横坡垄作是防治重庆紫色坡面水土流失及径流氮素流失的有效途径,径流中氮素流失以总可消化养分为主。     

不同措施黄绵土坡地暴雨侵蚀及磷素流失特点

为探讨不同管理措施对10°、15°和20°黄绵土坡面侵蚀及磷素流失的影响,本文以60 mm·h^-1为试验雨强,采用室内人工模拟降雨试验方法,以CK（裸坡,0%生物炭,平作）为对照,分析C1（裸坡,0%生物炭,横垄）、C2（裸坡,3%生物炭,平作）、C3（裸坡,3%生物炭,横垄）、C4（裸坡,6%生物炭,平作）、C5（裸坡,6%生物炭,横垄）、C6（植被,0%生物炭,平作）、C7（植被,0%生物炭,横垄）、C8（植被,3%生物炭,平作）、C9（植被,3%生物炭,横垄）、C10（植被,6%生物炭,平作）和C11（植被,6%生物炭,横垄）多措施下黄绵土坡地泥沙及磷素流失特征。结果表明：不同坡度下C1、C6、C7、C8、C9措施能有效降低黄绵土坡面侵蚀及磷素流失;施加生物炭（C2~C5、C8~C11）加剧了坡地尤其是陡坡的土壤侵蚀和磷素流失;在不同坡面上布设植被措施（C6~C11）均具有拦沙固磷作用,在15°坡面效果最优;横垄措施（C1、C3和C5）减沙固磷效应随坡度增大而减弱,在20°下易失效,故小于10°坡面上宜推广应用横垄措施;植被与横垄措施相结合（C7、C9和C11）在不同坡度下的消减率均在50%以上,故在实际农业生产中建议使用横垄搭配植被措施。黄绵土坡面磷素流失以颗粒态（PP）为主,PP/TP流失比例多在80%以上,并随坡度增大而增大;3种坡度下施加生物炭（C2、C4）均使PP占比增至90%以上,而横垄和植被措施能有效降低坡面PP/TP比例。综上,缓坡上设置横垄,陡坡上设置植被或者在植被覆盖基础上合理搭配横垄和3%生物炭措施,均有利于阻控黄绵土坡面土壤侵蚀和磷素流失。     

不同雨强和施肥方式对紫色土养分损失的影响

[目的]揭示紫色土地区坡耕地不同施肥方式在不同雨强条件下对土壤养分流失途径及流失量的影响规律,为紫色土坡耕地肥料管理及养分流失治理提供理论依据.[方法]采用两因素、三水平随机区组试验,利用自然降雨和人工降雨相结合的方法,采用模拟径流小区观测地表径流量、壤中流量、泥沙侵蚀量,取样分析养分流失量.[结果]一次性施肥显著提高了玉米生育前期地下水中氮浓度,加大了氮的径流损失,降低了氮肥利用率,使玉米生育后期供肥不足,造成玉米减产.氮的主要损失载体是壤中流,平均损失量达5.08 kg·hm<'-2>,对环境造成了较大压力.氮损失受雨强影响小,受施肥方式影响大,一次性施肥显著加大了氮的损失量.磷损失的主要载体是泥沙,受雨强影响大,雨强越大,磷损失量显著增加,而受肥方式影响小.钾损失的主要载体也是泥沙,平均损失量达29.1 kg·hm<'-2>,雨强越大,钾损失量成倍增加,施肥方式对钾总损失量影响不大.[结论]氮的损失载体主要是壤中流,磷、钾的损失载体主要是泥沙.一次性施肥显著增加了玉米生育前期壤中流氮浓度,显著增加氮的损失.在紫色土地区,不仅要采用分次施肥等施肥技术控制磷、钾和部分氮损失,还需增厚土层,改良土壤结构、提高土壤蓄水保肥能力,才能更全面控制紫色土的氮、磷、钾损失.     

不同磷肥用量对玉米产量及磷素流失的影响

利用田间小区长期定位试验,研究不同磷肥用量对玉米地地表磷素径流损失、玉米产量及磷肥利用率的影响,研究结果表明,与常量过磷酸钙处理相比,过磷酸钙减量10%～30%可降低31.58%～39.47%的磷素地表径流损失量;磷素淋溶损失量减少了13.44%～42.73%;磷肥利用率分别提高了0.6,1.78和2.89个百分点,且磷素损失量随磷肥用量的减少而降低,磷肥利用率随磷肥用量的减少而不断提高。     

人工模拟降雨不同施肥方式下紫色土养分流失研究

试验采用人工模拟降雨装置,研究了紫色土在表施肥和混施肥两种施肥方式下磷、钾养分径流流失规律.结果表明,两种施肥方式径流中养分浓度均随时间呈幂函数下降,但表施肥径流中磷钾养分含量明显高于混施肥,且在降雨产流初期表现尤为明显;在养分流失量方面,两种施肥方式径流中可溶性P及速效K累积流失量均随时间呈近似直线增加,表施肥明显大于混施肥,但混施肥养分流失50%～70%在开始降雨产流的前10 min内发生,而表施肥养分流失贯穿整个产流过程.同时试验发现施肥方式对坡面产流无显著影响.     

玉米种植下紫色坡耕地径流中磷素流失特征研究

采用人工模拟降雨装置,通过野外径流小区试验,研究了紫色土坡耕地玉米生长季磷素流失特征.结果表明:(1)地表径流占总径流的比例较大,其中平作地表径流占总径流量的80％～83％,地表径流磷素流失量占总流失量的64％～88％;顺坡垄作分别为84％～87％和79％～87％,横坡垄作分别为71％～87％和52％～88％.(2)各耕作措施下总径流量在拔节期和抽雄期较苗期和成熟期小,且径流中磷素流失以DTP(可溶性磷)流失为主.(3)在3种耕作措施中,平作地表径流量及磷素流失总量最少;横坡垄作壤中流损失最大,是平作和顺坡垄作的1.1倍,其磷素流失总量也最严重,是平作的2倍、顺坡垄作的1.9倍.对于零散坡耕地而言,合理的耕作措施对磷素流失的调控具有一定作用,但有别于其他类型坡耕地.     

长期定位施肥对紫色土磷素的影响

 经过6年田间定位试验,结果表明：紫色土不施磷或单施猪粪土壤磷亏缺,单施猪粪不能维持土壤磷素平衡。而每年施150 kg/hm² P₂O₅(66 kg/hm² P)土壤磷累积盈余191.3 kg/hm²,速效磷增加9.2 mg/kg,全磷增加111.2 mg/kg。且以有机肥料与化学肥料配合施用的处理增加积累的最多。     

不同耕作方式和植被覆盖对土壤养分流失的影响研究

为研究天然降雨条件下不同耕作方式及植被覆盖条件下水土流失中养分流失的变化规律,根据当地不同的种植模式,在野外标准径流小区进行试验。结果表明:①在相同降雨条件下,顺垄耕作的坡面侵蚀产沙量大于横垄耕作。30°天然坡面次降雨过程平均侵蚀产沙量远小于三个坡面的径流小区。②次降雨过程中,玉米顺垄耕作土壤养分流失量大于横垄,30°天然坡面土壤养分流失量低于三个坡面的径流小区。     

不同耕作方式对棉花产量的影响

新疆棉区植棉一般采用翻耕地膜覆盖技术，产量较高。但过度翻耕会造成地表残茬太少，不能有效降低风蚀、水蚀，导致土壤侵蚀，少耕、免耕法具有保持水土、保蓄土壤水分和增加土壤肥力等优点，在小麦、玉米等作物种植上已广泛应用，但在棉花上应用较少，本试验对棉花的常规耕作和保护性耕作下的棉花产量进行了比较。     

平衡施肥对紫色土坡耕地磷素径流流失的影响

通过对川中丘陵不同施肥试验田径流、泥沙和磷素流失的观测与测定分析,研究了暴雨下平衡施肥对紫色土坡耕地水土流失与土壤磷素随径流流失的特征。结果表明:相对于无肥区和单施氮肥区,平衡施肥试验田的泥沙量减少了60%～65%,径流量减少了28%～33%,表现出显著的水土保持作用;在作物不同生育期,土壤磷素随地表径流迁移的强度依次为:成熟期>拔节期>抽雄期;暴雨下地表径流磷含量呈现先升高后下降的变化趋势;颗粒态磷是径流磷的主要组成部分,占总磷迁移量的54%～79%,说明泥沙吸附态迁移是紫色土坡耕地的主要迁移形式;不同施肥处理的径流磷损失存在显著差异,平衡施肥处理的总磷流失减少了52%～61%;径流量、泥沙量与径流磷迁移量显著线性相关;作物生长情况显著影响土壤磷素流失,地上部分生物量与径流磷流失量呈明显负相关。为了防止紫色土磷流失而加剧农业非点源污染,应在该区坚持以氮、磷、钾为主的平衡施肥。     

施肥对坡地土壤团聚体与磷素赋存形态的影响

紫色土为长江上游农耕区主要土壤,多分布在山地丘陵区,其耕层较薄(30～80 cm),土壤养分质量分数普遍偏低,作物养分利用率低,但目前国内外关于团聚体尺度耕作土壤的磷素分异与循环规律的研究较少.为深入了解紫色土坡耕地长期施肥过程中的磷素养分库容和供应机制,本研究基于2002年开始的长期施肥定位试验,分析研究了西南紫色土区玉米/小麦轮作制度不同施肥方式下土壤团聚体发育特征,并结合碳、氮转化过程探讨紫色土培肥过程中磷素赋存形态及转化规律.结果表明:长期有机无机配合施肥促进大团聚体的形成,不同施肥平均重量直径(MWD)依次为:OMNPKRSDNPKNPKCK;长期施肥均不同程度提高了各粒径土壤团聚体中有机碳、全氮、全磷、速效磷及各形态无机磷(Ex-P, Al-P, Ca-P, Or-P)质量分数,其中主要提高了较大团聚体(2,0.25～2 mm)中养分质量分数.无机肥配施粪肥处理提升有机碳和全氮的效果优于无机肥配施秸秆,而对全磷和速效磷提升效果则相反.长期有机无机配合施用可有效提高各粒径团聚体中Ex-P,Al-P,Ca-P和Or-P质量分数,并促进Al-P,Ca-P向大团聚体转移,提高了土壤对有效磷素的保持能力.有机质添加处理在提高土壤有机碳和有机磷质量分数的同时,也对土壤磷素转化、提高磷素有效性具有重要影响.     

暴雨条件下紫色土区玉米季坡耕地氮素流失特征

【目的】研究暴雨条件下,川中丘陵紫色土区坡耕地玉米全生育期土壤侵蚀及氮素流失规律,为研究区氮素流失预测和有效防控提供科学依据。【方法】采用人工模拟降雨与径流小区相结合的方法,在玉米苗期（5月1日）,拔节期（5月26日）,抽雄期（6月27日）和成熟期（8月4日）进行模拟降雨,结合川中丘陵紫色土区夏季暴雨多的特点,开展降雨强度为1.5 mm·min^-1,坡度为15°条件下地表径流、壤中流和侵蚀泥沙中氮素流失特征的研究。【结果】（1）玉米各生育时期地表径流产流率和产沙率总体表现为随降雨时间延长而呈增加的变化趋势,地表径流产流率和产沙率均表现苗期最高,抽雄期最低;壤中流产流率则表现为抽雄期最高,成熟期最低。（2）玉米各生育时期地表径流中总氮流失率随降雨时间延长而呈增加,在降雨36 min后基本趋于稳定,总氮和可溶性总氮流失率均在玉米苗期最大,平均值分别为5.24和4.74 mg·m^-2·min^-1;玉米全生育期地表径流中硝态氮流失率则在降雨30 min后基本稳定,铵态氮流失率呈现波动性,硝态氮和铵态氮流失率均在玉米拔节期最大,平均值分别为3.90和0.14 mg·m^-2·min^-1。在玉米全生育期地表径流中总氮,可溶性总氮和硝态氮流失量与地表径流量呈现极显著线性关系。（3）壤中流中总氮流失率在玉米各生育时期随降雨时间延长缓慢增加,壤中流中可溶性总氮和硝态氮流失率在玉米苗期、拔节期和成熟期变化趋势与总氮一致,而铵态氮流失率在玉米全生育期呈现波动性;总氮,可溶性总氮,硝态氮和铵态氮流失率均在玉米拔节期最大,平均值分别为25.04、20.34、16.20和0.22 mg·m^-2·min^-1。在玉米全生育期壤中流中总氮,可溶性总氮和硝态氮流失量与壤中流量呈现显著线性关系,且均在玉米拔节期表现为斜率最大。（4）玉米各生育时期侵蚀泥沙中氮素流失率均随降雨时间延长而增加,但在玉米苗期表现为增幅最大,平均值为0.92 mg·m^-2·min^-1。在玉米全生育期,侵蚀泥沙中氮素流失量与侵蚀泥沙量呈现极显著线性关系。（5）地表径流中不同形态氮素流失量均在玉米苗期和拔节期最大,壤中流中总氮流失量则在玉米拔节期和抽雄期最大,侵蚀泥沙中氮素流失量在玉米苗期最大。壤中流为研究区坡耕地氮素流失的主要途径,占氮素流失总量的64.07%-83.39%。可溶性总氮为径流中氮素流失主要形态,以硝态氮为主要形态。【结论】1.5 mm·min^-1降雨强度下,地表径流和壤中流中总氮流失量分别在玉米苗期和拔节期最高,可溶性总氮和硝态氮流失量均在拔节期最高,存在水体富营养化潜在风险,控制苗期地表径流量和拔节期壤中流量可减少该区域氮素流失量。     

四川紫色土坡耕地磷素渗漏迁移初探

通过对川中丘陵区冬小麦-夏玉米轮作条件下,玉米季不同施肥试验田渗漏水的观测与分析,研究了紫色土坡耕地在天然降雨时渗漏水的产流规律及土壤磷素的淋溶迁移特征。结果表明,渗漏水量与降雨量呈明显的指数关系,与雨强大小没有直接关系。暴雨下渗漏水中的DTP及PO34--P含量变化过程呈现明显的二次波峰规律。不同的施肥条件显著影响渗漏水的DTP含量,NP处理最高,DTP含量达到了0.047mg·L-1。PO43--P是DTP的主要组成形态,占了DTP的62%～85%。不同施肥处理渗漏水的DTP迁移总量为4.0～7.5g·hm-2。     

保护性耕作对黄土高原坡耕地水土流失的影响

[目的]为有效的防治黄土高原坡耕地水土流失,提高坡耕地持续利用。[方法]在陇中半干旱区6°～7°的坡耕地上,设传统耕作下春小麦与苜蓿间作（TWL）、马铃薯与苜蓿间作（TPL）、鹰嘴豆与苜蓿间作（TCL）、免耕秸秆覆盖下春小麦与苜蓿间作（NTSWL）、马铃薯与苜蓿间作（NISPL）、鹰嘴豆与苜蓿间作（NTSCL）6个处理,进行保护性耕作的定位研究,并分别探讨保护性耕作对每种间作方式的土壤容重、饱和导水率以及水土流失的影响。[结果]结果表明,与传统耕作（T）相比,免耕秸秆覆盖（NTS）增大了土壤的容重,提高了表土的饱和导水率,使土壤的稳定性有所提高,水分易于入渗。免耕秸秆覆盖（NTS）可明显减少土壤侵蚀量和径流量。[结论]保护性耕作是控制黄土高原半干旱区坡耕地水土流失的有效措施。     

土壤侵蚀对紫色土坡耕地耕层物理及力学特性的影响

【目的】紫色土坡耕地是南方丘陵区农业生产重要的耕地资源,其耕层土壤退化主要为物理退化。为了探讨土壤侵蚀对紫色土坡耕地耕层物理特性及力学特性退化的影响,在耕层土壤退化分级的基础上,定量分析了不同侵蚀程度下紫色土坡耕地耕层物理、力学特性及土壤退化指数的变化特征。【方法】采用铲土侵蚀模拟试验方法,以未侵蚀地块为对照组(CK),对比分析了侵蚀5 cm(S-5)、10 cm(S-10)、15 cm(S-15)、20 cm(S-20)条件下紫色土坡耕地耕层土壤渗透性、土壤力学特性及土壤退化指数变化特征,对坡耕地耕层物理、力学特性的退化程度进行了定量分析。【结果】(1)紫色土坡耕地不同侵蚀程度下耕层土壤渗透性为CK>S-5>S-10>S-15>S-20,土壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率、饱和导水率随着侵蚀程度加剧而降低,S-20土壤渗透性能最差;不同侵蚀程度下紫色土坡耕地均表现为0—20 cm土层的土壤渗透性指标高于20—40 cm土层的。(2)紫色土坡耕地不同侵蚀程度耕层土壤力学性质为CK相似文献   

水蚀风蚀交错区坡耕地不同耕作措施水温效应研究

通过对坡耕地保护性耕作水温效应的研究,为水蚀风蚀交错区提供多种有效的耕作措施,并为当地农田采用合理的耕作措施提供依据。运用定位监测和数理统计的方法,研究黄土高原水蚀风蚀交错带坡耕地传统耕作与免耕、秸秆覆盖、地膜覆盖、起垄地膜覆盖、套种5种保护性耕作措施陡坡地的水温效应。结果表明,秸秆覆盖、免耕、地膜覆盖都能够显著提高表层水分含量,而深层免耕水分含量较低,秸秆覆盖水分含量较高;各保护性耕作都有在气温低时保温和在高温时降温的作用。各保护性耕作对水温有正效应,其中秸秆覆盖更优于其他保护性耕作。     

坡耕地土壤酶流失规律

本文通过对淳化县泥河沟侵蚀试验小区土壤及流失泥沙中酶活性的测定,研究了坡地土壤及泥沙中酶的变化规律及其与土壤流失量的定量关系。结果表明：坡耕地土壤酶的流失随耕地坡度增大而减小,呈指数关系变化,这种变化与耕地土壤中酶活性相一致,且流失泥沙中酶除脲酶外均高于土壤中酶活性,呈现出高肥力土壤高流失,低肥力土壤低流失的基本规律。并提出了坡地土壤酶流失预测模型