等高植物篱技术研究进展

简述了等高植物篱的基本概念,国内外学者对空间结构如最大带间距、最小带间距以及带内结构研究概况、布设与管理,分析了植物篱的综合效益,并指出该技术存在的问题及其发展趋势。     

等高固氮植物篱模式对坡耕地土壤养分的影响

对坡耕地土壤剖面养分的研究结果表明，等高固N植物篱模式对养分的影响表现在对养分的归还和在土壤剖面的再分配。培植植物篱5年后，该系统中与植物篱不同距离位点0－40cm土层土壤有机质和全N含量分别比对照高1.2-2.3倍和0．5－0．7倍，有效磷和速效钾显著增加，表明植物篱可有效改善土壤养分状况。研究结果还表明在植物篱模式下0－60cm土层土壤有机质和全N含量均比种植带相应土层高，0－20cm土层有效磷和有效钾含量明显比种植带各位点相应土层高，表明植物篱与农作物之间无养分竞争；种植带下部0－40cm土层养分状况比种植带中部和上部相应土层优越，种植带上部各土层养分状况最佳；植物篱内40cm以下土层中有效磷和速效钾含量比种植带下相同土层低，说明植物篱根系可将土壤深层的P、K吸收并通过刈割枝叶返还种植带，发挥养分泵的功能。因此，植物篱通过生物固N和养分泵的功能提高种植带上层土壤养分含量和促进矿物养分循环。     

三峡库区等高绿篱技术对土壤物理性质的影响

等高绿篱是目前国内外广泛采用的一种十分有效的坡耕地植被恢复和水土保育技术,被认为是三峡库区农业生态系统持续发展的有效途径之一。以等高绿篱（新银合欢和黄荆）篱前淤积土为研究对象,评估等高绿篱一坡地农业复合种植模式下不同土层深度、不同距篱（坎）距的土壤水分及物理性质变化特征。结果显示：绿篱处理的土壤非毛管孔隙度、饱和入渗率、饱和含水量和自然含水量均高于石坎梯田处理,而土壤密度和田间持水量均小于石坎梯田处理,尤其在表层和第2层,其差异更明显,等高绿篱保育土壤效益显著;同一土层,随距篱（坎）距延长,绿篱处理的土壤密度、自然含水量逐渐增大,土壤非毛管孔隙度、饱和入渗率和饱和含水量逐渐减小,而石坎梯田处理的变化不明显;随土层加深,各处理的土壤密度、自然含水量均相应逐渐增大,土壤非毛管孔隙度、饱和入渗率和饱和含水量均相应逐渐减小,且处理之间差异也逐渐缩小;距篱（坎）远近间接反映了绿篱处理对土壤水分及物理性质的影响程度,距篱越近,影响越大;新银合欢处理与黄荆处理之间相比,效应相当。     

等高固氮植物篱值得大力推广

等高固氮植物篱营造费用仅为坡改梯的10%～17%,一般种植3年后可降低地表径流53%～74%,减少土壤流失97%～99%,并使土壤有机质增加20%～31%,全氮增加70%以上,作物产量增加30%～60%。常规耕作几年后坡地渐成梯地,成为群众的基本农田,可减少陡坡开垦并有效缓解农村"三料"俱缺的矛盾。在四川宁南等地的试验及推广应用效果良好,受到了国内外各界人士的好评,推广应用前景广阔。     

干旱河谷区坡耕地等高植物篱种植系统土壤水分动态研究

金沙江干旱河谷区坡耕地固氮植物篱种植模式的研究结果表明 ,植物篱与农作物利用土壤水分的深度不同 ,植物篱在旱季主要利用 5 0 cm以下深层土壤水分来度过严酷的旱季 ,在雨季促进水分向深层土壤渗透 ,提高 0～ 15 0 cm土层贮水量 ;据剖面含水量的变异程度可将剖面分为 4个层次 :水分剧变层、水分渐变层、水分弱变层和水分稳定层 ,其中植物篱模式下剧变层为 0～ 30 cm,渐变层为 30～ 10 0 cm ,弱变层为 10 0～ 15 0 cm,稳定层在15 0 cm以下 ,而传统耕作坡地和裸坡地 (梯地 )分别为剧变层 0～ 30 cm,渐变层为 30～ 5 0 cm,弱变层为 5 0～ 12 0cm ,稳定层在 12 0 cm以下 ,渐变层厚度显著小于植物篱种植模式。植物篱模式提高系统中土壤水分周转库容 ,不仅有利于雨季调节地表径流 ,而且有利于旱季改善土壤水分条件。在时间上 ,一个旱季 -雨季周期内干热河谷坡耕地土壤水分动态可分为 3个时期 :水分消耗期、水分补给期和水分平稳期     

西南山区等高植物篱和植物固结地埂的水土保持功能的理解

水土流失是个世界范围的严重环境问题,比如由于丰沛的降雨和陡坡耕作,造成的中国西南部偏僻山区的坡耕地水土流失.这些区域采取了多种保持土壤措施减少土壤流失,可当地农民并不接受引进的等高植物篱措施;而植物固结地埂是一项传统的且当地农民乐意接受的水土保持措施.本文比较了等高植物篱和植物固结地埂的结构,设置3种植物固结地埂高度0 (CK)、10cm (H10H)、和15 cm (H15H),分析了等高植物篱(H0H)和上述3种地埂高度的植物固结地埂对径流、侵蚀量的影响及产投比和经济效益,旨在理解当地农民的选择.研究结果显示最明显的区别是植物固结地埂具有一定高度的地埂能够方便农事活动并且有效减少水土流失.植物固结地埂的第2个处理(H15H)比无地埂无植物篱的坡耕地处理(CK)减少径流55.56％±6.25％,减少侵蚀量79.26％±3.50％.不同处理的径流量、土壤侵蚀减少量和土壤抗蚀性变化顺序为:H15H＞H10H＞H0H＞CK.H15H的产投比最高为1.52.与其他试验处理相比,虽然H15H措施需要的劳动力更多,但它具有较高的植物篱收获量和产投比以及较强的抗冲蚀性.因此,西南地区坡耕地上推荐具有15 cm地埂高度的植物固结地埂措施(H15H),甚至该项水土保持措施可适用于与西南地区气候相似的其它区域或是其它国家.     

等高固氮植物篱控制坡耕地地表径流的效果

在金沙江干旱河谷坡耕地上进行等高固氮植物篱试验结果表明 ,种植植物篱后 ,坡耕地上不论是　　　　单次降雨产生的径流还是累积地表径流量均显著降低 ,幅度为 2 6 %～ 6 0 %。同时 ,植物篱对控制暴雨产生的地表径流尤其有效 ,这对防治山区坡耕地由于暴雨产生水土流失很有意义。坡耕地径流的季节分布表明 ,在干旱河谷区 ,坡耕地径流主要产生于雨季中后期 ,与土壤侵蚀主要发生在雨季前期有所不同。     

植物篱对紫色土区坡地不同土层土壤物理性质的影响

通过对土壤0-20 cm及20-40 cm土层土壤微团聚体、机械组成、容重及含水率的测定,研究了新银合欢植物篱对紫色土区坡地土壤物理性质的影响。结果表明:在小区坡度为10°条件下,植物篱对于农耕地小区土壤微团聚体的影响作用大于经济林地小区的。对农耕地小区土壤0-20 cm层微团聚体粒级为0.05～0.02,0.01～0.005,0.005～0.002,0.002 mm的质量百分含量影响作用显著;对20-40 cm土层经济林地小区粒级为0.25～0.05 mm土壤微团聚体、农耕地小区粒级为0.002 mm土壤微团聚体质量百分含量影响作用显著。在农耕地土地利用方式条件下,植物篱对坡度为10°及15°小区的土壤微团聚体在垂直方向分布也有很大程度影响作用,对土壤0-20 cm层各粒级土壤微团聚体的影响作用要大于对土壤20-40 cm层的影响作用。植物篱对于坡度为10°小区土壤机械组成的影响作用大于15°小区的。植物篱对于农耕地及经济林地小区土壤含水率及容重影响作用不显著。植物篱对土壤结构的改善、土壤结构性能的提升效果明显。     

等高植物篱种植模式及其应用中存在的问题

等高植物篱技术是一种坡耕地上低投入、高收益的保护性耕作和持续利用技术。坡耕地采用植物篱种植模式进行水土保持和生态环境治理,能达到明显的保水保土效果,同时能产生显著的经济效益和社会效益。但其推广应用效果不理想,这是因为实施前期收益不明显,作物产量提高滞后,农户管理水平低等因素阻碍了这项水土保持措施的实施。因此,要实施该项技术,应筛选经济价值高的植物篱品种,科学规划篱笆带间距和种植密度,立足山区实际开展技术培训,多渠道筹措资金等。     

等高固氮植物篱技术在坡耕地可持续耕作中的应用

等高固氮植物篱技术是利用固氮植物能够固氮、生长快和具多用途的特点，在坡耕地上建立高密度植物篱。通过枝叶还田及腐根和枯枝落叶，有改善土壤肥力、团粒结构及水分渗透率，加上植物篱的机械阻档，联系人针表径流50％－70％，减少土壤侵蚀97％－99％，土壤全氮含量增加65％－103％，有机质含量增加达25％－35％，农作物增产达 30％－60％。该技术具有投入低、操作简便、实用性强、效果显著、效益多样的特点。该技术综合地解决了山区坡耕地水土保持和土壤培肥的问题和用地、养地的矛盾，可实现坡耕地的可持续耕作利用，值得在我国山区大力推广。     

等高绿篱-坡地农业复合系统土壤CO_2排放特征

基于2008年12月初至翌年6月初绿篱-冬小麦复合系统土壤CO2全生长季的观测,研究了绿篱复合种植及其枝叶不同还田(移出/AR、翻施/AI和表施/AC)方式下土壤CO2的排放特征。结果表明,整个冬小麦生长期间,各处理土壤CO2排放具有相似的季节变化趋势,小麦生长旺盛期明显高于越冬期和成熟期。绿篱复合种植及其枝叶还田显著影响土壤CO2排放,与作物单作(CK)处理相比,AR处理土壤CO2平均排放通量降低了9.07%,而AI和AC处理分别增加了35.70%和8.42%。土壤温度、作物生长及土壤微生物生物量碳是影响土壤CO2排放的主要因素。土壤CO2排放通量与土壤温度呈显著或极显著指数正相关,其中与10 cm处土壤温度的相关性最高;同时,土壤CO2排放与0~5 cm土层微生物生物量碳含量及小麦地下生物量均呈显著线性相关;土壤水分对土壤CO2排放的影响居于次要地位。     

等高绿篱——坡地农业复合系统土壤性质空间变异

土壤性质空间变异是一种普遍现象,但等高绿篱——坡地农业复合系统中土壤性质空间变异的研究较少。本文以设置在三峡库区王家桥小流域的香根草（Vetiveria zizanioides）绿篱试验小区为研究对象,从径流小区尺度探讨了不同措施对土壤性质空间变异的影响。结果表明,绿篱种植可降低O．2～0．002mm粒级团聚体的空间变...     

三峡库区紫色土坡地桑基植物篱水土保持作用研究

以传统种植模式为对照,对桑基植物篱模式拦蓄径流、泥沙及改善土壤抗蚀性的效应进行了较为系统的研究。结果表明:桑基植物篱模式下土壤抗蚀性有较大程度的提高,表层土团聚度和团聚状况分别较传统种植模式提高25 2%和50 6%,而分散率则下降了3 7%,水稳性指数为传统顺坡种植的1 9倍,前10min水稳性团聚体破坏率仅为传统种植模式的57 2%。同时,桑基植物篱的应用能有效地减少紫色土坡地的水土流失,尤以侵蚀量和径流含沙量的减少和降低更为明显,与传统种植模式相比,径流量和径流系数减少或降低了10 34%～20 00%,侵蚀量减少了55 23%～67 84%,径流含沙量减小了48 60%～59 80%;在大雨强时桑基植物篱对减少养分的流失总量和富集比效果也相当显著。该技术的应用可有效地保证紫色土坡地土壤对降雨的充分入渗,减少面源污染,保持坡耕地的土地生产力。     

华南典型人工林的土壤物理性质及其水源涵养功能

对杉木、马尾松、湿地松、尾叶桉和马占相思林的土壤物理性质、凋落物持水量以及土壤贮水性能进行了研究。5种林分土壤的毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度均为上层大于下层,而土壤容重为上层小于下层。总体来看,5种林分中杉木和马占相思林土壤疏松、孔隙度大;尾叶桉林土壤紧实、孔隙度小,马尾松林和湿地松的土壤孔隙度中等。凋落物最大持水量呈现杉木林(18thm-2)>马占相思林(15thm-2)>尾叶桉林(14thm-2)>马尾松林(11thm-2)>湿地松林(10thm-2)。土壤是森林涵养水源的主体,其最大持水量占林地最大持水量的99%以上,顺序为杉木林地和马占相思林(2064和2061thm-2)>湿地松林(2041thm-2)>马尾松林(2032thm-2)>尾叶桉林(1941thm-2)。林地最大持水量的顺序为杉木林地(2082thm-2)>马占相思林地(2076thm-2)>湿地松林地(2051thm-2)>马尾松林地(2043thm-2)>尾叶桉林地(1955thm-2)。     

固氮植物篱防治坡耕地土壤侵蚀效果研究

土壤侵蚀是坡耕地土壤退化的主要影响因子之一。在金沙江干热河谷区坡耕地的实验表明,沿坡耕地等高线种植高密度高固氮植物篱并合理经营,可有效防治土壤侵蚀。１９９７年植物篱处理的土壤侵蚀量减少到对照的１４．５％～２３．９％,１９９８年侵蚀量权为对照的１％～３％。坡耕地土壤侵蚀集中发生在雨季中期。土壤侵蚀过程也是土壤养分加速流失的过程,分析表明流失土壤中全氮和有机质在侵蚀土壤中含量分别是表土平均含量的２．３     

青海省东部黄土丘陵区主要林型土壤理化性质

以青海省黄土丘陵区16种林分类型为研究对象,通过对主要植被和林型土壤物理性质(土壤容重和孔隙度)和化学性质(有机质、氮、磷、钾)的测定与分析,研究了其林下土壤持水能力和土壤肥力状况变化。结果表明,混交林林下土壤容重的平均值最小,而林下土壤毛管孔隙度的平均值最大,说明混交林林下土壤表层疏松多孔,具有较高的水源涵养和水土保持功能。各植被类型土壤有机质、氮、磷、钾分布规律基本一致,均表现为:混交林针叶林阔叶林灌木林荒山荒坡,不同林分类型中华北落叶松林下土壤的氮元素含量最高,而磷钾含量相对偏少,青杨林林下土壤的磷元素含量最高,而氮钾含量相对偏少,白桦—糙皮桦—祁连圆柏—云杉混交林(5∶2∶2∶1)林下土壤的钾元素含量最高,而氮磷含量相对偏少。综合比较而言,混交林能很好地促进有机质、氮、磷、钾含量的增加,改善土壤养分状况,有利于土壤肥力的持续。     

Soil-water and soil physical properties under contour hedgerow systems on sloping oxisols

Hedgerows planted along the contour on steep lands in the humid tropics reduce soil erosion and build terraces over time. The objectives of this study in two Hapludoxes in the Philippines were to evaluate changes after 4 years in soil properties and soil water relations on transects perpendicular to the cropped alleys between four grass and tree hedgerow systems and a control. Hedgerow plants included Gliricidia sepium, Paspalum conjugatum, and Penisetum purpureum. Soil properties evaluated as a function of position in the alley (upper, middle, or lower elevation in an alley) included bulk density, mechanical impedance, soil water transmissivity, water retention, soil water pressure, and soil water content. In general, soil properties were not affected by hedgerow system, but were affected by position in the alley. Nearness to the hedgerow, but not hedgerow species, affected soil water distribution (P = 0.05). Plant available water at the 10–15 cm depth was 0.16 m³ m⁻³, 0.13 m³ m⁻³, and 0.08 m³ m⁻³ for the lower, middle, and upper alley position, respectively. Water transmissivity decreased from 0.49 mm s⁻¹ in the lower alley to 0.12 mm s⁻¹ in the upper alley. The lower soil water contents and soil water pressures in and near the hedgerows confirmed competition for water between the hedgerow species and the food crop in the alley, a condition that is expected to suppress food crop production.     

等高绿篱系统土壤水分入渗特性研究

以等高绿篱(新银合欢和黄荆)前淤积土与石坎梯田为研究对象.探讨等高绿篱系统与石坎梯田不同土层深度、不同距篱/坎的土壤水分人渗特性及其影响因素,并对其土壤水分入渗过程进行模型拟合.结果显示.同一土层,随距篱坎变长,各处理土壤入渗性能坎依次减弱,不同距篱绿篱处理土壤入渗性能存在较大差异,而不同距坎石坎梯田处理土壤人渗性能差异相对不明显,随土层加深,绿篱处理土壤入渗性能相应依次减弱,而石坎梯田处理土壤人渗性能急剧减弱;表层(0-0.15 m)土壤平均人渗性能,石坎梯田处理优于绿篱处理,对于二层(0.15-0.30 m)土壤平均人渗性能.绿篱处理转而优于石坎梯田处理,三层(0.30-0.45 m)土壤,各处理土壤入渗性能基本相当;黄荆处理土壤人渗性能存在明显的空间变化规律,主要通过水平和垂直两个方向来体现.其中水平方向,距篱远近间接反映了黄荆对土壤入渗性能的影响程度,距篱越近,影响越大;土壤容重、砂粘比与有机质对土壤入渗性能均有显著影响.而初始含水量仅对初始入渗率有显著影响,其中砂粘比对初始人渗率、前30 min入渗量影响最大,容重对稳定人渗率影响最大;Green-Ampt模型和Philip模型更适合本研究土壤水分入渗过程描述与模拟,且具有较高的准确性.     

三峡库区植物篱模式对土壤理化性质和可蚀性的影响

为探究不同植物篱模式对土壤理化性质及土壤可蚀性空间上的影响,以三峡库区秭归县张家冲水土保持试验站为研究区,选取经济林地小区(H1)和农耕地小区(H3)分别为"植物篱+经济林地小区"(H2)和"植物篱+农耕地小区"(H4)对照小区,对其3个坡位(上、中、下坡)和2个土层(0—20,20—40 cm)进行土壤理化性质对比分析,探讨2种植物篱配置下对土壤理化性质和可蚀性的影响。结果表明:(1)同一小区,土壤机械组成和土壤养分含量空间分异较明显,上坡与中坡、下坡差异显著(p0.05),其中土壤机械组成以砂粒为主(59.01%～63.51%),且分布于上坡,而土壤细颗粒主要分布在中、下坡,0—40 cm土层土壤养分均表现为下坡中坡上坡,全钾含量均值较其对照小区分别高3.75%～19.61%。(2)不同小区,土壤细颗粒和土壤养分含量表现为植物篱小区高于无植物篱小区,其中土壤细颗粒占比表现为H4小区(39.94%)H2小区(38.92%)H1小区(38.34%)H3小区(37.84%);土壤可蚀性K值大小与土壤细颗粒含量呈反比,即土壤细颗粒占比越大,K值越小,越不易被侵蚀,"农耕地+植物篱"(H4)较"经济林+植物篱配置"(H2)更不易被侵蚀。(3)随着土壤有机质、黏粒、全氮和全钾含量的增加,可以有效增强土壤抗侵蚀能力。土壤可蚀性K值与粉粒、黏粒分别呈极显著正相关和负相关关系(相关系数分别为1.000,-0.708),而与砂粒、有机质、全氮和全钾均无显著相关关系(p0.05)。     

带状种植系统养分供给与利用研究进展

带状种植是1种以固N植物篱为核心、农作物与植物篱相间种植的农林复合经营模式，植物篱通过修剪避免对农作物遮光，其枝叶作为覆盖物和有机肥，可提高土壤肥力。阐述了植物篱枝叶N素矿化和利用、枝叶有机碳矿化及其对土壤有机质的影响以及固N植物篱对土壤P素和其他矿质元素的供给状况，并评价了该模式下土壤养分和有机质动态。