種植大豆對(duì)黃土區(qū)土壤抗侵蝕能力的影響研究.pdf

1、黃土高原土地遼闊，自然資源豐富，但土地多以坡耕地形式存在。由于人們對(duì)土地的不合理利用以及自然因素的作用，黃土高原水土流失廣泛發(fā)生。普遍發(fā)生的水土流失不僅會(huì)引起土地質(zhì)量下降，降低土地生產(chǎn)力，同時(shí)也因徑流泥沙中攜帶有大量養(yǎng)分，造成土壤養(yǎng)分流失，水土流失已成為農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的主要形式。隨著點(diǎn)源污染得到了有效治理和控制，由農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染引起的水環(huán)境質(zhì)量下降等一系列環(huán)境問(wèn)題日益突出，嚴(yán)重的水土流失已成為制約黃土高原經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展及影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境

2、的一個(gè)重要因素。坡耕地是黃土高原土壤侵蝕的主要發(fā)生地，防治坡耕地土壤侵蝕已成為我國(guó)水土流失治理工作的重點(diǎn)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是黃土高原地區(qū)的主要生產(chǎn)方式，坡耕地作物種植在這一地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中比重很大。由于土壤抗侵蝕能力是影響土壤侵蝕最重要的因素之一，深入開(kāi)展有作物覆蓋的土壤抗侵蝕能力特征研究，探討作物全生育期地下部分對(duì)土壤抗侵蝕能力的影響及其作用機(jī)理，將會(huì)進(jìn)一步完善作物防治水土流失的機(jī)理研究，為更好地指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。本文以有大豆種植的坡耕

3、地土壤為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)并進(jìn)行以人工模擬降雨及土壤抗侵蝕能力測(cè)定等為基礎(chǔ)的一系列試驗(yàn)，研究了大豆根系對(duì)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙及土壤靜水崩解速率、抗沖性和抗剪強(qiáng)度等的影響，得出的主要結(jié)論如下:
　　(1)土壤崩解速率隨大豆生育期的延伸表現(xiàn)出先減小后增加的趨勢(shì)，在大豆始粒期達(dá)到最小值，而大豆根系對(duì)土壤抗靜水崩解性能的增強(qiáng)效應(yīng)隨大豆生育期的推進(jìn)呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，在大豆始粒期達(dá)到最大值，大豆根系對(duì)各土層土壤抗靜水崩解性能的增強(qiáng)率最高可達(dá)73％

4、。在垂直方向上，不同生育期土壤崩解速率表現(xiàn)出一定的差異，在大豆開(kāi)花期之后，5-10 cm土層土壤崩解速率均低于其他兩土層，即該層土壤抗靜水崩解性能最強(qiáng)。
　　(2)土體中大豆根系的存在可明顯增強(qiáng)土壤抗沖性。通過(guò)對(duì)大豆各生育期各土層土壤抗沖性的觀測(cè)，有大豆生長(zhǎng)坡面各土層土壤抗沖系數(shù)均高于同時(shí)期裸地土壤，同一土層土壤抗沖性隨著大豆生育期的延伸先增強(qiáng)后減弱，而在垂直方向上，在苗期與分枝期，0-5 cm土層土壤抗沖性最強(qiáng)，開(kāi)花期之后則表現(xiàn)

5、為5-10 cm土層土壤抗沖性最強(qiáng)。全生育期大豆根系對(duì)土壤抗沖性的增強(qiáng)值最高可達(dá)6.51 min·g-1。
　　(3)大豆根系對(duì)土壤抗剪強(qiáng)度的增強(qiáng)作用明顯，但在不同生育期對(duì)各土層的增強(qiáng)效應(yīng)有所差異。在同一土層，隨著大豆的生長(zhǎng)，土壤抗剪強(qiáng)度呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì)，且有大豆生長(zhǎng)的坡面土壤抗剪強(qiáng)度均大于裸地。同一生長(zhǎng)期，土壤抗剪切強(qiáng)度則隨著土層深度的增加，呈現(xiàn)出逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)。大豆全生育期對(duì)土壤抗剪切強(qiáng)度增強(qiáng)率最高可達(dá)到58.15％。

6、
　　(4)土壤抗侵蝕能力與土體中根系參數(shù)含量密切相關(guān)，其中受根重密度、根系體積及表面積影響最為顯著，且與根徑小于0.05 mm的根系長(zhǎng)度相關(guān)性達(dá)到極顯著水平，在今后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可以注重培育根系發(fā)達(dá)、尤其是直徑為0-0.5 mm根系發(fā)達(dá)的大豆品種，以提高作物對(duì)坡面的保護(hù)作用，降低土壤侵蝕危害。
　　(5)在人工模擬降雨條件下，與裸地處理相比，大豆植株的存在可有效減緩坡面徑流的形成，推遲產(chǎn)流開(kāi)始時(shí)間，并延緩徑流強(qiáng)度峰值出現(xiàn)的

7、過(guò)程，減少?gòu)搅骱沉浚档推旅娈a(chǎn)流量及產(chǎn)沙量，其中保留完整植株坡面徑流量較裸地坡面徑流量降低34.21％-58.16％，較裸地坡面產(chǎn)沙量降低73.86％-80.28％。大豆根系對(duì)坡面徑流侵蝕產(chǎn)沙的抑制作用大于其對(duì)坡面徑流量的抑制作用，與裸地處理相對(duì)比，僅保留大豆根系坡面徑流量較裸地坡面徑流量降低9.70％-14.78％，較裸地坡面產(chǎn)沙量降低38.35％-64.92％，大豆根系對(duì)坡面的保護(hù)主要體現(xiàn)在降低徑流泥沙含量，減少坡面土壤流失量方面