南方紅壤區(qū)玉米生育期坡地土壤抗侵蝕性特征.pdf

1、在深入分析玉米根系生長(zhǎng)特性的基礎(chǔ)上，選取南方紅壤丘陵區(qū)坡耕地為研究對(duì)象，結(jié)合玉米各生育期根系的生長(zhǎng)特點(diǎn)和在垂直土層中的分布規(guī)律，采用室外實(shí)驗(yàn)與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，對(duì)玉米4個(gè)典型生育期（苗期、穗期、開花期、粒期）根系力學(xué)性質(zhì)和含根土壤的抗蝕性、抗沖性、抗剪強(qiáng)度變化規(guī)律及其影響因素進(jìn)行了深入研究，以期為南方紅壤丘陵區(qū)坡耕地科學(xué)選育玉米品種、耕作區(qū)水土流失防治提供一定的理論支撐和技術(shù)參考，全文主要結(jié)論如下:
　　(1)采用土粒浸水實(shí)驗(yàn)

2、，對(duì)玉米地土壤抗蝕指數(shù)時(shí)空動(dòng)態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行了測(cè)定分析，結(jié)果表明:隨著浸水時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤抗蝕指數(shù)均呈逐漸下降的趨勢(shì)，具體下降幅度在生育期和垂直土層方向上呈現(xiàn)出一定的差異性。苗期和穗期下降幅度較開花期和粒期大，10-20cm土層各生育期下降幅度最小。玉米在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)對(duì)土壤的抗蝕性產(chǎn)生一定的增強(qiáng)效應(yīng)，這種增強(qiáng)效應(yīng)在生育期方向上呈逐漸增加的趨勢(shì)，在垂直土層方向上呈先增加后減小的趨勢(shì)，以粒期為例，10-20cm土層抗蝕性增強(qiáng)率為72.11％，

3、是0-10cm土層的1.54倍，20-30cm土層的3.04倍。土壤抗蝕性與有機(jī)質(zhì)、＞2mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體和呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)，與＜0.25mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體呈顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05)。土壤根系特征參數(shù)中，根系總體積、總根長(zhǎng)、＜1mm根長(zhǎng)與土壤抗蝕性呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)。
　　(2)不同生育期和土層玉米根系對(duì)土壤抗沖性增強(qiáng)效應(yīng)不同，選擇無(wú)根系土壤（裸地）作為對(duì)照，隨著生育期的推進(jìn)，玉米根系對(duì)土壤抗沖性的強(qiáng)化率均

4、呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，均于開花期強(qiáng)化率達(dá)到最大，在垂直土層方向上分別為122％、192％和167％。土壤容重、有機(jī)質(zhì)和＞2mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體數(shù)量的增加能顯著提高土壤抵抗徑流破壞推移的能力，玉米根系特征參數(shù)中，根系總表面積、總根長(zhǎng)和＜1mm根長(zhǎng)與土壤抗沖性均達(dá)到極顯著正相關(guān)水平(P＜0.01)，根系總體積與土壤抗沖性達(dá)到顯著正相關(guān)(P＜0.05)。
　　(3)隨著根系直徑的增大，各個(gè)生育期玉米單根的抗拉力都呈冪函數(shù)增大。不同時(shí)期根系

5、平均抗拉力從大到小依次為開花期(23.67N)＞粒期(22.95)＞穗期(12.45N)＞苗期(5.18N)，而且在每一徑級(jí)內(nèi)不同時(shí)期玉米根系的抗拉力都服從這種規(guī)律。單根抗拉強(qiáng)度與根系直徑呈冪函數(shù)負(fù)相關(guān)關(guān)系。纖維素、綜纖維素、木纖比與玉米根系的力學(xué)性質(zhì)之間有較好的線性關(guān)系，具體表現(xiàn)為:纖維素和綜纖維素與根系抗拉力呈極顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.01)，而木纖比與其呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)，抗拉強(qiáng)度與木纖比呈極顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.01)，與

6、纖維素和綜纖維素呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)。
　　(4)同一土層土壤粘聚力C隨玉米生育期推進(jìn)呈先增大后減小的趨勢(shì)，均于開花期達(dá)到最大;同一生育期內(nèi)，土壤粘聚力C表現(xiàn)出隨土層加深而持續(xù)增加的分布特征;內(nèi)摩擦角ψ在土層和生育期方向上的變化特征與土壤粘聚力C相似，但變化幅度小于粘聚力C。與裸地相比，玉米根系的生長(zhǎng)分布可以有效增加土壤的粘聚力C和內(nèi)摩擦角ψ，且這種增強(qiáng)效應(yīng)在土壤粘聚力C上表現(xiàn)的更加突顯。在影響土壤抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的因素中，