種植大豆對黃土區(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引起土地質(zhì)量下降，降低土地生產(chǎn)力，同時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)非點源污染的主要形式。隨著點源污染得到了有效治理和控制，由農(nóng)業(yè)非點源污染引起的水環(huán)境質(zhì)量下降等一系列環(huán)境問題日益突出，嚴重的水土流失已成為制約黃土高原經(jīng)濟和社會發(fā)展及影響當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境

2、的一個重要因素。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水土流失治理工作的重點。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土壤抗侵蝕能力的影響及其作用機理，將會進一步完善作物防治水土流失的機理研究，為更好地指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論基礎。本文以有大豆種植的坡耕

3、地土壤為研究對象，設計并進行以人工模擬降雨及土壤抗侵蝕能力測定等為基礎的一系列試驗，研究了大豆根系對坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙及土壤靜水崩解速率、抗沖性和抗剪強度等的影響，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，在大豆始粒期達到最小值，而大豆根系對土壤抗靜水崩解性能的增強效應隨大豆生育期的推進呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，在大豆始粒期達到最大值，大豆根系對各土層土壤抗靜水崩解性能的增強率最高可達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。
　　(2)土體中大豆根系的存在可明顯增強土壤抗沖性。通過對大豆各生育期各土層土壤抗沖性的觀測，有大豆生長坡面各土層土壤抗沖系數(shù)均高于同時期裸地土壤，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，開花期之后則表現(xiàn)

5、為5-10 cm土層土壤抗沖性最強。全生育期大豆根系對土壤抗沖性的增強值最高可達6.51 min·g-1。
　　(3)大豆根系對土壤抗剪強度的增強作用明顯，但在不同生育期對各土層的增強效應有所差異。在同一土層，隨著大豆的生長，土壤抗剪強度呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢，且有大豆生長的坡面土壤抗剪強度均大于裸地。同一生長期，土壤抗剪切強度則隨著土層深度的增加，呈現(xiàn)出逐漸增強的趨勢。大豆全生育期對土壤抗剪切強度增強率最高可達到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，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的根系長度相關性達到極顯著水平，在今后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可以注重培育根系發(fā)達、尤其是直徑為0-0.5 mm根系發(fā)達的大豆品種，以提高作物對坡面的保護作用，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)流開始時間，并延緩徑流強度峰值出現(xiàn)的

7、過程，減少徑流含沙量，降低坡面產(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％。大豆根系對坡面徑流侵蝕產(chǎn)沙的抑制作用大于其對坡面徑流量的抑制作用，與裸地處理相對比，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％，大豆根系對坡面的保護主要體現(xiàn)在降低徑流泥沙含量，減少坡面土壤流失量方面