玉米间作马铃薯及起垄的水土保持效应

【目的】探讨间作体系下地表特性(如地表糙度)对土壤侵蚀的影响。【方法】结合野外和人工模拟降雨试验,观测了种植方式(单作玉米,单作马铃薯和玉米马铃薯间作)和耕作(起垄和无垄)方式下的径流和侵蚀量特征。【结果】大田条件下起垄和种植方式具有显著的交互效应(P <0. 01)。间作起垄的径流量显著低于间作无垄(P <0. 05)、玉米起垄(P <0. 01)和玉米无垄(P <0. 001)。侵蚀量的结果与径流量相一致,间作起垄的侵蚀量分别比间作无垄、玉米起垄和玉米无垄减少了82. 29%、52. 16%和30. 02%。模拟条件下间作高垄的径流量最低,40和80 mm/h降雨强度下间作高垄的径流量低于间作低垄、玉米高垄和玉米低垄。侵蚀量的变化与径流量相类似,7月初40 mm/h降雨强度下间作高垄、间作低垄、玉米高垄的侵蚀量分别比玉米低垄减少了39. 39%、45. 90%和67. 21%。【结论】间作条件下起垄控制土壤侵蚀效果最好,这对于区域土壤侵蚀的防治具有重要的指导意义。

秸秆覆盖对种植烤烟坡耕地土壤侵蚀的影响

【目的】探讨秸秆覆盖对种植烤烟坡耕地土壤侵蚀的影响,为坡耕地可持续利用提供理论依据。【方法】采用室内人工模拟降雨法,以烤烟K326为材料,分别设3个降雨强度(40、80和120 mm/h)和3个秸秆覆盖量(3750、7500和15000 kg/ha),以无秸秆覆盖为对照,观测烤烟不同生育期径流量和产沙量,并进行不同因素与径流量和产沙量的相关性分析及回归分析。【结果】随着降雨历时的推移,产流速率先上升而后趋于稳定;随着秸秆覆盖量的增加,产流速率和产沙速率逐渐降低,当秸秆覆盖量达7500和15000 kg/ha时,两者水土保持效果较接近,其平均产流速率和平均产沙速率分别为0.19、0.14 L/(m^2·min)和0.05、0.03 g/(m^2·min);径流量和产沙量随降雨强度的增加而上升,两者均与降雨强度呈极显著正相关(P<0.01,下同);秸秆覆盖量越高,径流量和产沙量越低,3个秸秆覆盖处理的径流量和产沙量较对照分别降低48.67%~81.62%和57.63%~89.98%;无秸秆覆盖时,径流量和产沙量随叶面积指数的增加而降低,径流量和产沙量与叶面积指数呈负相关,但仅产沙量达显著水平(P<0.05);双因素方差分析结果表明,秸秆覆盖量、叶面积指数及两者交互作用对径流量和产沙量均有极显著影响,以秸秆覆盖量对产流产沙的贡献最大;基于降雨强度(RI)、秸秆覆盖量(ST)和叶面积指数(LAI)建立径流量(Yr)和产沙量(Ys)的最优回归方程分别为Yr=19.136-0.003×ST+0.356×RI-1.216×LAI和Ys=7.711-0.001×ST+0.152×RI-0.854×LAI,对应的决定系数(R2)为0.630和0.577,方程拟合度均达极显著水平。【结论】秸秆覆盖或烤烟冠层均能有效降低坡耕地径流量和产沙量,当两者同时存在时秸秆覆盖起主导作用,以7500 kg/ha秸秆覆盖量对土壤侵蚀的抑制效果较好。

降雨强度和秸秆覆盖对坡耕地烤烟降雨入渗特征的影响

【目的】探讨不同降雨强度下秸秆覆盖对降雨入渗的影响,为提高坡耕地雨水资源利用效率及土壤侵蚀的防治提供理论依据。【方法】以烤烟为供试材料,采用人工模拟降雨法,分析了不同降雨强度(40、80和120 mm/h)、秸秆覆盖量(0、3750、7500、15000 kg/hm2)和叶面积指数条件下降雨入渗率的变化特征。【结果】随着降雨时间延长,降雨入渗率呈下降趋势,并逐渐趋于稳定,且秸秆量越高,入渗率趋于稳定的时间越短。平均入渗率随降雨强度和秸秆量的增加而上升,且不同降雨强度间存在显著性差异。当无秸秆覆盖时,烤烟冠层可以显著增加降雨入渗率;而当秸秆覆盖量达到7500 kg/hm2和15000 kg/hm2时,烤烟冠层覆盖会不利于降雨入渗。平均入渗率分别与降雨强度和秸秆量呈极显著正相关关系,而与叶面积指数相关性不显著。【结论】降雨强度、秸秆覆盖和烤烟冠层覆盖均是影响坡耕地降雨入渗的关键因素。在相同降雨强度下,虽然秸秆覆盖或烤烟冠层均可有效提升降雨入渗率,但当两者共同作用时,秸秆覆盖为主要影响因素。

模拟降雨条件下烤烟植株对降雨再分配及产流的影响

【目的】明确烤烟植株对降雨再分配及产流的影响,为坡耕地土壤侵蚀的防治及可持续利用提供理论依据。【方法】采用室内人工模拟降雨法,测定了40,80和120 mm/h降雨强度下烤烟旺长期的茎秆流、穿透雨、径流和渗漏,并进一步探讨了茎秆流和穿透雨与产流的关系。【结果】茎秆流量、穿透雨量和穿透雨率与降雨强度呈极显著正相关关系,而茎秆流率则与降雨强度呈极显著负相关关系;不同降雨强度下茎秆流率和穿透雨率分别为24.66%~28.79%和71.21%~75.34%。当降雨强度为40 mm/h时,茎秆流几乎不参与径流形成,当降雨强度为80和120 mm/h时,茎秆流再分配后形成径流和渗漏的比例分别为16.90%~20.54%和79.46%~83.10%;穿透雨再分配后形成径流和渗漏的比例分别为40.14%~66.19%和33.81%~59.86%。径流中来源于茎秆流和穿透雨部分的比例分别为0.82%~10.07%和89.93%~99.18%,而在渗漏中来源于茎秆流和穿透雨部分的比例分别为42.19%~44.21%和55.79%~57.81%。【结论】降雨经烤烟植株再分配后,茎秆流主要形成了渗漏,对地表径流的贡献相对较小;而穿透雨主要形成了径流和渗漏,是两者的主要来源。