Ecological Benefits of Compound Ridge Culture in Hillside Orchard in the Three Gorge Reservoir Area

Based on contour tillage of wide ridge and furrow covering and agro-forestry, this paper sets up a compound ridge culture mode in hillside orchards and introduces a long-term observation to the mode＇s effects on ecological benefits of water and soil conservation. A five-year study shows that compound ridge culture in hillside orchards is effective in water and soil conservation, especially in reducing soil erosion. Compared with the traditional management modes of orchards, compound ridge culture has reduced runoff amount by 41.96%-57.96%, soil erosion amount by 55.47%-67.75%. Compound ridge culture also brings an obvious reduction of soil nutrient loss and of non-point source pollution, which is of great importance for keeping and increasing the productivity of hillside orchards in the Three Gorge Reservoir Area.

三峡库区柑橘园地不同施氮模式的氨挥发特征

【目的】三峡库区柑橘园氮肥施用量大、肥料种类多,系统评估园地不同施氮模式的土壤氨排放及氮损失,为园地施肥管理提供科学依据。【方法】采用原状土柱的海绵通气法收集氨气,选取尿素氮肥(Urea-N)、硝态氮肥(NO_(3)^(-)-N)和铵态氮肥(NH_(4)^(+)-N)3种氮素来源,分别设置减量(250 kg·N·hm^(-2))、常量(500 kg·N·hm^(-2))和增量(750 kg·N·hm^(-2))3种施氮量水平处理及不施肥对照,共10种处理,观测园地土壤在不同施氮种类和施氮量条件下的氨挥发特征。【结果】施氮种类、施氮量水平均对氨挥发累积量有显著影响(P<0.05)。在3个施氮量水平下,施用尿素的氨挥发通量均在前期(1~7 d)显著高于硝态氮和铵态氮处理(P<0.01),施用尿素氮肥土壤的氨挥发累积量显著高于硝态氮和铵态氮处理,铵态氮和硝态氮肥施用之间无显著差异。3种氮肥的氨挥发量及损失率均随施氮量升高而增加,尿素施用处理在常量和增量施肥水平的氨挥发累积量分别为221.85和298.28 mg·m^(-2),是铵态和硝态氮肥处理的3.0和3.4倍。在施用尿素氮肥处理中,尿素增量施肥的损失率为28.9%,是其减量和常量水平的1.28倍和1.03倍。【结论】施氮种类和施氮量均对园地土壤的氨挥发有显著影响,增加施氮量导致氮素损失率升高,施用尿素氮肥在3种施氮量水平下的氨挥发量及损失率均高于其他氮肥施用处理。因此,园地氮肥施用应减少尿素施用量,适当增加铵态氮肥和硝态氮肥并减量施肥,以减少土壤氮素的氨挥发损失。

三峡重庆库区柑橘园氮素平衡状况研究

以三峡重庆库区柑橘种植农户调研资料和土壤测试分析数据为基础,从区域角度出发,分析了柑橘园生产体系中的氮肥施用特征和氮素平衡状况。结果表明:果园氮肥投入量为409.7kg/hm2,主要来源于复合肥和尿素;其中通过有机肥投入的氮素水平为76.51kg/hm2,主要来源于畜禽粪尿;柑橘园的总体氮盈余量为363.9kg/hm2,盈余量以奉节、江津和永川区较高;果园氮素投入与氮养分盈余量之间存在极显著的正相关关系。说明过量施用氮肥是氮盈余量高的主要原因。随着氮盈余量增加,果园土壤全氮呈增加趋势,而土壤C/N呈下降趋势,氮素盈余对土壤全氮的影响大于土壤有机质的影响。

三峡重庆库区柑橘园磷素平衡状况研究

以三峡重庆库区柑橘种植农户调查资料和土壤测试分析数据为基础,从区域角度出发,分析了柑橘园生产体系中的磷肥施用特征和磷素平衡状况。结果表明,果园磷肥平均投入量为P 228.8 kg/hm2,主要来源于复合肥和普钙;其中通过有机肥投入的磷素水平为P 32.7 kg/hm2,主要来源于畜禽粪尿。柑橘园的总体磷盈余量为P 107.6kg/hm2,其中以脐橙和锦橙园较高。果园磷素投入与磷养分盈余量之间存在极显著的正相关关系,说明过量施用磷肥是磷盈余量高的主要原因。随着磷盈余量增加,果园土壤速效磷呈增加趋势,土壤环境磷素负荷增加;以脐橙和锦橙园较高。果园较高的磷素负荷可能对三峡库区土壤和水环境具有很大的污染风险。

三峡库区部分柑桔园土壤营养状况的初步研究

研究了三峡库区忠县、丰都县和北碚区3个县(区)27个柑桔园10～35cm土层4种土壤类型的营养状况并对其作了初步分析。结果表明,3个地区柑桔园土壤pH值多数适宜柑桔生长,土壤有机质含量普遍处于低水平;多数果园土壤大量元素的有效含量处于缺乏范围;中量元素有效Ca和Mg含量较为丰富,S含量较低;微量元素的有效含量多数处于适宜范围,但碱性紫色土有效Fe和Zn含量较少;土壤pH值与有机质含量对土壤其他有效营养元素含量影响显著。综合评价三峡库区柑桔园4种土壤类型的肥力水平依次为:水稻土>酸性紫色土>黄壤土>碱性紫色土。造成这种差异的原因与成土母质及土壤受侵蚀程度不同有很大关系。

三峡库区柑橘园不同土壤管理方式对土壤温度的影响

【目的】研究土壤管理方式对土壤土层温度的影响,为三峡库区柑橘园冬季保温越冬、高温伏旱期降温抗旱提供理论依据。【方法】在重庆市忠县新立镇选取一典型库区坡地柑橘园,采用覆盖、生草、清耕和中耕4种土壤管理方式,用土壤温湿度自动记录仪测定10、30、60 cm土层温度,并用自动空气温湿度仪和自动雨量计分别测定试验点空气温湿度、降雨过程及降雨量,对测定数据进行统计分析。【结果】重庆忠县4—8月的气温高于土壤温度,土壤温度10 cm土层>30 cm土层>60 cm土层,中耕>清耕>生草>覆盖,日均最高温时,覆盖10、30、60 cm土壤温度分别比生草低0.51℃、0.02℃和0.10℃,分别比清耕低2.52℃、2.00℃和1.23℃,分别比中耕低4.67℃、3.64℃和1.42℃;9月至翌年3月的气温低于土壤温度,土壤温度60 cm土层>30 cm土层>10 cm土层,覆盖>生草>清耕>中耕,日均最低温时,覆盖10、30、60 cm土壤温度分别比生草高0.02℃、0.39℃和1.02℃,分别比清耕高1.80℃、1.98℃和1.46℃,分别比中耕高1.94℃、2.05℃和1.92℃。3月是土壤温度从低温向高温转换的过渡时期,土壤温度随土层的加深逐渐降低;9月是土壤温度从高温向低温转换的过渡时期,土壤温度随土层的加深逐渐升高。【结论】覆盖和生草有利于缓和土壤温度变化,具有低温增温和高温降温双层效用,并有利于柑橘产量和品质的提高;中耕和清耕不利于土壤温度的稳定和柑橘产量、品质的提高,尤其是中耕。

三峡库区坡地果园间植草篱的水土保持效应

坡地果园水土流失对三峡库区生态环境和农业可持续性发展构成双重压力。以皇竹草篱为纽带间植于坡地果园营建复合生态模式,对草篱拦蓄泥沙,径流的效应进行了长期观测。结果表明:草篱间植的应用能有效减少坡地果园的水土流失,尤以侵蚀量减少更为显著,与传统果园经营模式相比,径流量减少了58.71%～65.74%,侵蚀量减少了70.70%～77.92%。同时,草篱间植的应用对减少养分的流失总量效果也相当显著,对减少库区面源污染,保持和提高坡地果园的土地生产力具有重要作用,为三峡库区坡地果园的利用与保护提供了技术与模式支撑。

三峡库区坡地脐橙园保护性措施对土壤团聚体结构及碳、氮、磷含量的影响

依托三峡工程生态与环境秭归实验站的8 a长期试验,对5种保护性管理措施下坡地脐橙园土壤团聚体结构与团聚体碳、氮、磷含量分布特征进行了研究。结果表明,脐橙套种多年生白三叶草(CM)和脐橙园地面农作物秸秆覆盖(SM)处理表层土壤(0～5 cm)大于0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体平均重量直径(MWD)值、大于0.25 mm水稳性团聚体氮含量及SM处理表层土壤大于0.25 mm水稳性团聚体磷含量显著高于其他处理;脐橙套种黄花菜等高植物篱(CH)处理和脐橙园沿等高线埋设防渗膜(MM)处理表层土壤大于0.25 mm水稳性团聚体含量及CH处理的MWD值显著高于常规脐橙栽植(CK)和脐橙套种小麦-花生(PC)处理;与CK处理相比,PC处理大于0.25 mm水稳性团聚体含量、MWD值、团聚体碳含量和表层土壤团聚体氮含量没有显著变化,但5～20 cm土壤团聚体磷含量有升高趋势。团聚体MWD与大于0.25 mm水稳性团聚体和团聚体氮含量有极显著相关关系。

不同管理措施对三峡库区柑橘园土壤养分和径流氮磷流失的影响

综合考虑施肥管理方式和植物配置,本研究设置了常规施肥(CF)、常规施肥+生草覆盖(CF+GC)、常规施肥+生草覆盖+植物篱(CF+GC+PH)、水肥一体化(IWF)、水肥一体化+生草覆盖(IWF+GC)、水肥一体化+生草覆盖+植物篱(IWF+GC+PH)等管理措施,采用野外径流小区法,研究了不同管理措施对三峡库区柑橘园土壤养分及地表径流氮磷养分流失的影响。结果表明:水肥一体化柑橘园较常规施肥柑橘园土壤总氮(TN)和总磷(TP)平均高92.41%和32.45%,且配置生草覆盖和植物篱等可提高土壤总氮比例范围为17.30%~39.10%,但对总磷未见规律性影响。施肥方式以及配置生草覆盖和植物篱对土壤硝态氮(NO3-N)未表现出规律性影响,而配置生草覆盖和植物篱措施明显提升了铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量。随着降雨量的增加,各处理地表径流量均呈逐渐增加趋势。相较常规施肥管理,水肥一体化管理可有效降低地表径流量,配置生草覆盖和植物篱措施均可进一步降低地表径流量,且以水肥一体化+生草覆盖+植物篱(IWF+GC+PH)削减地表径流效果最好。水肥一体化柑橘园地表径流中TN和NO_(3)^(-)-N浓度相对较高,而TP和NH_(4)^(+)-N浓度则相对较低。同时,配置植物措施可降低TN浓度比例为15.88%~37.55%,TP为23.48%~55.54%,NH_(4)^(+)-N为14.11%~39.92%,NO_(3)^(-)-N为25.34%~47.96%。综上可知,施肥方式、施肥时间、降雨强度、地表植被配置等差异均会影响土壤养分留存以及地表径流氮磷流失,建议未来三峡库区柑橘园管理应加大推广水肥一体化,减少肥料投入量,并配置水保型植物措施以降低养分流失水平。

三峡库区柑橘园种植田块立地条件及其改造工程设计

以重庆市忠县花桥镇师联等(2)个村柑橘园建设为例,通过实地调查岩层、坡度、土层及柑橘根系的分布状况,借助Arc GIS分析技术,提出了柑橘园种植田块的布局模式,进而探讨出适合柑橘园建设的种植田块工程设计方案.结果表明:坡度较大、土层厚度小于80cm的区域,宜采用先爆破改土,以达到增加土层厚度的田块改造方式;田块宽度根据地形坡度确定,水平梯田以2.5～11.4m为宜;以柑橘根系分布为依据,田块平整后开挖定植穴最佳规格为宽1.2m,深0.8m.因此,三峡库区柑橘园种植田块改造工程设计应兼顾园区地质地貌、土壤及柑橘根系等因素,以实现三峡库区柑橘园种植田块的标准化建设,促进土地资源的高效利用.

三峡库区柑橘园土壤重金属行为特征研究

试验研究三峡库区奉节县、忠县、长寿湖和江津市柑橘园土壤重金属行为特征结果表明,0～30cm土层土壤全Cd、有效镉含量显著高于30～60cm土层,说明三峡库区柑橘园土壤已受到Cd污染;三峡库区柑橘园土壤重金属源于成土母岩,柑橘园黄壤全Cu、全Cr、全Zn和全As含量显著高于紫色土,而有效锌、有效镉、有效铜和有效铅含量显著低于紫色土.柑橘园紫色土中有效镉占全量百分比达30.39%,黄壤中有效镉占全量百分比仅为2.30%.

三峡库区不同规模柑桔园的果农行为与经济效益分析

在农户行为方式及其特征分析的基础上,探讨了农户行为对三峡库区柑桔产业发展的影响。其中,农户收益与脐橙种植规模关系的拟合方程为:lny=49.28+10.524 lnx(R2=0.975**),与锦橙种植规模关系的拟合方程为:lny=45.106+9.251 lnx(R2=0.90**)。分析结果表明,无论是锦橙还是脐橙,柑桔种植面积和单位面积收益均呈显著正相关。利用多元回归分析,脐橙农户收入与管理关系拟合方程:y=-1604.38+238.7614X2+535.4469X3+395.4653X4-218.327X5,锦橙农户收入与果园管理关系拟合方程:y=-221.71+130.9762X1+81.83X4+91.21X5。结果表明,果农对柑桔园的科学管理以及对新知识的接受程度都影响着农户收益。种植规模是影响三峡库区农户行为的最关键因素,也是影响三峡库区柑桔产业发展的最关键因素。因此,扩大果农的种植规模是保证三峡库区柑桔产业可持续发展的重要举措。

不同施肥管理对三峡库区柑橘园土壤养分动态的影响

以三峡库区典型施肥管理柑橘园为研究对象,研究水肥一体化施肥、常规施肥、混合施肥等施肥管理方式对柑橘园土壤养分动态的影响。结果表明,该区域柑橘园土壤呈酸性,属于适宜柑橘生长土质。在0~10 cm土层,水肥一体化施肥柑橘园土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量均显著高于混合施肥和常规施肥,各施肥管理措施柑橘园间10~30 cm土层土壤养分指标均未见显著性差异。相比4月,7月不同施肥管理类型柑橘园的土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量呈降低趋势,而碱解氮、速效磷、速效钾含量则呈上升趋势。水肥一体化施肥可以保持土壤养分的较高等级,而常规施肥柑橘园土壤养分仍相对缺乏,过量施肥未能够持续提升土壤养分含量。未来对于常规柑橘园应减少化肥施用并增加有机肥的投入,并采用少量多次增加施肥次数以保持充足的有效养分。同时,加强建设生草覆盖、植物篱等水土保持措施,减少养分地表流失和地下淋溶,以降低面源污染发生的风险。

三峡库区柑橘产业发展的科技问题研究

三峡库区是我国甜橙发展的生态最适宜区,柑橘产业初具规模。在库区柑橘产业迅速发展的过程中,科技与经济还不能有效结合,科技体制不顺、技术推广难、柑橘安全生产技术体系不健全、柑橘产业与生态建设协调发展研究滞后、柑橘产业信息化程度低等问题较为突出。因此,必须深化科技体制改革,整合库区内外科研力量开展技术攻关,加强科技人才培养,全面提高柑橘从业者的素质,不断加大科技投入力度,强化柑橘技术推广,健全技术推广体系,才能使库区柑橘产业的发展真正走上依靠科技进步的道路。

三峡库区生态柑橘园建设的工程技术

从柑橘园建设的梯田工程、改土工程及排灌工程3个方面综合分析了当前三峡库区生态柑橘园建设的工程技术。梯田工程以修筑坡式梯田为主,加强地力提升与水土保持;改土工程应根据不同土壤条件,旱地、水田采取相应的改土措施;排灌工程应采用喷灌、微灌等先进灌水方法,以提高柑橘园对水分的利用。

三峡库区沿江退耕还林地种草效果初探

在农区退耕早熟梨地种植豆科、禾本科牧草,通过测定它们的盖度变化、产草量和越夏率,比较分析了果园适宜种植牧草品种及应注意的问题,并讨论了重庆低海拔沿江农区发展草业生产的前景。

三峡库区坡地果园生态治理措施研究进展

采用文献综述法分析三峡库区坡地果园治理和植被恢复相关研究成果,总结坡地果园生态治理的主要措施及其生态经济效益,为库区坡地果园生态建设提供参考。现有库区坡地果园水土流失治理的主要措施有坡改梯工程、植物绿篱、农林间作和覆盖措施,其生态经济效益体现在控制水土流失、减少养分流失、提高土壤肥力、增加经济价值等方面。坡改梯水土保持功能显著,而结合植物绿蓠、覆盖技术、农林间作等措施进行治理,具有更高的实用价值和经济效益。库区坡地果园的治理和植被恢复,应综合考虑地形、坡度、气候以及当地的社会经济发展水平与劳动力状况等因素,将工程措施和植物措施有效结合,充分发挥植物绿篱、生草和农作物等灌草植物的生态经济效益。

三峡库区柑桔林水土保持效益分析

对三峡库区2种不同建园方式的柑桔林，从建园开始连续9年定位观测柑桔林水土流失情况，结果表明，梯田柑桔林径流系数在0．047～0.153之间，径流含沙量在425—2170g／m^3之间，侵蚀模数在9．37-116．67g／m^2之间。25°坡地柑桔林径流系数在0．079—0．378之间，径流含沙量在500—5050g／m^3之间，侵蚀模数在48.29～1962．04g／m^2之间。在建国初期4年内，25°坡地柑桔林径流系数、径流含沙量和侵蚀模数急剧下降，径流系数由0．378下降到0．103，径流含沙量由5050g／m^3下降到350g／m^3，侵蚀模数由1962．04g／m^2下降到131．42g／m^2。4年后，覆盖度的增加有效的抵消了坡度对水土流失的影响，柑桔林覆盖度达到0．82，径流系数，径流含沙量和侵蚀模数分别为0．103～0．253，350～3404g／m^3、14．71～148．4g／m^2，表现出较好的水土保持效益。

三峡库区橘园种植绿肥对土壤养分流失的影响

在自然降雨条件下,采用径流小区法研究三峡库区橘园种植绿肥作物光叶苕子、白三叶和鼠茅草对土壤养分流失的影响。结果表明:与对照相比,橘园连续3a种植光叶苕子、白三叶和鼠茅草,其径流水总量分别减少11.0%,11.4%和24.0%;总氮流失量分别减少8.3%,16.7%和40.8%;总磷流失量分别减少7.5%,25.3%和58.0%;可溶性总氮流失量分别减少15.1%,28.0%和52.1%;可溶性总磷流失量分别减少24.3%,30.6%和53.8%;铵态氮流失量分别减少10.1%,23.7%和50.9%;硝态氮流失量分别减少21.9%,35.8%和55.1%。各形态的氮、磷养分浓度较对照也有一定程度的降低。橘园种植绿肥,尤其是种植鼠茅草,可有效地减少地表径流量以及地表径流水中的养分浓度,且二者共同作用,对养分流失量的减少效果更为明显。

不同施肥处理对三峡库区柑橘园土壤氮磷淋失影响

在2017年8月利用原状土柱模拟淋溶试验对三峡库区秭归县柑橘园土壤的氮磷淋溶流失进行研究,探讨不同施肥处理对土壤氮、磷淋失的影响,为三峡库区农业面源污染的防控提供理论依据。试验设置6个处理,分别为不施肥处理(T0)、减量施肥(T1)、常量施肥(T2)、增量施肥(T3)、常量复合肥A施肥(T4)和常量复合肥B施肥(T5)。结果表明:(1)不同施肥处理下,柑橘园土壤淋滤液中总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮(NO_3^-—N)和铵态氮(NH_4^+—N)的淋溶浓度范围分别为37.16~163.07,0.61~6.69,27.54~79.38,2.37~7.10mg/L。(2)施肥量和施肥种类皆为土壤中氮磷淋溶的影响因素。在相同施肥种类下,土壤氮磷淋溶浓度随施肥量增加而显著增加,但施肥量高到一定程度后,淋溶浓度增长幅度会降低。在相同施氮量下,硝态氮的淋失受施肥种类影响最大,铵态氮最小。(3)在土壤淋滤液中,硝态氮为可溶性氮主要淋失形态,其淋失量占TN淋失量的比率为29.72%~46.18%,NH_4^+—N淋失量的比重为1.09%~2.05%。从研究结果推论,常量复合肥A施肥处理更有利于肥料氮向供植物吸收可溶性氮转化并降低施肥后土壤中氮素累积的风险。