喀斯特坡地拉巴豆地埂篱根及根-土复合体力学特性

为探索地埂篱在喀斯特坡地水土保持中的价值,在重庆市酉阳县喀斯特顺层坡种植拉巴豆地埂篱,通过对根系灰度扫描、化学成分(木质素、纤维素、半纤维素)测定,单根抗拉试验和根土复合体抗剪/冲试验,分析拉巴豆地埂篱根及根土复合体的力学特性及影响因素。结果表明:(1)拉巴豆根系全根指标根长、根表面积、根体积、根重均表现为中坡>下坡>上坡,优势径级为0.0<d≤1.0mm径级。全根根系纤维素的平均含量较木质素、半纤维素高,且与根系直径呈显著负相关。(2)根系平均极限抗拉力6.77N、平均抗拉强度29.57MPa。极限抗拉力与木质素含量呈对数函数正相关、与木质素/纤维素(木纤比)呈线性正相关,抗拉强度与纤维素含量、木纤比分别为对数函数正相关和负相关。(3)上坡位抗剪土样的根体积密度、根重密度和木纤比显著大于中、下坡;而抗冲土样的根体积密度、根重密度、纤维素和半纤维素含量则中坡较优,但不显著。(4)根系能有效提高土体抗剪性能,根土复合体的内摩擦角与粘聚力均较对照裸地高,但仅上坡粘聚力存在显著性差异(较对照增大45.67%)。内摩擦角和抗冲指数均中坡、下坡较优,粘聚力最优值位于上坡位。根土复合体的力学特性主要受根体积、根重、根表面积密度和纤维素的影响。综上,拉巴豆根及根土复合体的力学特性主要贡献径级为0.0<d≤1.0 mm径级,中、下坡细根量大且根土复合体抗冲性能表现较优,上坡根土复合体抗剪切能力最强,但抗冲性能较弱。在推广拉巴豆地埂篱时,尽量种植于地势较低缓的中、下坡,更能凸显水土保持效益。

地埂植物篱对大型土壤动物多样性的影响

为了解地埂植物篱作为农田边界对于大型土壤动物多样性的影响,2006年冬季和2007年春季对桑园、桑埂、橘园、橘埂和农田大型土壤动物群落结构进行了调查,共获得大型土壤动物4533只,隶属于3门、9纲、24类。结果表明,不同土地利用方式大型土壤动物群落的个体密度、类群数和DG多样性指数均存在显著差异。无论在冬季还是在春季,地埂植物篱桑埂和橘埂的个体密度、类群数和DG多样性指数均显著高于农田;冬季桑园和橘园的个体密度、类群数和DG多样性指数也显著高于农田。大型土壤动物群落的个体密度和类群数在垂直分布上与土壤含水量、全N和有机质含量的垂直分布规律一致,均随着土层深度的增加而递减。主成分分析表明,桑埂、橘埂和橘园的大型土壤动物群落组成与桑园和农田存在显著差异,桑园与农田也存在显著差异。地埂植物篱的存在对于大型土壤动物多样性保护具有重要意义。

不同模式地埂植物篱对土壤颗粒组成特征参数的影响

以空心砖地埂模式（Ⅰ）为对照,研究了不同模式的地埂植物篱模式：土埂＋牧桂1号（Ⅱ）、砖砌埂＋苎麻（Ⅲ）、圆木排＋黄花（Ⅳ）、竹排篱＋韭菜（Ⅴ）在拦沙减蚀过程中对坡面土壤的改良效应,并运用分形理论与矩法估计统计对比研究了土壤机械组成与微团聚体的粒度参数特征,并将两者变化与土壤理化性质的改变进行拟合。结果表明：（1）不同模式的地埂植物篱模式下,土壤机械组成分形维数变化量介于（-0.020 6）～0.161 8之间,其变幅表现为模式Ⅲ〉模式Ⅳ〉模式Ⅴ〉模式Ⅱ〉模式Ⅰ,且与细黏粒、粗黏粒、粗沙粒的改变量呈显著线性关系;（2）土壤微团聚体分形维数变化量介于（-0.080 3）～0.056 5之间,其变幅表现为模式Ⅳ〉模式Ⅱ〉模式Ⅲ〉模式Ⅰ〉模式Ⅴ,模式Ⅳ下大粒径团聚体增加最多,分形维数减少最大;（3）模式Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ均增加了土壤机械组成偏倚系数CS、峰凸系数CE,其颗粒级配变细,同时模式Ⅱ细粒化较显著,且占优势的大粒径微团聚体组成右偏移最明显;（4）土壤机械组成及微团聚体的分形维数高低不仅能反映土壤结构特征优劣,同时其数值变化程度大小能揭示土壤结构性质变化大小及方向。

冀西北黄土丘陵沟壑区梯田地埂植物篱的固埂作用与效益分析

经对张家口地区梯田地埂植物篱的研究表明 ,其固埂作用非常显著 ,且能够改善土壤的理化性状及水分状况 ,有效地拦蓄地表径流及泥沙 ,提高作物产量 ,具有明显的经济效益 。

秦巴山区地埂植物篱水土保持效应研究

依托国家"十一五"科技支撑课题"秦巴山区坡耕地整治和高效生态农业技术集成与示范研究",通过研究地埂植物篱的抗冲、抗蚀性,地埂植物篱临界坡长等,揭示地埂植物篱水土保持效应。研究发现人工建植的土坎抗冲、抗蚀性最强,裸露土坎抗冲、抗蚀性最差。临界坡长与坡度呈很好的线性相关关系,相同的坡度下,不同模式临界坡长由大到小依次为:人工建植土坎、自然恢复土坎、人工建植土石坎、裸露土坎。相同治理模式下,随着坡度的增大,临界坡长逐渐减小。该研究为秦巴山区坡耕地水土流失防治和坡地生态农业提供必要的技术支撑。

辽东山区坡耕地地埂植物篱水土保持及面源污染物阻控效果研究

坡耕地水土流失及农田肥料投入的增多,导致农业面源污染日益加剧,通过地埂植物篱的机械阻滞,可拦蓄和分散地表径流、降低径流速度,使其携带土壤能力减弱,有效地保持了水土,减少了氮、磷的流失,实现对面源污染物的阻控。

紫色土坡耕地地埂草篱根系土壤抗蚀与抗冲性能特征研究

为探明紫色土坡耕地不同地埂草篱根系土壤抗蚀和抗冲性的差异,以拉巴豆和紫花苜蓿地埂草篱为研究对象,以未种植草篱地埂为对照(CK),系统性地研究了土壤抗蚀和抗冲性能对草篱种类的响应,阐明了二者与根系形态特征及土壤理化性质间的耦合关系。结果表明:1)拉巴豆整株根系长度、根表面积和土壤有机质含量显著高于紫花苜蓿,且土壤含水率、总孔隙度和非毛管孔隙度显著高于紫花苜蓿和CK(P<0.05);2)土壤水稳性团聚体平均质量直径、平均几何直径及微团聚体团聚度大小表现为拉巴豆>紫花苜蓿,水稳性团聚体结构破坏率和微团聚体分散系数大小表现为紫花苜蓿>拉巴豆;3)拉巴豆土壤抗冲指数及抗冲指数变化值均大于紫花苜蓿,抗冲指数是冲刷时间的对数函数,抗冲指数变化值是冲刷时间的二次函数;4)冗余分析的结果表明整株分叉数、根尖数、土壤有机质及非毛管孔隙度对土壤抗蚀和抗冲性能的影响较大,逐步回归的结果表明>0.5 mm的水稳性团聚体结构破坏率是影响土壤抗冲指数的决定因子。综上,拉巴豆地埂草篱土壤抗蚀和抗冲性能优于紫花苜蓿。本研究可为紫色土坡耕地地埂草篱技术的推广应用提供理论依据。

三峡库区坡耕地有限顺坡耕作模式及减蚀效应

有限顺坡耕作坡耕地地块坡长因坡度而异,可依据细沟侵蚀发生临界确定,在野外调查和实验基础上提出了有限顺坡耕作地块坡长推荐值。研究表明,较无措施坡耕地而言,采取水平沟、埂坎和地埂植物篱等措施的坡耕地减蚀效益分别达到63%、77%和94%,具有显著的理水保土作用。同时,有限顺坡耕作模式具有成本低,高效实用,操作简单方便,农民易于接受等优点,适合在三峡库区推广。

秦巴山区山茱萸地埂生物篱效益试验与研究

秦巴山区，山大沟深，坡耕地比重大，采用地埂植物篱技术进行坡耕地综合治理，可有效地改善生态环境，防止水土流失，提高土地单产，对于增加农民收入，稳定耕地面积，保障粮食安全，具有现实意义。