玉米茎秆汁液对土壤的减水减沙效益及其机理

为研究土壤改良剂玉米茎秆汁液对中国西部地区水土流失的影响和机理,该文通过室内土壤理化性质测定和人工模拟降雨试验,研究了地表施加玉米茎秆汁液对土壤团聚体的平均重量直径、土壤有机质质量分数和土壤减水减沙效益的影响。试验以未施加任何玉米茎秆汁液的黄土坡面为对照,设计单位面积玉米茎秆汁液施加量1 041.7 m L/m2,施加汁液体积分数25%和50%,降雨强度为50 mm/h,研究玉米茎秆汁液施加对土壤减水减沙的影响。结果表明,玉米茎秆汁液的施加可以增加土壤有机质的含量,提高土壤团聚体的平均重量直径,降低产流产沙速率。对照、体积分数25%和50%汁液施加下的土壤团聚体平均重量直径分别为0.18、0.46和0.51 mm,土壤有机质质量分数分别为5.70%、6.75%和7.17%。较对照,体积分数25%和50%汁液施加下,土壤的减水效益分别为45.81%和48.34%,减沙效益分别为65.00%和75.47%。玉米茎秆汁液的减水减沙效益随时间的推移而降低,月均减水、减沙效益降低量约为1.25%和1.41%,研究中施加体积分数25%和50%汁液的土壤减水减沙效益约可持续3和4.5 a。综上,玉米茎秆汁液作为土壤改良剂在施加量为1 041.7 m L/m2时,茎秆汁液与水的体积比为1:1时,效果较好。该研究可以为将玉米茎秆汁液作为土壤改良剂用于土壤侵蚀的防治提供施放参考。

玉米茎秆汁液防治坡面土壤侵蚀的室内模拟试验

该文通过室内人工模拟降雨试验,研究了地表施加玉米茎秆汁液对降雨产流产沙强度的影响,旨在探索玉米茎秆汁液是否可以作为土壤改良剂来减少产流产沙强度。试验设计了2种玉米茎秆汁液的施加量(400和800 g)、4种施加浓度(10%、25%、50%和75%)和4种降雨强度(50、25、75、100 mm/h)。结果表明,各施加浓度和施加量的玉米茎秆汁液都能够减少降雨产流产沙强度,且相同条件下的产沙强度减小程度大于产流强度减小程度。当玉米茎秆汁液的施加量为400 g时,随着施加浓度从10%增加至25%、50%和75%,减流百分比分别为31.243%、31.685%、34.595%和39.475%,减沙百分比分别为23.167%、41.993%、37.918%和64.606%;当玉米茎秆汁液的施加量为800 g时,随着施加浓度从10%增加至25%、50%、75%,减流百分比分别为37.583%、56.433%、63.170%和76.360%,减沙百分比分别为48.214%、77.219%、88.572%和95.539%。当施加量和降雨强度相同时,产流产沙强度与施加浓度之间呈显著的指数函数递减关系,产沙强度随降雨强度的变化呈显著的幂函数递增关系。当施加量为400 g时,各施加浓度下的产流强度与降雨强度之间呈显著的线性函数递增关系,当施加量为800 g时,各施加浓度下的产流强度随降雨强度呈显著的指数函数递增关系。研究为水力侵蚀的防治提供了新思路,为水蚀荒漠化的防治提供了新方法。

玉米茎秆汁液防治土壤风蚀的风洞试验研究

风蚀是我国干旱、半干旱地区土壤退化的主要影响因素。本实验采用室内风洞实验,研究了不同玉米茎秆汁液处理对土壤的风蚀控制效果。试验风速为20 m/s,吹蚀时间为5 min,吹角(坡度) 3˚、5˚、7˚和15˚,玉米茎秆汁液的施加量为25%、50%和75%。研究表明,土壤表层施加玉米茎秆汁液减少土壤的吹蚀量(风蚀量)和吹蚀度(风蚀速率),且风蚀量与风蚀速率随着玉米茎秆汁液施加浓度的增加而降低。25%、50%和75%玉米茎秆汁液施加处理下,风蚀量分别为0.37、0.21、0.09 kg,风蚀速率分别为1.48、0.84、0.36 kg/(m2∙s)。相同浓度玉米茎秆汁液条件下,风蚀量和风蚀速率随坡度的增大而增大,当坡度为3˚、5˚、7˚和15˚时,风蚀量分别为0.10、0.17、0.27和0.47 kg,风蚀速率分别为0.39、0.70、1.09和1.90 kg/(m2∙s)。研究可为风力侵蚀的防治提供新方法。

玉米茎秆汁液对黄土坡面产沙速率的影响及原因分析

利用人工模拟降雨试验研究了玉米茎秆汁液对黄土坡面产沙速率的影响及其原因。试验设计了4种不同的土样处理方式(control、添加25%浓度的汁液、添加50%浓度的汁液、添加25%浓度汁液经过一个冬季的冻融降解)在4种不同雨强(25,50,75,100mm/h)下对产沙速率的影响,分析了4种不同处理后土样的土壤团聚体、有机质跟产沙速率的关系。结果表明:(1)添加玉米茎秆汁液对产沙速率是有明显的抑制作用的,玉米茎秆汁液通过增加土壤中>0.25mm的团聚体和有机质实现减沙作用的。(2)4种处理后的土样中>5 mm的土壤团聚体和有机质是显著线性相关的,通过了0.01的显著性水平。在各种试验雨强(25,50,75,100mm/h)下的产沙速率与>0.25mm的土壤团聚体、有机质都具有显著线性负相关关系,通过了0.01的显著性检验。