植物篱条件下南方红壤坡耕地土壤抗蚀性特征研究

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本文通过测定南方丘陵红壤地区5种植物篱种植模式下径流小区中14种土壤抗蚀性指标数据,利用主成分分析法对数据进行分析和研究,筛选出植物篱条件下南方红壤坡耕地的土壤抗蚀性指标体系,构建了土壤综合抗蚀性模型;同时,通过比较不同植物篱种植模式下植物篱径流小区的土壤综合抗蚀性指数,筛选出适合南方丘陵红壤地区坡耕地种植的植物篱物种和种植模式,研究结果如下:1.研究发现,南方丘陵红壤地区最佳的土壤抗蚀性指标体系为:分散率、分散系数、土壤团聚状况、孔隙度、结构性颗粒指数、团聚度、>0.5mm水稳性团粒含量、土壤容重、<0.05mmm粉黏粒含量和<0.001mm胶粒含量。2.通过主成分分析,得到了土壤抗蚀性的三个主成分,与土壤抗蚀性指标的线性表达式为:∧Y1=-0.500X1+0.303X2+0.709X3+0.226X4-0.525X5+0.029X6+0.702X7+0.645X8+0.561X9-0.646X10+0.875X11+0.566X12-0.930X13-0.718X14∧Y2=-0.763X,+0.232X2+0.417X3+0.726X4-0.489X5-0.011X6+0.592X7+0.598X8+0.766X9-0.614X10+0.440X11+0.806X12-0.288X13-0.605X14∧Y3=0.167X,-0.224X2-0.128X3-0.611X4+0.596X5+0.994X6-0.100X7-0.122X8-0.144X9+ 0.057X10-0.079X11-0.038X12+0.188X13+0.050X14根据各主成分对土壤抗蚀性的贡献率,得到综合抗蚀性模型如下:∧Y=0.3771∧Y1+0.3242∧Y2+0.1340∧Y33.通过比较不同植物篱条件下径流小区的土壤综合抗蚀性指数,得出在本研究中所选取的适应南方丘陵红壤地区坡耕地的两种草本植物篱中,最佳的物种是麦冬,而最佳的种植模式是双行种植。麦冬双行种植的植物篱径流小区能达到最大的水土保持效应。4.通过对植物篱径流小区不同坡位的土壤抗蚀性进行对比分析,得出土壤抗蚀性:上坡>中坡>下坡。建议在南方丘陵红壤地区的水土流失防治工作中,以中坡和下坡为主,尤其应该注意下坡的水土保持工作。本研究从土壤抗蚀性的研究入手,分析南方丘陵红壤地区坡耕地土壤抗蚀性特征,进而筛选适合南方丘陵红壤地区的植物篱种植模式,实验结果显示:南方丘陵红壤地区的土壤团聚度较高,团聚体以>5mm粒径级为主,水稳性团聚体含量较低。这些原因导致南方丘陵红壤地区土壤抗蚀性总体较差,土壤容易被水力侵蚀,水土流失问题比较严重。研究证实,植物篱对南方丘陵红壤坡耕地的土壤抗蚀性具有显著的改善作用,水土流失能得到明显的控制,且植物篱技术控制水土流失兼具生态效益与经济效益,值得在坡耕地的水土流失防治过程中大力应用。本文的研究成果对南方丘陵红壤地区的水土保持工作和植物篱技术应用推广工作具有实际的指导意义,所选用的5种植物篱种植模式中,麦冬双行种植植物篱种植模式对提高土壤抗蚀性作用最为显著,最适合在南方丘陵红壤地区进行推广。
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