【摘 要】
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玉米秸秆是秸秆还田的主要资源,可提高耕地土壤肥力、改善土体结构。粉碎的玉米秸秆还田后更易快速腐熟转化,但是粉碎的玉米秸秆对风沙区耕地土壤风蚀、土壤物理性质的影响效果尚不明确,针对于风沙区耕地土壤风蚀严重的现实问题,充分利用沙区大量的玉米秸秆冗余资源,亟待挖掘粉碎的玉米秸秆对耕地风蚀的抑制潜力。本文以库布齐沙漠北缘种植马铃薯的风沙区耕地为研究对象,对其表层土壤施加粉碎的玉米秸秆,探究粉碎的玉米秸秆还
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“阴山北麓马铃薯喷灌圈土壤风蚀机理研究”(31760237); 中国科学院“西部之光”项目“农田喷灌圈面源风蚀及其一体化防治技术研究”; 国家重点研发专项课题:不同气候区固沙新材料研发、筛选与施配技术及效果研究2018YFC0507101;
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玉米秸秆是秸秆还田的主要资源,可提高耕地土壤肥力、改善土体结构。粉碎的玉米秸秆还田后更易快速腐熟转化,但是粉碎的玉米秸秆对风沙区耕地土壤风蚀、土壤物理性质的影响效果尚不明确,针对于风沙区耕地土壤风蚀严重的现实问题,充分利用沙区大量的玉米秸秆冗余资源,亟待挖掘粉碎的玉米秸秆对耕地风蚀的抑制潜力。本文以库布齐沙漠北缘种植马铃薯的风沙区耕地为研究对象,对其表层土壤施加粉碎的玉米秸秆,探究粉碎的玉米秸秆还田措施对土壤物理性质及土壤风蚀的影响。通过室内与野外试验相结合的方法,研究4种粒径(0.5cm、2cm、4cm、7cm)、10种用量(10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%)的玉米秸秆对耕地土壤风蚀的影响及土壤物理性质变化情况,为秸秆还田及秸秆防治耕地风蚀技术提供科学依据。主要研究结论如下:(1)粉碎玉米秸秆添加有助于提高土壤的保水能力。通过对比粉碎玉米秸秆不同用量和不同粒径类型下土壤吸水量、蒸发量、含水量等指标得出:秸秆用量是影响土壤保水效果的主要因素,秸秆粒径类型不是影响土壤水分的主要因素,在秸秆粒径7cm情况下出现降低土壤吸水作用。在蒸发30d后,CK含水量为7.65%,而各处理的含水量为CK含水量的1.33-9.29倍。(2)粉碎玉米秸秆添加有助于提高土壤的抗风蚀能力。秸秆粒径越大、用量越多土壤风蚀速率越小、输沙量越弱。各处理风蚀深度可降低范围在4.27%-130.49%。在短期的风蚀监测中0.5cm、2cm、4cm粒径与10%或30%用量配比下均出现过加速风蚀现象,以10%用量0.5cm秸秆粒径配比最为严重,而在4cm、7cm粒径50%用量配比时将出现堆积现象。但在长期的风蚀监测中,添加粉碎的玉米秸秆均有抑制土壤风蚀作用。在削弱风沙运动强度中秸秆用量和秸秆粒径均起到重要作用,并且粉碎玉米秸秆的添加有降低土壤容重、增加土壤孔隙度、保持土壤含水量的作用。(3)粉碎玉米秸秆在不同铺设方式下,对耕地土壤风蚀有着不同的抑制效果。其抗风蚀能力排序为秸秆覆盖>秆土混合>开沟施入>CK。3种设置方式下耕地地表输沙量较CK对比:粉碎玉米秸秆覆盖降低了64.66%、粉碎玉米秸秆与土混合降低了37.23%、粉碎玉米秸秆开沟施入降低了20.32%。
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