紫色土区玉米季坡耕地土壤溅蚀特征研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kangliwonuer
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川中紫色丘陵区,岩石物理风化强烈,降雨集中,土壤侵蚀十分严重,尤以坡耕地最为突出。由于人地矛盾突出,区域土地垦殖率高,加之不合理的耕作管理,加速了区域的水土流失过程,严重阻碍了该区域土壤持续利用和农业的可持续发展。溅蚀作为水力侵蚀最初阶段,可使地表土壤颗粒分散、迁移,增强了地表径流的侵蚀作用。作物对溅蚀的影响,不仅要考虑降雨特性,而且也与作物冠层变化相关。因此,本研究以川中丘陵区零散坡耕地为对象,通过野外人工模拟降雨的方法,开展不同降雨强度(1.0,1.5,2.0 mm/min)和坡度(15°,20°)条件下,玉米季横垄坡耕地土壤溅蚀特征研究,旨在弄清紫色土区零散坡耕地溅蚀特征,揭示玉米植株的生长与土壤溅蚀间的关系,以期为作物防蚀机理研究提供依据。主要研究结果如下:  (1)玉米各生育期,降雨强度越大坡面溅蚀持续时间越短,且在降雨强度大于1.5 mm/min后大幅缩短。坡面溅蚀持续时间随坡度的增大逐渐缩短,随玉米生育期的推进却逐渐延长,拔节期和抽雄期的坡面溅蚀持续时间明显长于苗期。  (2)玉米各生育期,坡面溅蚀总量的80%来自上坡,其变化趋势与向下溅蚀量基本一致。玉米苗期,坡面溅蚀总量与向下溅蚀量随降雨强度的增大而增加,最大溅蚀总量和向下溅蚀量分别为为3.58g和2.97g。玉米拔节期后,1.0 mm/min降雨强度下的溅蚀作用最强,且20°坡面溅蚀总量和向下溅蚀量高于15°坡面。玉米各生育期,坡面向上溅蚀量随降雨强度的变化较为复杂,但15°坡面向上溅蚀量显著大于20°坡面。  (3)随玉米生育期的推进,坡面地表糙度整体呈衰退的趋势。在1.0mm/min,1.5mm/min和2.0 mm/min降雨强度下,地表糙度最大降幅分别出现在玉米苗期、拔节期和拔节期,达到10.99%,21.11%和16.78%。降雨后,坡面地表糙度在玉米成熟期大幅增加,15°和20°坡面分别增加了19.17%和22.68%。  (4)玉米冠下溅蚀速率随降雨强度的增加逐渐增大,抽雄期溅蚀作用最强。降雨强度为2.0 mm/min时,抽雄期的溅蚀率可达176.75 g/(m2·min),是1.0 mm/min降雨强度下的2倍。玉米苗期、拔节期和抽雄期的冠下降雨强度与相应溅蚀速率呈显著或极显著正相关线性关系。冠下降雨强度和溅蚀速率呈不均匀空间分布,二者不具有同步性。随玉米生育期推进和降雨强度的增大,冠下较大溅蚀具有向叶下区域集中的趋势。  (5)玉米苗期和成熟期,降雨强度、雨前糙度与坡面溅蚀量表现出显著或极显著线性关系;坡度、雨前糙度与坡面向上溅蚀量呈显著或极显著线性关系。玉米抽雄和成熟期,坡度、雨前糙度与坡面向下溅蚀量和溅蚀总量呈显著或极显著线性关系,且与坡度呈正相关。  (6)玉米各生育期,坡面总溅蚀量、净溅蚀量与降雨强度、坡度和地表糙度均呈显著或极显著线性关系。降雨强度和坡度对溅蚀的正负作用始终不同,对溅蚀影响的主次关系是随玉米生育期而变化的。
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