论文摘要
黄土坡面水土养分流失不仅导致土地质量下降,而且引起水环境污染。本文通过室内模拟降雨研究了砂黄土水分养分的迁移规律,对探讨土壤质量退化机理、农业非点源污染的控制、提高旱地生产力和建立旱地农业可持续发展具有重要的理论价值和生产意义。研究主要结论如下:1.初始含水量对产流时刻、土壤侵蚀和养分流失的影响在相对含水量为49.4%和76.9%之间存在一个转折点,径流量和土壤侵蚀量均随土壤初始含水量的增加而增加,并具有指数函数关系;径流养分流失量同土壤初始含水量用指数函数模型可较好反映出二者关系;2.砂黄土施用PAM,用量≥0.5g.m-2表现出入渗量减少,径流量增加。施用PAM可以有效减少土壤侵蚀,其侵蚀量随PAM用量增加而减少。砂黄土施用PAM,降低土壤水分入渗的间接效果是减弱了硝态氮的深层淋溶,对土壤吸附性较强的钾和磷的影响不大,虽然径流量的增加造成硝态氮、水溶性磷和水溶性钾流失总量增加,但分析得知,通过径流和泥沙流失的养分很少,硝态氮主要通过淋溶损失,磷和钾移动性弱,土壤固定性强,损失不大。从经济角度和侵蚀量规律考虑,PAM适宜用量在1～3 g.m-2之间;3.秸秆覆盖能够保护地面免受雨滴直接打击,避免地表结皮的生成,有利于在雨季接纳更多的雨水,结果表明:秸秆覆盖延迟了产流时间,显著地减少径流量,增加入渗,并有效控制土壤侵蚀, 250、500、1000、1500 g.m-2秸秆覆盖处理分别较对照减少侵蚀量94.8%、97.2%、98.6%和78.6%,分别较对照减少径流量20.2%、39%、29.5%和41.5%。秸秆覆盖结合PAM处理较单施PAM处理减少侵蚀量98%。同一秸秆覆盖量不同雨强下,产流时间随雨强增大而提前,径流总量和侵蚀量随雨强增大而增加;秸秆覆盖和秸秆覆盖结合PAM均表现出减少硝态氮的径流流失的同时加大了硝态氮的土壤深层淋溶作用,减少了水溶性磷的径流和泥沙速效磷的流失量,增加了水溶性钾的径流流失和速效钾的淋溶。同一秸秆覆盖量不同雨强下,径流硝态氮、水溶性磷和水溶性钾流失量随雨强增大而增加。从土壤侵蚀量和养分的径流和泥沙流失量考虑,小麦秸秆覆盖量在250～1000 g.m-2为宜;4.黄土高原砂黄土采用秸秆掺混措施,使产流时间提前,秸秆掺混量大于500g.m-2时降雨入渗量减少,径流量增加,造成严重土壤侵蚀;径流和泥沙养分的流失量增加,且表现出随秸秆掺混量的增加而增加;秸秆掺混减弱了硝态氮的土壤深层淋溶作用,对土壤剖面速效磷和速效钾含量分布影响较小。5.坡面土壤侵蚀具有坡度界限,当坡度≥15°时,侵蚀量增加,在20°时达到最大值之后侵蚀量随坡度增加而减少。坡度对径流养分流失量的影响是通过径流量起主导作用。6.植被覆盖度对坡面产流产沙的效应存在有效植被覆盖度界限。径流养分流失量随植被覆盖度增加而减少,在很大程度上养分流失量的多少是由径流量来决定的。