丹江口库区坡耕地不同农艺措施水土保持效果的研究

论文摘要

丹江口库区作为南水北调中线工程的水源区,其水质状况对这个宏伟工程的顺利完成有着举足轻重的地位。但相关数据显示,库区植被覆盖率低,水土流失严重,地表径流和侵蚀泥沙从坡耕地携带营养元素给库区的水质安全带来了很大的威胁。为了探究当地坡耕地水土流失的规律,为库区坡耕地利用和水土保持提供依据,本试验以库区坡耕地为研究对象,以种植不同作物(黄姜、红薯、芝麻、玉米)和不同耕作方式(免耕、免耕覆盖、常耕、常耕覆盖、覆膜、垄作)为处理,分别观察和记录了不同处理的水土流失情况,分析了不同作物和不同耕作方式对库区坡耕地水土流失的影响和规律。主要得到以下结论：(1)库区普遍种植的夏季作物中,红薯和芝麻两种作物水土保持效果较好,能提高坡耕地植被覆盖度,消减天然降雨和地表径流的动能,减少坡耕地的地表径流量和泥沙侵蚀量。相对于黄姜,红薯可以减少79.60%的地表径流量,可以减少39.52%的泥沙量。与种植玉米相比较,红薯营养元素流失量只占玉米流失量的1/10,并且相对于种植玉米,种植红薯每公顷可增收0.63万元。种植红薯减少了径流和泥沙的入库,为库区的防汛和疏浚工作减轻压力；减少坡耕地氮素和磷素的流失,使流入水库的营养元素减少,防止了水域的富营养化,降低面源污染的程度,保护了库区的水质质量。红薯是一种适合本地推广种植的品种。(2)不同耕作方式在玉米生长的前期和后期地表径流量和泥沙侵蚀量有所不同。在作物生长前期,各处理的地表径流流失量和泥沙侵蚀量显著大于后期流失量。免耕覆盖和常耕覆盖相对于免耕和常耕,每公顷分别少收入0.17万元和0.33万元；垄作的经济效益最差,仅为0.90万元/hm2。覆膜处理的小区泥沙侵蚀总量最小为6.89 kg/hm2但地表径流总量最高,为18 m3/hm2。免耕覆盖的水土流失量和营养元素流失量都处于较低的水平。与常耕相比,免耕覆盖可以减少58.7%的地表径流和64.24%的泥沙侵蚀量。(3)覆膜和垄作处理的玉米生育期比常耕和常耕覆盖两种耕作方式的玉米要早一个星期左右,避开了高温少雨天气对玉米的胁迫。免耕和免耕覆盖的营养生长期时间最长,比常耕和常耕覆盖处理的玉米晚8天左右。覆膜处理的坡耕地在长时间不降雨情况下,水分环境最好,且玉米产量较高,免耕覆盖和常耕覆盖出现了一定的减产现象,垄作玉米产量最低。所以从综合效益来看免耕农资投入少,经济收入高,减少水土流失效果好,是一种适宜当地环境的耕作方式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 研究目的及意义
• 1.1.1 研究丹江口库区水土流失的重要性
• 1.1.2 丹江口库区水土流失
• 1.1.3 丹江口库区面源污染
• 1.1.4 丹江口库区土地贫瘠,经济效益低
• 1.2 坡耕地水土保持研究进展
• 1.2.1 坡度与水土流失的关系
• 1.2.2 植被与水土流失的关系
• 1.2.3 不同利用方式对水土流失的影响
• 1.2.4 不同植被下溅蚀对水土流失的影响
• 1.2.5 保护性耕作与水土流失的关系
• 1.2.6 水土流失与面源污染的关系
• 1.3 试验研究目的
• 1.4 研究内容与思路
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究路线图
• 2 材料与方法
• 2.1 供试材料
• 2.2 试验区基本情况
• 2.2.1 试验区概况
• 2.2.2 试验区域立地条件
• 2.3 试验设计
• 2.3.1 试验小区设计
• 2.3.2 田间操作及管理
• 2.3.3 田间取样方法
• 2.4 测量项目
• 2.5 统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 不同作物栽培对水土流失的关系
• 3.1.1 水土流失量
• 3.1.2 营养元素流失量
• 3.1.2.1 氮素流失量
• 3.1.2.2 磷素流失量
• 3.1.3 不同作物栽培特性及其对溅蚀的影响
• 3.1.3.1 株高及其对溅蚀的影响
• 3.1.3.2 覆盖度及其对溅蚀的影响
• 3.1.3.3 土壤水热特性及其对溅蚀的影响
• 3.2 不同耕作方式对水土流失的影响
• 3.2.1 不同耕作方式对土壤物理性质的影响
• 3.2.1.1 土壤含水量
• 3.2.1.2 土壤容重
• 3.2.1.3 水稳性团聚体
• 3.2.2 水土流失量
• 3.2.3 营养元素流失量
• 3.2.3.1 氮素流失量
• 3.2.3.2 磷素流失量
• 3.2.4 不同耕作方式对土壤养分的影响
• 3.3 不同耕作方式对作物生长的影响
• 3.3.1 不同耕作方式对作物株高的影响
• 3.3.2 不同耕作方式对作物覆盖度的影响
• 3.3.3 不同耕作方式对作物产量的影响
• 3.4 不同种植模式水土保持效益综合评价
• 3.4.1 不同作物水土保持效益的综合评价
• 3.4.2 不同耕作方式水土保持效益的综合评价
• 4 结论与讨论
• 4.1 讨论
• 4.1.1 不同作物栽培对地表径流和泥沙侵蚀的影响
• 4.1.2 不同作物栽培对土壤营养元素流失的影响
• 4.1.3 不同耕作方式对地表径流和泥沙侵蚀的影响
• 4.1.4 不同耕作方式对营养元素流失的影响
• 4.1.5 不同耕作方式对作物生长的影响
• 4.2 结论
• 参考文献
• 致谢