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不同影响因素对褐土坡面养分流失的影响

黄珊  
【摘要】:作为辽西地区分布率最高的土壤类型之一,褐土的重要性不言而喻,然而,当前辽西地区褐土的土壤情况却不容乐观,土壤侵蚀问题日趋严峻,尤其是农业生活中不可或缺的坡耕地,已经成为辽西褐土区土壤侵蚀的重灾区。受降雨和不合理灌溉施肥的影响,养分流失直接导致土地生产力下降,进而引发粮食日渐减产和环境恶化,已经成为发生在褐土坡地上的恶性循环。故而,深层次探究褐土养分流失的症结所在,并基于矛盾根源提出合理对策,从源头上保护辽西褐土资源,大幅提升土地(尤其是坡耕地)利用效率,成为当前亟待解决的重要任务。本文以褐土坡地中氮、磷、钾为研究对象,通过室内模拟进行人工降雨等实验,全方位探究了褐土坡面在不同的初始含水量、降雨强度和施肥方式条件下的养分迁移及流失规律,并拟合了适用于辽西地区褐土坡地的养分流失模拟模型。此项研究在深入研究不同因素对辽西地区褐土养分流失影响的基础上,合理针对辽西地区褐土流失规律进行了探析,为该问题的解决提供了充分的理论依据和技术支撑。结论如下:(1)初始含水量对褐土坡面养分流失的影响研究在室内人工降雨条件下,对初始含水量各异的褐土坡面进行土壤养分的流失过程研究,结论证实:若初始含量局限在15%以下,则硝态氮淋溶深度约为6cm,且6cm以上硝态氮含量不高;20%初始含水量条件下,土壤养分中硝态氮淋溶量小;一旦初始含水量高于25%,硝态氮淋溶量微乎其微,土壤中P值和K值降幅较小,二者浓度与降雨历时呈负相关,流失量和初始含水量关系近抛物线状,且当初始含水量介于10%-15%参数区间时,含水量与磷离子和钾离子浓度存在峰值,得出褐土最佳初始含水量参数区间为11.28-16.86%。(2)降雨强度对褐土坡面养分流失的影响研究雨强越大,地表径流产生总量和产沙量均越高,养分浓度流失和淋失也情况也进一步深化。地表径流产生总量与降雨强度呈正相关;当雨强低于1.1mm/min时,产沙量变化不大,雨强开始超过1.1mm/min后,产沙量和产流量剧增,直至雨强到达1.6mm/min,产沙总量到达峰值,三种元素浓度明显高于雨强在1.1mm/min以内时养分浓度;一元二次方程最能体现磷浓度变化过程的数学模型,硝态氮和钾离子含量及浓度变化过程极为近似,与对数函数拟合系数较高。三种雨强前提下,磷离子流失深度基本一致;雨强越大,氮的流失越多;1.6mm/min雨强前提下,褐土当中三种养分含量和浓度均处于最低值。(3)施肥方式对褐土坡面养分流失的影响研究在产流初期,保持溶质浓度更高的施肥方式是表层喷施处理,不同容重前提下,喷施坡面所产生的径流中,氮、磷、钾初始产流时浓度达到混施处理的2.6-3.2、2.1-2.6和1.7-2.1倍。若容重条件相同,表层喷施处理方式下硝态氮流失总量是混施处理方式的10倍左右,水溶性磷流失量相差7-10倍,钾离子流失量相差3-6倍。


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