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不同施肥处理与耕作方式对紫色土坡耕地土壤性质影响

黄巍  
【摘要】:三峡库区紫色土分布范围广,土壤抗蚀性差,容易造成水土流失。坡耕地水土流失,是农业面源污染的重要源头,如何控制种植业污染是一个亟待解决的问题。监测不同施肥水平下土壤流失量,是控制面源污染的基础。在15°坡耕地上进行不同施肥水平的小区试验,设置对照(K)、常规(C)、推荐(F)、增量(Ⅰ)以及横坡垄作(P)5种处理小区。通过田间小区试验和室内样品测定分析,分析了种植季前后土壤理化性质变化,估算了种植季内土壤可蚀性变化,分析了土壤可蚀性与相关土壤指标的关系;分析了施肥水平对植株养分的影响,测算了土壤养分流失量,分别建立了施肥量与植株养分累积、施肥量与土壤养分流失量的关系曲线,旨在探讨不同施肥水平对土壤养分流失的影响,为进一步研究三峡库区坡耕地土壤合理施肥和控制水土流失提供一定的理论基础。研究结果表明: (1)种植季后5种施肥处理小区土壤机械组成发生不同程度变化,对照处理小区和横坡垄作处理小区土壤粘粒含量增加;常规处理、推荐处理以及增量处理小区土壤粘粒含量减少,砂粒含量增加。土壤机械组成变化引起土壤质地改变,其中常规处理小区土壤由种植季前粉砂土变为种植季后的粉壤土,横坡垄作处理小区由种植季前粉壤土变为种植季后的粉粘土。与顺坡耕作相比,横坡垄作能够有效的减少整个小区土壤颗粒流失。土壤中粘粒与土壤分形维数呈极显著正相关,粉粒、砂粒与土壤分形维数呈负相关,种植季前后土壤的机械组成变化对土壤分形维数有决定性影响。种植季后各试验小区不同坡位下土壤可蚀性K值增长,土壤中0.25~0.05mm粒径的砂粒与土壤可蚀性成极显著的负相关,土壤中0.05~0.01mm粒径的粉粒与土壤可蚀性成极显著的正相关。通过种植季前后小区土壤可蚀性K值配对T检验,认为土壤可蚀性K值没有显著改变,说明种植季内土壤理化性质上的变化对土壤可蚀性没有显著影响。 (2)种植季前后土壤化学性质发生不同程度变化,坡面下部土壤性质差异性较大;不施肥处理的坡面不同位置土壤化学性质差异性小;施肥处理中增量处理下坡面不同位置土壤化学性质差异性最大,常规处理下坡面不同位置土壤化学性质差异性最小。种植季后,土壤有机质含量整体增加;小区坡面上部、坡面下部位置土壤铵态氮、硝态氮及全氮含量增长明显,坡面中部位置土壤氮素流失表现更明显;土壤全磷和有效磷变化趋势一致;小区土壤全钾含量呈减少趋势,土壤有效钾呈增长趋势。 (3)不同坡位对植株养分吸收有不同影响,坡面上部各处理小区植株对氮素、钾素吸收量相近,磷素吸收量差异较大;坡面中部植株对土壤氮、磷、钾元素吸收减少;坡面下部各处理小区植株对土壤元素吸收量再次趋于相近;坡面不同位置植株氮、磷含量分布与种植季后坡面土壤养分含量变化趋势相同。选择施用有机肥以及采用保护性耕作措施,有利于坡面上植株吸收氮素,其中施用有机氮肥的常规处理小区,坡面中部的植株含氮量较高;横坡垄作处理下,坡面中部和下部植株都有较高的含氮量。在相同施肥水平下,采用横坡垄作耕作措施,能够增加坡面植株对养分元素的吸收。 (4)从土壤养分元素输入与输出的方式上考虑土壤养分流失,考察种植季前后土壤养分元素含量状况、各个试验处理下作物带走土壤养分以及种植季内肥料施用情况,可以建立土壤流失计算等式:L=Ta-Tb+I-Y。通过建立种植季内施肥量与植株养分累积量关系,在试验施肥范围内,植株氮素、钾素养分累积量与施肥量呈正相关关系,即植株养分累积随施肥量增加而增长。通过建立种植季内施肥量与土壤流失量的关系,在试验施肥范围内,施钾量与土壤钾素流失量呈正相关关系;施氮量与土壤氮素流失量呈倒U型曲线,氮素流失量极值在推荐施氮量与增量施氮量之间;施磷量与土壤磷素流失量呈U型曲线,磷素流失量极值在不施肥与推荐施磷量之间。相同施肥水平下,应用保护性耕作措施对坡面土壤养分流失有一定的控制作用。地表覆盖度同样对土壤养分元素流失有影响,地表覆盖度高的试验小区,土壤磷素和钾素的流失量低。


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