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《西北农林科技大学》 2002年
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坡地土壤磷素与水分迁移试验研究

李裕元  
【摘要】: 坡地水分养分迁移研究是土壤侵蚀与早地农业的学科交叉点,同时也是土壤科学与环境科学的学科交叉点。研究坡地水分养分的迁移规律,对于探讨坡地土壤质量退化机理、保护与改善生态环境以及提高旱地农业的生产力均具有重要的理论价值和生产意义。本文采用室内模拟降雨试验与野外天然降雨试验方法,研究了坡地水分转化、土壤磷素与颗粒组成在产流过程中的动态变化及其沿坡面迁移的特征,并得出如下主要研究结论: 1 试验结果表明,雨强、坡度、土壤翻耕与压实状况对坡地水分转化具有显著影响。地表坡度15°和土壤压实条件下,坡面平均入渗率(i_a)和雨强(i_R)具有极显著的抛物线性关系:i_a=1.3302i_R~2+3.5926i_R-1.418,据此可求得临界雨强(1.35mm/min)和最大坡面平均入渗率(1.01mm/min)。坡面初始产流时间(t_p)随雨强的增大而减小,二者呈幂函数关系。径流深度与径流系数均随雨强的增大而增大,表现为线性关系;随着坡度的增大t_p缩短,而i_a变化不大。与压实土壤相比,翻耕以后t_p明显缩短,i_a下降40%~60%;坡面总径流深度与径流系数增加1~5倍。统计分析表明,不同雨强、坡度、土壤翻耕或压实条件下,乙均随产流时间(t_R)的延长以幂函数形式降低。翻耕导致i_a下降速度加快,并显著降低稳定入渗率。坡面产流速度(V_R)随t_A的延长而逐渐加快,二者表现为对数函数关系:V_R=aLn(t_R)+b。翻耕导致V_R显著增大。雨强、坡度对降雨过程中土壤水分的入渗深度没有显著影响,但土壤剖面的平均含水量从坡顶向下均略有增加。降雨向土壤水分的转化率(T_R)随着雨强的增大而显著降低。不同坡度土壤剖面平均含水量增加的顺序为:5°>25°>15°。与压实土壤相比,翻耕条件下土壤含水量与TR显著降低。坡地表层(0-5cm与5-10cm)与深层(0-2m)土壤水分含量均表现为波浪状变化特征。坡型对土壤水分的波动有显著影响,直型坡水分含量的波动强度较弱,凸型坡上部波动性较强,但随着坡度和坡长的增加波动性逐渐减弱,并最终消失。坡地土壤水分含量出现波动的原因主要在于土壤颗粒组成的空间变异所导致的土壤水分入渗性能的改变。 2 模拟降雨试验结果表明,磷肥施入土壤的时间(培养时间)、地表坡度、施肥方法、土壤翻耕与压实状况等因素对流失径流泥沙中不同形态磷素的含量具有不同程度的影响。磷肥施入土壤以后,磷素有效性呈幂函数形式衰减,在2~3天以内Olsen-P的衰减率即达到50%以上,水溶态磷的衰减率达到85%以上。随培养时间的延长和磷素有效性的降低,流失径流泥沙中溶解态磷(DP)含量逐渐降低,而泥沙浸提态磷 tV 李裕元博士论文:坡地土壤磷素与水分迁移试验研究 (SEP)和泥沙全磷(TSP)的含量则呈现增加趋势。随着产流时间的延长,SEP、DP、 与TSP的含量均逐渐增加,并最终趋于稳定。不同形态磷素的累积流失量均随产流 时间的延长呈幂函数形式增加,但流失总量主要受产流产沙量的影响。培养时间还显 著影响不同形态磷素的流失比例,培养时间越短,DP的流失比例越高。不同施肥方 法流失径流泥沙中OP与SBP平均含量的大小顺序为:混施>穴施>条施>对照(不施 肥人坡度对初始产流阶段 SEP、TSP的含量具有较明显的影响,15”时 SEP与 TSP 含量的初始含量最低,而5”与25”时SEP与TSP的初始含量较高。翻耕条件下坡地 DP、SEP、TP的流失量均明显增加,增加幅度高达 10倍以上。 3 模拟降雨与野外天然降雨试验均表明,土圾养分与颗粒 沿坡面均表现为波 状变化特征。土壤有效磷(AP)与全磷①TP)的含量及其相对流失率馆降雨后含量 的降低占降雨前含量的百分数,简作RLR)在坡面均表现为波状变化特征,波动的 强度从坡顶向下逐渐减弱,波动频率则逐渐加快。RLR。尸随坡长b)的增加而增大, 表现为较显著的线性关系。RLRA,与RLRs。随培养时间(广)的延长而降低,其中RL凡。 与矿呈幂函数关系,而***。与矿贝呈线性关系:R工R,=4.9098厂“““, RLR。=刀二339t+0.4567。雨强对 AP、STP沿坡面分布的影响不明显。与压实土 壤相比,翻耕条件下AP含量在坡面的波动强度增大,STP含量明显升高;但翻耕对 坡面AP的平均含量、磷素的RLR值没有显著影响。粘粒含量沿坡面表现为明显的 波状增加趋势,土壤颗粒组成中以粉粒O刀5o刀02mm)与粘粒*0刀02mm)在坡面 的迁移最为明显,其中粉粒主要随径流向坡下移动并在坡下发生沉积,粘粒则主要随 径流直接流失。随着坡度与坡长的增加,粘粒的流失量逐渐增大。统计分析表明,侵 蚀坡地表层①6)土壤的AP与STP含章与土壤的粘粒含量、细粉粒级微团聚体 含量均具有显著的正相关关系,这表明土壤养分(磷素)主要是随细颗粒向坡下迁移 或流失。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:S153.61;S152.7

【引证文献】
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8 黄芳;金炳华;孙达;姜培坤;庄舜尧;曹志洪;;集约经营雷竹林序列的土壤磷素含量与组分[J];土壤学报;2011年02期
9 孟庆华;李根英;;山东省主要土类的有机磷及其与磷酸化酶和解磷微生物的相关性研究[J];土壤通报;2006年01期
10 孙达;黄芳;蔡荣荣;秦华;庄舜尧;张妙仙;曹志洪;;集约经营雷竹林土壤磷素的时空变化[J];浙江林学院学报;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨太新;刘树欣;李雁鸣;张立言;;应用~(32)P研究小麦对磷素的吸收利用规律初报[A];第一届全国青年作物栽培作物生理学术会文集[C];1993年
2 陈明;陈小荣;贺浩华;;东乡野生稻/协青早B回交重组自交系低磷耐性鉴定与机制初步研究[A];2009年中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2009年
3 易艳梅;黄为一;;产多糖溶磷细菌的筛选及对难溶性磷酸盐的活化特性[A];2006中国微生物学会第九次全国会员代表大会暨学术年会论文摘要集[C];2006年
4 曹志洪;;第十一章 土壤质量的退化、控制和修复[A];中国土壤科学的现状与展望[C];2005年
5 郭彦军;宋代军;沃丽娜;田茂春;杨游;;施用羊粪条件下人工草地土壤磷素变化规律[A];2009中国草原发展论坛论文集[C];2009年
6 李生秀;;我国土壤-植物营养研究的进展[A];中国土壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集(面向农业与环境的土壤科学综述篇)[C];2004年
7 赵学强;沈仁芳;;我国菜地土壤氮磷钾养分状况与均衡调控[A];江苏耕地质量建设论文集[C];2008年
8 蒋小留;;油菜施用氮磷钾肥用量指标研究[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
9 王辉;卢霞;姚帮松;潘景副;;丘岗地红壤氮磷随径流迁移特征室内初步模拟研究[A];现代节水高效农业与生态灌区建设(上)[C];2010年
10 王曰鑫;程刚;;腐植酸缓释磷肥的试验研究[A];第五届全国绿色环保肥料新技术、新产品交流会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 陈星;土壤磷素激活剂让棉花不缺磷[N];新疆科技报(汉);2008年
2 中化化肥农大研发中心、中国农业大学资源与环境学院、西北农林科技大学资源环境学院 曹宁;中国土壤肥力现状和磷肥合理需求分析[N];农资导报;2006年
3 西北农林科技大学资源与环境学院 李生秀;播麦偏晚 施磷增产[N];中华合作时报;2007年
4 西北农林科技大学资源与环境学院 李生秀;供磷水平决定肥效 科学施用关键是深施[N];农资导报;2006年
5 中化化肥农大研发中心、中国农业大学资源与环境学院、西北农林科技大学资源环境学院 曹宁;中国土壤肥力现状和磷肥合理需求分析[N];农资导报;2006年
6 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员 国际植物营养研究所中国项目主任 中国植物营养与肥料学会理事长 金继运;提高肥料利用率的技术对策[N];农资导报;2009年
7 ;看果叶识缺素症[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2006年
8 记者 谢宝刚王梅红 翟怡婷;NAM长效缓释肥落户中嘉化肥[N];农资导报;2008年
9 中国农科院资源区划所博士 刘国栋;育耐瘠薄种 向土壤要磷[N];农民日报;2001年
10 高祥照;加强磷素资源管理 提高磷肥利用率[N];中华合作时报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯晨;持续淋溶条件下有机酸对土壤磷素释放的影响及机理研究[D];沈阳农业大学;2012年
2 薛巧云;农艺措施和环境条件对土壤磷素转化和淋失的影响及其机理研究[D];浙江大学;2013年
3 肖广全;三峡库区土壤磷素界面迁移特征及其控制研究[D];西南大学;2010年
4 廖文华;河北省农田土壤磷素转化、平衡与产量效应[D];河北农业大学;2012年
5 向万胜;华中亚热带红壤与水稻土磷素的形态与转化过程[D];华中农业大学;2003年
6 朱晓晖;施用有机肥对土壤磷组分和农田磷流失的影响[D];中国农业科学院;2011年
7 胡斌;黄土高原旱作农田地膜覆盖下土壤磷素转化、有机质矿化及土壤生态化学计量学特征[D];兰州大学;2013年
8 刘丽;长期定位施肥对设施蔬菜栽培土壤磷素形态及释放特征的影响研究[D];沈阳农业大学;2009年
9 孔庆波;基于GIS我国农田土壤磷素管理及磷肥需求预测研究[D];中国农业科学院;2008年
10 林德喜;中国主要农业生态区长期施肥土壤磷素形态的研究[D];南京农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵阳;泉州市土壤磷素分布及磷流失风险分析[D];华侨大学;2011年
2 马莉莎;滇中湖群流域内土壤磷素空间分布特征及流失风险研究[D];云南大学;2013年
3 杨杰;通辽市污灌区土壤磷素的空间分布特征及迁移转化规律的研究[D];北京交通大学;2010年
4 赵智;宜宾市土壤磷素的空间变异特征及影响因素研究[D];四川农业大学;2011年
5 戚瑞生;长期施肥与轮作对农田土壤磷素吸持特性和磷素形态的影响[D];西北农林科技大学;2012年
6 刘双;北京野鸭湖湿地土壤磷的分布特征及其吸附特性研究[D];北京林业大学;2011年
7 郑杰;日光温室土壤磷素累积及迁移特性研究[D];西北农林科技大学;2011年
8 高秀美;蔬菜地土壤磷素累积特征及淋失风险研究[D];南京农业大学;2010年
9 郑莲琴;滇池流域典型区域不同土壤磷素解吸特征及磷素流失趋势研究[D];云南大学;2012年
10 李晋荣;肥料配施对采煤塌陷复垦土壤磷生物有效性影响的研究[D];山西农业大学;2013年
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