侵蚀退化黑土地力提升研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:z245713805
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东北黑土地是宝贵的土地资源,对保障我国粮食安全起到重要作用。但由于特殊的气候、土壤、地形和人为等因子,使得黑土地出现土壤侵蚀退化问题。为减缓黑土地土壤侵蚀退化,提高农田地力。本文通过室内模拟和田间观测相结合的方法,研究了土壤侵蚀与土地利用方式对水气传输特性的影响,并对导气率和相对气体扩散率的特征进行探讨。最后提出了向侵蚀退化农地中添加木本泥炭和膨润土来快速提升农田地力的方法。具体研究结果如下:(1)与未侵蚀农地相比,轻度、中度和重度侵蚀农地容重均有所增加,饱和导水率分别降低84.4%、53.7%和12.7%,导气率分别降低94.6%、64.4%和14.0%,相对气体扩散率分别降低91.3%、82.6%和4.3%。此外,松林地、沙棘林地和撂荒地饱和导水率、导气率、相对气体扩散率也均有所降低。土壤持水能力大小依次为未侵蚀农地>松林地>轻度侵蚀农地>中度侵蚀农地>撂荒地>沙棘林地>重度侵蚀农地。农地土壤持水能力随侵蚀程度的增加而降低,持水能力与容重和砂粒含量呈显著线性负相关关系。未侵蚀农地、沙棘林地和撂荒地土壤水气传输性能较好,种植大豆、栽植沙棘以及土地撂荒可以提高田间土壤水分入渗速率,减少地表径流,减缓土壤侵蚀。(2)不同土地利用方式与添加木本泥炭和膨润土处理土壤导气率和相对气体扩散率均随土壤含水量的增加而降低,并且在低含水量范围变化较快,高含水量范围变化较慢,最后趋于平缓。未侵蚀农地、松林地和撂荒地垂直和水平方向的土壤导气率和相对气体扩散率差异显著,表明导气率和相对气体扩散率存在各向异性。不同土地利用方式下测得的土壤导气率和相对气体扩散率与饱和导水率的对数存在显著线性相关关系,可以利用测得的土壤导气率和相对气体扩散率估算土壤饱和导水率。(3)室内模拟添加木本泥炭会增加土壤饱和导水率、导气率、相对气体扩散率、有机碳含量和盆栽玉米产量;添加膨润土或混合添加木本泥炭和膨润土都会使饱和导水率、导气率和相对气体扩散率有所降低,但有机碳含量和盆栽玉米产量有所增加。大田侵蚀退化农地中添加木本泥炭会使土壤饱和导水率、相对气体扩散率、有机碳含量和大豆产量分别增加75.0%、32.0%、36.1%和43.2%,而导气率有所降低;添加膨润土的处理土壤饱和导水率、导气率和相对气体扩散率均有所降低,但有机碳含量和大豆产量得到提高;混合添加木本泥炭和膨润土使土壤饱和导水率、相对气体扩散率、有机碳含量和大豆产量分别增加134.4%、28.0%、36.0%和26.3%。添加木本泥炭和膨润土都可提高土壤持水能力,添加膨润土的处理有机碳分解减慢。总之,木本泥炭和膨润土混合添加效果最好,可有效提高土壤通气透水性、持水能力、有机碳含量和作物产量,并有助于有机碳在土壤中累积,是快速改良退化黑土的一种可行措施。
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