【摘 要】
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目前关于土壤-根系复合体的相关研究主要集中于对固土护坡、增加植物抗冲性及抗蚀性等方面的作用机制,而忽略了对耕作侵蚀的影响。为了探讨土壤-根系复合体是加强还是减弱耕作侵蚀的问题,本文以紫色土区坡地典型粮食作物(小麦)的土壤-根系复合体(条播地、窝播地)作为研究对象,素土(裸地)作为对照,采用磁性示踪、数字图像处理等方法,结合模拟耕作试验系统研究了土壤-根系复合体对耕作位移量与耕作侵蚀的影响机理,主要
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目前关于土壤-根系复合体的相关研究主要集中于对固土护坡、增加植物抗冲性及抗蚀性等方面的作用机制,而忽略了对耕作侵蚀的影响。为了探讨土壤-根系复合体是加强还是减弱耕作侵蚀的问题,本文以紫色土区坡地典型粮食作物(小麦)的土壤-根系复合体(条播地、窝播地)作为研究对象,素土(裸地)作为对照,采用磁性示踪、数字图像处理等方法,结合模拟耕作试验系统研究了土壤-根系复合体对耕作位移量与耕作侵蚀的影响机理,主要结果如下:1)土壤-根系复合体对耕作剥离体的形态特征影响显著。相比于素土,土壤-根系复合体6-8 cm和>8 cm粒径耕作剥离体的形状系数、棱角性AP和棱角性AC明显增加,而2-4 cm粒径相反;除<2 cm粒径外,土壤-根系复合体其余粒径的分形维数显著高于素土(P<0.05)。结果表明土壤-根系复合体导致2-4 cm粒径耕作剥离体接近标准圆且棱角圆润,但含量较高的6-8 cm、>8 cm粒径更加偏离标准圆,棱角更突出且表面更粗糙。2)土壤-根系复合体的结构稳定性及抗剪强度明显增强。条播地水稳性团聚体的平均质量直径(MWDwa)比裸地增加17.69%,窝播地与裸地之间无显著差异。但条播地和窝播地的平均几何直径(GMDwa)均显著高于裸地(P<0.05)。相比于裸地,条播地(窝播地)的粘聚力值增加65.98%(63.59%),但内摩擦角无明显变化。结果表明土壤-根系复合体中根系通过直接与间接作用促进大团聚体(>5 mm)的形成,进而明显增强土壤-根系复合体的结构稳定性。同时,土壤-根系复合体中根系的分泌物使得粘聚力显著增加,从而增强了复合体的抗剪强度。3)土壤-根系复合体有利于减少耕作位移量。模拟耕作试验表明,条播地和窝播地的土壤迁移率分别为33.89和37.44 kg/(m·tillage pass),均显著低于裸地(P<0.05),条播地和窝播地之间没有显著差异。裸地耕作侵蚀速率分别是条播地和窝播地的1.99倍和1.80倍。MWDwa、GMDwa及粘聚力与土壤迁移率之间均存在显著的负相关关系(P<0.05)。结果表明土壤-根系复合体通过改善土壤结构和抗剪强度以及耕作剥离体的形态特征,间接地影响了耕作过程中土壤运动的三个阶段(拖拽、分离、滚动和滑动),从而有效地减少了耕作位移量。
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